工程力学测试题.doc

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第一阶段测试卷
考试科目:《工程力学》静力学 （总分100分）时间：90分钟
__________学习中心（教学点） 批次： 层次：
专业： 学号： 身份证号：
姓名： 得分：

一、 单项选择题：（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
G
P
题1图
1．物块重G，在水平推力P作用下平衡。接触面间的静滑动摩擦因素数为
。，则物块与铅垂面间的摩擦力为（ ）。
A．；　　　 　Ｂ．；　　
Ｃ．；　　　　Ｄ．。

题2图
2．一等边三角形薄板置于水平光滑面上，开始处于静止状态。当沿其三边AB、BC、CA分别作用力F 1、F 2、F 3后，若该三力相等，方向如图，则（ ）。
A．板仍然保持平衡；　　 Ｂ．板既发生移动，又会发生转动；
Ｃ．板只会产生移动； Ｄ．板只会产生转动。

3. 二力平衡公理适用的范围是（ ）。
A．刚体；　　 Ｂ．刚体系统；
Ｃ．变形体；　　　 　 　 Ｄ．任何物体或物体系统。

4．图示结构中，如果将作用在AC上的力偶移动到BC上（图中虚线所示），则（ ）。
题4图
A． 支座A的反力不会发生变化；
B． 支座B的反力不会发生变化；
C． A、B支座的反力都会有变化；　　 　
D． 铰链C 所受的力不会有变化。

5．力F作用于长方体BCDH侧平面内，如图所示。该力在ox、oy、oz轴上的投影为（ ）。
y
z
C
B
F
o
H
x
D
题5图
A．
B．
C．
D．。

二、 填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
1． 平面汇交力系，有 个独立的平衡方程，空间一般力系有 个独立的平衡方程
2． 平面一般力系平衡的必要与充分条件是： 。
3． 力在正交坐标轴上投影的大小与力沿这两根轴的分力的大小 。
4． 同平面内的两个力偶，只要 相同，对刚体作用的效应就相同。
B
A
F
F1
F4
F3
F2
题5图
5． 图示AB杆自重不计，在五个已知力作用下处于平衡。则作用于B点的四个力的合力R的方向沿 。

三、 作图题（每小题 10 分，共 20分）图中所有接触都为光滑的，物体重量不计。
1．画出物体系统中构件ACB及整个物体系统的受力图。

2．画出物体系统中构件AB及整个物体系统受力图。

四、 计算题（每小题 20 分，共 60 分）
1．图示连续梁ABC，已知a和m，不计梁重，求梁上A、B、C处的约束反力。
题1图

题2图
2．在图示构架中，各杆自重不计，载荷F=1000N，A处为固定端，B、C、D处为铰链。求固定端A及B铰链处的约束反力。

3．简易升降混凝土料斗装置如图所示，混凝土和料斗共重25kN，料斗与滑道间的静摩擦与动摩擦因数均为0.3。 （1）绳子拉力为25kN时，料斗处于静止状态，求料斗与滑道间的摩擦力；（2）求料斗匀速上升和下降时绳子的拉力。
70º
题3图

答案及评分参考
一. 单项选择题（每小题 2 分，共 10 分）
1. B； 2. D； 3. A； 4. C； 5. B；

二. 填空题 (每小题 2 分, 共 10 分)
1. 2，6； 2. 所有外力的矢量和为零，所有外力对任意一点的矩的代数和为零；
3. 相等； 4. 力偶矩； 5. AB杆轴线。

三. 填图题 (每小题 10 分, 共 20 分)
整个物体系统的受力图（5分）
1． ACB的受力图（5分）

整个物体系统受力图（5分）
2．AB的受力图（5分）

四、计算题(每小题 20 分, 共 60分)
1． 解：取BC受力分析，（2分）B 、C反力方向铅直，构成与m反向力偶, Σmi = 0，，（↑）
；（↓）（6分）
取整体受力分析：（2分）
ΣX = 0， FAX = 0，（3分）
ΣY = 0， ，（↓）（3分）
ΣMA = 0 mA = Fc×4a－m = m （顺转）。（4分）

2． 解：取整体受力分析（2分）
由 （2分）
由 （↑）（4分）
由 （逆转）（4分）
取CD整体受力分析（2分）

（↗）（4分）
BD是二力构件（压杆）
= 2500N（↗）（2分）
N
F
G
T
y
x
图（a）

3． 解：（1）取料斗为研究对象，分析受力（图（a））（3分）
由 得：

kN （4分）
（2）料斗匀速上升时（图（a））（2分）

N
F
G
T
y
x
图（b）
kN（4分）
料斗匀速下降时（图（b））（3分）
kN
（4分）

第二阶段测试卷
考试科目:《工程力学》材料力学第1至6章 （总分100分）时间：90分钟
__________学习中心（教学点） 批次： 层次：
专业： 学号： 身份证号：
姓名： 得分：

一、 单项选择题：（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
1．下列结论中哪些是正确的？答（ ）。
（1） 构件的强度表示构件抵抗破坏的能力。
（2） 构件的刚度表示构件抵抗变形的能力。
（3） 构件的稳定性表示构件维持其原有平衡形式的能力。
（4） 构件的强度、刚度和稳定性愈高愈好。
A．（1），（2），（3）。 B．（4）。 C．全对。 D．全错。
2．等直杆的受力情况如图。设杆内最大轴力和最小轴力分别为Nmax和Nmin ，则下列结论中（ ）是正确的。
40 kN
55kN
25 kN
20 kN
题2图
A． ；
B．；
C．；
D．。
3．“齿形”榫连接件尺寸如图所示，两端受拉力F作用。已知挤压许用应力为[]，则连接件的挤压强度条件为（ ）。
F
F
a
e
b
h
题3图
a
A．；
Ｂ．；
Ｃ．；　 　
Ｄ．。
4．实心圆轴受扭转力偶作用，横截面上的扭矩为T，下列四种应力沿横截面径向分布图中正确的是（ ）。
A．（a）　　　　　 Ｂ．（b）　　　　　 Ｃ．（c）　　　　 Ｄ．（d）
（b）
（a）
（c）
（d）
题4图

5．梁发生平面弯曲时，其横截面绕（ ）旋转。
A．梁的轴线； 　 B．中性轴；
Ｃ．截面对称轴； 　　　 D．截面形心。

二、 填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
1．构件受外力而发生变形，在外力解除后具有消除变形的这种性质称为 。
题3图
2．设构件材料的失效应力（破坏应力）为，许用应力为[ ]，安全系数用n表示，则它们三者间的关系是 。
3．抗拉压刚度为EA的等截面直杆的受力情况如图所示，则B
点的位移为 。
4．横截面积相同的实心轴和空心圆轴，从强度的角度考
虑， 轴更好；从刚度的角度考虑， 轴更好。
5．矩形截面横梁，按下图中 方式放置，可承受的载荷更大。
（a）
（b）
题5图

三、 作图题（20分）
写出图示梁的剪力和弯矩方程，并作出剪力图和弯矩图，求出最大剪力和最大弯矩。

四、 计算题（每小题 20 分，共 60 分）
1． 图示三角形支架，杆AB和BC都是圆截面杆，杆AB直径，杆BC直径，两杆都由Q235钢制成。设重物的重力G =20kN，Q235钢的许用应力[]=160MPa。问支架是否安全。

题2图
2．图示传动轴，主动轮B输入功率Pk1=368KW, 从动轮A、C输出功率分别为P2 =147KW, P3 =221KW, 轴的转速n=500r/min, 许用切应力[]=70MPa。（1）作轴的扭矩图；（2）设计轴的直径。

3．拖斗车横梁简化如图。已知拖车载重P=15kN，设车轴尺寸如图（a）所示，材料的弹性模量E=200×109N/m2。试求车轴的最大挠度和A截面的转角。（设集中力作用的简支梁跨度中点的挠度为，如图（b）所示）
a
b
P
θA
θB
l
（b）
A
B
题3图
（a）
30mm
30mm

答案及评分参考
一. 单项选择题（每小题 2 分，共 10 分）
1. A； 2. B； 3. A； 4. D； 5. B；
二. 填空题 (每小题 2 分, 共 10 分)
1. 弹性； 2. ； 3. ； 4. 空心轴，空心轴，； 5.（b） 。
三. 作图题（20分）
解：A、B两支座的约束反力为
M
x
–qa2
qa2/8
x
x
Q
x
qa
–3qa/2
qa/2
RA =qa/2 ， RB = 5qa/2 （2分）
剪力弯矩方程
AB段： QAB = RA – qx= qa/2 – qx
（2分）
MAB = RA x– qx2/2 = qax/2 – qx2/2
（3分）
BC段： QBC= F = qa （2分）
MBC = – F (3a–x ) = – qa (3a–x )
（3分）
（2分） （每图3分）

四、计算题(每小题 20 分, 共 60分)
1．解：以B铰链为研究对象，分析受力
NAB
NBC
30º
B
G
kN， （4分）
kN （4分）
故 KPa=31.80 MPa < [ σ ] （6分）
KPa = 110.27 MPa < [ σ ] （6分）
所以支架安全。

2．解：计算外力偶矩 （6分）
mB =9550×P1/n=9550×368 ÷500=7028.8Nm，
mA =9550×P2/n=9550×147 ÷500=2807.7Nm，
mC = mB –mA = 4221.1Nm
作扭矩图；（4分）　　危险段BC段
， （4分） 　 ， （2分）
（2分）
d = 0.0675m = 67.5mm。（2分）

3．解：因结构和载荷对称，梁的最大挠度在梁的跨度中点，最大转角在梁的端部。
由叠加法得：
（10分）
（10分）

第三阶段测试卷
考试科目:《工程力学》材料力学第7至10章 （总分100分）时间：90分钟
__________学习中心（教学点） 批次： 层次：
专业： 学号： 身份证号：
姓名： 得分：

五、 单项选择题：（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
1．所谓点的应力状态是指受力杆件上（ ）。
i. 过该点的单元体各个不同截面上的应力状况
ii. 过该点的单元体各面上的应力
iii. 该点的三个主应力
iv. 该点的正应力和切应力
2．对于一个微分单元体，下列结论中（ ）是错误的。
1. 正应力最大的面上切应力必为零
2. 切应力最大的面上正应力必为零
3. 正应力最大的面与切应力最大的面相交成450角
题 3 图
4. 正应力最大的面与正应力最小的面必互相垂直
3．应力状态如图（a）和（b），按第三强度理论应是（ ）。
A． 图（a）较图（b）危险
B． 图（b）较图（a）危险
C． 两者危险程度相同
D． 难以判断
4．已知材料的比例极限为，屈服极限为，强度极限为，强度许用应力为，那么用此材料制作的压杆，当柔度大于（ ）时，可用欧拉公式计算。
A． B.
C． D.
5．金属构件在交变应力下发生疲劳破坏的主要特征是（ ）
A． 无明显的塑性变形，断口表面呈粗粒状
Ｂ．无明显的塑性变形，断口表面分为光滑区及粗粒状区
Ｃ．有明显的塑性变形，断口表面分为光滑区及粗粒状区　
Ｄ．有明显的塑性变形，断口表面呈光滑状

二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
1．在常温、静载荷条件下，不论危险点处于什么应力状态下，材料破坏的基本形式为
和 两种。
2．钢质构件的危险点接近于三向均匀受拉应力状态，因材料的破坏形式为 ，故应选用 强度理论进行计算。
3．强度条件表达式和 只
适用于 的情况。
4．若两根细长压杆的惯性半径相等，当 相同时，它们的柔度相等。若两杆的柔度相等，当 相同时，它们的临界应力相等。
5．对称循环时，构件疲劳极限与构件静强度极限的关系是 （填大于或小于）。

三、简答题（每小题 10 分，共 20分）
1．图示（a）、（d）构件的AB段分别处于什么变形状态，是哪些基本变形的组合？写出指定截面上的内力。

2．简述压杆的三种类型，写出相应的临界应力计算公式。

四、计算题（每小题 20 分，共 60 分）
20
40
题1图
40
1．已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试计算：（1）主应力的大小及主平面的位置；（2）该平面内的最大切应力；（3）画出主应力单元。

2．手摇绞车的车轴AB如图所示。轴材料的许用应力MPa，试按第三强度理论校核轴的强度。
题2图

3．两端铰支压杆长3m，由Q235钢管制成，外径，内径。材料的弹性模量，经查得Q235钢的值为100，求该杆的临界应力和临界力。

附参考答案：

一. 单项选择题（每小题 2 分，共 10 分）
1. A； 2. B； 3. C； 4. A； 5. B；
二. 填空题 (每小题 2 分, 共 10 分)
2. 塑性屈服，脆性断裂；
3. 脆性断裂，第一强度理论（最大拉应力理论）；
4. 塑性材料圆轴的弯扭组合变形 ；
5. 相当长度，材料 ；
6. 小于 。

三. 简答题（每小题 10 分，共 20分）
1．答： （a）图AB段发生弯曲、扭转的组合变形。（2分）B截面： 扭矩 ， 。（2分） （d）图AB段发生拉伸、弯曲的组合变形。（2分）
B截面：轴力 N = Fp ，（2分） 弯矩 ， 。（2分）

2．答：压杆分：（1）大柔度杆， ， （4分）
（2）中柔度杆， ， （4分）
（3）小柔度杆， ， 强度问题 （2分）

四、计算题(每小题 20 分, 共 60分)
1． 解：
（1）主应力 （7分）

（2）主平面的位置 （5分）

（3）最大切应力 （5分）

（4）主应力单元体如图所示。 （3分）

2．解：轴发生弯、扭组合变形，（2分）
（5分）
（5分）
（6分）
轴的强度不足。（2分）

3．解：两端铰接空心圆截面： ，（4分）
， ，大柔度压杆（6分）
，（6分）
。（4分）

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