工程力學(xué)基礎(chǔ)試-b=2a外力偶矩

1、工程力學(xué)基礎(chǔ)試卷 1一、概念題（25分）1、考慮力對(duì)剛體作用的效果，力是（）矢量。A.滑動(dòng)；B.自由； C.定位；D.不能確定2、 關(guān)于力偶，以下說(shuō)法中哪個(gè)是正確的？（）A.組成力偶的兩個(gè)力大小相等、方向相反，是一對(duì)作用力與反作用力B.組成力偶的兩個(gè)力大小相等、方向相反，是平衡力系C.力偶對(duì)任點(diǎn)之矩等于力偶矩矢量D.力偶在任坐標(biāo)軸的投影，等于該力偶矩的大小3、利用平面一般力系的平衡方程最多可求解幾個(gè)未知量。（）A. 一個(gè) B. 二個(gè) C. 三個(gè) D. 四個(gè)4、內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系（）A內(nèi)力小與應(yīng)力B內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)和C內(nèi)力為矢量，應(yīng)力為標(biāo)量D應(yīng)力是分布內(nèi)力的集度5、圖示結(jié)構(gòu)為（）A.靜定結(jié)構(gòu)B.

2、一次超靜定結(jié)構(gòu)C.二次超靜定結(jié)構(gòu)D.三次超靜定結(jié)構(gòu)、已知結(jié)構(gòu)尺寸和受力如圖示，設(shè) AB和CD桿為剛體，BC和EF桿為圓截面桿，直徑均為d。若已知Fp _39kN，桿的直徑d = 25mm，桿的材料為 Q235鋼，許用應(yīng)力匕匚16°Mpa試校核此結(jié)構(gòu)是否安全（15 分）三、已知變截面鋼軸上的外力偶矩mb =1800N m , m1200N m，剪切彈性模量 G =80 109Pa，軸的尺寸見(jiàn)圖，試求最大切應(yīng)力-max和最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角 0（ 15 分）mc四、繪圖示梁的剪力圖和彎矩圖。（15 分）五、矩形截面懸臂梁受力如圖所示，試計(jì)算指出是拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力。（15分）I I截面上ABCD

3、各點(diǎn)處的正應(yīng)力，并A1l2P1a-a 11六、已知直徑為 d =0.1m的圓桿受力如圖， P=50kN， T = 7kN m，許用正應(yīng)力IOOMPa，試用第三強(qiáng)度理論校核此桿的強(qiáng)度。（15分）P參考答案一、概念題（25分）1、A ；2、C ；3、C ； 4、D ；5、B二、（15 分）解：1）由AB梁的平衡求出BC桿的軸力3T9kNF - 31 2kNMA = 03.75FBC - 3FP = 0BC 一3.752）由ED梁的平衡求出EF桿的軸力F SUNkN _741kN、MD = 03.8FBC - 3.2Fef sin30 =0廠 ef 7 4lkN3.2sin 303）計(jì)算應(yīng)力EF桿的

4、軸力比BC桿的軸力大，因此計(jì)算應(yīng)力大的桿滿足強(qiáng)度條件即可-EFFef4Fef4 74.1 103N:0.025 m2 2 =151 106 Pa = 151MPa < 匕 1'AB maxTmax16TABAB段:二 d316 3 10 Nm =36.2 106Pa=36.2MPa二 0.0753 m3BCmax16Tbc316 1.2 10 NmBC段:Wp二 d33 3=48.8"06Pa=48.8MPa二 0.053m3三、（15分） 解：1）畫(huà)扭矩圖最大扭矩值3kNm3kNm j2kNm2）最大切應(yīng)力'AB Tab1 ab32TABl AB332 3 1

5、00.75AB段:GI AB=80 1。9 二 0.0754 ".68 曲血'BC TbJ bc 32TBBC32 1.2 103 0.5BC段:Gl bc80 10： 0.050.611 10"ad最大切應(yīng)力為BCmax = 48.8MPa，最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角'ABma 0.68 10 rad四、（15分）Fs+一解：1）約束反力Fy = P）畫(huà)剪力圖和彎矩圖五、（15分） 解：1）彎矩 M =0.2P=0.2 1.5 = 0.3kNm2）正應(yīng)力AM 6MW bh26 0.3 1030.018 0.032= 111 106Pa=111MPaM 12M12 0.

6、3 103 0.010.018 0.033-74 106Pa= -74MPa六、（15分）解：1）內(nèi)力Fn =P=50kN T =7kN m2）校核桿的強(qiáng)度4 50 10316 7 103二 0.12二0.13= 71.3 106 =71.3MPa安全；r3 =71.3MPa v L .1 - 100MPa工程力學(xué)基礎(chǔ)試卷2一、概念題（25分）1、作用與反作用定律適用下列哪一種情況（）。A.只適用于剛體系統(tǒng)；B.只適用于剛體；C.只適用于平衡狀態(tài)；D.物體系統(tǒng)。2、F1、F2、F3及F4是作用在剛體上的平面匯交力系，其力矢量之間有如圖的關(guān)系,合力為Fr,下列哪種情況正確（）。? “F3F2F1

7、盲=2冃匸2F43、利用空間力系的平衡方程最多可求解幾個(gè)未知量。（）A.四個(gè) B. 五個(gè) C. 六個(gè) D. 八個(gè)4、圓軸扭轉(zhuǎn)，直徑為d,極慣性矩是（）。A Ip"d3/16B lp"d3/32C. Ip=jrd4/16D Ip=Jid4/325、鑄鐵梁載荷如圖示，橫截面為 T字形，截面放置方式更為合理。p(a)(b)2、圖示結(jié)構(gòu)由梁DC、CEA兩構(gòu)件鉸接而成，尺寸和載荷如圖。已知：M二qa ,P=2qa求A、B處約束反力。（15分）三、實(shí)心圓軸外力偶矩如圖示，已知材料= 10OMPa，g= 80 109pa ,_2m，d =6Omm，試校核此軸的強(qiáng)度和剛度。（15分）mi

8、= 1kNmm“ = 2kNm四、繪圖示梁的剪力圖和彎矩圖。（15 分）五、（15分）六、已知直徑d =0.1m的圓桿受力如圖，P=5kN，力偶矢量m = 2kN m與桿軸線平 行，匕1= 100MPa，試用第三強(qiáng)度理論校核此桿的強(qiáng)度。（15分）參考答案一、概念題（25分）1、D ；2、A ； 3、C ； 4、D ； 5、（ a）二、（15 分）解：1）以DC梁為研究對(duì)象1 2Pajqa -FcyO13 y FCy = P qa = 2qa qa qa i. ”2 2 2、Fy =09電汴qa = 2qa qa “尹2）由CEA折桿為研究對(duì)象'Fy = 0Fey - Fa 02 1、M

9、A =0M a _ Feya - M - 0MA=FCya-Mqa2 -qa2 qa2 逆時(shí)針22、（15 分）解：1）畫(huà)扭矩圖最大扭矩值2kNm2kNm1kNm2）最大切應(yīng)力BC段:maxWP16Tbc=d316 2 103Nm60.063m3 2 10Pa = 473）最大單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角eBC段：Tbc 180max :GIP 二32tbcGd418032 2 103 獸皿 m80 109 二2 0.064max = 47.2MPa v I . - 100MPa vmax=1.13"/m v 掃=2,/m安全四、（15分）解：1）約束反力；2）畫(huà)剪力圖和彎矩圖五、（15分）1Fa

10、 =+丘=|qa2 2NWM.-=159 MPax 10 *I IcN * E159 致 7159413%，空心1W比實(shí)卍大正應(yīng)力喊小丁 4L1%六、（15分） 解：1）內(nèi)力危險(xiǎn)截面在固定端處：M =1m 5kN = 5kN m T = 2kN m2）校核桿的強(qiáng)度-'r34.TWzWp*32x5x103 f二 0.1316x2x103 Y二 0.13= 54.8 1054.8MPa工程力學(xué)試卷3、概念題（25分）1、僅受力作用且處于 狀態(tài)的構(gòu)件為二力構(gòu)件。2、Fi、F2及Fa是作用在剛體上的平面匯交力系，其力矢量之間有如圖的關(guān)系，合力為Fr，下列哪種情況正確（A.B.= 2f3C.D.

11、一 2FaFaFi3、利用平面匯交力系的平衡方程最多可求解幾個(gè)未知量A. 一個(gè) B. 二個(gè) C. 三個(gè)D.四個(gè)4、圓軸彎曲，直徑為d，截面對(duì)形心軸z的慣性矩是A. lz=d3/32B.Ip 二二d3 64C l P =剛 4/64D.Ip md4, 325、應(yīng)力狀態(tài)如圖示,用第三強(qiáng)度理論計(jì)算相當(dāng)應(yīng)力，選（B.C.二、直桿ACD與桿BC鉸鏈連接，各桿自重不計(jì)，直桿AD上作用均勻載荷q，在D點(diǎn)作用力偶M °已知： M=400 Nm，qNOON/m，a=1m。試求BC桿的力和A支座的反力。（15分）Mq三、實(shí)心圓軸外力偶矩如圖示，已知材料1 '-100MPa , d =60mm，試

12、校核此軸的強(qiáng) 度；在不改變軸的直徑情況下，如何使軸滿足強(qiáng)度條件。（15分）= 3kNmm2g =5kNm Bm3 = 2kNm四、繪圖示梁的剪力圖和彎矩圖。晉2P 1|ABclIIa4Ka4eJ（15 分）五、已知矩形截面梁，高度h=80mm，寬度b=60mm，a=1m，匕丨= 170MPa，求分布載荷q。（ 15分）六、已知直徑d =0.1m的圓桿受力如圖，P=5kN，力偶矢量m = 2kN m與桿軸線平行，匕1 TOOMPa，試用第三強(qiáng)度理論校核此桿的強(qiáng)度。（15分）參考答案、概念題（25分）1、二力、平衡；2、A ;3、B ;4、C ;5、D、（15 分） 解：1）以AD桿為研究對(duì)象，求

13、CB桿的力M a = 0 M -q 4a 2a Fcb cos45、2a = 0硏亠(8 100 1400)Nm =282.8N 壓力2acos452 1 cos 45 m2）以AD桿為研究對(duì)象，求A點(diǎn)約束反力Fx =0Fcb cos45 - Fax = 0Fa = Fcb cos45 二 282.8 cos45 = 200N( )Fy =0 FAy -4qa Fcb cos45=0FAy 二 4qa - Fcb cos45' = 4 100 - 282.8cos 45 = 200N三、（15分） 解：1）畫(huà)扭矩圖最大扭矩值5kNm2kNm2）最大切應(yīng)力5kNmmax_Tmax 16T

14、bc 16 5 103NmAB段:WP二 d33 3 =117.9 106Pa=117.9MPa 二 0.063m3max =117.9MPa 丨=100MPa 不安全3）交換外力偶矩m和m的位置2kNm最大扭矩值3kNmmax3kNm_ Imax _ bc _ 16 3 10 Nm = 70.7 1 06Pa=70.7MPaA B段:WP-：d3二 0.063m3max = 70.7MPa v k = 100MPa 安全四、（15分）解：1）約束反力Fa=2P ,MA=2Pa(逆時(shí)針).7Fs2）畫(huà)剪力圖和彎矩圖2P+五、（15分）解：1）求約束反力M A = 0 FB 2a q 3a |a

15、 =092 /9Fb 2qa 2a = 4qaFy = 0 Fa Fb - q 3a = 0Fa93.q 3-F3q-q-qa2)內(nèi)力1 2maxM max =一 qa危險(xiǎn)截面在B處：22)校核桿的強(qiáng)度二 maxM 6MWT bh2bh2170 106 0.06 0.0823 12= 21.8 103 N. m =21.8kN m六、（15分） 解：1）內(nèi)力危險(xiǎn)截面在固定端處： M =2m 5kN=10kN m T=2kNm2）校核桿的強(qiáng)度-r3+4口Wp32 10 103I0.13 j2+ 4q6x2x103、"0.13 J、2=103.A106 =103.9MPa=103.9MP

16、a> HOOMPa不安全工程力學(xué)試卷4一、概念題（25分）1.已知F1 , F2 , F3 , F4為作用于剛體上的平面共點(diǎn)力系，其力矢關(guān)系如圖所示為平行四邊形。由此可知（）。A.力系可合成為一個(gè)力偶；B.力系可合成為一個(gè)力;C.力系簡(jiǎn)化為一個(gè)力和一個(gè)力偶；D.力系的合力為零，力系平衡對(duì)于作用面內(nèi)任一點(diǎn)之矩，等于2、當(dāng)平面力系可以合成為一個(gè)合力時(shí)，則其力系中各對(duì)于同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和3、 利用空間匯交力系的平衡方程最多可求解幾個(gè)未知量。（）A. 一個(gè) B. 二個(gè) C. 三個(gè) D. 四個(gè)4、梁發(fā)生平面彎曲時(shí)，其橫截面繞（）旋轉(zhuǎn)。A.梁的軸線；B. 中性軸；C.截面的對(duì)稱(chēng)軸；D.截面的上（或下

17、）邊緣。5、 圓軸彎扭組合變形，應(yīng)力狀態(tài)如圖示，其中二=M.W，用第三強(qiáng)度理論計(jì)算相當(dāng)應(yīng)力，選（A.B.C.-r3D.-r3-二3* £4) a、直桿ACD與桿BC鉸鏈連接，各桿自重不計(jì)，直桿 AD上作用均勻載荷q，在D點(diǎn)作用力偶M。已知：q -WON/m，a =1m。試求BC桿的力和A支座的反力。（15 分）q2a、圓軸受力如圖示，已知材料門(mén)FOOMPa，g= 80 109Pa ,m,dAB NOmm，dBc NOmm，試校核此軸的強(qiáng)度和剛度。（15分）g =3kNm Bm3 =2kNmm2 = 5kNm四、繪圖示梁的剪力圖和彎矩圖。（15 分）A ；IBCa41.a4P2Pa五、

18、T形截面懸臂梁，材料的許用拉應(yīng)力 匕匚40MPa，許用壓應(yīng)力J = 160MRa ,64yi= 9.64cm，試計(jì)算梁的許可載荷F。截面對(duì)形心軸z的慣性矩Iz二101*8 10一曲（15 分）六、正交圓截面剛架在同一水平面內(nèi)，尺寸及受力如圖，已知截面直徑d=100mm,（15 分）R =2KN ? L參考答案一、概念題（25分）1、A ；2、合力、分力；3、C ；4、B ；5、C二、（15 分）解：1）以AD桿為研究對(duì)象，CB桿為二力桿，求CB桿所受的力' M a =0-q 4a 2a Fcb cos45 2a =08qa2c2a cos45（8 100 12）Nm2 1 cos45&

19、#39;m= 565.68N 壓力2）以AD桿為研究對(duì)象，求A點(diǎn)約束反力' Fx =0 Fcb COS45 一 = 0FA Fcb cos45 =565.68 cos45 = 400N（）' Fy =0 FAy -4qa Fcb cos45： =0FAy 二 4qa -Fcb cos45 =4 100 -565.68cos45 二 0三、（15分） 解：1）畫(huà)扭矩圖2kNmAB段扭矩3kNn, BC段扭矩2kNm3kNm2）最大切應(yīng)力AB段:Wp16Tab 16 3 103Nm：d-0.063m3二70.7忖羽二力刑羽-BCBC段:WP16Tbc二 d16 2 103Nm6=

20、81.5 106Pa=81.5MPa二 0.053 m33 ）最大單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角Eab18032Tab18032 3 103 180AB段:GIPd ab80 109 二2 0.0641.69； mTbc18032Tbc18032 2 103 180BC段:GIPJIGdJI80 109 二2 0.054= 2.33 mmax =81.5MPa v L I - 100MPa-max=2.33 / m a 日】=2 /m不安全四、（15分）解: 1 ）約束反力Fa =2P ,ma= 2Pa（逆時(shí)針）；72）畫(huà)剪力圖和彎矩圖Fs4P2Pa五、（15分）W 作MfH如圖 （b）所示。B9(l)ft面

21、 AKj -0.J8F x * 64 耳 IQ HML8 x w*：； 40 MPn52 800 N : 52. K kN-乳巴蘆 W G60 MPh臨1* Zv10E8 x十一.m Fh « 132 552 N - J32 6kN“C y年3F;監(jiān)腳的49F、* 44 184 N = 44.2 kN0rUFl 44 2 kN40 MP*六、（15分）解：1）內(nèi)力危險(xiǎn)截面在固定端 A處：M =2m 2kN=4kN m T =2m 2kN = 4kN m6= 57.6 10 Pa = 57.6MPaf =57.6MPa v LI -eoMPa安全工程力學(xué)試卷5一、概念題（25分）1、一

22、個(gè)物體上的作用力系，滿足（）條件，就稱(chēng)這種力系稱(chēng)為平面匯交力系A(chǔ). 作用線都在同一平面內(nèi)，且匯交于一點(diǎn)；B. 作用線都在同一平面內(nèi)，但不交于一點(diǎn)；C. 作用線在不同一平面內(nèi)，且匯交于一點(diǎn)；D. 作用線在不同一平面內(nèi)，且不交于一點(diǎn)。2、 力偶矩的大小取決于（）。A.力偶合力與力偶臂；B.力偶中任一力和力偶臂；C.力偶中任一力與矩心位置；D.力偶在其平面內(nèi)位置及方向。3、空間力偶矩是（）。A.代數(shù)量；B.滑動(dòng)矢量；C.定位矢量；D.自由矢量4、空心圓軸扭轉(zhuǎn)，外直徑為 D,內(nèi)直徑為d,抗扭截面系數(shù)是（）-：D3-：D3D.C.5、梁在某截面處C=0,則該截面處彎矩有（）。A 極值；B、最大值；C、最

23、小值；D、有零值二、已知P=2qa，試求圖示梁的支座反力（15分）PB三、實(shí)心圓軸外力偶矩如圖示，已知材料'= 10°MPa，G= 80 109Pa，=3 m，D =60mm，d =50mm試校核此軸的強(qiáng)度和剛度。（15分）m2 = 2kNmm = 1kNm四、繪圖示梁的剪力圖和彎矩圖。（15 分）五、已知矩形截面梁，高度h=80mm，寬度b = 60mm, a=1m，分布載荷q =6kNm, 170Mpa，試校核梁的強(qiáng)度。（15分）IB2azb六、直角折桿AD放置水平面內(nèi),A端固定，D端自由。已知折桿直徑d =0.1m受力如圖，F(xiàn) =5kN、P=3kN，匕】=120MPa，

24、試用第三強(qiáng)度理論校核此桿的強(qiáng)度。（15分）P =3kNF =5kN1m/DB1m1m ry參考答案一、概念題（25分）1、A ；2、B ；3、D ；4、C ；5、A二、（15 分）解：1）約束反力二 Fy =0Fay -P -qa = 0FAy = P qa 二 3qa' M A =0 M A -Pa1-qa-01 2 2 1 2M A = Pa qa 2qa qa2 25qa2逆時(shí)針、（15 分）解：1）畫(huà)扭矩圖最大扭矩值2kNm2）最大切應(yīng)力1T1kNm+一2kNmmax 二汙=*二 16 2 103Nm 3=93.6MPaWp兀d (1G )兀漢 0.05 (10.6 )m3 ）

25、最大單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角Gl P180 _32Tab兀GhD4(1_g4)318032 2 10180兀80匯 10“兀2漢0.054(1 0.64 )=2.68、mmax =93.6MPav 一宀100MPa日max = 2.68”/m v 矽】=3/m安全四、（15分）解：1）約束反力;2）畫(huà)剪力圖和彎矩圖FsFa二 200N, M a 二 950Nm五、（15分）1）約束反力2qa，F(xiàn)B2）畫(huà)剪力圖和彎矩圖232MB 二 qa2 = 6 103 12 =6kN m3）危險(xiǎn)截面在B處,6MmaxWzbh2236 qa _ 6 6 10 bh2" 0.06 0.082= 93.8 106

26、Pa=93.8MPa:max = 93.8MPa v1 - 100MPa 安全六、（15分）解：1）內(nèi)力危險(xiǎn)截面在固定端處:M -1 F 2P=1m 5kN+2m 3kN =11kN mT -1m 3kN =3kN m2）校核桿的強(qiáng)度32漢11域103V 兀913/316 漢 3"03兀漢0.13= 116 106 =116MPaG3 =116MPa V 卜- .1 -120MPa安全工程力學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題 B空心圓軸外力偶矩如圖示，已知材料I. .1- 100MPa , G=80 109Pa , h I - 3； m , D=60mm ,d =50mm，試校核此軸的強(qiáng)度和剛度。m? =2kNmm =1kNm解：1 ）畫(huà)扭矩圖最大扭矩值2kNmJIkNm+一G3 =116MPa V 卜- .1 -120MPa安全2）最大切應(yīng)力maxTmax16Tab316 2 10 Nm343 = 93.6MPa二 0.053 1 -0.64 m3G3 =116MPa V 卜- .1 -120MPa安全G3 =116MPa V 卜- .1 -120MPa安全3）最大單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角Tab 18032Tab180332 2 10180GIP 二80 10 9