《工程力学》期末复习题.doc

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1、工程力学练习题静力学的基本概念和受力分析1. 刚体 是指在力的的作用下，大小和形状不变的物体。2. 力使物体产生的两种效应是_内_效应和_ _外_效应。3、力是矢量，其三要要素是（ 大小 ）、方向及作用点的位置。4、等效力系是指（ 作用效果 ）相同的两个力系。5、非自由体必受空间物体的作用，空间物体对非自由体的作用称为约束。约束是力的作用，空间物体对非自由体的作用力称为（ 约束反力 ），而产生运动或运动的趋势的力称为主动力。6、作用在刚体上的二力，若此两力大小相等、方向相反并同时作用在同一直线上,若此刚体为杆件则称为而二力杆件。（）7、作用在刚体上的力，可以沿其作用线滑移到刚体上的任意位置而不

2、会改变力对刚体的作用效应。（）8、作用在刚体上的三个非平行力，若刚体处于平衡时，此三力必汇交。（）9、在静力学中，常把刚体的受力看成两类力，即主动力与约束力。（）10、在静力学中，平面力系中常见的约束有柔绳约束、光滑面约束、铰链约束及固定端约束等。（）11. 画出图中AB构件的受力图。13.画出图中AB杆件的受力图。15. 画出图中BC杆的受力图，所有物体均不计自重,且所有的接触面都是光滑的.16. 如图所示，绳AB悬挂一重为G的球。试画出球C的受力图。（摩擦不计）17 画出下列各图中物体A，构件AB，BC或ABC的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。（a） （b） （c

3、） （d）（e） （f） （g） 18。画出图中指定物体的受力图。所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。（a） （b） （e） （f） 平面汇交力系1 以下说法中正确的是( C ). A、物体在两个力作用下平衡的充分必要条件是这二力等值、反向、共线。 B、凡是受到两个力作用的刚体都是二力构件。 C、理论力学中主要研究力对物体的外效应。 D、力是滑移矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效应。力矩和平面力偶系1. 力矩、力偶矩是度量物体绕某点（矩心）（ 转动效应 ）的物理量。用力矩或力偶矩的大小来衡量，其大小等于力（或力偶）与力臂（或力偶臂）的乘积。2. 力偶在任意坐标轴上的投影的

4、合力为零。（）3. 平面内的任意力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各力偶矩的代数和。（）4、如图3所示不计自杆件重,三铰刚架上作用两个方向相反的力偶m1和m2，且力偶矩的值m1=m2=m(不为零)，则支座B的约束反力FB( A )。A、作用线沿A、B连线； B、等于零 ； C、作用线沿B、C连线； D、作用线沿过B的铅垂线。平面任意力系1. A、B两点的距离a=10cm，F=150kN，欲将F力从B点平移到A点，得到的力F=_150_ kN，附加力偶矩MA=_15_ kN.m。2. 平面一般力系向一点简化时得到的主矢、主矩与简化中心的选取有关的是_主矩_。3. 作用于刚体上的力，均可_移动

5、_到刚体上任一点，但必须同时附加一个_力偶_。4 平面任意力系，向平面内任意点简化，可得到一个作用在简化中心的( C )。A主矢； B主矩； C主矢和主矩； D；外力。5. 刚体受平面一般（任意力系）力系作用时，若刚体处于平衡时，其独立平衡方程为（ A ）。A、=0；（）=0 ；=0。 B、=0；=0。C、=0；（）=0 。 D、（）=0 ；=0。第二篇 绪论1. 强度是指构件在外力作用下抵抗_破坏_的能力，刚度是指构件在外力作用下抵抗_变形_的能力，稳定性是指构件在外力作用下保持_平衡_的能力。2. 静力学研究的对象是刚体，刚体可以看成是由质点系组成的不变形固体。材料力学研究的对象是变形固体

6、。（）3. 变形固体四种基本变形，即拉压变形、剪切与挤压变形、扭转变形及弯曲变形。（）轴向拉伸与压缩1. 塑性材料的屈服强度（屈服极限） 是取屈服变形阶段所对应的（ 屈服 ）点强度。脆性材料的名义屈服强度 是无塑性变形阶段的材料，取弹性变形阶段纵向应变 的0.2%所对应的强度。2. 断面伸缩率 不小于（ 5% ）称为塑性材料，而小于此数的称为脆性材料。3. 右图为三种不同材料的-曲线，各曲线分别用数字1、2、3表示，则三种材料中，强度最高的是_1_，刚度（在弹性阶段）最大的是_2_。4. 某材料的- 曲线如图，则材料的（1）屈服极限s=_235_MPa；（2）强度极限b=_400_MPa。5.

7、 拉压变形时其内力称为轴力，常用 表示，若用截面法计算出轴力为正，表示杆件受拉伸，若轴力为负，则表示杆件受压缩。（）6. 在拉压实验中纵向应变与横向应变之比称为泊松比 ，是材料自身特性的反应，与材料的形状尺寸无关。（）7. 塑性材料构件预拉后，其比例极限提高了，而塑性降低的现象称为“冷作硬化现象”。（）8. 等截面直杆在两个外力的作用下发生轴向压缩变形时，这对外力所具备的特点一定是等值、( C )。 A、反向、共线 B、反向，过截面形心 C、方向相对，作用线与杆轴线重合 D、方向相对，沿同一直线作用 8. 下列图中的受力杆件，（ D ）是轴向拉压杆件。9. 图示受拉直杆，其中AB段与BC段内的

8、轴力及应力关系为（ A ）。A. 、 ；B. 、 ； C. 、 。10. 图示阶梯形杆，CD段为铝，横截面面积为A；BC和DE段为钢，横截面面积均为2A。设1-1、2-2、3-3截面上的正应力分别为1、2、3，则其大小次序为( A )。 A、123 B、231 C、312 D、213 11. 轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面( A ) A、分别是横截面、450斜截面 B、都是横截面 C、分别是450斜截面、横截面 D、都是450斜截面 12. 设轴向拉伸杆横截面上的正应力为，则450斜截面上的正应力和剪应力( D )。 A、分别为/2和 B、均为 C、分别为和/2 D、均为/2

9、13. 一拉伸钢杆，弹性模量E200GPa，比例极限为200MPa，今测得其轴向应变0.0015，则横截面上的正应力( C ) A、E300MPa B、300MPa C、200MPa300MPa D、200MPa 14. 现有钢、铸铁两种棒材，其直径相同。从承载能力和经济效益两方面考虑，图示结构中的两杆的合理选材方案是（ D ）P 1 2 P 1 2 A、两杆均为钢； B、两杆均为铸铁；C、1杆为铸铁，2杆为钢；D、 1杆为钢，2杆为铸铁。15. 低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标中( B )得到提高：、强度极限； 、比例极限；、断面收缩率； 、伸长率（延伸率）。16. 塑性材料构件预拉后

10、，其比例极限提高了，而塑性降低的现象称为“冷作硬化现象”。（）剪切1. 当剪应力不超过材料的_比例极限_时，剪应力与 剪应变 成正比。这一结论称为剪切虎克定律。3. 杆件受剪切变形时，伴随着挤压变形。（）4. 在连接件上，剪切面和挤压面分别( B )于外力方向。 A、垂直、平行 B、平行、垂直 C、平行 D、垂直 5. 图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知jy2，为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径应为( D )。 A、d=2t B、d=4t C、d=4t/ D、d=8t/ 6。 插销穿过水平放置的平板上的圆孔，在其下端受有一拉力P该插销的剪切面面积和挤压面积分别等于（ B ） A、dh，

11、D2/4； B、dh，(D2-d2)/4；C、Dh，D2/4； D、Dh，(D2-d2)/4。扭转1. 材料在外力作用下产生扭曲变形时，应按强度条件、刚度条件进行校核计算。（）2. G*I 称为扭转变形的刚度，E*A称为拉压变形时的刚度。（）4. 一般在减速箱中，高速轴的直径较小，而低速轴的直径较大。（）5. 截面为空心圆，外圆直径为D，内孔直径为，截面对圆心的极惯性矩IP为（ C ）。A.； B.； C.； D.。6. 圆轴扭转时,横截面上既有正应力也有剪应力。（X）7. 截面为实心圆，直径为，截面对圆心的极惯性矩IP为（ B ）。A.B.C.D.8. 一齿轮轴的输入功率为P（单位KW），转

12、速为n(单位r/min)，作用在该齿轮上的转矩M(单位Nm)为（ A ）。A、9550。 B、9.55。C、9550X。 D、无法求解。9. 设空心圆轴的内径为d，外径为D，d/D，则其横截面的极惯性矩Ip和抗扭截面模量Wt的表达式为( C ) .A、Ip=1/64 D4(1-4), Wt =1/32 D3(1-3).B、Ip=1/32 D4(1-4), Wt =1/16 D3(1-3).C、Ip=1/32 D4(1-4), Wt =1/16 D3(1-4).D、Ip=1/32 (D4-d4), Wt =1/16 (D3-d3).10. 空心圆轴受扭转力偶作用，横截面上的扭矩为Mn，下列四种横

13、截面上沿径向的应力分布图中（ A ）是正确的(A)(B)(C)(D) 梁的内力1. 使梁弯曲成 上凹下凸 变形时，弯矩为正，反之为负；剪力使该截面的临近微段有_顺时针_转动趋势时，剪力取正号，反之取负号。2. 静定梁有 简支梁 、 外伸梁 和 悬臂梁 三种基本形式。3. 根据梁的支承情况，一般可把梁简化为简支梁、外伸梁和悬臂梁。（）4. 梁横截面上只有弯矩没有剪力的弯曲是（ A ）弯曲。 A、纯弯曲； B、剪切弯曲； C、剪切与弯曲的的组合； D、都不是。5. 图示简支梁中间截面上的内力( C ) A、M0 Q0 B、M0 Q0 C、M0 Q0 D、M0 Q06. 图示受横力弯曲的简支梁产生纯

14、弯曲变形的梁段是( D ) A、 AB段 B、BC段 C、CD段 D、不存在7。 梁在集中力偶作用截面处（ C ） A、M图无变化，Q图有突变； B、M图无变化，Q图有折角； C、M图有突变，Q无变化； D、 M图有突变，Q图有折角8. 已知：G,a,b,l,画梁AB内力图。 9. 如图所示简支梁AB ，画出剪力图与弯矩图。 弯曲应力1. 矩形截面梁剪切弯曲时，在横截面的中性轴处( B ) A、正应力最大，剪应力为零 B、正应力为零，剪应力最大 C、正应力和剪应力均最大 D、正应力和剪应力均为零计算题1 已知梁AB上作用一力偶，力偶矩为M，梁长为l，梁重不计。求在图a,b,两三种情况下，支座A

15、和B的约束反力。 （a） （b）题2-7图（a）(注意，这里，A与B处约束力为负，表示实际方向与假定方向相反，结果应与你的受力图一致，不同的受力图其结果的表现形式也不同)(b) 2 在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB上作用有主动力偶，其力偶矩为M，试求A和C点处的约束反力。 题2-8图作两曲杆的受力图，BC是二力杆，AB只受力偶作用，因此A、B构成一对力偶。即3 在图示结构中，各构件的自重略去不计，在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶，各尺寸如图。求支座A的约束反力。题2-9图1作受力图2、BC只受力偶作用，力偶只能与力偶平衡3、构件ADC三力汇交4 四连杆机构ABCD中的AB=0.1m,

16、 CD=0.22m,杆AB及CD上各作用一力偶。在图示位置平衡。已知m1=0.4kN.m,杆重不计，求A、D两绞处的约束反力及力偶矩m2。 题2-10图5试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力，并作轴力图。 题5-1图6试求图示各杆在1-1、2-2截面上的扭矩。并作出各杆的扭矩图。 7. 在变速箱中，低速轴的直径比高速轴的大，何故？变速箱中轴传递的扭矩与轴的转速呈反比，低速轴传递的扭矩大，故轴径大。8. 某传动轴，由电机带动，已知轴的转速（转/分），电机输入的功率，试求作用在轴上的外力偶矩。9. 某传动轴，转速，轮1为主动轮，输入功率，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为，。（1）

17、 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；（2） 若将轮1和轮3的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。题5-5图对调后，最大扭矩变小，故对轴受力有利。10. 设图示各梁上的载荷、和尺寸皆为已知，（1）列出梁的剪力方程和弯矩方程；（2）作剪力图和弯矩图；（3）判定和。 题10 题10 11. 图示的杆件，若该杆的横截面面积，试计算杆内的最大拉应力与最大压应力。题11图12. 图示阶梯形圆截面杆，承受轴向载荷与作用，与段的直径分别为与，如欲使与段横截面上的正应力相同，试求载荷之值。题12图13. 题6-2图所示圆截面杆，已知载荷，段的直径，如欲使与段横截面上的正应力相同，试求段的直径。1

18、4. 图示简支梁，求跨中截面、三点正应力。 题13图15. 求图示形铸铁梁的最大拉应力和最大压应力。题6-12图1.作梁的弯曲图2.截面关于中性轴不对称，危险截面为最大正负弯矩两处最大正弯矩处 最大负弯矩处：综合得：15. 单元体各面应力（单位）如图所示，试用解析法求解指定斜截面上的正应力和切应力。 题15图（a） 16. 已知应力状态如图所示，应力单位为。试用解析法和应力圆分别求：（1）主应力大小，主平面位置；（2）在单元体上绘出主平面位置和主应力方向；（3）最大切应力。 题16图(a)(b) 17三角架ABC由AC和BC二杆组成。杆AC由两根No.12b的槽钢组成，许用应力为=160MPa

19、；杆BC为一根No.22a的工字钢，许用应力为=100MPa。求荷载F的许可值F。 CF2mBA题17图 以节点为研究对象，列平衡方程：解得：18 图示传动轴，主动轮B输入功率P1=368kW，从动轮A，C输出的功率分别为P2=147kW, P3=221kW，轴的转速n=500r/min，材料的G=80GPa，许用切应力=70MPa，试设计轴的直径。ABCP1P2P3题18图轴的最大扭矩为7028NmlABbhq题19图19一矩形拱面的简支木梁，梁上作用有均布荷载，已知：=4m，b=140mm，h=210mm，q=2kN/m，弯曲时木木材的许用正应力=10MPa，试校核该梁的强度。简支梁的最大

20、弯矩在中点处所以，强度满足20图示简支梁上作用两个集中力，已知：=6m，F1=15kN，F2=21kN，如果梁采用热轧普通工字钢，钢的许用应力=170MPa，试选择工字钢的型号。题20图BF1F2A作梁的弯矩图由强度条件：查表后选用20a号工字钢21己知变截面杆，1段为d1=20mm的圆形截面，2段为a2=25mm的正方形截面，3段为d3=12mm的圆形截面，各段长度如图示。若此杆在轴向力P作用下在第2段上产生的应力，E=210GPa，求此杆的总缩短量。PP0.2m0.4m0.2m123题21图40 图 . . 字号 件件 矩弯 0 图 弯件字点在大的 度强核试 正许木弯/ ，0 0=，=载均

21、作梁支面拱 题 图 程方平究 图 题 。 许求 0用钢工 一 =应许钢 两 。二和 力应大；力主面出体在 ；主小主（：圆和解试力示所力 力应和上截定析用示图单面得处弯 处两弯大面危，不关曲的 力力最拉的铸 力应三截求支径径试相应上段与径的荷知杆截图 值值试同应的截使与分径段与载受杆形 力压与力的算试面的杆， 和判 图图作（；弯方梁出，已寸、荷各利有对小扭最 利利受对值变扭轴对 矩矩最并扭，别率，从轮轮轮，入主为速矩偶的用求功入电）速轴，动，大大大的轴，比速矩递轴故故轴高直低箱 图图杆并扭上 示 图轴，轴面 - 杆图0 矩力束的两求不,. =已衡示在一各 ,.0 0中 构连汇汇 平偶与力偶只力

22、力束约支图尺力的偶作 构计略的，中在偶对构 ，作只 力是力的 力力的 试为力，动用 ，重曲构结题)同不形果图的同一的应果向假方示表束处，注 （ ） 力反约座，种,求不，为 矩偶用 梁算为力和应最力剪正最应零力为力，最) 轴中面时切面截应图弯图画 梁示 图内 , ：折图变有、 无变图角有 无图 变图变 （截用集存、 、段 ) 段形曲产简的力图 、 0 0 ) 内面中支是都、合的弯剪曲切、 ；纯 曲） （是的矩有面横。悬和、简化可况情据根式式三 伸 简 梁号负反正剪势动时有临的该负反正，形 弯内 )( () 求 图 究图 支作， 弯 核 大= 0 ) 钢 =) /= )许- /两 )。 ( )-

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