海南大學(xué)理工學(xué)院2006級(jí)土木工程(本科)專業(yè)工程力學(xué)(I)試卷B(附)

1、海南大學(xué)工程力學(xué)（I）試卷 2006年1月海南大學(xué) 理工 學(xué)院2006土木工程（本科）專業(yè)工程力學(xué)（I）試題(B卷)考試說(shuō)明：本課程為閉卷考試，可攜帶 水筆、圓珠筆、鉛筆、直尺、橡皮和無(wú)編程功能的計(jì)算器 。得分 閱卷教師一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分，在括號(hào)內(nèi)填寫(xiě)所選答案前的字母）( ) 1. 平面匯交力系合力不為零，向平面內(nèi)匯交點(diǎn)以外一點(diǎn)簡(jiǎn)化，其結(jié)果：(A) 可能是一個(gè)力，也可能是一個(gè)力和一個(gè)力偶。(B) 只可能是一個(gè)力。(C) 只可能是一個(gè)力偶。(D) 只可能是一個(gè)力和一個(gè)力偶。( ) 2. 如圖所示平面桁架處于平衡，其中內(nèi)力為零的構(gòu)件的根數(shù)是：F3F1F4F2(A) 5根。(B) 6

2、根。(C) 7根。(D) 8根。( ) 3. 如圖所示，F(xiàn)1、F2（方向如圖，大小為正）分別作用于剛體上A、B兩點(diǎn)，且F1、F2與剛體上另一點(diǎn)C點(diǎn)共面，則下述說(shuō)法正確的是：F1F1F2ABC(A) 在A點(diǎn)加一個(gè)適當(dāng)?shù)牧梢允瓜到y(tǒng)平衡。(B) 在B點(diǎn)加一個(gè)適當(dāng)?shù)牧梢允瓜到y(tǒng)平衡。(C) 在C點(diǎn)加一個(gè)適當(dāng)?shù)牧梢允瓜到y(tǒng)平衡。(D) 在系統(tǒng)上加一個(gè)適當(dāng)?shù)牧ε伎梢允瓜到y(tǒng)平衡。( ) 4. 關(guān)于低碳鋼的力學(xué)性能，下述說(shuō)法中正確的是：(A) 低碳鋼在拉伸試驗(yàn)中，其變形可分為彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和局部變形階段。(B) 在屈服階段，應(yīng)力波動(dòng)不大，通常將上屈服強(qiáng)度稱為材料的屈服極限。(C) 在強(qiáng)化階段，

3、通過(guò)冷作硬化可以提高材料的比例極限和塑性變形能力。(D) 低碳鋼屬于塑性材料，所以只可能發(fā)生塑性屈服破壞。( ) 5. 材料力學(xué)中，彈性模量E與橫截面對(duì)中性軸的慣性矩Iz的乘積EIz表示桿件的：(A) 拉伸（壓縮）剛度。 (B) 扭轉(zhuǎn)剛度。(C) 彎曲剛度。 (D) 彎曲截面系數(shù)。二、得分 閱卷教師填空題（每空3分，共24分）xyO2a2a2aD1在直徑D8a的圓截面中，開(kāi)了一個(gè)2a4a的矩形孔，如圖所示。在圖示坐標(biāo)系中，其形心的坐標(biāo)：yc 。形心主慣性矩：Ixc 。2如圖所示，右端固定的階梯形圓截面桿ABC，同時(shí)承受軸向荷載F1與F2作用，已知F120 kN，F(xiàn)250 kN，AB段直徑d12

4、0 mm，BC段直徑d230 mm。則桿內(nèi)最大的軸力（絕對(duì)值）發(fā)生在 段，其大小為 ；桿內(nèi)橫截面上最大的正應(yīng)力發(fā)生在 段，其大小為 。F2F1F1F1ABC3如圖所示，等直圓截面桿AB的一端A固定，桿上承受一集度為m的均布力偶矩作用。則距B端為x的任意橫截面的扭矩為 ，橫截面B相對(duì)于A的扭轉(zhuǎn)角為 。mxlAB得分 閱卷教師三、計(jì)算題（共56分）1（12分）平面構(gòu)架由直桿AB、直角曲桿BCD和直桿DE鉸接而成，所受荷載和尺寸如圖所示。不計(jì)梁的重量及摩擦，試求支座A和E處的約束力。MqACBED2aaa2（15分）物塊A和B自由疊放在水平固定面上，如圖所示。物塊A的重量GA10 N，它與物塊B之間

5、的靜摩擦因數(shù)fA0.21，而動(dòng)摩擦因數(shù)0.20。物塊B的重量GB10 N，它與水平固定面之間的靜摩擦因數(shù)fB0.25，而動(dòng)摩擦因數(shù)0.24。今在物塊A上作用F8 N的力，30 。不計(jì)滑塊尺寸，試分別判斷兩物塊是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，并求各摩擦力。FAB3（9分）作圖示外伸梁的剪力圖和彎矩圖，并指出剪力和彎矩的極值。Me =10 kNmq=2kN/mACB4mF=2kND2m2m4（10分）T形截面鑄鐵懸臂梁，尺寸（單位：mm）及荷載如圖所示。材料的拉伸許用應(yīng)力 t = 40 MPa，壓縮許用應(yīng)力 c = 160 MPa，截面對(duì)形心軸zC的慣性矩IzC = 10180 cm4，h1 = 9.64 cm

6、，試?yán)谜龖?yīng)力強(qiáng)度條件計(jì)算該梁的許可荷載 F 。AF1400600BFBF12FCyCzC15025050h1h250CFBF15（10分）利用疊加原理求圖示等截面直梁中截面C的撓度和轉(zhuǎn)角。q、l、EI均為已知。ABCq附表：簡(jiǎn)單荷載作用下梁的撓度和轉(zhuǎn)角ABl懸臂梁xyBwB梁的簡(jiǎn)圖端截面轉(zhuǎn)角端截面撓度lMelFlFalql海南大學(xué) 理工 學(xué)院2006土木工程（本科）專業(yè)工程力學(xué)（I）試題(B卷)（答案）考試說(shuō)明：本課程為閉卷考試，可攜帶 水筆、圓珠筆、鉛筆、直尺、橡皮和無(wú)編程功能的計(jì)算器 。得分 閱卷教師一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分，在括號(hào)內(nèi)填寫(xiě)所選答案前的字母）( A ) 1.平面匯

7、交力系合力不為零，向平面內(nèi)匯交點(diǎn)以外一點(diǎn)簡(jiǎn)化，其結(jié)果：(E) 可能是一個(gè)力，也可能是一個(gè)力和一個(gè)力偶。(F) 只可能是一個(gè)力。(G) 只可能是一個(gè)力偶。(H) 只可能是一個(gè)力和一個(gè)力偶。( C ) 2. 如圖所示平面桁架處于平衡，其中內(nèi)力為零的構(gòu)件的根數(shù)是：F3F1F4F2(A) 5根。(B) 6根。(C) 7根。(D) 8根。( A ) 3. 如圖所示，F(xiàn)1、F2（方向如圖，大小為正）分別作用于剛體上A、B兩點(diǎn)，且F1、F2與剛體上另一點(diǎn)C點(diǎn)共面，則下述說(shuō)法正確的是：F1F1F2ABC(E) 在A點(diǎn)加一個(gè)適當(dāng)?shù)牧梢允瓜到y(tǒng)平衡。(F) 在B點(diǎn)加一個(gè)適當(dāng)?shù)牧梢允瓜到y(tǒng)平衡。(G) 在C點(diǎn)加一個(gè)

8、適當(dāng)?shù)牧梢允瓜到y(tǒng)平衡。(H) 在系統(tǒng)上加一個(gè)適當(dāng)?shù)牧ε伎梢允瓜到y(tǒng)平衡。 ( A ) 4. 關(guān)于低碳鋼的力學(xué)性能，下述說(shuō)法中正確的是：(E) 低碳鋼在拉伸試驗(yàn)中，其變形可分為彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和局部變形階段。(F) 在屈服階段，應(yīng)力波動(dòng)不大，通常將上屈服強(qiáng)度稱為材料的屈服極限。(G) 在強(qiáng)化階段，通過(guò)冷作硬化可以提高材料的比例極限和塑性變形能力。(H) 低碳鋼屬于塑性材料，所以只可能發(fā)生塑性屈服破壞。( C ) 5. 材料力學(xué)中，彈性模量E與橫截面對(duì)中性軸的慣性矩Iz的乘積EIz表示桿件的：(A) 拉伸（壓縮）剛度。 (B) 扭轉(zhuǎn)剛度。(C) 彎曲剛度。 (D) 彎曲截面系數(shù)。二、得

9、分 閱卷教師填空題（每空3分，共24分）xyO2a2a2aD1在直徑D8a的圓截面中，開(kāi)了一個(gè)2a4a的矩形孔，如圖所示。在圖示坐標(biāo)系中，其形心的坐標(biāo)：yc -0.189 a 。形心主慣性矩：Ixc 188.9 a4 。2如圖所示，右端固定的階梯形圓截面桿ABC，同時(shí)承受軸向荷載F1與F2作用，已知F120 kN，F(xiàn)250 kN，AB段直徑d120 mm，BC段直徑d230 mm。則桿內(nèi)最大的軸力（絕對(duì)值）發(fā)生在 BC 段，其大小為30 kN ；桿內(nèi)橫截面上最大的正應(yīng)力發(fā)生在 AB 段，其大小為 63.7 MPa 。F2F1F1F1ABC3如圖所示，等直圓截面桿AB的一端A固定，桿上承受一集度

10、為m的均布力偶矩作用。則距B端為x的任意橫截面的扭矩為 mx ，橫截面B相對(duì)于A的扭轉(zhuǎn)角為 。mxlAB得分 閱卷教師三、計(jì)算題（共56分）1（12分）平面構(gòu)架由直桿AB、直角曲桿BCD和直桿DE鉸接而成，所受荷載和尺寸如圖所示。不計(jì)梁的重量及摩擦，試求支座A和E處的約束力。MqACBED2aaa解：取BCD桿為研究對(duì)象，受力分析如圖(a)所示。 （1分）BCDFNDFNB圖(a)30BCD桿為二力桿： （1分）取ED桿為研究對(duì)象，受力分析如圖(b)所示。 （1分）， （1分）解得： （1分）MFNDFNE6060圖(b)DE取AB桿為研究對(duì)象，受力分析如圖(c)所示。 （1分），（1分）圖(

11、c)qABFNBFAyFAxMA60， （1分）， （1分）解得： （1分） （1分） （1分）2（15分）物塊A和B自由疊放在水平固定面上，如圖所示。物塊A的重量GA10 N，它與物塊B之間的靜摩擦因數(shù)fA0.21，而動(dòng)摩擦因數(shù)0.20。物塊B的重量GB10 N，它與水平固定面之間的靜摩擦因數(shù)fB0.25，而動(dòng)摩擦因數(shù)0.24。今在物塊A上作用F8 N的力，30 。不計(jì)滑塊尺寸，試分別判斷兩物塊是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，并求各摩擦力。FAB解：取物塊A為研究對(duì)象，受力分析如圖(a)所示。 （1分）FAGAFNAFA圖(a)， （1分）， （1分）解得： （1分） （1分）物塊A與B之間最大靜滑動(dòng)摩擦

12、力： （1分），物塊A相對(duì)于物塊B滑動(dòng)。 （1分）物塊A與B之間的動(dòng)滑動(dòng)摩擦力： （水平向左） （1分）取物塊B為研究對(duì)象，受力分析如圖(b)所示。 （1分）BFAFNBGBFNA圖(b)FBF1， （1分）， （1分）解得： （1分） （1分）物塊B與水平固定面之間最大靜滑動(dòng)摩擦力： （1分），物塊B處于靜止， （水平向左） （1分）3（9分）作圖示外伸梁的剪力圖和彎矩圖，并指出剪力和彎矩的極值。Me =10 kNmq=2kN/mACB4mFAFBF=2kND2m2m解：（1）求支反力：受力分析如圖所示。， （1分）， （1分）（2）剪力(FS)圖：3FS (kN)Ox_+52+（3分）（3

13、）彎矩(M)圖：M (kNm)Ox+_1.5m2.25446（4分）4（10分）T形截面鑄鐵懸臂梁，尺寸（單位：mm）及荷載如圖所示。材料的拉伸許用應(yīng)力 t = 40 MPa，壓縮許用應(yīng)力 c = 160 MPa，截面對(duì)形心軸zC的慣性矩IzC = 10180 cm4，h1 = 9.64 cm，試?yán)谜龖?yīng)力強(qiáng)度條件計(jì)算該梁的許可荷載 F 。AMAF1400600BFBF12FFACyCzC15025050h1h250CFBF1解：（1）求支反力：受力分析如圖所示。， （方向與假設(shè)相反） （1分）， （方向與假設(shè)相反） （1分）（2）作彎矩圖：MOx0.8 F_+0.6 F （1分）， （1分）（3）求 F 由強(qiáng)度條件： （1分）A截面：由拉伸強(qiáng)度要求得 （1分）由壓縮強(qiáng)度要求得 （1分）C截面：由拉伸強(qiáng)度要求得 （1分）由壓縮強(qiáng)度要求得 （1分）綜合上述結(jié)果，許可荷載 F = 44.2 k