工程力學(xué)復(fù)習(xí)題及參考答案

課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案工程力學(xué)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(qiáng)度。3.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上各點(diǎn)的切應(yīng)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(kāi)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(duì)軸之矩在力與軸相交或平行狀況下為零。9.梁的中性層與橫截面的交線稱為中性軸。10.圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是100MPa。11.物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運(yùn)動(dòng)效應(yīng)（外效應(yīng)）。12.外力解除后可消失的變形，稱為彈性變形。13.力偶對(duì)任意點(diǎn)之矩都相等。14.階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A，彈性模量為E，則桿中最大正應(yīng)力為5F/2A15.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(gè)矩心不共線的條件時(shí)，才干成為力系平衡的充要條件。19.圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在C點(diǎn)處。20.圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力[σ]，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是2τx≤[σ]。21.物體相對(duì)于地球處在靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱為平衡。22.在截面突變的位置存在應(yīng)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(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力[σ]，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是。25.臨界應(yīng)力的歐拉公式只合用于大柔度（細(xì)長(zhǎng)）桿。26.只受兩個(gè)力作用而處在平衡狀態(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(diǎn)簡(jiǎn)化的成果的三種情形是力、力偶、平衡。29.階梯桿受力如圖所示，設(shè)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7FA/2EA30.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(jì)算題：1.梁構(gòu)造尺寸、受力如圖所示，不計(jì)梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C處的約束力。2.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Iz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料許用壓應(yīng)力[σc]=160MPa，許用拉應(yīng)力[σt]=40MPa。試求：=1\*GB3①畫梁的剪力圖、彎矩圖。=2\*GB3②按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。3.傳動(dòng)軸如圖所示。已知Fr=2KN，F(xiàn)t=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齒輪直徑D=400mm，軸的[σ]=100MPa。試求：①力偶M的大??；②作AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。③用第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)軸AB的直徑d4.圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知Iz=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料許用壓應(yīng)力[σc]=120MPa，許用拉應(yīng)力[σt]=35MPa，a=1m。試求：=1\*GB3①畫梁的剪力圖、彎矩圖。=2\*GB3②按正應(yīng)力強(qiáng)度條件擬定梁截荷P。5.如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力F1，水平力F2，實(shí)心軸AB的直徑d，長(zhǎng)度l，拐臂的長(zhǎng)度a。試求：=1\*GB3①作AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。=2\*GB3②計(jì)算AB軸危險(xiǎn)點(diǎn)的第三強(qiáng)度理論相稱應(yīng)力。6.圖所示構(gòu)造，載荷P=50KkN，AB桿的直徑d=40mm，長(zhǎng)度l=1000mm，兩端鉸支。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=2.0，[σ]=140MPa。試校核AB7.鑄鐵梁如圖5，單位為mm，已知Iz=10180cm4，材料許用壓應(yīng)力[σc]=160MPa，許用拉應(yīng)力[σt]=40MPa，試求：=1\*GB3①畫梁的剪力圖、彎矩圖。=2\*GB3②按正應(yīng)力強(qiáng)度條件擬定梁截荷P。8.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，μ=0.3，[σ]=140MPa。試求：=1\*GB3①作圖示圓軸表面點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖。=2\*GB3②求圓軸表面點(diǎn)圖示方向的正應(yīng)變。=3\*GB3③按第四強(qiáng)度理論校核圓軸強(qiáng)度。9.圖所示構(gòu)造中，q=20kN/m，柱的截面為圓形d=80mm，材料為Q235鋼。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3.0，[σ]=140MPa。試校核柱BC10.如圖所示的平面桁架，在鉸鏈H處作用了一種20kN的水平力，在鉸鏈D處作用了一種60kN的垂直力。求A、E處的約束力和FH桿的內(nèi)力。11.圖所示圓截面桿件d=80mm，長(zhǎng)度l=1000mm，承受軸向力F1=30kN，橫向力F2=1.2kN，外力偶M=700N·m的作用，材料的許用應(yīng)力[σ]=40MPa，試求：=1\*GB3①作桿件內(nèi)力圖。=2\*GB3②按第三強(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)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，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3.0。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個(gè)三角架所能承受的外載F13.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，Iz=1.73×108mm4，q=15kN/m。材料許用壓應(yīng)力[σc]=160MPa，許用拉應(yīng)力[σt]=80MPa。試求：=1\*GB3①畫梁的剪力圖、彎矩圖。=2\*GB3②按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。14.圖所示平面直角剛架ABC在水平面xz內(nèi)，AB段為直徑d=20mm的圓截面桿。在垂直平面內(nèi)F1=0.4kN，在水平面內(nèi)沿z軸方向F2=0.5kN，材料的[σ]=140MPa。試求：=1\*GB3①作AB段各基本變形的內(nèi)力圖。=2\*GB3②按第三強(qiáng)度理論校核剛架AB段強(qiáng)度。15.圖所示由5根圓鋼構(gòu)成正方形構(gòu)造，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，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=2.5，[σ]=140MPa。試校核116.圖所示為一持續(xù)梁，已知q、a及θ，不計(jì)梁的自重，求A、B、C三處的約束力。17.圖所示直徑為d的實(shí)心圓軸，受力如圖示，試求：①作軸各基本變形的內(nèi)力圖。②用第三強(qiáng)度理論導(dǎo)出此軸危險(xiǎn)點(diǎn)相稱應(yīng)力的體現(xiàn)式。18.如圖所示，AB=800mm，AC=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，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3，試由CB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10.100MPa11.變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運(yùn)動(dòng)效應(yīng)（外效應(yīng)）12.彈性變形13.相等14.5F/2A15.突變16.接觸面的公法線17.塑性變形18.不共線19.C20.2τx≤[σ]22.平衡22.應(yīng)力23.突變24.25.大柔度（細(xì)長(zhǎng)）26.二力構(gòu)件27.等值、反向、共線28.力、力偶、平衡29.7Fa二、計(jì)算題：1.解：以CB為研究對(duì)象，建立平衡方程解得：以AC為研究對(duì)象，建立平衡方程解得：2.解：=1\*GB3①求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖解得：=2\*GB3②梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核B截面C截面壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B截面）因此梁的強(qiáng)度滿足規(guī)定3.解：=1\*GB3①以整個(gè)系統(tǒng)為為研究對(duì)象，建立平衡方程解得：（3分）=2\*GB3②求支座約束力，作內(nèi)力圖由題可得：=3\*GB3③由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在C處4.解：=1\*GB3①求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖解得：=2\*GB3②梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核C截面D截面壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）因此梁載荷5.解：=1\*GB3①=2\*GB3②由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在A處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為6.解：以CD桿為研究對(duì)象，建立平衡方程解得：AB桿柔度由于，因此壓桿AB屬于大柔度桿工作安全因數(shù)因此AB桿安全7.解：=1\*GB3①=2\*GB3②梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核A截面C截面壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在A截面）因此梁載荷8.解：=1\*GB3①點(diǎn)在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖以下圖：=2\*GB3②由應(yīng)力狀態(tài)圖可知σx=89.1MPa，σy=0，τx=30.6MPa由廣義胡克定律=3\*GB3③強(qiáng)度校核因此圓軸強(qiáng)度滿足規(guī)定9.解：以梁AD為研究對(duì)象，建立平衡方程解得：BC桿柔度由于，因此壓桿BC屬于大柔度桿工作安全因數(shù)因此柱BC安全10.解：以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，建立平衡方程解得：過(guò)桿FH、FC、BC作截面，取左半部分為研究對(duì)象，建立平衡方程解得：11.解：=1\*GB3①=2\*GB3②由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在固定端處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為因此桿的強(qiáng)度滿足規(guī)定12.解：以節(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，由平衡條件可求BC桿柔度由于，因此壓桿BC屬于大柔度桿解得：13.解：=1\*GB3①求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖解得：=2\*GB3②梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核D截面B截面壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）因此梁的強(qiáng)度滿足規(guī)定14.解：=1\*GB3①=2\*GB3②由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在A處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為因此剛架AB段的強(qiáng)度滿足規(guī)定15.解：以節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，由平衡條件可求1桿柔度由于，因此壓桿AB屬于大柔度桿