工程力學(xué)期末考

.工程力學(xué)〔一〕期末復(fù)習(xí)題一、填空題在材料力學(xué)中，為了簡化對問題的研究，特對變形固體作出三個假設(shè)，分別為 ， ， 。答案：連續(xù)性，均勻性，各向同性圖中分布力的合力的大小為 ，對點(diǎn)A之矩大小為 。答案：ql/2()，ql2/3 (順時)知識點(diǎn)解析：此題考查分布力大小及合力作用點(diǎn)的計算，三角形分布力合理大小為三角形的面積，合力作用點(diǎn)為形心處。將圓截面壓桿改為面積相等的圓環(huán)截面壓桿其他條件不變那么其柔度將 臨界荷載將 。答案：降低，增大知識點(diǎn)解析：此題考查壓桿柔度和臨界荷載與截面形狀的關(guān)系，將圓截面壓桿改為面積相等的圓環(huán)截面壓桿，截面慣性矩增大，柔度降低而臨界荷載增大。對于空間力偶系，獨(dú)立的平衡方程個數(shù)為 答案：3個知識點(diǎn)解析：空間力偶系獨(dú)立平衡方程的個數(shù)解決超靜定問題需要采用變形體模型，進(jìn)行力、變形以及 關(guān)系的研究三方的分析工作。答案：力與變形圖示銷釘受軸向拉力P作用，尺寸如下圖，那么銷釘內(nèi)的剪應(yīng) ，支面的擠壓應(yīng)力 。bsP 4P答案：dh， D2d2實用文檔..知識點(diǎn)解析：此題考查連接件剪應(yīng)力與擠壓應(yīng)力的計算。一受扭圓棒如圖4所示，其截面上的扭矩等于 ，假設(shè)該圓棒直徑為d，那么其扭轉(zhuǎn)時橫截面上最大切應(yīng) = 。max圖4M48Md3和右手螺旋法那么計算出截面的扭矩為M48M切應(yīng)力max

=d3 。圖5示階梯桿AD受三個集中力F作用，設(shè)ABBC、CD段的橫截面面積分別為A2A3A，那么三段桿的橫截面上軸力 ，正應(yīng)力 。圖5答案：不相等，相等知識點(diǎn)解析：此題考查受拉桿件內(nèi)力和應(yīng)力的計算，首先分段取隔離體計算出AB、BC、CD三段桿所受軸力分別為F、2F、3F，正應(yīng)力為軸力除以受力面積，三段桿正應(yīng)力均為F/A。圖示正方形截面簡支梁，假設(shè)荷載不變而將截面邊長增加一倍，那么其最大彎曲正應(yīng)為原來的 ，最大彎曲剪應(yīng)力為原來的 。答案：1/8,1/4實用文檔..知識點(diǎn)解析：此題考查簡支梁受彎截面彎曲正應(yīng)力和彎曲剪應(yīng)力與截面尺寸的關(guān)系，彎曲正應(yīng)力與正方形截面邊長的三次方成反比，彎曲剪應(yīng)力與正方形截面邊長的平方成反比，21/4力和 是兩個不同的、相互獨(dú)立的根本力學(xué)量，它們是組成力系的兩個根元素。答案：力偶作用于彈性體一小塊面積〔或體積〕上的載荷所引起的應(yīng)力，在離載荷作用區(qū)較遠(yuǎn)處根本上只同載荷的主矢和主矩有關(guān)；載荷的具體分布只影響作用區(qū)域附近的應(yīng)力分布。這就是著名的 原理。答案：圣維南知識點(diǎn)解析：此題考查圣維南原理的概念。在工程力學(xué)范疇內(nèi)，為保證工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的正常工作，要求構(gòu)件應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和 。答案：剛度，穩(wěn)定性圖6為低碳鋼Q235的應(yīng)-應(yīng)變曲線，當(dāng)應(yīng)力加至曲線上k點(diǎn)后卸載時，相應(yīng)的彈應(yīng)變?nèi)鐖D中的 所示，塑性應(yīng)變?nèi)鐖D中 所示。e k fba co i j 圖6答案：oi，ij知識點(diǎn)解析：此題主要考查低碳鋼拉伸試驗的變形階段，彈性變形和塑性變形的定義。圖7示圓截面懸臂梁，假設(shè)梁的長度l減小一半〔其它條件不變，那么梁的最大彎正應(yīng)力降至原來的 ，最大撓度降至原來的 。qAqAlBd實用文檔..圖7答案：1/4，1/16知識點(diǎn)解析：受均布荷載的懸臂梁，截面抗彎剛度不變的條件下，最大彎曲正應(yīng)力與最大彎矩成正比，彎矩與l的二次冪成正比，當(dāng)l1/4，最大1/4。撓度與l的四次冪成正比，當(dāng)l為原來的1/16。15、位移法是以 為根本未知量，位移法方程實質(zhì)上是 方程答案：獨(dú)立結(jié)點(diǎn)位移，靜力平衡知識點(diǎn)解析：此題考查位移法和位移法方程的根本概念16、靜定結(jié)構(gòu)是 的 系。答案：無多余約束，幾何不變二、選擇題工程構(gòu)件要正常平安的工作，必須滿尊一定的條件。以下除〔 〕項，其他各項是須滿足的條件。強(qiáng)度條件 剛度條件 C．穩(wěn)定性條件 D．硬度條答案：D內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系是〔 。B.內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)和C.內(nèi)力是矢量，應(yīng)力是標(biāo)量答案：D知識點(diǎn)解析：此題考查內(nèi)力和應(yīng)力的根本概念和關(guān)系。根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時的平面假設(shè)，可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面〔 。形狀尺寸不變，直徑線仍為直線 尺寸形狀改變，直徑線仍為直線C.形狀尺寸不變，直徑線不保持直線 D.形狀尺寸改變，直徑線不保持直答案：A建立平面彎曲正應(yīng)力公式My/I，需要考慮的關(guān)系有〔 。zA.平衡關(guān)系，物理關(guān)系，變形幾何關(guān)系 B.變形幾何關(guān)系，物理關(guān)系，靜力關(guān)系C.變形幾何關(guān)系，平衡關(guān)系，靜力關(guān)系 D.平衡關(guān)系，物理關(guān)系，靜力關(guān)答案：C知識點(diǎn)解析：此題考查彎曲正應(yīng)力計算公式考慮的關(guān)系。實用文檔..利用積分法求梁的變形，不需要用到下面哪類條件來確定積分常數(shù)〔 。A.平衡條件 B.邊界條件 C.連續(xù)性條件 D.光滑性條答案：A知識點(diǎn)解析：利用積分法求梁的變形，考慮的條件有邊界條件、連續(xù)性條件和光滑性條件。壓桿臨界應(yīng)力的大小〔A.與壓桿承受的軸向壓力大小有關(guān)B.與壓桿的柔度大小有C.與壓桿材料無關(guān) D.與壓桿的柔度大小無答案：B知識點(diǎn)解析：壓桿臨界應(yīng)力的大小與壓桿的材料和柔度大小有關(guān)，而與壓桿承受的軸向壓力大小無關(guān)。利用圖乘法計算彈性梁或剛架的位移，要求結(jié)構(gòu)滿足三個條件，以下哪個條件不是必的〔 。EI為常量 B.結(jié)構(gòu)軸線必須為直線C.M圖必須是直線 D.M和M至少有一個是直答案：C材料的失效模式〔 。A.只與材料本身有關(guān)，而與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)B.與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均有關(guān)C.只與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，而與材料本身無關(guān)D.與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均無關(guān)答案：B知識點(diǎn)解析：材料的實效模式不僅與材料本身有關(guān)，與應(yīng)力狀態(tài)也相關(guān)。1 2 3

分別為〔 。30MPa100MPa50MPa 50MPa30MPa50MPaC．50MPa0MPa50MPa 50MPa30MPa50MPa答案：B知識點(diǎn)解析：此題考查單元體主應(yīng)力計算。軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截面〔 A.分別是橫截面、45°斜截面 B.都是橫截面實用文檔..C.分別是45°斜截面、橫截面 D.都是45°斜截面答案：A在連接件上，剪切面和擠壓面分別〔 〕于外力方向。A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.平行 D.垂答案：B知識點(diǎn)解析：連接件剪切面平行于外力方向，擠壓面垂直于外力方向。T軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力公式

適用于〔 。IPA.矩形截面軸 B.橢圓截面軸 C.圓形截面軸 D.任意形狀截面答案：C知識點(diǎn)解析：此題考查圓軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力計算公式。圖示梁，假設(shè)力偶矩Me在梁上移動，那么梁的〔 。A.約束力變化端位移不變 B.約束力不變端位移變化C.約束力和B端位移都不變 D.約束力和B端位移都變化答案：B圖14示簡支梁中間截面上的內(nèi)力為〔 。A.、F=0；B.、F≠0；C.F；D.F≠0。S S S Sq qaA B答案：C

a a/2 a/2圖14Bqa，qa2跨中截面彎矩為2 ，剪力為0。200GP200MPε0.001，實用文檔..那么橫截面上的正應(yīng)力〔 。A.σ＝Eε＝300MPa； B.σ＞300MPa；C.200MPa＜σ＜300MPa； D.σ＜200MPa答案：C低碳鋼試樣拉伸試驗中，試件變形完全是彈性，全部卸除荷載后試樣恢復(fù)其原長的段是〔 。A．彈性階段 屈服階段 強(qiáng)化階段 頸縮階答案：A知識點(diǎn)解析：此題主要考查低碳鋼拉伸試驗中各變形階段的變形特點(diǎn)17．桿件的線應(yīng)變是〔 〕桿的變形，反響變形的程度。A．任意寬度 單位寬度 單位長度 任意長答案：C知識點(diǎn)解析：此題主要考查線應(yīng)變的概念。18．關(guān)于內(nèi)力對稱性，以下說法正確的選項是〔 。A．軸力是反對稱力 剪力是正對稱C．彎矩是正對稱力 以上都不答案：C知識點(diǎn)解析：此題主要考查內(nèi)力的對稱性，軸力和彎矩為正對稱力，剪力為反對稱力19．對于剛結(jié)點(diǎn)以下說法中不正確的選項是〔 。A．剛結(jié)點(diǎn)可傳遞彎矩 剛結(jié)點(diǎn)處各桿端可發(fā)生相對轉(zhuǎn)C．剛結(jié)點(diǎn)處各桿端不可發(fā)生相對移動剛結(jié)點(diǎn)連接各桿間夾角保持不答案：B知識點(diǎn)解析：此題主要考查剛結(jié)點(diǎn)的特性，剛節(jié)點(diǎn)可以傳遞彎矩，但是剛節(jié)點(diǎn)連接處各桿端不可發(fā)生相對移動且各桿間的夾角保持不變。20．對于由4個剛體組成的系統(tǒng)，假設(shè)其中每個剛體都受到平面力系的作用，那么該系最多可以建立〔 〕個獨(dú)立的平衡方程。A．8 答案：C知識點(diǎn)解析：一個剛體受到平面力系的作用最多可以建立3個獨(dú)立的平衡方程，所以4個剛體組成的系統(tǒng)受到平面力系的作用最多可以建立12個獨(dú)立的平衡方程。實用文檔..三、判斷題答案：錯知識點(diǎn)解析：此題主要考查約束力的概念和特點(diǎn)。答案：錯知識點(diǎn)解析：此題考查柔索約束的特點(diǎn)，其約束力沿著柔索的軸線方向背離物體。答案：錯知識點(diǎn)解析：此題主要考查二力桿的定義。答案：錯的三要素為力偶矩矢的大小、方向、作用點(diǎn)。答案：錯答案：錯知識點(diǎn)解析：當(dāng)力的作用線與軸相交或是與軸平行時，力對軸之矩的均為零。答案：錯知識點(diǎn)解析：梁主要承受彎曲變形，內(nèi)力主要是彎矩和剪力。答案：錯知識點(diǎn)解析：此題考查穩(wěn)定失效的概念，中心受壓直桿在臨界力作用下，壓桿直線形態(tài)的平衡開始喪失穩(wěn)定性的現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。EIZ答案：錯知識點(diǎn)解析：EI為桿的抗彎剛度，EA為桿的拉壓剛度。Z提高梁的承載能力可以通過選擇合理的橫截面形狀以降低WZ答案：錯知識點(diǎn)解析：截面最大應(yīng)力與W成反比，所以想要提高截面承載力應(yīng)該選擇合理截面形狀Z實用文檔..增大W，而不是降低W。Z Z答案：對答案：錯知識點(diǎn)解析：此題考查鑄鐵材料的受力性能，其抗壓性能優(yōu)于其抗拉性能。答案：對答案：對答案：錯知識點(diǎn)解析：此題考查梁彎曲變形時撓度的概念，應(yīng)該是截面形心沿垂直軸線方向的位移稱為撓度。性變形減小，即延性降低。這種現(xiàn)象被稱為“冷作硬化〞或“加工硬化〞。答案：對向力必須通過截面的彎曲中心。答案：對答案：錯知識點(diǎn)解析：判斷危險截面應(yīng)以其應(yīng)力為判斷準(zhǔn)那么，而不是以內(nèi)力為判斷準(zhǔn)那么。19、力是矢量，所以力在坐標(biāo)軸上的投影也是矢量。答案：錯知識點(diǎn)解析：力是矢量，但力在坐標(biāo)軸上的投影是標(biāo)量。20、地球上，只要作用于物體上的力系是平衡力系，必能保證物體相對地球靜止不動。答案：錯知識點(diǎn)解析：作用于物體上的力系是平衡力系時，物體可以相對地球靜止也可以保持勻速直線運(yùn)動。實用文檔..四、分析簡答題1.作圖示拉壓桿的軸力圖。答案：知識點(diǎn)解析：分段取隔離體計算出各桿段軸力，受拉為正受壓為負(fù)，作出軸力圖即可。2.分析圖所示梁的受力，作出剪力圖和彎矩圖。答案：彎矩圖 剪力圖3.作圖示軸的扭矩圖。答案：

M M

M M知識點(diǎn)解析：分段取隔離體，根據(jù)扭矩平衡計算出各段扭矩大小，并根據(jù)右手螺旋法那么判斷處扭矩的正負(fù)。4、簡述塑性材料的力學(xué)性能。實用文檔..答案：〔1〕在彈性變形范圍內(nèi)，多數(shù)塑性材料應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系，符合胡克定律；〔1〕塑性材料斷裂時伸長率大，塑性好13〕多數(shù)塑性材料在屈服階段以前，抗拉和抗壓性能根本相同，故可作為受拉或受壓構(gòu)件24〕塑性材料承受動荷載能2彈性模量、斷后伸長率和截面收縮率等2〕對于塑性材料，當(dāng)應(yīng)力到達(dá)屈服極限時，將發(fā)生較大的塑性變形，此時雖未發(fā)生破壞，但因變形過大將影響構(gòu)件的正常工作，所以通常把屈服極限定義為極限應(yīng)力2作圖示拉壓桿的軸力圖。答案：知識點(diǎn)解析：分段取隔離體計算出各桿段軸力，受拉為正受壓為負(fù)，作出軸力圖即可。分析圖所示梁的受力，作出剪力圖和彎矩圖。答案：彎矩圖 剪力圖五、計算題EI為常數(shù)，試用力法作其彎矩圖。實用文檔..解：以C處的約束為多與約束，原結(jié)構(gòu)的根本體系如下單位荷載和外荷載作用下彎矩圖如下力法典型方程X 0111 1P aa aaaa

4a311

2 3

3EI1

q 2 2 q

5qa4 a2 a a2aa1P

2 15

3 2

8EI解得X132qa剛架彎矩圖如下：圖示矩形截面簡支梁，載荷F=4kNl=400mmb=50mm，高度實用文檔..h=80mm，材料的許用彎曲正應(yīng)力[τ]=5MPa，試校核其強(qiáng)度。hFAhFABC2l/3 l/3答案：解：M(F)0F

l0B 3 BF0：FFF0y A B4 8解得：FA

kN，F(xiàn)3 B

3

2kN16kNm45彎矩圖 剪力圖彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度校核〔C截面〕：16kNm40mm

8kN3 MCy 45 6.67MPa[]=7MPamaxtmax Iz

50mm80m312BC

3F 333F 3F SF

S*z,max

S 1MPa[]=5MPacmax bIz

2A 250mm80mm所以梁的強(qiáng)度滿足要求。ACBC兩桿均為鋼桿，許用應(yīng)力為115MPa，橫截面面積分A150mm2A120mm2，結(jié)點(diǎn)CP，求該結(jié)構(gòu)的許用荷載。1 2實用文檔..A B30o45oCP答案：C為研究對象，由平衡方程 F0, Fx N,

sin30oFN,BC

sin45o0 F0, Fy N,

cos30oFN,BC

cos45oP0得：FN,

0.732（拉）FN,BC

0.518（拉）〔2〕計算許用荷載P。由AC桿的強(qiáng)度條件FN,A1

0.732PA1

AP A

150106m2115106Pa23.6kN0.732 0.732由桿2的強(qiáng)度條件FNA2

0.518PA1

AP A

120106m2115106Pa26.6kN0.732 0.518比擬后，取兩者中的小者，即許用荷載P23.6kN。圖示梁受均布載荷及彈簧常數(shù)的撓度。實用文檔..答案：〕支反力為〔2〕建立撓曲軸微分方程并積分:〔3〕確定積分常數(shù)〔4〕建立轉(zhuǎn)角和撓度方程〔5〕求中點(diǎn)撓度BC2mm160MPa，q30kN/m，求BC需由多少根鋼絲組成。實用文檔..AC為研究對象，受力分析如以下圖所示： M FA

3T434205解得T100kN〔2〕設(shè)需要n根鋼絲由鋼絲的強(qiáng)度條件T nAn

4100103

199d2 3.1422106160106圖示工字型截面鋼梁，承受荷載P210kN，許用應(yīng)160MPa80MPa，截面慣性矩I 5250cm4，工字鋼上局部或下局部截面對中性軸的面積矩ZS* 236796.5m3h250mmb=113mmZmax為t10mm=13mm，校核梁的最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力是否符合強(qiáng)度條件。解：梁的彎矩和剪力如以下圖所示實用文檔..Mmax