《工程力学》期末复习题.docx

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1、有用标准工程力学练习题静力学的根本概念和受力分析1. 刚体 是指在力的的作用下，大小和外形不变的物体。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 一样的两个力系。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，假设此两力大小相等、方向相反并同时作用在同始终线上,假设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会转变力对

2、刚体的作用效应。8、作用在刚体上的三个非平行力，假设刚体处于平衡时，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，全部物体均不计自重,且全部的接触面都是光滑的.16. 如下图，绳AB 悬挂一重为G 的球。试画出球C 的受力图。摩擦不计文档大全17 画出以下各图中物体 A，构件 AB，BC 或 ABC 的受力图，未标重力的物体的重量不计，全部接触处均为光滑接触。abcdefg18。

3、画出图中指定物体的受力图。全部摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。abef平面汇交力系1 以下说法中正确的选项是( 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、但凡受到两个力作用的刚体都是二力构件。C、理论力学中主要争论力对物体的外效应。D、力是滑移矢量，力沿其作用线滑移不会转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、。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，均可移动到刚体上任一点，但必需同时附加一个力偶。4 平面任意力系，向平面内任

5、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，假设刚体处于平衡时，其独立平衡方程为 A 。A、SFX=0； SM F0R=0 ； SFY=0。B、SFX=0； SFY=0。C、SFX=0； SM F0R=0 。D、SM F0R=0 ； SFY=0。其次篇 绪论1. 强度是指构件在外力作用下抵抗_破坏_的力量，刚度是指构件在外力作用下抵抗_变形_的力量，稳定性是指构件在外力作用下保持_平衡_的力量。2. 静力学争论的对象是刚体，刚体可以看成是由质点系组成的不变形固体。材料力学争论的对象是变形固体。3. 变形固

6、体四种根本变形，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 s s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 s 0.2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 d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=235MPa；（2） 强度极限b=400MPa。5. 拉压变形时其内力称为

7、轴力，常用 表示，假设用截面法计算出轴力为正，表示杆件受拉伸，假设轴力为负，则表示杆件受压缩。6. 在拉压试验中纵向应变e 与横向应变e /之比称为泊松比 ，是材料自身特性的反响，与材料的外形尺寸无关。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肯定是等值、( 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，沿同始终线作用8. 以下图中的受力杆件， D 是轴向拉压杆件。9. 图示受拉直杆，其中AB 段与BC 段内的轴力及应力关系为 A 。A.、

8、；N= Ns s BC ；B.、ABBCC. N= N、 s AB = s BC 。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、123B、231 C、312D、21311. 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

9、为和/2D、均为/213. 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、300MPaC、200MPa300MPa D、200MPa121214. 现有钢、铸铁两种棒材，其直径一样。从承载力量和经济效益两方面考虑，图示构造中的两杆的合理选材方案是 D PPA、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；、伸长率延长率。16. 塑性材料构件预

10、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”。 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，假设板与铆钉为同一材料，且jy2，为充分提高材料的利用率， 则铆钉的直径应为(D )。A、d=2tB、d=4tC、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，D2/4； C、Dh，D2/4；

11、B、dh，(D2-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、刚度条件进展校核计算。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。X7. 截面为实心圆，直径为，截面对圆心的极惯性矩IP 为 B 。p d 4p d 4p d 4p d 4A. 16B. 32C.64D.48. 一齿轮轴的输入功率为 P单位

12、KW，转速为 n(单位 r/min)，作用在该齿轮上的转矩 M(单位 Nm)为 A 。PPA、9550 n 。B、9.55 n 。PC、9550X10 3n 。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

13、受扭转力偶作用，横截面上的扭矩为Mn，以下四种横截面上沿径向的应力分布图中 A 是正确的 (D)(A)(B)(C)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；剪力使该截面的接近微段有_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 三种根本形式。3. 依据梁的支承状况，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 Q0B、M0 Q0C、M0 Q0D、M0 Q06. 图

14、示受横力弯曲的简支梁产生纯弯曲变形的梁段是( 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. ：G,a,b,l,画梁AB 内力图。9. 如下图简支梁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 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

15、,两三种状况下，支座 A 和 B 的约束反力。ab题 2-7 图=FFa ABM= -l(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)F= FABM= l cosa2 在题图所示构造中二曲杆自重不计，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F= F ”AB2M= 0,2 F ”a +F”3a = MA2B2B2MBF ”=4a F= F= F=2MABC4a3 在图示构造中，各构件的自重

16、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MlF= F=BC3、构件ADC 三力汇交F= 0, -XF- F22 AC” = 0F= -2MAl4 四连杆机构ABCD中的AB=0.1m, CD=0.22m,杆 AB 及 CD 上各作用一力偶。在图示位置平衡。 m =0.4kN.m,杆重不计，求A、D 两绞处的约束反力及力偶矩m 。12题 2-10 图AB杆： M = 0,F lsin 30 = MCD杆BABM = 0, F l1sin 75 = MB CD2解得：M2= 1.7kN

17、m5 试求图示各杆 1-1、2-2、3-3 截面上的轴力，并作轴力图。12340kN30kN20kN12314P23P123(a) (b)题 5-1 图T / kNm6 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。2kN m14kN m22kN m12(a)15kN m23kN m2kN 12m(b)7. 在变速箱中，低速轴的直径比高速轴的大，何故？M= 9549 P ,en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，轴的转速 n = 1000 rmin 转/分，电机输入的功率P = 20kW ，试求作用在轴上的外力偶矩

18、。PM= 9549 = 9549 20= 1909.8Nmen10009. 某传动轴，转速n = 300 rmin ，轮1 为主动轮，输入功率P1= 50kW ，轮2、轮3 与轮 4 为从动轮，输出功率分别为P2= 10kW ， P = P34= 20kW 。（1） 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；（2） 假设将轮 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。m2m1m3m44213800800800题 5-5 图PM= 9549 1 = 1591.5Nme1nPM= 9549 e 22= 318.3NmnPM= Me3e 4= 9549 3 = 636.6NmnTm

19、ax= 1273.2NmTmax” = 954.9Nm对调后，最大扭矩变小，故对轴受力有利。1 0. 设图示各梁上的载荷 P 、q 、m 和尺寸a 皆为，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 Qmax和 M 。max2PmPaP2PACa(a)BACaaDBaa(b)题 102mmqABa 2Ca 2ABCaa(c)(d)题 10ql 4l 2l 4(e)11. 图示的杆件，假设该杆的横截面面积 A50mm2 ，试计算杆内的最大拉应力与最大压应力。3kN2kN2kN3kN题 11 图F +N max= 3kN , F -N max= 2kNst max=3000= 60MP

20、a50 10-6sc max=2000 50 10-6= 40MPa12. 图示阶梯形圆截面杆，承受轴向载荷 P1= 50kN 与 P2作用， AB 与 BC 段的直径分别为 d= 20mm 与d12= 30mm ，如欲使 AB 与 BC 段横截面上的正应力一样，试求载荷P2之值。PP12ABC题 12 图s= sABBCPP + Pp 1= p12d 2d 24142P= 62.5kN213. 题 6-2 图所示圆截面 杆， 载荷 P1= 200kN ， P2= 100kN ， AB 段的直径d= 40mm ，如欲使 AB 与 BC 段横截面上的正应力一样，试求BC 段的直径。1s= sAB

21、BCPP + Pp 1= p12d 2d 24142d= 48.99mm214. 图示简支梁，求跨中截面a 、b 、c 三点正应力。20kN2m2mab c026009题 13 图M = 20kNm, Izs= 0a= 1 0.06 0.093 = 3.645 10-6 m412s= 20000 0.02b3.645 10-6= 109.7MPa(拉)s= 20000 0.045c3.645 10-6= 246.9MPa(拉)15. 求图示T 形铸铁梁的最大拉应力和最大压应力。q = 60 kNm84中性轴241题 6-12 图I =2.5910-5m4AB1mC2mz1. 作梁的弯曲图2.

22、截面关于中性轴不对称，危急截面为最大正负弯矩两处最大正弯矩处1s= 16.875 103 142 10-3 = 92.5MPaT2.59 10-51s= 16.875 103 48 10-3 = 31.3MPaC2.59 10-5 30 103 48 10-3最大负弯矩处：s 2 = 55.6MPaT2.59 10-52s= 30 103 142 10-3 = 164.5MPaC2.59 10-5综合得：ssT max C max= 92.5MPa= 164.5MPa15. 单元体各面应力单位MPa如下图，试用解析法求解指定斜截面上的正应力和切应力。304020(a)题 15 图as= -40

23、,sxy= 0,t= 20,a = 60xs= s x +s ya2s-s+ s x -s y2cos 2a -txsin 2a = -27.32MPat=xa2y sin 2a +txcos 2a = -27.32MPa16. 应力状态如下图，应力单位为MPa。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。2050(a)25(b)(a)sx= 50,sy= 0,t(s-sx2y )2 +t2xx= 20题 16 图smax= s x +s y +2= 57MPasmin= s x +s y -2= -7MPatana0(b)= -

24、sxt x,a(s-sx2y )2 +t2x-s0min= -19.3s= 0,sxys= 0,tx+s= 25smax=xy +2= 25MPasmin= s x +s y -2(s-sx2y )2 +t2x= -25MPa(sx-s2y )2 +t2xtana0= - sxtx-s,a0min= -4517 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； 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。Ap6p6CFB2m题 17 图以节点为争论对象，列平衡方程： F = 0,-Fcos3

25、0 - Fcos30 = 0xF= 0, FyACsin 30 -FACBCsin 30 - F = 0BC解得：FAC= -F= FBCFAC杆强度条件： AC s ,其中SSAC为杆AC的截面积，查表得：SACAC= 2 15.692cm2FBC杆强度条件： BCSBC为杆BC的截面积，查表得： S s,其中SBCAC= 35.578cm2解得：F = FACF = FBC 502kN 355.8kN综合得：F 355.8kN18 图示传动轴，主动轮 B 输入功率P =368kW，从动轮A，C 输出的功率分别为P =147kW, P =221kW，123轴的转速n=500r/min，材料的

26、G=80GPa，许用切应力t =70MPa，试设计轴的直径。P1P2P3ABCp368题 18 图m= 9549 2 = 9549 = 7028Nm2n500m= 9549 p3 = 9549 221 = 4220.66Nm3n500316Tps 轴的最大扭矩为 7028Nm由轴的强度条件： T1 t d = 67.5mmpd 31619 一矩形拱面的简支木梁，梁上作用有均布荷载，：l =4m，b=140mm，h=210mm，q=2kN/m， 弯曲时木木材的许用正应力s =10MPa，试校核该梁的强度。ABlq h b简支梁的最大弯矩在中点处题 19 图11M=ql2 = 2 42 = 4kN

27、m,max88l梁的最大正应力：smax=maxMW=4000= 3.89MPa s = 10MPa1 0.14 0.2126所以，强度满足20 图示简支梁上作用两个集中力，：l =6m，F =15kN，F =21kN，假设梁承受热轧一般工字12钢，钢的许用应力s =170MPa，试选择工字钢的型号。FFABlll333题 20 图作梁的弯矩图由强度条件：MW max= 2.235 10 -4 m 3 = 223.5cm 338000s 170 106查表后选用 20a 号工字钢21 己知变截面杆，1 段为 d =20mm 的圆形截面，2 段为 a =25mm 的正方形截面，3 段为 d =12mm123的圆形截面，各段长度如图示。假设此杆在轴向力 P 作用下在第 2 段上产生s= 30MPa 的应力，2E=210GPa，求此杆的总缩短量。123PP0.2m0.4m0.2m题 21 图P = s A = 30 252 = 18.75kN22FlFlFlDl =N1 1 +N 2 2 +N 3 3EAEAEA123187500.20.40.2=+210 109 p 0.0220.0252p 0.0122 44= 0.272mm (缩短