《工程力學(xué)》期末復(fù)習(xí)題

《工程力學(xué)》練習(xí)題靜力學(xué)的基本概念和受力分析1。 剛體是指在力的的作用下，大小和形狀不變的物.２。力使物體產(chǎn)生的兩種效應(yīng)_＿＿＿＿＿效應(yīng)外 效應(yīng)。3、力是矢其三要要素( 大小、方向及作用點的位置。4、等效力系是指（作用效果)相同的兩個力系。,物體對非自由體的作用力稱為（約束反力而產(chǎn)生運動或運動的趨勢的力稱為主動力。件則稱為而二力桿件（)7（√)8、作用在剛體上的三個非平行力，若剛體處于平衡時，此三力必匯交。(√)9、在靜力學(xué)中，常把剛體的受力看成兩類力,即主動力與約束力。（√）１0,平面力系中常見的約束有柔繩約束.(√）11。畫出圖中ＡB構(gòu)件的受力圖。13.畫出圖中AＢ桿件的受力圖．1５。畫出圖中BC桿的受力圖，所有物體均不計自重,且所有的接觸面都是光滑的。１6。如圖所示,繩ＡＢ懸掛一重為G的球.試畫出球C的受力圖.(摩擦不計）117構(gòu)件或均為光滑接觸。(a）（b）（c)（ｄ)（ｅ)2(f)(ｇ)18。畫出圖中指定物體的受力圖.所有摩擦均不計,各物自重除圖中已畫出的外均不計.（ａ)3(b）4（e）5（ｆ)平面匯交力系1以下說法中正確的是（ C ）.AB、凡是受到兩個力作用的剛體都是二力構(gòu)件。.D、力是滑移矢量,力沿其作用線滑移不會改變對物體的作用效應(yīng)。力矩和平面力偶系1.力矩、力偶矩是度量物體繞某點(矩心）(轉(zhuǎn)動效應(yīng))的物理量。用力矩或力偶矩的大小來衡6(或力偶臂）的乘積．2(√)３。平面內(nèi)的任意力偶可以合成為一個合力偶，合力偶矩等于各力偶矩的代數(shù)和．(√)4、如圖３所示不計自桿件重,三鉸剛架上作用兩個方向相反的力偶ｍ1和ｍ2,且力偶矩的值m1=ｍ2=m(不為零),則支座B的約束反力A。Ａ、作用線沿Ａ、Ｂ連; 、等于零；C、作用線沿、C連線； Ｄ、作用線沿過B的鉛垂線。平面任意力系1。ＡB兩點的距離欲將Ｆ力從B點平移到Ａ得到的力kN，附加力偶矩MA=＿１５_ ｋN.m。２.平面一般力系向一點簡化時得到的主矢、主矩與簡化中心的選取有關(guān)的是＿主矩＿.３。作用于剛體上的均可 移到剛體上任一點，但必須同時附加一力偶。4平面任意力系，向平面內(nèi)任意點簡化，可得到一個作用在簡化中心(C A主; B主; Ｃ主矢和主; D;外力。5.剛體受平面一般（任意力系）力系作用若剛體處于平衡時，其獨立平衡方程( A 。Ａ、FX

＝0;M0

(）＝０;FY

=0。 、FX

＝０;FY

＝0。C、FX

＝0；M0

(）＝0。 、M0

(）＝0；FY

=0.第二篇 緒論1。強度是指構(gòu)件在外力作用下抵抗_破壞＿的能力，剛度是指構(gòu)件在外力作用下抵抗_變形＿的能力,穩(wěn)定性是指構(gòu)件在外力作用下保持_平衡_的能力。2．靜力學(xué)研究的對象是剛體,剛體可以看成是由質(zhì)點系組成的不變形固體。材料力學(xué)研究的對象是變形固體。(√）３.變形固體四種基本變形,即拉壓變形、剪切與擠壓變形、扭轉(zhuǎn)變形及彎曲變形。(√）軸向拉伸與壓縮, 0 1. 塑性材料的屈服強度（屈服極限）是取屈服變形階段所對應(yīng)( 屈服）點強度。脆性料的名義屈服強度 是無塑性變形階段的材料取彈性變形階段縱向應(yīng)變的。, 0 0.2度。２。斷面伸縮率不小于（5%)稱為塑性材料，而小于此數(shù)的稱為脆性材料。3.右圖為三種不同材料的σ-ε各曲線分別用數(shù)字1,則三種材料中，強度最高的是 １_＿＿，剛度(在彈性階段)最大的是_＿_2 ＿。7４．某材料的曲線如圖，則材料(1）屈服極限σs= ２3５＿＿ (２）強度極限σb=＿ 。拉壓變形時其內(nèi)力稱為軸力，常用表示，若用截面法計算出軸力為正，表示桿件受拉伸,(√)在拉壓實驗中縱向應(yīng)變與橫向應(yīng)變之比稱為泊松比,,(√）其比例極限提高了，而塑性降低的現(xiàn)象稱為“冷作硬化現(xiàn)象（√)( C )。Ａ、反向、共線B、反向,過截面形心C、方向相對，作用線與桿軸線重合D、方向相對,沿同一直線作用８.下列圖中的受力桿件,(Ｄ)是軸向拉壓桿件。AB B。 ９. 圖示受拉直桿，其中AＢ段與段內(nèi)的軸力及應(yīng)力關(guān)系( A A。N N 、 ABAB B。 N NAB

ABBC;C。BCABN N 、ABBCC。BCAB10．圖示階梯形桿,C,A；ＢCDE2A1—1、2—２3-３截面上的正應(yīng)力分別為、、σ3,則其大小次序( A )A、B、C、σ３>σ1>σ２ Ｄ、σ２＞σ1>σ3１１。軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截( A )Ａ、分別是橫截面450斜截面 Ｂ、都是橫截面C、分別是５0斜截面、橫截面 、都是斜截面12。設(shè)軸向拉伸桿橫截面上的正應(yīng)力為則４50斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（Ｄ 。8A、分別為和σ 、均為σC、分別為σ和Ｄ、均為一拉伸鋼桿，彈性模量E＝２0０GＰa，比例極限為20０ＭＰa,今測得其軸向應(yīng)變０15，則橫截面上的正應(yīng)( C A、σ=Eε=3００MＰaB、σ>300MPaC、200MＰa<σ＜3０0ＭＰaD、σ<20０ＭPａ現(xiàn)有鋼鑄鐵兩種棒,其直徑相.從承載能力和經(jīng)濟效益兩方面考,圖示結(jié)構(gòu)中的兩桿合理選材方案( D ）1 12 2P PA、兩桿均為;?? Ｂ、兩桿均為鑄;C、1桿為鑄鐵，２桿為鋼;?Ｄ、１桿為鋼，2桿為鑄鐵。1５。低碳鋼拉伸經(jīng)過冷作硬化后，以下四種指標中（Ｂ）得到提高Ａ、強度極; 、比例極限；C、斷面收縮率； Ｄ、伸長率（延伸)。16剪切1．當剪應(yīng)力不超過材料的＿_比例極限_＿時，剪應(yīng)力與 剪應(yīng)變 成正比。這一結(jié)論稱剪切虎克定律。３. (√)4。在連接件剪切面和擠壓面分( B )于外力方向A、垂直、平行BC、平行、垂直5.圖示鉚接若板與鉚釘為同一材,且已知為充分提高材料的利用率，則鉚釘?shù)闹睆絛應(yīng)為（ Ｄ。A、、d=４t Ｃ、d=４t/π D、d=8t／π６。插銷穿過水平放置的平板上的圓孔，在其下端受有一拉力P．該插銷的剪切面面積和擠面積分別等( B ）9A、πｈπＤ／; Ｂ、ｈ，D）4；C、πDh,πD2／4； D、。扭轉(zhuǎn)材料在外力作用下產(chǎn)生扭曲變形時，應(yīng)按強度條件、剛度條件進行校核計算（√)G*I,Ｅ*A.(√)4。一般在減速箱中,高速軸的直徑較小,而低速軸的直徑較大。(√)５. 截面為空心圓，外圓直徑為D,內(nèi)孔直徑為d,截面對圓心的極慣性矩IP為( C 。A. ; B. ； Ｃ. ; Ｄ. 。6。圓軸扭轉(zhuǎn)時,橫截面上既有正應(yīng)力也有剪應(yīng)力。(X)7。截面為實心圓,直徑為d，截面對圓心的極慣性矩IP為（Ｂ）.d4 d4 d4 d4Ａ。16B.32C.64D. 4一齒輪軸的輸入功率為P(KW)nr/miｎ),作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩M（單位N·m）(A 。P PA、9５50

。 9.55n。PC、9５5０X

。 Ｄ、無法求解．設(shè)空心圓軸的內(nèi)徑為外徑為Ｄ,d/D＝α,則其橫截面的極慣性矩Ip和抗扭截面模量Wt的表達式( C ).A、１/4 Ｄ）, t2．B、πD4(１-α4), ＷtπD3（1-α３)。Ｃ、Iｐ＝１／32πD4(1-α4), WtD、π（D4－d4）, Wtπ(D３—ｄ３)．１0?？招膱A軸受扭轉(zhuǎn)力偶作用，橫截面上的扭矩為Mn,下列四種橫截面上沿徑向的應(yīng)力分圖中( A )是正確的(A) (B) (C) (D)10梁的內(nèi)力1．使梁彎曲成上凹下凸變形時,彎矩為正,反之為負；剪力使該截面的臨近微段有_順時針_轉(zhuǎn)動趨勢時,剪力取正號,反之取負號。２。靜定梁有簡支梁、外伸梁和懸臂梁三種基本形式。.(√)梁橫截面上只有彎矩沒有剪力的彎曲( A )彎曲A、純彎曲； Ｂ、剪切彎曲；Ｃ、剪切與彎曲的的組; Ｄ、都不是。圖示簡支梁中間截面上的內(nèi)( C )A、M=0Q=0 ＢM=0 Q≠0 CM≠０Q＝0 Ｄ、Ｍ≠０Q≠０圖示受橫力彎曲的簡支梁產(chǎn)生純彎曲變形的梁段( D A、AB段 B、ＢＣ段、CＤ段 Ｄ、不存在7。梁在集中力偶作用截面( C )ＡM圖無變,Q圖有突變； B、Ｍ圖無變化圖有折角；ＣM圖有突變無變; Ｄ、M圖有突變，Ｑ圖有折８。已知：G,ａ,b,ｌ,畫梁AB內(nèi)力圖.11９。如圖所示簡支梁AＢ，畫出剪力圖與彎矩圖。彎曲應(yīng)力１。矩形截面梁剪切彎曲,在橫截面的中性軸( B A、正應(yīng)力最大，剪應(yīng)力為零BC、正應(yīng)力和剪應(yīng)力均最大D、正應(yīng)力和剪應(yīng)力均為零12計算題1已知梁AＢ上作用一力偶，力偶矩為M,梁長為ｌ，梁重不計．求在圖a,ｂ,兩三種情況下,支座A和Ｂ的約束反力。（ａ） （b)題2—7圖F F(a)A

Ml,,．．F F（b)A B

MlcosABA點處的約束反力。13題2-8圖作兩曲桿的受力圖,BＣ是二力桿，ＡB只受力偶作用,因此A、Ｂ構(gòu)成一對力偶。即F F'即A B M 2F 2FMA 2 B 2 B2MBF' 4aBF F F 2MA B C 4a3 BＣMA14題2－9圖作受力圖2、BC只受力偶作用,力偶只能與力偶平衡MF F B C l３、構(gòu)件AＤC三力匯交2 F X

F FA

'0F 2MA l４ ABCD。，CD2２mAＢ上各作用一力偶。在12ｍ＝0.４ｋN.mADm。1215題2-10圖AMF

sin30MCD桿B ABMFl

1sin75MBCD 2解得：M2

1.7kNm5試求圖示各桿１—1、2-2、3－3截面上的軸力,并作軸力圖。140kN

230kN

3 1 4P 2 320kN P1 2 3(a)

1 2 3(b)題5-1圖16T/kNm6試求圖示各桿在1-1、２-2截面上的扭矩。并作出各桿的扭矩圖.2kN

1 4kN

12 2kNm 5kN

23kNm 2kNm1 2(a)

1 2(b)nPM 9549 ne變速箱中軸傳遞的扭矩與軸的轉(zhuǎn)速呈反比,低速軸傳遞的扭矩大,故軸徑大。17某傳動軸,由電機帶動,已知軸的轉(zhuǎn)速n1000rmin（轉(zhuǎn)/分電機輸入的功率P20kW，試求作用在軸上的外力偶矩。P 20M 9549 9549

1909.8Nme n 1000某傳動軸,轉(zhuǎn)速n300rmin1P1

50kW34為從動輪,輸出功率分別為P2

10kW,PP3 4

20kW。13mm2m1m3m4421213800800800PM 9549 11591.5NmnPM 9549e2

2 318.3NmnPM Me3 e4

9549

3636.6Nmn18Tmax

1273.2NmTmax

'954.9Nm對調(diào)后,最大扭矩變小，故對軸受力有利。10.,(1）列出梁的剪力方程和彎矩方程;(2)作剪（３

max

。max192P m Pa

P A C Ba a(a)

A C D Ba a a(b)題10202mm qA B A BC Ca a a2 a2(c) (d)題10ql4 l2 l4(e)21圖示的桿件，若該桿的橫截面面積A 50mm2,試計算桿內(nèi)的最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力。2kN

3kN

2kN

3kN題11圖22FNmax

3kN,FNmax

2kNtmax

3000 60MPa50106cmax

200050106

40MPa圖示階梯形圓截面桿,承受軸向載荷P1

50kNABBC段的直徑分別為d20mm與d1

30mm，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同,試求載荷之值。PPP12ABC題１2圖 AB BCP PP1 1 2d2 d24 1 4 2P62.5kN2題6P1

200kN,P2

100kNAB段的直徑d40mm,如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同,試求BC段的直徑．1 AB BCP PP1 1 2d2 d24 1 4 2d 48.99mm2圖示簡支梁，求跨中截面20kN2m2ma20kN2m2mabc60223題1３圖M20kNm,Iz 0a

10.060.0933.645106m412 20000b 3.645106

109.7MPa(拉) 20000c 3.645106

246.9MPa(拉)q60kN m884中性軸241題6-12圖24

I2.5154ABAB1mC2m作梁的彎曲圖2。截面關(guān)于中性軸不對稱,危險截面為最大正負彎矩兩處最大正彎矩處1 16.87510314210392.5MPa1T 2.591051 16.8751034810331.3MPa1C 2.591053010348103最大負彎矩處：

2 55.6MPaT 2.591052 30103142103164.5MPa2C 2.59105綜合得：

TmaxC

92.5MPa164.5MPa單元體各面應(yīng)力（單位MPa ）如圖所試用解析法求解指定斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力。25303040(a)(a）

題15圖 40,x

0, 20,60x x 2

x2

cosx

sin227.32MPa x

ysin2x

cos227.32MPa已知應(yīng)力狀態(tài)如圖所應(yīng)力單位為MPa 試用解析法和應(yīng)力圓分別:(1)主應(yīng)力大主平面位;(2）在單元體上繪出主平面位置和主應(yīng)力方向最大切應(yīng)力。5020 2550 （a）

(a)

(b)題1６圖 50,x

0,(( x2y)22x

20max

xy2

57MPa26min

x2

(

y)22 x

7MPatan0（b)

x

x , min

19.3 0,x

0,x

25 max

x 2

( x2

y)2

x

25MPa min

x y ( x2

y)22x

25MPatan0

x

x ,0xmin

451７三角架ABC由AC和BC二桿組成。桿AC由兩根Nｏ.12b的槽鋼組成，許用應(yīng)力為［σ］＝160MＰａ；桿BＣ為一根No.２2a的工字鋼,許用應(yīng)力為[σ］=1０0ＭPa。求荷載F的許可值［F].A6 C6 FB2m 17圖以節(jié)點為研究對象，列平衡方程：F0,F

cos30

cos300xF y

ACsin30FAC

BCsin30F0BC解得：FAC

F FBCFACAC],其中SAC

為桿AC的截面積，查表得：SAC

215.692cm2FBCBCSBC

為桿BC的截面積，查表得：S[ ],其中

35.578cm227解得:FFACFF

502kN355.8kNBC綜合得：F355.8kN1 2 BPA,CP＝147ｋＷ,P=21 2 1ｋW，軸的轉(zhuǎn)速n=５0０ｒ／min，材料的Ｇ=80GPa,許用切應(yīng)力=7０MＰa，試設(shè)計軸的直徑。PP1P2P3ABCp 368

題18圖m 9549 29549 7028Nm2 n 500m 9549p3954