工程力學習題冊

1、第一章 靜力學基礎一、是非判斷題1.1 在任何情況下，體內任意兩點距離保持不變的物體稱為剛體。 ( )1.2 物體在兩個力作用下平衡的必要與充分條件是這兩個力大小相等、方向相反，沿同一直線。 ( )1.3 加減平衡力系公理不但適用于剛體，而且也適用于變形體。 ( )1.4 力的可傳性只適用于剛體，不適用于變形體。 ( )1.5 兩點受力的構件都是二力桿。 ( )1.6 只要作用于剛體上的三個力匯交于一點，該剛體一定平衡。 ( )1.7 力的平行四邊形法則只適用于剛體。 ( )1.8 凡矢量都可以應用平行四邊形法則合成。 ( )1.9 只要物體平衡，都能應用加減平衡力系公理。 ( )1.10 凡

2、是平衡力系，它的作用效果都等于零。 ( )1.11 合力總是比分力大。 ( )1.12 只要兩個力大小相等，方向相同，則它們對物體的作用效果相同。 ( )1.13 若物體相對于地面保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，則物體處于平衡。 ( )1.14 當軟繩受兩個等值反向的壓力時，可以平衡。 ( )1.15 靜力學公理中，二力平衡公理和加減平衡力系公理適用于剛體。 ( )1.16 靜力學公理中，作用力與反作用力公理和力的平行四邊形公理適用于任何物體。( )1.17 凡是兩端用鉸鏈連接的直桿都是二力桿。 ( )題1.18圖FABCF11.18 如圖所示三鉸拱，受力F ，F1作用，其中F作用于鉸C的銷子上，

3、則AC、BC構件都不是二力構件。 ( )二、填空題2.1如圖所示，F1在x軸上的投影為 ；F1在y軸上的投影為 ；F2在x軸上的投影為 ；F2在y軸上的投影為 ；F3在x軸上的投影為 ；F3在y軸上的投影為 ；F4在x軸上的投影為 ；F4在y軸上的投影為 。軸上的投影為 。2.2將力F沿x, y 方向分解，已知F = 100 N, F 在x軸上的投影為86.6 N, 而沿x方向的分力的大小為115.47 N， 則F的y方向分量與x軸的夾角為 ，F在y軸上的投影為 。FyxO題2.2圖yxF1F4F2F3O題2.2圖2.3力對物體的作用效應一般分為 效應和 效應。2.4 對非自由體的運動所預加的

4、限制條件稱為 ；約束力的方向總是與約束所能阻止的物體的運動趨勢的方向 ；約束力由 力引起，且隨 力的改變而改變。2.5 平面問題的固定端約束，其約束反力的個數有 個，2.6 平面力偶的等效條件為 。三、選擇題3.1 如圖所示，求A、B和C處的約束反力時，力F不能沿其作用線滑動的情況應 為 圖。(a)FABFCBAFCBA(b)(c)題3.1圖3.2 凡是力偶 。A. 都不能用一個力來平衡；B. 都能用一個力來平衡；C. 有時能用一個力來平衡。3.3 剛體受三力作用而處于平衡狀態(tài)，則此三力的作用線 。 A. 必匯交于一點 B. 必互相平行 C. 必都為零 D. 必位于同一平面內3.4 如果力FR

5、是F1、F2二力的合力，用矢量方程表示為FR = F1 + F2，則三力大之間的關系為 。 A. 必有FR = F1 + F2 B. 不可能有FR = F1 + F2 C. 必有FR > F1，FR> F2 D. 可能有FR< F1，FR< F23.5 力偶對物體產生的運動效應為 。A. 只能使物體轉動； C. 既能使物體移動，又能使物體轉動； B. 只能使物體移動； D. 它與力對物體產生的運動效應有時相同，有時不同。 3.6 圖中畫出的五個力偶共面，試問在圖(b)、(c)、 (d)、(e)中，哪個圖所示的力偶與圖（a）所示的力偶等效 。 A. 圖 (b) ； B.

6、圖 (c) ； C. 圖 (d) ； D. 圖 (e) 。題3.6圖10N10N5（b）10N10N10N2（d）10N10N510N（a）10N105N5N（c）10N5N105N（e）10N 3.7 圖示三鉸拱架中，若將作用于構件AC上的力偶M搬移到構件BC上，則A、B、C各處的約束力 。 A. 都不變； B. 只有C處的不改變； C. 都改變； D. 只有C處的改變。題3.7圖 3.8 有五種情況，F的大小已知，方向如圖中所示，不計各部件的自重，試用三力平衡匯交定理確定支座A處約束反力的方向。(e)(d)FCBAFABCFFFABBBBDCDDAACC(a)(b)(c)題3.8圖四、計算

7、題4.1如圖所示中，分別給出各力作用點的坐標（單位：cm）及方向，各力的大小為F1=5kN，F2=10kN，F3=30kN，求各力對坐標原點O的矩。yF1A2(-5,3)45°OF2A1(3,4)xA3(0,-6)F34.2在正六面體上作用有大小均為100N的三個力F1、F2、F3，如圖所示，求各力對坐標軸的矩。Ozx500F1F2F3500500y五 、受力圖5.1 不計各部件的自重，試畫出各結構中指定構件的受力圖。(a)(b)(c)ABCFAqACFDCCABCCAABBDBFF15.2 畫出下列各物體的受力圖。下列各圖中所有接觸處均視為光滑面接觸。各物體的自重除圖中已標出的外，

8、其余均略去不計。BAP(a)ABF(c)P2ABP1(e)CAqFB(d)5.3 畫出下列各物體系中每個物體的受力圖。所有摩擦均不計，各物體的自重除圖中已畫出的外均不計。(1) 小球(2) 大球(3) 兩個球合在一起ABCDFEP(1) AB桿(2) CD桿(3)整體P2P1ACB(b)(a)APBCP1(1) AC桿(2) CB桿(3)整體FqABCDF1(1) AD段梁(2) CD段梁(3)整體(d)(c)P1(1) CD桿(2) AB桿(3) OA桿C(i)(1) 滑輪D(2) AB桿(3) CD桿(j)第二章 力系的簡化一、是非判斷題1.1 物體的重心一定在物體內。 ( )1.2 均質

9、物體的形心就是它的重心。 ( )1.2 重心坐標與坐標系的選取無關。 ( )二、填空題2.1平面一般力系向其平面內任一點簡化，如主矩恒等于零，則力系 。 2.2分布載荷的合力大小等于 ，合力作用線的位可用 來求，合力作用線通過 。2.3 平行力系的中心指的是 ；物體的重心指的是 ；物體的形心指的是 。三、計算題3.1 如圖所示，把作用在平板上的各力向點O簡化，已知F1=300kN，F2=200kN，F3=350kN，F4 =250kN，試求力系的主矢和對點O的主矩以及力系的最后合成結果。（圖中長度單位為cm。）F3F2F1F4251055154530O1Oxy3.2 求圖示型材截面形心的位置。

10、xy(a)3331724o33xy(b)2030o第三章 力系的平衡方程及其應用一、是非判斷題1.1 若由三個力偶組成的空間力偶系平衡，則三個力偶矩矢首尾相連必構成自行封閉的三角形。 ( )1.2 若平面平行力系平衡，可以列出三個獨立的平衡方程。 ( )1.3 平面任意力系的三個獨立平衡方程不能全部采用投影方程。 ( )1.4 圖示平面平衡系統(tǒng)中，若不計定滑輪和細繩的重量，且忽略摩擦，則可以說作用在輪上的矩為M的力偶與重物的重力F相平衡。 ( )MFF3F2F1CAB題1.5圖題1.4圖 1.5 如圖所示，剛體在A、B、C三點受F1、F2、F3三個力的作用，則該剛體必處于平衡狀態(tài)。 ( )1.

11、6 靜不定問題的主要特點是其未知量的個數多于系統(tǒng)獨立平衡方程的個數，所以未知量不能由平衡方程式全部求出。 ( )二、填空題2.1 平面內兩個力偶等效的條件是這兩個力偶的 ；平面力偶系平衡的充要條件是 。2.2 平面匯交力系平衡的幾何條件是 ；平衡的解析條件是 。2.3 平面一般力系平衡方程的二矩式是 ，應滿足的附加條件是 。2.4 平面一般力系平衡方程的三矩式是 ，應滿足的附加條件是 。25 如圖所示各結構，屬靜不定的結構是 。(d)(c)P(b)(a)三、計算題3.1鍛錘工作時，如工件給它的反作用力有偏心，則鍛錘C會發(fā)生偏斜，這將在導軌AB上產生很大的壓力，從而加速導軌的磨損并影響鍛件的精度

12、。已知打擊力F=100kN，偏心距e=20mm，鍛錘高度h=200mm試求鍛錘給導軌兩側的壓力。hBAeCFF3.2 高爐上料小車如圖所示，車和料共重P=240kN，重心在C點，已知a=100cm，b=140cm，e=100cm，d=140cm， =55º，求鋼索的拉力和軌道的支反力。CBAbaedP3.3 試求下列各梁的支座反力。(a)B2aMA3aF2F1F=20kN(b)0.8mC0.8m0.8m0.8mABDq=2kN/mM=8kN·maAC2aFM(d)BaABaaF2F1(c)30M2mA2m2m2mBCDq3.4 由AC和CD構成的組合粱通過鉸鏈C連接，它的支

13、承和受力如圖所示，已知均布載荷強度q=10kN/m，力偶矩M=40kN·m，不計梁重，求支座A、B、D的約束反力和鉸鏈C處所受的力。3.5 懸臂式吊車的結構簡圖如圖所示，由DE、AC二桿組成，A、B、C為鉸鏈連接。已知P1=5kN，P2=1kN，不計桿重，試求桿AC桿所受的力和B點的支反力。60BCAD2m2.5m1mP2P1E3.6 圖示構架中，物體重P=12kN，由細繩跨過滑輪E而水平系于墻上，尺寸如圖。不計桿和滑輪的重量，求支承A和B處的約束反力以及桿BC的內力。QPWrEADHBO3.7 圖示結構中，已知：均質桿AB重P=100N，力Q=200N，圓柱重W=200N，拉住圓柱

14、體中心C的繩AO長2r,AB=5r，接觸處均為光滑。若繩只能承受T=1000N的拉力，試問繩子是否會被拉斷？3.8 某傳動軸由A、B兩軸承支承。圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑d=17.3cm，壓力角 =20º，在法蘭盤上作用一力偶矩為M=1030N·m的力偶，如輪軸的自重和摩擦不計，求傳動軸勻速轉動時A、B兩軸承的約束反力。xyzFDABM22cm12.2cmE第四章 材料力學的基本假設和基本概念一、是非判斷題1.1 內力與桿件的強度是密切相關的。 ( )1.2 確定截面內力的截面法，適用于不論等截面或變截面、直桿或曲桿、基本變形或組合變形、橫截面或任意截面的普遍情況。 ( )1.3

15、 同一截面上正應力與切應力必相互垂直。 ( )1.4 同一截面上各點的正應力必定大小相等，方向相同。 ( ) 1.5 同一截面上各點的切應力必相互平行。 ( )1.6 應變分為正應變和切應變。 ( )1.7 應變?yōu)闊o量綱量。 ( )1.8 若物體各部分均無變形，則物體內各點的應變均為。 ( )1.9 若物體內各點的應變均為零，則物體無位移。 ( )二、填空題2.1所謂，是指材料或構件抵抗破壞的能力。所謂，是指構件抵抗變形的能力。2.2構件的承載能力包括 ， 和 三個方面。2.3根據材料的主要性能作如下三個基本假設 ， ， 。2.4認為固體在其整個幾何空間內無間隙地充滿了物質，這樣的假設稱為 。

16、根據這一假設構件的 、 和 就可以用坐標的連續(xù)函數來表示。2.5 圖示結構中，桿1發(fā)生 變形，桿2發(fā)生 變形，桿3發(fā)生 變形。333333333333333311111111111111112222222222222222FPPPPPPPPPPPPPP題2.5圖DDDDDDD題4.5圖DDDDDDDFPPPPPPPPPPPPPP111111111111111122222222222222223333333333333333題2.6圖DDDDDDD題4.6圖DDDDDDD2.6 圖示結構中，桿1發(fā)生 變形，桿2發(fā)生 變形，桿3發(fā)生 變形。2.7 圖(a)、(b)、(c)分別為構件內某點處取出的單

17、元體，變形后情況如虛線所示，則單元體(a)的切應變 ；單元體(b)的切應變 ；單元體(c)的切應變 。>>>>>>>>>>>>>>(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)題2.7圖DDDDDDD題4.9圖DDDDDDD第五章 軸向拉壓的應力與變形一、是非判斷題1.1

18、強度條件是針對桿的危險截面而建立的。 ( )1.2 位移是變形的量度。 ( )1.3 甲、乙兩桿幾何尺寸相同，軸向拉力相同 ，材料不同，則它們的應力和變形均相同。 ( )1.4 已知低碳鋼的p200MPa，E=200GPa，現測得試件上0.002，能用虎克定律計算：E=200×103×0.002=400MPa 。 ( )1.5 圖示三種情況下的軸力圖是不相同的。 ( ) 鋼FF木FF鋼FF題5.6圖1.6 桿件受軸向力F的作用，C、D、E為桿長AB的三個等分點。在桿件變形過程中，此三點的位移相等。 ( )ABCDFE題5.7圖1.7 對材料力學研究的構件，作用于其上的力可沿

19、力作用線任意滑動。 ( )拉壓桿內不存在切應力 ( ）1.8 由胡克定律可得，所以材料的彈性模量E與拉桿的軸力大小成正比，與桿長成正比，與橫截面面積成反比。 ( )1.9 若桿件的總變形為零，則桿內的應力必等于零。 （ ）二、填空題2.1 軸向拉伸與壓縮的受力特點是 ；變形特點是 。2.2 軸力正負符號規(guī)定的依據是 。2.3 受軸向拉壓的直桿，其最大正應力位于 截面，值為 ；最大切應力位于 截面，值為 。2.4 強度條件主要解決的三個方面問題是（1） ； （2） ；（3） 。2.5 軸向拉壓胡克定理的表示形式有 種，其應用條件是 。2.6 由于安全系數是一個_數，因此許用應力總是比極限應力要_

20、。軸向拉伸桿；正應力最大的截面 ；正應力最小的截面是 ；剪應力最大的截面是 ；剪應力最小的截面是 。三、選擇題3.1 構件的承載能力取決于_。A. 強度； B. 剛度； C. 穩(wěn)定性； D. 同時滿足A.B.C.3.2 在軸力不變的情況下，改變拉桿的長度，則 。A. 拉桿應力將發(fā)生變化； B. 拉桿絕對變形將發(fā)生變化；C. 拉桿縱向應變將發(fā)生變化； D. 拉桿橫向應變將發(fā)生變化。3.3 空心圓桿受軸向拉伸時，受力在彈性范圍內，外徑與壁厚的變形關系是 。 A. 外徑和壁厚都增大； B. 外徑和壁厚都減小；C. 外徑減小，壁厚增大； D. 外徑增大，壁厚減小。3.4 在相同軸力作用下的二拉桿，有_

21、。A. 粗桿強度一定大于細桿； B. 材料好的桿件強度、剛度都大；C. 短桿剛度一定大于長桿； D. 相同材料下，粗桿強度、剛度都大于細桿。3.5 公式 的應用條件是 。A. 應力在比例極限內； B. 外力合力作用線必須沿著桿的軸線； C. 桿件必須為矩形截面桿； D. 小變形。3.6 長度和橫截面面積均相同的兩桿，一為鋼桿，另一為鋁桿，在相同的軸向拉力作用下，兩桿的應力與變形有四種情況；正確的是 。A. 鋁桿的應力和鋼桿相同，變形大于鋼桿；B. 鋁桿的應力和鋼桿相同，變形小于鋼桿； C. 鋁桿的應力和變形均大于鋼桿；D. 鋁桿的應力和變形均小于鋼桿。3.1 彈性模量的特點是 。A. 因，因而

22、，當一定時，它隨應力的增大而提高；B. 材料的彈性常數，與應力的大小無關；C. 應力應變曲線開始直線段的斜率越大，彈性模量E越大；D. 試樣越粗，E越大。 四、計算題5.25 畫出下列各桿的軸力圖。2FF2FF3F2FFaaaqF=qaF=qa30kN80kN50kN題5.25圖Fa2a題5.26圖5.26 已知等截面直桿的橫截面面積A，長度 3a，材料的容重g和載荷F=10gAa，試繪出桿的軸力圖（考慮自重）。5.27 求圖示階梯狀直桿橫截面1-1、2-2和3-3上的軸力，并作軸力圖。如橫截面面積A1=200mm2，A2=300 mm2，A3=400 mm2，求各橫截面上的應力。aaa332

23、21120kN20kN10kN題5.27圖5.28 一根等直桿受力如圖所示。已知桿的橫截面面積A和材料的彈性模量E。試作軸力圖，并求端點D的位移。A2FD2Fll/3l/3BCF題5.28圖 5.29 一木柱受力如圖所示。柱的橫截面為邊長200mm的正方形，材料可認為符合胡克定律，其彈性模量E=100GPa。如不計柱的自重，試求下列各項：（1）作軸力圖；（2）各段柱橫截面上的應力；（3）各段柱的縱向線應變；（4）柱的總變形。1.5m3mACB100kN160kN圖1-10題5.29圖 5.30 簡易起重設備的計算簡圖如圖所示。已知斜桿AB用兩根不等邊角鋼63×40×4組成。

24、如鋼的許用應力=170MPa，問這個起重設備在提起重量為W=15kN的重物時，斜桿AB是否滿足強度條件？30°CABFW題5.30圖 題5.31圖nmFF5.31 拉桿沿斜截面m-n由兩部分膠合而成。設在膠合面上許用拉應力=100MPa，許用切應力=50MPa。并設膠合面的強度控制桿件的拉力。試問：為使桿件承受最大拉力F，角的值應為多少？若桿件橫截面面積為4cm2，并規(guī)定60°，試確定許可載荷F。 5.32一結構受力如圖所示，桿件AB、AD均由兩根等邊角鋼組成。已知材料的許用應力=170MPa，試選擇AB、AD桿的截面型號。BC30°AD2m300kN/m圖1-1

25、8題5.32圖 5.33 如圖所示，剛性桿AB的左端較支，兩鋼桿CD和EF長度相等、橫截面面積相同。如已知F=50kN，兩根鋼桿的橫截面面積A=1000mm2，求這兩桿的軸力和應力。aaaADFCE12BF圖1-23題5.33第六章 材料拉伸和壓縮時的力學性能一、是非判斷題6.1 低碳鋼的拉伸應力-應變圖完整地描述了低碳鋼這種材料的力學性能。 （ ） 6.2 對于塑性材料和脆性材料，在確定許用應力時，有相同的考慮。 （ ）6.3 在確定安全因數時，只能考慮四個方面的因素。 （ ）seOabc題6.5圖6.4 一托架如圖所示，若AB桿的材料選用鑄鐵，BC桿選用低碳鋼，從材料力學性能的觀點看是合理

26、的。 （ ）FBCA題6.4圖二、填空題6.5 三根試件的尺寸相同，材料不同，其應力-應變曲線如圖所示。試問強度最高的材料是 ，剛度最大的材料是 ，塑性最好的材料是 。6.6 低碳鋼在拉伸過程中依次表現為 、 、 、 四個階段，其特征點分別是 。6.7 衡量材料的塑性性質的主要指標是 、 。6.8 延伸率（L1L）/L×100中L1 指的是 。6.9 塑性材料與脆性材料的判別標準是 。6.10 在拉伸試驗時，使用標距為5d和10d的試件，對 指標有影響。如果用標距為100d的試件，將產生 的結果。6.11 塑性材料的極限應力是 ；脆性材料的極限應力是 。題6.13圖seOD6.12

27、鋼桿受軸向拉力作用，橫截面上的正應力超過了材料的屈服極限，此時軸向線應變?yōu)?，現開始卸載，軸向拉力全部卸掉后，軸向殘余應變?yōu)?，則該鋼材的彈性模量 E= 。6.13 標出D點的彈性應變 e，塑性應變 p，材料的延伸率。6.14 標距為100mm的標準試件， 直徑為10mm，拉斷后測得伸長后的標距為123mm，頸縮處的最小直徑為6.4mm，則該材料的 ，_。6.15 p0.2是 確定的。6.16 鑄鐵壓縮是沿 截面破壞，由 應力引起的。三、選擇題6.17 鋼筋經過冷拉處理后，提高的是_。A. b B. p C. D. E6.18 比較低碳鋼拉伸和壓縮的兩種-曲線，可看出_。A. 彈性階段相同；

28、B. 彈性階段和屈服階段均相同；C. 屈服階段相同； D. 四個階段均相同。6.19 相應連線。A. 塑性材料的強度指標 B. s 脆性材料的強度指標 C. b 剛度指標 D. E 塑性指標6.20 當低碳鋼試件的實驗應力s時，試件將 。 A. 完全失去承載能力； B. 發(fā)生局部頸縮現象；C. 破斷； D. 產生很大的塑性變形。四、計算題6.21 一鋼試件，彈性模量 E=200GPa，比例極限p=200MPa，直徑d=10mm。當用放大倍數K=500的引伸儀在標距l(xiāng)0=100mm內測量伸長變形時，引伸儀的讀數為25mm。試求此時試件沿軸線方向的正應變、橫截面上的應力以及所受的拉力。第七章 剪切

29、一、是非判斷題7.1 連接件承受剪切時產生的應力與桿承受軸向拉伸時在斜截面上產生的切應力是相同的。 （ ）7.2 連接件產生的擠壓應力與一般的壓應力是不相同的。 （ ）二、填空題7.3 剪切與擠壓假定計算方法的根據是 。7.4 在應用假定計算方法對連接件進行剪切或擠壓的強度計算的關鍵是 。7.5 圖示銷釘連接中，2t2> t1，銷釘的切應力 ，銷釘的最大擠壓應力bs= 。7.6 螺栓受拉力F作用，尺寸如圖。若螺栓材料的拉伸許用應力為，許用切應力為，按拉伸與剪切等強度設計，螺栓桿直徑d與螺栓頭高度h的比值應取d/ h = 。t1dFFFdht2t2 題7.6圖題7.5圖7.7 木榫接頭尺寸

30、如圖示，受軸向拉力F作用。接頭的剪切面積A= ，切應力 ；擠壓面積Abs= ，擠壓應力bs= 。7.8 兩矩形截面木桿通過鋼連接器連接(如圖示)，在軸向力F作用下，木桿上下兩側的剪切面積A= ，切應力 ；擠壓面積Abs= ，擠壓應力bs= 。題7.7圖題7.8圖FFFFhhllbacbdd三、計算題7.9 試校核圖示連接銷釘的剪切強度。已知F = 500kN，銷釘直徑d =30mm，材料的許用切應力= 60MPa。若強度不夠，應改用多大直徑的銷釘？題7.9圖FF 7.10 圖示凸緣聯軸節(jié)傳遞的力偶矩為m =200N·m，凸緣之間由四只螺栓聯接，螺栓內徑d =10mm，對稱地分布在D0 = 80mm的圓周上。如螺栓的剪切許用應力= 60 MPa，試校核螺栓的剪切強度。題7.10圖mm 7.11 0.952MPa可傾式壓力機為防止過載采用了壓環(huán)式保險器如圖。當過載時，保險器先被剪斷，以保護其他主要零件。設環(huán)式保險器以剪切的形式破壞，且剪切面的高度=20 mm，材料為HT21-40，其剪切極限應力u=200 MPa，壓力機的最大許可壓力F = 630 kN。試確定保險器剪切部分的直徑D。題7.11圖F DdFh題7.12圖7.12 設計圖示拉桿的尺寸d、D和h。已知F=50kN，拉桿材料的許用應力分別為=120MPa，=100 MPa， bs=24