工程力學(xué)》期末復(fù)習(xí)題(含答案)（精編版）

1、工程力學(xué)期末復(fù)習(xí)題1 選擇題：(1) 下面哪一選項是材料的剛度指標aa彈性模量e；b屈服極限 s；c強度極限b；d斷后伸長率 ( 延伸率 )。(2) 下面哪一選項是材料的塑性指標da彈性模量e；b屈服極限 s；c強度極限b；d斷后伸長率 ( 延伸率 )。(3) 在鑄鐵壓縮試驗中，破壞后的鑄鐵試樣斷口平滑呈韌性，與軸線近似成45°。破壞前，該斷口所在斜截面的應(yīng)力有何特點ca拉應(yīng)力最大；b拉應(yīng)力最??；c剪應(yīng)力最大；d剪應(yīng)力最小。(4) 在鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗中，鑄鐵斷口的形態(tài)是什么樣的da斷口平齊、與軸線垂直；b斷口平齊、與軸線近似成45°；c斷口呈螺旋面、與軸線垂直；d斷口呈螺旋面、

2、與軸線近似成45°。(5) 根據(jù)鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞斷口可以推斷，鑄鐵的扭轉(zhuǎn)破壞和什么因素有很大的關(guān)系？aa最大拉應(yīng)力；b最小拉應(yīng)力；c最大剪應(yīng)力；d最小剪應(yīng)力。(6) 電阻應(yīng)變片（簡稱電阻片或應(yīng)變片）應(yīng)用廣泛，它是利用什么原理實現(xiàn)電測的c a壓電；b 光的衍射；c 金屬絲的電阻隨機械變形而發(fā)生變化；d 當(dāng)軸向壓力達到某一臨界值時，壓桿失穩(wěn)。(7) 沖擊韌性的物理意義是a。a 試樣斷裂過程中斷面單位面積吸收的能量；b 試樣斷裂過程中斷面吸收的能量；c 試樣在沖擊過程中受到的最大沖擊力；d 試樣在沖擊過程中產(chǎn)生的最大變形。(8) 矩形截面梁在截面b 處沿鉛垂對稱軸和水平對稱軸方向上分別作用

3、有fp ，如圖所示。關(guān)于最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力發(fā)生在危險截面 a 的哪些點上，有 4 種答案，請判斷d 是正確的。a m ax 發(fā)生在 a 點， m ax 發(fā)生在 b 點； b m ax 發(fā)生在 c 點， m ax 發(fā)生在 d 點； c m ax 發(fā)生在 b 點， m ax 發(fā)生在 a 點； d m ax 發(fā)生在 d 點， m ax 發(fā)生在 b 點。(9) 構(gòu)件中危險點的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。構(gòu)件為鋼制：x =45mpa，y =135mpa，z =0，xy =0，許用應(yīng)力=160mpa。則下面關(guān)于構(gòu)件強度的說法中正確的是c。a選用第一強度理論，構(gòu)件滿足強度要求； b選用第一強度理論，構(gòu)件不滿足強度

4、要求； c選用第三強度理論，構(gòu)件滿足強度要求； d選用第三強度理論，構(gòu)件滿不足強度要求。(10) 構(gòu)件中危險點的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。構(gòu)件材料為鑄鐵：x =20mpa，y =-25mpa，z =40mpa，xy =0，許用應(yīng)力=30mpa。則下面關(guān)于構(gòu)件強度的說法中正確的是b。a 選用第一強度理論，構(gòu)件滿足強度要求；b 選用第一強度理論，構(gòu)件不滿足強度要求； c選用第三強度理論，構(gòu)件滿足強度要求； d選用第三強度理論，構(gòu)件滿不足強度要求。(11) 壓桿的臨界載荷是b。a 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的最小軸向壓力； b 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的最大軸向壓力； c 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形

5、的平均軸向壓力； d 使壓桿保持穩(wěn)定的曲線平衡構(gòu)形的最大軸向壓力。(12) 下面關(guān)于壓桿約束強弱對其穩(wěn)定性影響的說法中，正確的是a。a 壓桿約束愈強，壓桿的臨界載荷fpcr愈高，其穩(wěn)定性愈好；b 壓桿約束愈強，壓桿的臨界載荷fpcr愈低，其穩(wěn)定性愈好；c 壓桿約束愈強，壓桿的臨界載荷fpcr愈高，其穩(wěn)定性愈差；d 壓桿約束愈強，壓桿的臨界載荷fpcr愈低，其穩(wěn)定性愈差。(13) 如圖所示，一端固定、另一端由彈簧側(cè)向支撐的細長壓桿的臨界載荷，可采用歐拉公式圍為c。fpcr2 ei /l2計算。該壓桿的長度系數(shù)的取值范ka0.5 ；lb0.50.7 ；c0.72.0 ；d2.0 。(14) 沖擊動

6、荷系數(shù)是a。a 構(gòu)件承受的沖擊載荷和相應(yīng)靜載荷之比； b 構(gòu)件承受的相應(yīng)靜載荷和沖擊載荷之比； c 構(gòu)件承受的相應(yīng)靜應(yīng)力和沖擊應(yīng)力之比； d 構(gòu)件承受的相應(yīng)靜位移和沖擊位移之比。(15) 構(gòu)件在突加載荷作用下引起的應(yīng)力和位移是相應(yīng)靜載荷作用下的b。a一倍；b二倍；c三倍；d三分之一。(16) 將重物突然放到結(jié)構(gòu)上和將重物緩慢放到結(jié)構(gòu)上，下面關(guān)于這兩種情形下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最大變形的說法中，a是正確的。a前者產(chǎn)生的最大變形大； b后者產(chǎn)生的最大變形大； c二者產(chǎn)生的最大變形相同；d有可能前者產(chǎn)生的最大變形大，也有可能后者產(chǎn)生的最大變形大。(17) 下面關(guān)于疲勞失效的說法中，不正確的是：a。a疲勞失效時

7、的名義應(yīng)力值高于材料在靜載荷作用下的強度極限； b構(gòu)件在疲勞失效前需要經(jīng)過一定數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)；c 構(gòu)件在疲勞失效前沒有明顯的塑性變形，即使塑性很好的材料也會呈現(xiàn)脆性斷裂；d 構(gòu)件疲勞失效時，同一疲勞破壞斷口，一般都有明顯的光滑區(qū)域和顆粒狀區(qū)域。(18) 構(gòu)件的疲勞破壞是b的結(jié)果。a構(gòu)件材料性質(zhì)變化；b構(gòu)件中裂紋的形成和逐漸擴展；c構(gòu)件中最大拉應(yīng)力的作用；d構(gòu)件中最大剪應(yīng)力的作用。(19) 影響實際構(gòu)件疲勞壽命的三個主要因素為d。a溫度、壓力、體積；b位移、速度、加速度；c材料、質(zhì)量、密度；d應(yīng)力集中、零件尺寸、表面加工質(zhì)量。(20) 持久極限是d。a 經(jīng)過有限多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的平均應(yīng)

8、力值； b 經(jīng)過無窮多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的平均應(yīng)力值； c 經(jīng)過有限多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的最大應(yīng)力值； d 經(jīng)過無窮多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的最大應(yīng)力值。2 一活動梯子放在光滑的水平地面上， 梯子由 ac與 bc兩部分組成， 每部分的重量均為 150n，重心在桿子的中點， ac與 bc兩部分用鉸鏈 c 和繩子 ef 相連接。今有一重量為 600n 的人，站在梯子的 d 處，試求繩子 ef 的拉力和 a、b 兩處的約束力。題 2 圖2 答： (1) 以整體為研究對象，作受力圖如右上。(2)以 bc為研究對象，作受力圖如右下。w3 磚夾的寬度為250mm，桿件 agb和 gced在

9、g點鉸接。已知：磚p的重量為w；提磚的合力為fp，作用在磚夾的對稱中心線上；尺寸如圖所示，單位為mm；磚夾與磚之間的靜摩擦因數(shù)fs =。wacwbc試確定能將磚夾起的d 值( d 是 g 點到磚塊上所受正壓力作用線的距離 ) 。題 3 圖3 答：磚被夾起時磚夾和磚能保持平衡。(1) 以整體為研究對象，作受力圖如右上。fafcxfcyftfbwbcfy0fpw0(a)fbfafd(2) 以磚為研究對象，作受力圖如右中。f naf ndm d f0fa250w1250(b)fgyfgxfnafafafs fna(c)(3) 以磚夾 agb部分為研究對象，作受力圖如右下。m g f0fp95fa30

10、fna d0(d)將式 (a)、(b)、(c) 、(d) 聯(lián)立，可得4 試求圖示靜定梁在a、b、c 三處的全部約束力。已知d 和 q 。qacbdddd題 4 圖4 答：(1) 先分析 bc桿，作受力圖。qdqdfbyfbxbd3dcfaxaf3dd bfbxfby22fcym aay22(2) 分析 ab桿，作受力圖。m a f0m aqd3d / 2fby2d0()am3qd25 試畫出圖示 ( 圖中各數(shù)單位為kn) 桿件的軸力圖。題 5 圖5 答：fn / kn302010+xo6 一端固定另一端自由的圓軸承受4 個外力偶作用，如圖所示。各力偶的力偶矩數(shù)值( 單位為kn· m)

11、均示于圖中。試畫出圓軸的扭矩圖。題 6 圖6 答：m x / kn m155+ox10-307 試畫出圖示梁的剪力圖、彎矩圖。qqaacqa 2b aa題 7 圖7 答：qqaacqa2b aaf q2qaqa+x23 qa 22qa-xm8 試畫出圖示梁的剪力圖、彎矩圖。qac qlllql 2b題 8 圖8 答：2qqlac qlbllfq5 ql4ql+4ooql 2+4ql 4xxql 2m9 圖示結(jié)構(gòu)中bc和 ac都是圓截面直桿， 直徑均為d 20mm，材料都是q235 鋼，其許用應(yīng)力 157mpa。試求該結(jié)構(gòu)的許用載荷。題 9 圖9 答：(1) 受力分析，確定各桿的軸力研究銷子c，

12、由平衡方程fx0 ，fnac sin 45fnbcsin 300 ，fy0 ， f nac cos45fnbc cos 30fp0 ，得 f nac0.518 fp ， fnbc0.732 fp(2) 求該結(jié)構(gòu)的許用載荷保證 ac桿強度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為fa0.518fpaac ，p0.518保證 bc桿強度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為pfa0.732fpabc ，0.732取較小的fpa175106202410 6n75.106kn0.7320.73210 變截面軸受力如圖所示，圖中尺寸單位為mm 。若已知m e11765 nm， m e21171nm ，材料的切變模量g80.4gpa ，求：11

13、 (1)軸內(nèi)最大剪應(yīng)力，并指出其作用位置；12 (2)軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角max 。題 10 圖10 答：(1) 作扭矩圖m x / n mo-29361171x(2) 求軸內(nèi)最大剪應(yīng)力及其作用位置ab 段：abm x116m x1162936pa43.595mpamaxwp1d170310 9dbc段：bcm x216m x2161171pa47.711mpa3maxwp2250310 93可見，maxmax bc47.711mpa(3) 求軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角為ac兩截面相對扭轉(zhuǎn)角，為13 懸臂梁受力及截面尺寸如圖所示。圖中未標示的尺寸單位為mm。求梁的1 1 截面上 a、b

14、 兩點的正應(yīng)力。題 11 圖11 答：(1) 確定梁的11 截面上的彎矩數(shù)值應(yīng)用截面法可得(2) 計算慣性矩(3) 求梁的 1 1 截面上 a、b 兩點的正應(yīng)力a 點：a m 1i1 y a z1300552.8125 1010 35pa2.542mpa （拉）b 點：b m 1i1 yb z13003510 32.812510 5pa1.618mpa （壓）14 圖示外伸梁承受集中載荷fp 作用，尺寸如圖所示。已知fp =20kn，許用應(yīng)力=200mpa，所使用的工字鋼的型號是14 ，試校核梁的強度。fpbac4m1m題 12 圖附表：（部分）12 答：(1) 先求約束反力(2) 作彎矩圖f

15、pabc4m1mfpbacfayfby4m1m20kn m-oxm(3) 強度分析危險截面在b 處，m max20knm ，查表得工字鋼的彎曲截面模量wz102m6310，得安全（部分）15 圖示外伸梁承受集中載荷fp 作用，尺寸如圖所示。已知fp =20kn，許用應(yīng)力=160mpa，試選擇所用工字鋼的型號。fpbac4m1m題 13 圖附表：（部分）13 答：(1) 先求約束反力(2) 作彎矩圖fpbac4m1mafayfpbc4mfby1m20kn m-oxm(3) 強度分析危險截面在b 處，m max20knm ，由強度條件maxm max得wz查表知應(yīng)選擇工字鋼。（部分）16 圖示之

16、ab為簡支梁， 當(dāng)載荷fp 直接作用在梁的跨度中點時，梁內(nèi)最大彎曲正應(yīng)力超過許用應(yīng)力30 。為減小 ab梁內(nèi)的最大正應(yīng)力，在ab梁配置一輔助梁cd， cd也可以看作是簡支梁。試求輔助梁的長度 a 。題 14 圖14 答：分別作出ab梁在沒有和配置輔助梁cd情況下的彎矩圖如下，可見兩種情況下的最大彎矩數(shù)值分別是1.5fp和 0.5fp 30.5a，由梁內(nèi)最大彎曲正應(yīng)力公式maxm z可知，最大彎曲正應(yīng)力與最大彎wz矩成正比，有得 a1.385mfpfpfp22oxo+1.5fp+0.5fp 3x0.5am zm z17 圖中 q 、 l 、 ei 等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面b 的撓度和轉(zhuǎn)

17、角。1 ql 22 qaeibll22題 15 圖已知：(a) aeilwq(b) aeilwmmlbbeibql 3b6 eiml 2wb2eiql 4wb8ei15 答：21 ql1 ql 21 l22ql 3ei2 babei24eill22wb1 ql 2l222eil3ql 4b216ei+aeillqql 3b6ei4bwqlb228ei=1 ql 22qql 3bql 3ql 3ab4 eiei6ei12eill3ql 4wb2216eiql 48eiql 416ei18 圖中 p 、 q 、 l 、 ei 等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面b 的撓度和轉(zhuǎn)角。qeiabllp22

18、題 16 圖已知：(a) awpeiblqpl 2b2eipl 3wb3eibql 3ql 4wb(b) aeilwb6ei8ei16 答：aeibl2l2bpwbpl 22 eipl 33ei+3qql23aeiqlbb6 ei48eil2l24qwbl 28eil7ql 4b2384ei=qeibaql 348eipl 22eil2l2bpwb47ql384ei3pl3ei試求圖示梁的a、b 端約束力。題 17 圖已知：p(a)baweilbpl 22eiwbpl 33eim(b)abmleiwbml 22eiweilb17 答：192(1) 靜定基m 02laeibm 02lm0 2 l3m 0 lllwb222 eiei28ei+eirabl 3wbllrb22b3ei2=3m 023m 0lrblla eill22b wbrb8ei3ei24 ei9m 08rb l(2) 變形協(xié)調(diào)條件l 2wb24ei9m 08rb l09m 0rb（）8l(3) 平衡分析m araxrayrbfx0rax0fy0rayrb0rayrb9 m 0 （）8lm a0m am 0rb l0m am 0rb lm 0（順時針）820矩形截面懸臂梁