工程力学复习题.doc

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1、工程力学复习题一、单项选择题：（本大题共12小题）解题要求：根据工程力学的基本概念和理论，从每小题的四个备选答案中选出唯一正确的答案，然后将正确答案的字母填写在相应小题预留的括号内。1、 以下哪一个说法正确地表达了“三力平衡共面汇交定理”的含义。答（ C ）（A）若三个不为零的力共面且汇交，这三个力必然平衡。（B）若三个不为零的力平衡且共面，这三个力必然汇交。（C）若三个不为零的力平衡且汇交，这三个力必然共面。（D）若三个不为零的力平衡，这三个力必然共面且汇交。2、 平面任意力系平衡的三力矩式方程中，对三个矩心（A、B、C三点）的选取要求是这三个矩心（ A ）。（A）不能共（直）线。 （B）可

2、在力系平面内任意选取，没有任何限制。（C）必须共（直）线。 （D）（三矩心）中必须有一点是投影坐标系的原点。3、 题图（b）所示A、B、C、D四种不同的受力结构中，均有一根类似的AB杆，试判断题图（a）所示AB杆的受力图是哪一个受力系统中的AB杆。（注意：四个结构图中D、C两处均为铰接）答：（ D ）。（A）（B）（C）（D）（a）受力图（b）四种不同结构系统一. 3 题 图4、 由杆1（AB）、杆2（AC）两根直杆组成的简单桁架如题图（a）所示。桁架A、B、C三处均为铰接，节点A处有铅垂力F作用。若以两杆为整体研究对象画受力图（不计各杆自重）。则题图（b）所示A、B、C、D四个图中，正确的受

3、力图是（ D ）。（A） （B） （C） （D）（a）简单桁架（b）简单桁架的受力图一、4题图5、 一个倒“Y”字形刚性平面支架的结构、载荷及支承如图（a）所示，试判断图（b）所示A、B、C、D四个图中该支架的正确的受力图是（ D ）。（A） （B） （C） （D）（a）支架结构图（b）倒“Y”字形刚性平面支架受力图一、5题图6、 若将题图（a）中刚架的受力F从A处移到D处，变为图（b）所示（即：将F 沿其作用线从A滑移到D），这种移动不会改变（ D ）段的内力情况。（A）AB段； （B）BC段；（C）CD段； （D）DE段（a） （b）一、6题 图7、 用算式确定脆性材料的许用应力的值时，通

4、常是以脆性材料的（ C ）作为极限应力（式中的）。（A）比例极限；（B）屈服极限； （C）强度极限； （D）弹性极限。8、 题图所示图示拉杆的横截面积为A，两端所受拉力为F，则该拉杆在其斜截面上的拉应力和剪应力分别为（ B ）。（A）；（B）；（C）；（D）。一、8题 图9、 矩形横截面的简支梁AB受力如题图（a）所示，指出题图（b）所示四个图中，哪一个正确地表达了该梁1-1截面上正应力沿高度（y轴）的分布情况。答：（ C ）（A）（B）（C）（D）（a）梁的受力简图（b）应力沿高度（y轴）的分布图一、9 题 图10、 直径的为d实心圆轴，当其横截面上有和两个弯矩时。用以下那个公式可正确地计算

5、出该截面上的最大正应力。答：用公式（ A ）。（A）； （B）；（C）； （D）。11、 一单元体各截面上的应力如题图所示（各应力数值单位均为MPa），该单元体的最大剪应力（ D ）。（A）120MPa； （B）60MPa； （C）100MPa； （D）50MPa；一、10 题 图12、 如题图所示，铸铁试件在扭转实验时的破坏现象是沿与轴线成45的螺旋面断裂，造成这种破坏现象的主要原因是各点在该方向面上分布有（ C ）。（A）最大剪应力； （B）最大压应力；（C）最大拉应力； （D）应力集中；一、5题 图二、多项选择题：（本大题共13小题）解题要求：根据工程力学的基本概念和理论，从每小题给出的

6、备选答案中选出正确的答案，并将所有正确答案的字母填写在相应的括号内（注：错选、漏选、多选均不得分）。1、 根据汇交力系平衡的必要与充分条件，判断以下几种关于汇交力系平衡的推论中，错误的说法是（ B、C ）。（A）汇交力系中各分力矢量的矢量和为零。（B）汇交力系中各分力大小的代数和为零。（C）汇交力系中各分力对汇交点之矩矢量的矢量和为零。（D）汇交力系中各分力在同一根任意轴上投影的代数等于零。（E）汇交力系中各分力矢量首尾相接构成的（力）矢量多边形自行封闭。2、 根据力偶的特征可知，以下几个关于力偶系的推论中正确的是（A、B、D）。（A）力偶系中各分力矢量首尾相接构成的（力）矢量多边形自行封闭。

7、（B）力偶系中各分力在任意（同）一根轴上的投影之和等于零。（C）力偶系中各分力对任意一点之矩矢量的矢量和为零。（D）力偶系中各分力矢量的矢量和为零。3、 题图所示平面桁架由5根直杆组成，根据零力杆的特征，不需计算，试直接判断并找出该桁架中的零力杆是（ A、 C ）。（A）杆1； （B）杆2；（C）杆3； （D）杆4； （E）杆5二、3 题 图4、 题图所示平面桁架由9根直杆组成，根据零力杆的特征，不需计算，直接判断并找出该桁架中的零力杆是：（A、E、H）。（A）杆1； （B）杆2； （C）杆3；（D）杆4； （E）杆5； （F）杆6；（G）杆7； （H）杆8； （I）杆9。二 4 题 图5、

8、若题图所示某桁架的节点A处的F、F1和F2是平衡力系，则该力系中，F、F1和F2这三个力的大小之间的正确的关系式是（ B、D ）。（A）F1Fcos； （B）FF1cos+ F2cos；（C）F2Fcos； （D）F1sinF2sin；二、5题 图6、 用材料力学理论对工程构件进行强度计算时，下列那几种应力的计算值等于构件受力截面上的平均应力？ 答：（A、E）。（A）拉压杆件横截面的最大正应力；（B）扭转圆轴横截面的最大剪应力；（C）弯曲梁横截面的最大正应力；（D）弯曲梁横截面的最大剪应力；（E）连接件的剪切面的最大名义剪应力。7、 根据题图所示、两种材料的应力应变（）曲线可知，这两种材料强度

9、极限与以及弹性模量与大小关系是：（ B、D ）（A） ；（B） ；（C） ；（D） 。 二、7题 图8、 题图所示，两根截面、长度等结构尺寸完全相同的拉杆，所受拉力也相同。如果两杆材料不同，则有关两根杆件横截面上的正应力和伸长量的正确说法是：两杆的（ A、D ）。（A）相同； （B）不同；（C）相同; （D）不同。二、8 题 图钢杆铝杆9、 下列几种不同形状的截面上都存在My和Mz两个弯矩时，公式（式中y、z为各截面的两根形心主轴，Wy和Wz分别为各截面的两个抗弯截面模量。）只能用于计算（ C、D、E ）这几个截面上的最大正应力。（A）“圆”形截面； （B）“椭圆”形截面； （C）“工字”形截

10、面； （D）“长方形”截面； （E）“正方形”截面。10、 一矩形截面立柱的结构及受力如题图所示，试判断立柱根部的横截面上组合了哪几种内力分量？（提示：从以下给出的选项中，选出该截面上不为零的内力分量）。答：（B、D、E、F）。（A）轴向拉力FN； （B）轴向压力FN；（C）扭矩T； （D）弯矩 Mz ；（E）弯矩My； （F）剪力FSy；（G）剪力FSz。二、10 题 图11、 某圆轴横截面上的应力分布如题图所示、（图中O为截面形心），试判断该截面上组合了哪几种内力分量？（提示：从以下给出的选项中，选出该截面上不为零的内力分量）。答：（ D、F ）（A） 轴力FN； （B）剪力FSx；（C）

11、剪力FSy； （D）弯矩Mz；（E）弯矩My； （F）扭矩T。二 11 题 图12、 已知空心圆轴所的受外扭力偶为矩M，横截面上的内力分量为扭矩T，则以下所示四个扭转切应力分布图中，哪几个是正确的？答：（ B、C ）（A）（B）（C）（D）二、12 题 图13、 拉杆直径为d，头部（大端）直径为D、厚度为h，若该拉杆受力拉力F作用，校核该拉杆的抗拉强度、抗剪强度和挤压强度时，用来计算其最大拉应力、名义挤压应力和名义剪切应力的计算式，应分是（ A、C、D ）。（A）； （B）； （C）；（D）； （E）。二、4题 图三、简单计算题（本大题共11小题）解题要求：根据题意，灵活应用工程力学的基本理论

12、和方法，经分析和简单计算，将所得到的正确计算结果填写在相应的括号内（本题不用将计算步骤写在试卷中）。1、 用AB、BC两根钢索将重为W的物体悬挂在铅垂墙壁和横梁构成的直角内，如题图所示。已知60，不计钢索自重，若两钢索所承担的拉力相等；求出此时AB与墙壁的夹角和两根钢索承担的相等拉力F的大小。答：（ 30 ）；F（W ）；三、1题 图2、 如题图所示，刚架ABCD，在A、D铰接，B处受大小F400N的水平力作用，若不计刚架自重以及各接触点的摩擦，试求出A、D两支座对刚架约束力。答：FA （ 447.2N ）；FD （ 200N ）。三、2题 图3、 AB和BC两直角折杆组成的平面机构如题图所示

13、。 两杆在B端铰接，A、C均为固定铰链支座。有一个力偶矩为M的力偶作用于在BC杆上。若不计各杆自重。试求A、C两支座的约束力FA和FC。答： FA （ 0.53 ）；FC （ 0.53 ）。三、3题 图4、 四连杆机构在图示位置平衡，已知AC60cm，BD40cm，作用在BD上的M22Nm，求作用在AC上的M1和CD杆的受力FCD。答：M1 （ 6 Nm ）；FCD（ 10 N ）。三、4 题 图5、 对称屋架ABC如题图所示，A为固定铰链支座，B为滚动铰链支座，屋架重W，受的风压可视为垂直于AC并沿AC全长l均布的载荷，分布集度为q，若已知：l6m、 W100kN、q=1.5kNm。试求A、

14、B两支座约束力的大小。答：FAx（ 4.5 kN（） ）FAy（ 55.2 kN（） ）FB（ 52.6 kN（） ）三、5题图6、 阶梯形杆件BCD受力如题图所示，其中F20kN，杆件两段的横截面面积和杆长分别为：A12A2100mm2、l1l2300 mm，杆件材料的弹性模量E200GPa。求杆内的最大正应力和轴向总变形量。答：（ 400 MPa ）； （ 0.3 mm ）。三、6 题 图7、 题图所示平面桁架，由材料、面积相同的两杆构成，已知两杆的横截面积A=200mm，材料的弹性模量E=200GPa。在节点C处图示载荷F作用下，测得杆1和杆2的纵向线应变分别为：、，求载荷F及其方位角的

15、大小。答： F（ 21.2 kN ）（ 10.9 ）三、7题图8、 如题图所示，空心轴AB两端受扭力偶之矩为M。若已知轴的：l2.7m，D100mm，d50mm，AB两端面间的相对扭转角1.8，材料的剪切弹性模量G80GPa。求：该轴内的最大剪应力的大小和轴两端所受的扭力偶矩M的大小。三、8题 图答：（ 46.5 MPa ）； M （ 8.6 kNm ）9、 空心圆轴AB，受力如题图所示。已知：MA300Nm，MB200Nm，MC500Nm，轴用材料的剪切弹模量G100GPa；轴长l2m，外径D50mm，内径d30mm。求该轴内部最大剪应力以及A、B两端面相对扭转角的大小三9 题 图答：（ 1

16、4.04MPa ）； （ 0.94103 rad0.054 ）10、 直径为d的实心钢制圆截面直角拐轴ABC的相关尺寸及受力情况如题图所示。若材料的许用应力为。试用第三和第四强度理论完成该轴的强度条件（计算式）。答：（）；（）。三、10 题 图11、 已知某点应力状态如题图所示（图中各应力分量的单位均为MPa），试分别用第三和第四强度理论求出其两个相当应力和的大小。答：（ 100 MPa ）；（ 91.65 MPa ）；三、11题 图四、综合计算题（本大题共4小题）解题要求：本题必须写出有效分析和解题步骤，评分时将按步骤评定。1、 题图所示为某水轮机主轴示意简图，若已知：水轮机输出功率P=63

17、000kW、转速n210rmin。主轴所受轴向推力F5000kN，转轮重G1500kN，主轴自重G2450kN，主轴内径d250mm，外径D650mm，材料的许用应力120MPa。试用第三强度理论求出主轴危险点的相当应力并校核主轴的强度。解：四、1 题 图2、 直径d =1m，重量G=10 kN的圆柱体支承在AB、CD两杆构成的支架上，两杆在H处铰接，拉绳（EF）材料的许用拉应力40 MPa，支架有关尺寸如题图所示。a) 求拉绳EF所承受的拉力b) 确定拉绳EF的直径。四、2题 图3、 题图所示No16工字钢制成的简支梁受集中力F作用，结构尺寸如题图所示。已知：l1.5m，a1m，材料的弹性模

18、量E210GPa，现用标距s20mm的应变仪，在梁的C-C截面下边缘测得纵向伸长量0.008mm，求：1) 画出该梁的剪力图与弯矩图。2) 求出集中力F的大小。解：四、3 题 图4、 外伸梁的受力及有关尺寸如题图所示：已知梁的截面为的矩形截面，材料的弹性模量E200MPa。1) 求C、D两支座的支承反力2) 画出该梁的剪力图和弯矩图。确定最大剪力和最大弯矩。3) 求出该梁横截面上的最大弯曲正应力和最大弯曲剪应力。四、4题图第四题参考答案：四、1题解：3) 外力及内力分析：根据已知条件，该轴受拉、扭组合变形，横截面上的两个内力分量分别为：轴力：；扭矩：4) 危险截面上的应力分析：该危轴险点应力状

19、态如单元体（图b）所示。其中：5) 用第三强度理论校核轴的强度：120MPa答：该轴满足第三强度理论的强度要求。四、2题解：1) 以整体为研究对象，求地面对支架的支撑力FC。（或FA） 画出支架整体的受力图(a)。 列、解平衡方程： 2) 以圆柱体为研究对象，求支架对圆柱的支撑力FN1。（或FN2）。 画出圆柱体的受力图(b)。 列、解平衡方程：图(a)图(b)图(c)3) 以CD（或AB）杆为研究对象，求绳索EF所承受拉力T。 画出CD（或AB）杆的受力图，并建立有关坐标坐标系，如图(c)。 列、解平衡方程，拉绳 EF所承受的拉力。4) 用强度条件确定设计拉绳 EF的直径d。答：可取拉绳直径

20、：径：四、3 题解：1) 画出该梁的剪力图与弯矩图A）外力分析：a) 画受力分析图 b) 列平衡方程得：B）画剪力图和弯矩图（b）、（c）；由图得：（N）； （Nm）（Nm）2) 求出集中力F的大小A）：由C点测得数据及胡克定律的得：受力图剪力图和弯矩图（Pa）84（MPa） （1）B）由C点弯曲正应公式得： （2）联立（1）、（2）解得：47.4103N47.4（kN）四、4 题 解： 1) 求C、D支座的支承反力 画出梁的受力图 列平衡方程，解出C、D的支承反；0，；0，2) 画出梁的剪力图和弯矩图，确定梁内最大剪力和最大弯矩。 画剪力图，得： 画弯矩图，得：3) 求出该梁横截面上的最大弯曲正应力和最大弯曲剪应力 96 MPa； 1.8 MPa工程力学复习题 第 17 页（共17页）