(完整版)工程力學(xué)課程試題庫和參考答案

1、WORD格式整理工程力學(xué)課程試題庫及參考答案一、判斷題：1. 力對點之矩與矩心位置有關(guān)，而力偶矩則與矩心位置無關(guān)。2. 軸向拉壓時無論桿件產(chǎn)生多大的變形，正應(yīng)力與正應(yīng)變成正比。3. 純彎曲的梁，橫截面上只有剪力，沒有彎矩。4. 彎曲正應(yīng)力在橫截面上是均勻分布的。5. 集中力所在截面上，剪力圖在該位置有突變，且突變的大小等于該集中力。6. 構(gòu)件只要具有足夠的強(qiáng)度，就可以安全、可靠的工作。7. 施加載荷使低碳鋼試件超過屈服階段后再卸載，材料的比例極限將會提高。8. 在集中力偶所在截面上，剪力圖在該位置有突變。9. 小柔度桿應(yīng)按強(qiáng)度問題處理。10. 應(yīng)用平面任意力系的二矩式方程解平衡問題時，兩矩心位

2、置均可任意選擇，無任何限制。11. 純彎曲梁橫截面上任一點，既有正應(yīng)力也有剪應(yīng)力。12. 最大切應(yīng)力作用面上無正應(yīng)力。13. 平面平行力系有 3個獨立的平衡方程。14. 低碳鋼試件在拉斷時的應(yīng)力為其強(qiáng)度極限。15. 若在一段梁上作用著均布載荷，則該段梁的彎矩圖為傾斜直線。16. 僅靠靜力學(xué)平衡方程，無法求得靜不定問題中的全部未知量。17. 無論桿件產(chǎn)生多大的變形，胡克定律都成立。18. 在集中力所在截面上，彎矩圖將出現(xiàn)突變。二、單項選擇題：1. 圖1所示桿件受力，1-1、2-2、3-3截面上軸力分別是A.O, 4F，3F B.-4F，4F，3F圖1C.O, F， 0D.0， 4F， 3F2.圖

3、2所示板和鉚釘為同一材料,已知bs2。為充分提高材料利用率則鉚釘?shù)闹睆綉?yīng)該是A. d 2B. d 43. 光滑支承面對物體的約束力作用于接觸點，其方向沿接觸面的公法線A. 指向受力物體，為壓力B.指向受力物體，為拉力C.背離受力物體，為壓力D.背離受力物體，為拉力4. 一等直拉桿在兩端承受軸向拉力作用，若其一半為鋼，另一半為鋁，則兩段的A.應(yīng)力相同，變形相同B.應(yīng)力相同，變形不同C.應(yīng)力不同，變形相同5. 鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞是A.沿橫截面拉斷B.D.應(yīng)力不同，變形不同沿45螺旋面拉斷沿45螺旋面剪斷C.沿橫截面剪斷D.學(xué)習(xí)參考 資料分享6.圖2跨度為I的簡支梁，整個梁承受均布載荷q時，梁中點撓度

4、是Wc5q|4 ，圖示簡支梁跨中撓度384 EI44A.旦 B. 5ql768EI192EI1536EI384EI7. 塑性材料冷作硬化后，材料的力學(xué)性能變化的是A.比例極限提高，彈性模量降低B.比例極限提高，塑性降低D.比例極限不變，塑性不變沿45。斜截面拉斷沿45斜截面剪斷C.比例極限不變，彈性模量不變8. 鑄鐵試件軸向拉伸破壞是A.沿橫截面拉斷B.C.沿橫截面剪斷D.9. 各向同性假設(shè)認(rèn)為，材料沿各個方向具有相同的A.外力 B. 變形 C. 位移 D.力學(xué)性質(zhì)10. 材料不同的兩根受扭圓軸，其直徑和長度均相同，在扭矩相同的情況下，它們的最大切應(yīng)力 和相對扭轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系正確的是A. 最大

5、切應(yīng)力相等，相對扭轉(zhuǎn)角相等B. 最大切應(yīng)力相等，相對扭轉(zhuǎn)角不相等C. 最大切應(yīng)力不相等，相對扭轉(zhuǎn)角相等D. 最大切應(yīng)力不相等，相對扭轉(zhuǎn)角不相等11低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)破壞是A.沿橫截面拉斷B.沿45螺旋面拉斷C.沿橫截面剪斷D.沿45螺旋面剪斷12.整根承受均布載荷的簡支梁，在跨度中間處A.剪力最大，彎矩等于零B.剪力等于零，彎矩也等于零C.剪力等于零，彎矩為最大D.剪力最大，彎矩也最大 三、填空題：1. 圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上各點的切應(yīng)力與其到圓心的距離成 比。2. 梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為 。3. 偏心壓縮為的組合變形。4. 柔索的約束反力沿 離開物體。5. 構(gòu)件保持的能力稱為穩(wěn)定性

6、。6. 圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是 。innrPaIWIMFj7. 物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是。8. 階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的性模量為為E,則桿中最大正應(yīng)力9.梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有10. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三個矩心 充要條件。11. 圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在11o的條件時,才能成為力系平衡的點處。12.圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力(T ，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是13. 梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該位置有 。14. 圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力(T ，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是15臨界應(yīng)力的歐拉

7、公式只適用于 桿。16. 平面任意力系向一點簡化的結(jié)果的三種情形是 。E,則截面C的位移17. 階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A,彈性模量為為 。18. 若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 四、計算題：1.梁結(jié)構(gòu)尺寸、受力如圖所示，不計梁重，已知q=10kN/m，M=10kNm，求A、B、C處的約束力。fTTOACS(.tm1叫 |1. Im .r *r 12. 鑄鐵T梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示，C為截面形心。已知lz=60125000mm4, yc=157.5mm，材料許用壓應(yīng)力=160MPa，許用拉應(yīng)力a=40MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按

8、正應(yīng)力強(qiáng)度條 件校核梁的強(qiáng)度。3m3. 傳動軸如圖所示。 已知 Fr=2KN ,Ft=5KN , M=1KN m, l=600mm，齒輪直徑 D=400mm，軸的q|=1OOMPa。試求：力偶 M的大小；作 AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強(qiáng)度理論設(shè)計軸AB的直徑do4. 圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知lz=4500cm4, y1=7.14cm, y2=12.86cm，材料許用壓應(yīng)力怎=120MPa，許用拉應(yīng)力a=35MPa, a=1m。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條 件確定梁截荷PoA5. 如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力F1,水平力F2，實心軸AB的直徑d，長度

9、I，拐臂的長度a。試求：作AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。計算AB軸危險點的第三強(qiáng)度理論相當(dāng)應(yīng)力。6. 圖所示結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkN , AB桿的直徑d=40mm ,長度l=1000mm,兩端鉸支。已知材料E=200GPa, op=2OOMPa， e=235MPa , a=304MPa , b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù) nst=2.0, d=14OMPa。試校核 AB 桿 是否安全。7. 鑄鐵梁如圖5，單位為mm,已知lz=10180cm4，材料許用壓應(yīng)力cc=160MPa，許用拉應(yīng)力(t=40MPa , 試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件確定梁截荷P。F=700kN與力偶M=6kN

10、 - m的作用。已知8.圖所示直徑d=100mm的圓軸受軸向力M=200GPa,廳0.3,d=14OMPa。試求：作圖示圓軸表面點的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點圖示方向的正應(yīng)變。按第 四強(qiáng)度理論校核圓軸強(qiáng)度。9. 圖所示結(jié)構(gòu)中，q=20kN/m，柱的截面為圓形 d=80mm，材料為Q235鋼。已知材料E=200GPa, qp=200MPa ,cs=235MPa , a=304MPa , b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù) nst=3.0, (=140MPa。試校核柱 BC 是否安全。10. 如圖所示的平面桁架，在鉸鏈H處作用了一個 20kN的水平力，在鉸鏈 D處作用了一個60kN的垂直力。求A E處

11、的約束力和 FH桿的內(nèi)力。11. 圖所示圓截面桿件 d=80mm長度l=1000mn,承受軸向力Fi=30kN,橫向力F2=1.2kN，外力偶M=700N -m 的作用，材料的許用應(yīng)力d=40MPa,試求：作桿件內(nèi)力圖。按第三強(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)度。12. 圖所示三角桁架由Q235鋼制成，已知 AB AC BC為1m,桿直徑均為 d=20mn,已知材料 E=200GPad p=200MPa d s=235MPa a=304MPa b=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nst =3.0。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個三 角架所能承受的外載 F。13. 槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示,AB=3m, BC=1m

12、, z軸為截面形心軸，lz=1.73 X 10務(wù)用，q=15kN/m。材料許用壓應(yīng)力dc=160MPa，許用拉應(yīng)力dt=80MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng) 力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。14.圖所示平面直角剛架 ABC在水平面 在水平面內(nèi)沿 z軸方向F2=0.5kN , 第三強(qiáng)度理論校核剛架xz 內(nèi),材料的AB段為直徑d=20mnt勺圓截面桿。在垂直平面內(nèi)F1=0.4kN ,d =140MPa。試求：作 AB段各基本變形的內(nèi)力圖。按15.圖所示由5根圓鋼組成正方形結(jié)構(gòu)，載荷F=50KkN, |=1000mm桿的直徑 d=40mm聯(lián)結(jié)處均為鉸鏈。已知材料 E=200GPad p=200MP

13、a d s=235MPaa=304MPab=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nt=2.5, d =140MPa。試校核1桿是否安全。(15分)16.圖所示為一連續(xù)梁，已知gq、17.圖所示直徑為 d的實心圓軸，受力如圖示，試求：作軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強(qiáng)度理論導(dǎo) 出此軸危險點相當(dāng)應(yīng)力的表達(dá)式。18.如圖所示，AB=800mm A(=600mm BC=1000mm桿件均為等直圓桿，直徑d=20mm材料為 Q235鋼。已知材料的彈性模量 E=200GPa (T p=200MPa (Ts=235MPa a=304MPa b=1.12MPa。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù) nst=3，試由CB桿的穩(wěn)定性求這個

14、三角架所能承受的外載F。6.100MPa11.C、力偶、平衡參考答案2OkM、判斷題：1. V 2. X3.X 4. X5.V6.X 7.V8. X 9. V 10. X11. X 12. X13.X 14. X15.X16.V 17.X18. X二、單項選擇題:1.A 2.D 3.A4.B5.B 6.A7.B8.A9.D10.B11.C12.C三、填空題：1.正 2.二次拋物線3.軸向壓縮與彎曲4.柔索軸線5.原有平衡狀態(tài)7.變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運(yùn)動效應(yīng)（外效應(yīng)）8.5 F/2A 9. 突變 10. 不共線12.2 t xW13. 突變 14.24 2 15.大柔度（細(xì)長） 16. 力17.

15、7 Fa/2 EA 18. 斜直線四、計算題：1.解：以CB為研究對象，建立平衡方程Mb(F)0:10 1 0.5 Fc 2 0Fy 0:Fb Fc 10 10解得：Fb7.5kNFc 2.5kN以AC為研究對象，建立平衡方程Fy 0:FayFc0Ma(F) 0:Ma 10 Fc 20解得：Fay 2.5kNMa5kN m2.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Mb(F)0: 10 2 120 3Fd4 0Fy0:FbFd10 2200解得：Fb30kNFd10kNKILN梁的強(qiáng)度校核y1157.5mm y 230 157.5 72.5mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核B截面MBy220 103 72.5 10

16、 3tmaxIz60125000 1012241MPa tC截面Mcyitmax I z10 103157.5 10 360125000 1026.2MPa t壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B截面）cmaxM b yi3201033157.5 10 360125000 101252.4MPa c所以梁的強(qiáng)度滿足要求3.解：以整個系統(tǒng)為為研究對象，建立平衡方程Mx（F） 0:Ft D M 02解得：M 1kN m（ 3 分）求支座約束力，作內(nèi)力圖由題可得：FAy Fsy 1kNFaz Fbz 2.5kNIkNni由內(nèi)力圖可判斷危險截面在C處r3.M2 T2W32 (My Mz) T2d332

17、j(M： M；) T25.1mm4.解： 求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Ma(F) 0: FDy 2 2P 1 P 3 0Fy 0:FAy FDy 2P P 0解得:03P1+梁的強(qiáng)度校核 拉應(yīng)力強(qiáng)度校核 C截面M c y20.5Pa ytmaxIzIztD截面24.5kNM d yiPa yitmaxIzIzt22.1kN壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）cmaxMd2 Pa y2IzIzcP 42.0kN 由內(nèi)力圖可判斷危險截面在 A處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為M 4F232 ,(F2a) (FJ)16RaWpd3r3門 3/(F2a)2 (F1)d2d36.解：以

18、CD桿為研究對象，建立平衡方程Mc(F)0:0.8 Fab 0.650 0.9 0解得:Fab 93.75kNAB桿柔度皿10040/4ipp2E2 200 109200 10699.3由于所以壓桿AB屬于大柔度桿2 2A E dcr2 200 109100240 比 248.1kN4工作安全因數(shù)FcrnFab遜 2.6593.75nst所以AB桿安全7.解：梁的強(qiáng)度校核%96.4mmy 25096.4 153.6mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核A截面tmaxMa%0.8P yiIzIzt52.8kNC截面tmaxm c y20.6P yIzIzt44.2kN壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在A截面）Ma2

19、0.8P ycmaxIzIzcP 132.6kN所以梁載荷P 44.2kN8.解：點在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力FnA34 700 100.1289.1MPa16 6 1030.1330.6MPa(y=0, T=30.6MPa點的應(yīng)力狀態(tài)圖如圖30 6MF3由應(yīng)力狀態(tài)圖可知$=89.1MPa ,由廣義胡克定律-cos2x sin 213.95MPa45o75.15MPa45o45o )19200 10(13.95 0.3 75.15) 1064.2975 10強(qiáng)度校核r4389.12 3 30.62103.7MPa 9.所以圓軸強(qiáng)度滿足要求解：以梁AD為研究對象，建立平衡方程Ma(F) 0:Fab

20、 4 20 52.5 0解得:Fbc62.5kN10.BC桿柔度由于工作安全因數(shù)4 20080/4Epp所以壓桿cr A29200 10200 106BC屬于大柔度桿2e d2n旦竺13.97Fab62.5所以柱BC安全解：以整個系統(tǒng)為研究對象,Fx 0:Fy 0:Ma(F)0:解得:Fex 20kN過桿FH、FC、BC作截面,Mc(F)0:解得:FhF12.5kN99.32 200 1092002nst建立平衡方程FexF AyFEy20 0FEy608 20 352.5kN60 6F Ay取左半部分為研究對象,12FAy 4 FhF057.5kN248.1kN4建立平衡方程11. 解： 由

21、內(nèi)力圖可判斷危險截面在固定端處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為FnA33Mz 4 30 1032 1.2 1029.84MPaWz0.0820.083T167006.96MPaWp0.083r324 2.29.84 46.96232.9MPa 所以桿的強(qiáng)度滿足要求12.解：以節(jié)點C為研究對象，由平衡條件可求BC桿柔度由于解得：13.解：l 皿 20020/4iEpp所以壓桿200 106Fcrcr AFcrnF ABF 5.17kN求支座約束力,Ma(F)9200 1099.3BC屬于大柔度桿2e d215.5nst2 200 1092002遼他15.5kN3.0作剪力圖、彎矩圖0:F By3 15 4 2 0Fy 0:解得：FAy 20kNFAyFBy 15 4 0FBy 40kN梁的強(qiáng)度校核 拉應(yīng)力強(qiáng)度校核D截面M D yitmaxI z40/3 103183 10381.73 10121014.1MPa tB截面tmaxM By27.5 103400 10 381.73 10121017.3MPa t壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）M