2022年2022年工程力学复习题及参考答案 .pdf

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1、学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料2011 年课程考试复习题及参考答案工程力学一、填空题 ：1. 受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。2. 构件抵抗的能力称为强度。3. 圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。4. 梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。5. 偏心压缩为的组合变形。6. 柔索的约束反力沿离开物体。7. 构件保持的能力称为稳定性。8. 力对轴之矩在情况下为零。9. 梁的中性层与横截面的交线称为。10. 图所示点的应力状态，其最大切应力是。11. 物体在外力作用下产生两种效应分别是。12. 外力解除后可消失的变形，称为。13.

2、 力偶对任意点之矩都。14. 阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力为。15. 梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。16. 光滑接触面约束的约束力沿指向物体。17. 外力解除后不能消失的变形，称为。18. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。19. 图所示，梁最大拉应力的位置在点处。20. 图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力 ，其第三强度理论的强度条件是。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

3、- - - - - - 第 1 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料21. 物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为。22. 在截面突变的位置存在集中现象。23. 梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有。24. 图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力 ，其第三强度理论的强度条件是。25. 临界应力的欧拉公式只适用于杆。26. 只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。27. 作用力与反作用力的关系是。28. 平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。29. 阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截

4、面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则截面C的位移为。30. 若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为。二、计算题：1. 梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kNm ，求A、B、C处的约束力。2. 铸铁 T 梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知Iz=60125000mm4，yC=157.5mm ，材料许用压应力 c=160MPa，许用拉应力 t=40MPa。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件校核梁的强度。3. 传动轴如图所示。 已知 Fr=2KN ，Ft=5KN ，M=1KN m， l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的 =100

5、MPa 。试求：力偶M 的大小；作AB 轴各基本变形的内力图。用第三强度理论设计轴AB 的直径 d。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料4. 图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知Iz=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料许用压应力c=120MPa ，许用拉应力 t=35MPa ，a=1m。试求：画梁的剪力图、弯矩图。

6、按正应力强度条件确定梁截荷P。5. 如图 6 所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力 F2，实心轴AB 的直径 d，长度 l，拐臂的长度a。试求：作AB 轴各基本变形的内力图。计算AB 轴危险点的第三强度理论相当应力。6. 图所示结构， 载荷 P=50KkN ，AB 杆的直径 d=40mm，长度 l=1000mm，两端铰支。 已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa ，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=2.0， =140MPa 。试校核AB 杆是否安全。7. 铸铁梁如图5，单位为 mm，已知 Iz=10180cm4，材料许用压应力c=160MPa

7、 ，许用拉应力t=40MPa ，试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件确定梁截荷P。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料8. 第七大题，应力状态图所示直径 d=100mm 的圆轴受轴向力F=700kN 与力偶 M=6kN m 的作用。已知M=200GPa， =0.3， =140MPa 。试求：作图示圆轴表面点的应力状态图。求圆轴表面点图示方向

8、的正应变。按第四强度理论校核圆轴强度。9. 图所示结构中， q=20kN/m ， 柱的截面为圆形d=80mm， 材料为 Q235 钢。已知材料 E=200GPa， p=200MPa ，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=3.0， =140MPa。试校核柱BC 是否安全。10. 如图所示的平面桁架， 在铰链 H 处作用了一个20kN 的水平力，在铰链 D 处作用了一个60kN 的垂直力。求 A、E 处的约束力和FH 杆的内力。11. 图所示圆截面杆件d=80mm， 长度 l=1000mm， 承受轴向力F1=30kN ， 横向力 F2=1.2kN ， 外力偶

9、 M=700N m的作用，材料的许用应力 =40MPa ，试求：作杆件内力图。按第三强度理论校核杆的强度。12. 图所示三角桁架由Q235 钢制成，已知 AB、AC、BC 为 1m，杆直径均为d=20mm，已知材料 E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa ，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=3.0。试由BC 杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 16 页 - - - - - - - -

10、 - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料13. 槽形截面梁尺寸及受力图如图所示，AB=3m，BC=1m，z 轴为截面形心轴，Iz=1.73 108mm4，q=15kN/m 。材料许用压应力c=160MPa ，许用拉应力 t=80MPa 。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件校核梁的强度。14. 图所示平面直角刚架ABC 在水平面 xz 内， AB 段为直径 d=20mm 的圆截面杆。 在垂直平面内F1=0.4kN ，在水平面内沿z 轴方向 F2=0.5kN ，材料的 =140MPa 。试求：作AB 段各基本变形的内力图。按第三强度理论校核刚架AB 段强

11、度。15. 图所示由5 根圆钢组成正方形结构，载荷 P=50KkN ，l=1000mm，杆的直径d=40mm，联结处均为铰链。已知材料E=200GPa， p=200MPa ， s=235MPa ， a=304MPa， b=1.12MPa， 稳定安全系数nst=2.5， =140MPa 。试校核 1 杆是否安全。（15 分）16. 图所示为一连续梁，已知q、a 及 ，不计梁的自重，求A、B、C 三处的约束力。17. 图所示直径为d 的实心圆轴，受力如图示，试求：作轴各基本变形的内力图。用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

12、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料18. 如图所示， AB=800mm ，AC=600mm，BC=1000mm，杆件均为等直圆杆，直径d=20mm，材料为Q235钢。已知材料的弹性模量E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。压杆的稳定安全系数 nst=3，试由 CB 杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -

13、- - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料参考答案一、填空题：1. 刚体 2.破坏 3.正 4.二次抛物线 5.轴向压缩与弯曲 6.柔索轴线 7.原有平衡状态 8.力与轴相交或平行 9.中性轴 10.100MPa 11. 变形效应（内效应） 与运动效应 （外效应）12. 弹性变形 13.相等 14.5F/2A 15.突变 16.接触面的公法线 17.塑性变形18. 不共线 19.C 20.2x 22. 平衡

14、 22.应力 23.突变 24.224 25.大柔度（细长） 26.二力构件 27.等值、反向、共线 28.力、力偶、平衡 29.7Fa/2EA 30.斜直线二、计算题：1. 解：以 CB 为研究对象，建立平衡方程B( )0:MFC10 1 0.520F:0yFBC10 10FF解得：B7.5kNFC2.5kNF以 AC 为研究对象，建立平衡方程:0yFAC0yFFA( )0:MFAC1020MF解得：A2.5kNyFA5kN mM2. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图B( )0:MFD10 2 120 340F:0yFBD102200FF解得：B30kNFD10kNF名师资料总结 - -

15、-精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料梁的强度校核1157.5mmy2230157.572.5mmy拉应力强度校核B 截面33B2tmaxt1220 1072.5 1024.1MPa 60125000 10zM yIC 截面33C1tmaxt1210 10157.5 1026.2MPa 60125000 10zM yI压应力强度校核（经分析最大压应力在B 截面）33B1c

16、maxc1220 10157.5 1052.4MPa 60125000 10zM yI所以梁的强度满足要求3. 解：以整个系统为为研究对象，建立平衡方程( )0:xMFt02DFM解得：1kN mM（3 分）求支座约束力，作内力图由题可得：AB1kNyyFFAB2.5kNzzFF由内力图可判断危险截面在C 处22222r3332 () yzMMTMTWd222332 ()5.1mmyzMMTd名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 16 页 - - - - - -

17、 - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料4. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图A( )0:MFD22130yFPP:0yFAD20yyFFPP解得：A12yFPD52yFP梁的强度校核拉应力强度校核C截面C22tmaxt0.5zzM yPa yII24.5kNPD截面D11tmaxtzzM yPa yII22.1kNP压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面）D22cmaxczzM yPa yII42.0kNP所以梁载荷22.1kNP名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师

18、精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料5. 解： 由内力图可判断危险截面在A 处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为2221N22332 ()()4F aFlFFMAWdd13p16F aTWd2221222221r323332 ()()4164()4()F aFlFFaddd6. 解：以 CD 杆为研究对象，建立平衡方程C( )0:MFAB0.80.650 0.90F解得：AB93.75kNFAB 杆柔度1 100010040/ 4li229p6p200 1

19、099.3200 10E由于p，所以压杆AB 属于大柔度杆222926crcr22200 104010248.1kN41004EdFA工作安全因数crstAB248.12.6593.75FnnF所以 AB 杆安全名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料7. 解：梁的强度校核196.4mmy225096.4153.6mmy拉应力强度校核A 截面A11t

20、maxt0.8zzM yP yII52.8kNPC 截面C22tmaxt0.6zzM yP yII44.2kNP压应力强度校核（经分析最大压应力在A 截面）A22cmaxc0.8zzMyP yII132.6kNP所以梁载荷44.2kNP8. 解：点在横截面上正应力、切应力3N24 700 1089.1MPa0.1FA33P166 1030.6MPa0.1TW点的应力状态图如下图：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 16 页 - - - - - - - - -

21、 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料由应力状态图可知x=89.1MPa，y=0，x=30.6MPacos2sin222xyxyxo4513.95MPao4575.15MPa由广义胡克定律ooo6594545451113 950 3 7515104 2975 10200 10()(.).E强度校核2222r4389 13 306103 7MPa.所以圆轴强度满足要求9. 解：以梁AD 为研究对象，建立平衡方程A( )0:MFAB420 5 2.50F解得：BC62.5kNFBC 杆柔度1 400020080/ 4li229p6p200 1099.3200 10E

22、由于p，所以压杆BC 属于大柔度杆222926crcr22200 108010248.1kN42004EdFA工作安全因数crstAB248.13.9762.5FnnF所以柱 BC 安全10. 解：以整个系统为研究对象，建立平衡方程:0 xFE200 xF:0yFAE600yyFFA( )0:MFE820 360 60yF解得：E20kNxFE52.5kNyFA7.5kNyF名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学

23、习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料过杆 FH、FC、BC 作截面，取左半部分为研究对象，建立平衡方程C( )0:MFAHF12405yFF解得：HF12.5kNF11. 解：由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为33N234 30 1032 1.2 1029.84MPa0.080.08zzFMAW3p16 7006.96MPa0.08TW2222r3429.844 6.9632.9MPa 所以杆的强度满足要求12. 解：以节点C 为研究对象，由平衡条件可求BCFFBC 杆柔度1 100020020/ 4li229p6p200

24、1099.3200 10E由于p，所以压杆BC 属于大柔度杆222926crcr22200 10201015.5kN42004EdFAcrstAB15.53.0FnnFF解得：5.17kNF名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料13. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图A( )0:MFB3 15 420yF:0yFAB1540yyFF解得：A20k

25、NyFB40kNyF梁的强度校核拉应力强度校核D 截面33D1tmaxt81240/3 10183 1014.1MPa1.73 1010zM yIB 截面33B2tmaxt8127.5 10400 1017.3MPa1.73 1010zM yI压应力强度校核（经分析最大压应力在D 截面）33D2tmaxc81240/3 10400 1030.8MPa1.73 1010zM yI所以梁的强度满足要求14. 解：由内力图可判断危险截面在A 处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名

26、师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料22332604897.8MPa0.02MW3p16 6038.2MPa0.02TW2222r3497.84 38.2124.1MPa 所以刚架AB 段的强度满足要求15. 解：以节点为研究对象，由平衡条件可求1235.36kN2FP1 杆柔度1 100010040/ 4li229p6p200 1099.3200 10E由于p，所以压杆AB 属于大柔度杆222926crcr22200 104010248.1kN41004Ed

27、FA工作安全因数crst1248.1735.36FnnF所以 1 杆安全16. 解：以 BC 为研究对象，建立平衡方程B( )0:MFCcos02aFaq a0:xFBCsin0 xFFC( )0:MFB02yaqaFa解得：Btan2xqaFB2yqaFC2cosqaF以 AB 为研究对象，建立平衡方程0:xFAB0 xxFF:0yFAB0yyFF名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供学习

28、和参考,如有侵权，请联系网站删除学习资料A( )0:MFAB0yMFa解得：Atan2xqaFA2yqaF2A2qaM17. 解： 由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为2223N12332 (2)()4F lF lFFMAWdd3p16eMTWd222322221r323332 (2)()1644()4()eF lF lMFddd18. 解：以节点B 为研究对象，由平衡条件可求BC53FFBC 杆柔度1 100020020/ 4li229p6p200 1099.3200 10E由于p，所以压杆AB 属于大柔度杆222926crcr22200 10201015.5kN42004EdFAcrstBC15.535/ 3FnnFF解得：3.1kNF名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 16 页 - - - - - - - - -