工程的力學復習的題目及參考問題詳解97087

1、實用標準文案2011年課程考試復習題及參考答案工程力學一、填空題：1. 受力后幾何形狀和尺寸均保持不變的物體稱為剛體。2. 構(gòu)件抵抗 破壞的能力稱為強度。3. 圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上各點的切應力與其到圓心的距離成正比。4. 梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為二次拋物線。5. 偏心壓縮為軸向壓縮與彎曲的組合變形。6. 柔索的約束反力沿柔索軸線離開物體。7. 構(gòu)件保持 原有平衡狀態(tài)的能力稱為穩(wěn)定性。8. 力對軸之矢情況下為零。9. 梁的中性層與橫截面的交線稱為中性軸。10. 圖所示點的應力狀態(tài)，其最大切應力是100MPa。llOOMPa100 MPa11. 物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應分別是變形

2、效應（內(nèi)效應）與運動效應（外效應）12. 外力解除后可消失的變形，稱為彈性變形。13. 力偶對任意點之矩都相等。14. 階梯桿受力如圖所示，設 AB和BC段的橫截面面積分別為2A和代彈性模量為E,則桿中最大正應力為 5F/2A。15. 梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有突變。16. 光滑接觸面約束的約束力沿接觸面的公法線指向物體。17. 外力解除后不能消失的變形，稱為塑性變形。18. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三個矩心不共線的條件時，才能成為力系平衡的充要條件。19. 圖所示，梁最大拉應力的位置在_C點處。20. 圖所示點的應力狀態(tài)，已知材料的許用正應力d ，其第三強度理論的強度

3、條件是2 t x wLJ。21. 物體相對于地球處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，稱為平衡 。22. 在截面突變的位置存在應力集中現(xiàn)象。23. 梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該位置有突變。24. 圖所示點的應力狀態(tài)，已知材料的許用正應力d ，其第三強度理論的強度條件是精彩文檔25臨界應力的歐拉公式只適用于大柔度（細長）桿。26. 只受兩個力作用而處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱為二力構(gòu)件。27. 作用力與反作用力的關(guān)系是等值、反向、共線。28. 平面任意力系向一點簡化的結(jié)果的三種情形是力、力偶、平衡。29. 階梯桿受力如圖所示，設 AB和BC段的橫截面面積分別為 2A和A彈性模量為 E,則截面C的位移為7

4、FA/2EA。Tabc30. 若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為斜直線。二、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=10kN - m,求A、B、C處的約束力。nmACBL Itn I lm_. Im _r Im ir*1I*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=60125000mm, yC=157.5mm,材料許用壓應力dc=160MPa，許用拉應力dt=40MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應力強度條件校 核梁的強度。3. 傳動軸如圖所示。已知 Fr=2KN Ft=5KN M=1KN- m, l =600m

5、m 齒輪直徑 D=400mm 軸的d =1OOMPa。試求：力偶 M的大??；作 AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強度理論設計軸AB的直徑do4.圖示外伸梁由鑄鐵制成,c=120MPa，許用拉應力定梁截荷P。截面形狀如圖示。已知I z=4500cm4, yi=7.14cm , y2=12.86cm ,材料許用壓應力crct=35MPa, a=1m。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應力強度條件確1_! !_1r n5. 如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力F，水平力F2,實心軸AB的直徑d,長度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軸危險點的第三強度理論相當應力。6. 圖所

6、示結(jié)構(gòu)，載荷 P=50KkN AB桿的直徑d=40mm長度I =1000mm兩端鉸支。已知材料E=200GPa cp=200MPa c s=235MPa a=304MPa b=1.12MPa ,穩(wěn)定安全系數(shù) 加=2.0 , c =140MPa。試校核 AB桿是否 安全安全。7. 鑄鐵梁如圖5 ,單位為 mm已知lz=10180cm",材料許用壓應力cc=160MPa ,許用拉應力ct=40MPa , 試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應力強度條件確定梁截荷P。BP8. 圖所示直徑 d=100mm的圓軸受軸向力F=700kN與力偶 M=6kN m的作用。已知 M=200GPa 口 =0.

7、3 ,d =140MPa。試求：作圖示圓軸表面點的應力狀態(tài)圖。求圓軸表面點圖示方向的正應變。按第 四強度理論校核圓軸強度。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 d p=200MPa d s=235MPa a=304MPa b=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=3.0 , d =140MPa。試校核柱 BC是否安全。IJUUIIIII IL -1r匕E 可1110. 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處的約束力和FH桿的內(nèi)力。11. 圖所示圓截面

8、桿件 d=80mm長度l=1000mm承受軸向力 F=30kN,橫向力F2=1.2kN，外力偶 M=700N - m 的作用，材料的許用應力d =40MPa,試求：作桿件內(nèi)力圖。按第三強度理論校核桿的強度。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=20mm已知材料E=200GPa dp=200MPa ds=235MPa a=304MPa b=1.12MPa ,穩(wěn)定安全系數(shù) 加=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 z軸為截面形心軸，lz=1.73 X 10務用，q=15

9、kN/m。材料許用壓應力dc=160MPa,許用拉應力dt=80MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應力 強度條件校核梁的強度。片-400itimpi = l£3intn14. 圖所示平面直角剛架 ABC在水平面xz內(nèi)，AB段為直徑d=20mnm勺圓截面桿。在垂直平面內(nèi)Fi=0.4kN ,在水平面內(nèi)沿z軸方向F2=0.5kN，材料的d=140MPa。試求：作 AB段各基本變形的內(nèi)力圖。按第三 強度理論校核剛架 AB段強度。15. 圖所示由5根圓鋼組成正方形結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkN, l=1000mm桿的直徑 d=40mm聯(lián)結(jié)處均為鉸鏈。已知材料 E=200GPa d p=200M

10、Pa ds=235MPa a=304MPa b=1.12MPa ,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=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q、a及B,不計梁的自重，求 A B C三處的約束力。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。用第三強度理論導出此軸危險點相當應力的表達式。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 (T s=235MPa a=304MPa b=1.12MP

11、a。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3，試由CB桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載F。參考答案一、填空題:1.剛體 2. 破壞3. 正4.二次拋物線5.軸向壓縮與彎曲6.柔索軸線7.原有平衡狀態(tài)8.力與軸相交或平行9. 中性軸 10.100MPa1 11.變形效應（內(nèi)效應）與運動效應（外效應）12.彈性變形13.相等14.5F/2A 15.突變16.接觸面的公法線17.塑性變形18.不共線 19.C20.2T x w (T 22.平衡22.應力23. 突變 24.4.2 _二25.大柔度（細長）26.二力構(gòu)件27.等值、反向、共線28.力、力偶、平衡 29.7Fa/2 EA 30.斜直線二、計算題

12、：1.解：以CB為研究對象，建立平衡方程Mb(F)=O: 10 1 0.5-FC 2=07 Fy =0:Fb Fc -10 1=0解得：FB =7.5kNFC =2.5kN以AC為研究對象，建立平衡方程.二 Fy =0:FAy -Fc =0、Ma(F) =0:Ma 10-Fc 2 =0解得：FAy =2.5kNMA=-5kNm2.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖'、Mb(F) =0: 10 2 1-20 3 FD 4=0、Fy =0:Fb Fd -10 2-20=0解得：Fb =30kNFd =10kN+一OkNJOkN20kN梁的強度校核y2 =230-157.5 = 72.5mm

13、y-i =157.5mm拉應力強度校核B截面"-tmaxM By2Iz20 103 72.5 10；1260125000 10一=24.1MPa 十 tC截面-'tmaxM cyi10 103 157.5 10JIz1260125000 10-= 26.2MPa_G壓應力強度校核(經(jīng)分析最大壓應力在B截面)M Byi-cmaxI z冷鳥需爲10 一 =52.4MPa打60125000 10一所以梁的強度滿足要求3.解：以整個系統(tǒng)為為研究對象，建立平衡方程DMx(F) =0: FtM =02解得：M =1kN m求支座約束力，作內(nèi)力圖 由題可得：（3 分）二 FBy =1kNF

14、az = Fbz =2.5kNIkN-m由內(nèi)力圖可判斷危險截面在C處M 2 T2Wd -332 （M 2 M；） T2十32 （M2 M；） T2二= 5.1mm4.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖、Ma(F) =0: FDy 2-2P 1-P 3=0、Fy =0：FAy FDy -2P - P = 0解得:梁的強度校核拉應力強度校核c截面、tmax心 05Pa"十tIzIzD截面.P24.5kN"tmaxMd% Pa yi一一4zz.P_22.1kN壓應力強度校核（經(jīng)分析最大壓應力在D截面）一 cmaxm Dy2 Pa y2 .IL j cI zIzPE42.0kN所以

15、梁載荷P22.1kN實用標準文案5.解： 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力、切應力為M4F2 32.聘廠(F1)2十= W 二d2二 d3T _16F,a3Wp7：d6.解：以=j(4F2 丄32&F2a)2+(F1)二 d2二 d32)2 4(16F13a)2ndCD桿為研究對象，建立平衡方程10024精彩文檔' MC(F)=O:0.8 FAB 0.6-50 0.9 = 0解得:FAB =93.75kNAB桿柔度3才00i 40/42二 200 10920010699.3由于- 'p，所以壓桿AB屬于大柔度桿廣2 200 109 二 40

16、2 10 = 248.1kN工作安全因數(shù)“且=絕=2.65mFab93.75cr所以AB桿安全實用標準文案7.解：十梁的強度校核Yi = 96.4mm拉應力強度校核A截面y2 =250-96.4= 153.6mmC截面MaYi0.8P yiIz.P_52.8kNM c y2"-'tmax 'z0.6P y2Iz.P44.2kN壓應力強度校核（經(jīng)分析最大壓應力在A截面）M A y2cmaxIz0.卄牛Iz.P -132.6kN所以梁載荷P44.2kN8. 解：點在橫截面上正應力、切應力Fn4 700 1032二 0.1= 89.1MPa= 30.6MPa點的應力狀態(tài)圖如

17、下圖:T _16 6 1033WP二 0.1由應力狀態(tài)圖可知 d x=89.1MPa, d y=0, Tx=30.6MPacos2 ： - x sin 2：”-'x 匚 y 匚x _ ；y© 丹=a 22o =13.95MPa45°二 “o =75.15MPa45°精彩文檔1；45。(二 45。- "丁 45o )945 e-200 109強度校核由廣義胡克定律1(13.95-0.3 75.15) 10 -4.2975 10t 二 32 二,89.12 3 30.62 =103.7MPa _；所以圓軸強度滿足要求9. 解：以梁AD為研究對象，建立

18、平衡方程、Ma(F) =0:Fab 4 -20 5 2.5 = 0解得:FBC =62.5kNBC桿柔度T 1 4000 “c200i 80/4-p"200 6°l99.3200 106由于 - 'p，所以壓桿BC屬于大柔度桿X2010>X8010248.1kN2002工作安全因數(shù)fn =Fabcr48.3.97 nst62.5所以柱BC安全10. 解：以整個系統(tǒng)為研究對象，建立平衡方程' Fx =0:FEx-20=0' Fy =0:FAy FEy-60=0、Ma(F)=0:FEy 8 -20 3-60 6=0解得：Fex =20kNFEy =

19、52.5kNFa=7.5kN過桿FH FC BC作截面，取左半部分為研究對象，建立平衡方程12' Mc(F) =0:-Fay 4Fhf05解得:Fhf »12.5kN11. 解：3()k+0由內(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力、切應力為旦= 4 30 1j 32 1.2 1303 =29.84MPaWz二 0.082二 0.083TT =WP16 7003 =6.96MPa二 0.08Cra 24.229.842 4 6.96232.9MPa 訂二所以桿的強度滿足要求12. 解：以節(jié)點C為研究對象，由平衡條件可求BC桿柔度1 100020/4= 2

20、00i二2 200 109 200 106= 99.3由于 - 'p，所以壓桿BC屬于大柔度桿二蘭屮10 = 15.5kN-42002415.5F _nst-3.0解得：F <5.17kN13. 解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖' Ma(F)=O:FBy 3-15 4 2=0' Fy = 0 :FAy 亠 FBy -15 4=0解得：FAy =20kNFBy =40kN梁的強度校核 拉應力強度校核 D截面= 14.1MPa_；t40/3 103 183 10"1.73 108 10J2B截面= 17.3MPa 十 t7.5 103 400 10；1.73 108 1012壓應力強度校核（經(jīng)分析最大壓應力在D截面）'-tmax40/3 103 400 10"1.73 108 10J2= 30.8MPa 峯所以梁的強度滿足要求14. 解：48N m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力、切應力為326048n X0.023=97