工程力学复习题及答案.doc

2011年课程考试复习题及参考答案
工程力学
一、填空题：
1。受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为.
2。构件抵抗的能力称为强度.
3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。
4。梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。
5.偏心压缩为的组合变形。
6。柔索的约束反力沿离开物体。
7.构件保持的能力称为稳定性。
8.力对轴之矩在情况下为零。
9.梁的中性层与横截面的交线称为。
10.图所示点的应力状态，其最大切应力是。
11。物体在外力作用下产生两种效应分别是。
12。外力解除后可消失的变形，称为。
13.力偶对任意点之矩都.
14。阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则杆中最大正应力为。
15。梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有.
16。光滑接触面约束的约束力沿指向物体.
17。外力解除后不能消失的变形，称为。
18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。
19.图所示，梁最大拉应力的位置在点处.
20.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力［σ],其第三强度理论的强度条件是.
21。物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为。
22。在截面突变的位置存在集中现象.
23。梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有.
24.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力［σ］，其第三强度理论的强度条件是.
25.临界应力的欧拉公式只适用于杆.
26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为.
27.作用力与反作用力的关系是。
28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是.
29。阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E,则截面C的位移为 。
30.若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为。
二、计算题:
1。梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。
2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知Iz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料许用压应力[σc］=160MPa，许用拉应力［σt］=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度.
3。传动轴如图所示。已知Fr=2KN,Ft=5KN,M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ］=100MPa。试求：①力偶M的大小；②作AB轴各基本变形的内力图.③用第三强度理论设计轴AB的直径d.
4。图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示.已知Iz=4500cm4，y1=7.14cm,y2=12。86cm,材料许用压应力［σc]=120MPa,许用拉应力[σt］=35MPa，a=1m。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。
5。如图6所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力F2，实心轴AB的直径d,长度l,拐臂的长度a。试求:①作AB轴各基本变形的内力图。②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力.
7。铸铁梁如图5，单位为mm，已知Iz=10180cm4,材料许用压应力[σc］=160MPa，许用拉应力[σt］=40MPa,试求:①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。
8。图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa,μ=0.3，[σ］=140MPa。试求:①作图示圆轴表面点的应力状态图。②求圆轴表面点图示方向的正应变。③按第四强度理论校核圆轴强度.
9。图所示结构中,q=20kN/m，柱的截面为圆形d=80mm，材料为Q235钢。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa,a=304MPa，b=1。12MPa，稳定安全系数nst=3。0，[σ］=140MPa。试校核柱BC是否安全。
10.如图所示的平面桁架，在铰链H处作用了一个20kN的水平力,在铰链D处作用了一个60kN的垂直力。求A、E处的约束力和FH杆的内力.
11。图所示圆截面杆件d=80mm，长度l=1000mm,承受轴向力F1=30kN,横向力F2=1。2kN，外力偶M=700N·m的作用，材料的许用应力［σ］=40MPa，试求:①作杆件内力图。②按第三强度理论校核杆的强度。
13.槽形截面梁尺寸及受力图如图所示，AB=3m,BC=1m,z轴为截面形心轴，Iz=1。73×108mm4，q=15kN/m。材料许用压应力［σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=80MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。
14.图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内,AB段为直径d=20mm的圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN，在水平面内沿z轴方向F2=0。5kN，材料的[σ］=140MPa。试求：①作AB段各基本变形的内力图。②按第三强度理论校核刚架AB段强度。
15。图所示由5根圆钢组成正方形结构,载荷P=50KkN,l=1000mm，杆的直径d=40mm，联结处均为铰链。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1。12MPa,稳定安全系数nst=2。5，［σ］=140MPa。试校核1杆是否安全.（15分)
17。图所示直径为d的实心圆轴，受力如图示，试求：①作轴各基本变形的内力图。②用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式。
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参考答案
一、填空题:
1.刚体 2.破坏 3.正 4.二次抛物线 5.轴向压缩与弯曲 6。柔索轴线 7。原有平衡状态 8.力与轴相交或平行 9。中性轴 10。100MPa11.变形效应(内效应）与运动效应（外效应） 12。弹性变形 13。相等 14。5F/2A15。突变16。接触面的公法线 17。塑性变形 18.不共线 19。C 20.2τx≤[σ]22。平衡 22.应力 23。突变 24。 25。大柔度（细长)26。二力构件 27。等值、反向、共线 28。力、力偶、平衡 29。7Fa/2EA 30。斜直线
二、计算题:
1。解:以CB为研究对象,建立平衡方程
解得：
以AC为研究对象，建立平衡方程
解得:
2。解:①求支座约束力,作剪力图、弯矩图
解得:
②梁的强度校核
拉应力强度校核
B截面
C截面
压应力强度校核（经分析最大压应力在B截面)
所以梁的强度满足要求
3。解:①以整个系统为为研究对象，建立平衡方程
解得：
（3分）
②求支座约束力,作内力图
由题可得:
③由内力图可判断危险截面在C处
4。解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图
解得：
②梁的强度校核
拉应力强度校核
C截面
D截面
压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面)
所以梁载荷
5。解：①
② 由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为
7.解:①
②梁的强度校核
拉应力强度校核
A截面
C截面
压应力强度校核（经分析最大压应力在A截面)
所以梁载荷
8.解:①点在横截面上正应力、切应力
点的应力状态图如下图:
②由应力状态图可知σx=89.1MPa，σy=0，τx=30。6MPa
由广义胡克定律
③强度校核
所以圆轴强度满足要求
9。解：以梁AD为研究对象,建立平衡方程
解得:
BC杆柔度
由于,所以压杆BC属于大柔度杆
工作安全因数
所以柱BC安全
10.解：以整个系统为研究对象，建立平衡方程
解得：
过杆FH、FC、BC作截面，取左半部分为研究对象，建立平衡方程
解得:
11。解：①
②由内力图可判断危险截面在固定端处,该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为
所以杆的强度满足要求
13.解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图
解得：
②梁的强度校核
拉应力强度校核
D截面
B截面
压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面)
所以梁的强度满足要求
14.解：①
②由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为
所以刚架AB段的强度满足要求
15.解：以节点为研究对象,由平衡条件可求
1杆柔度
由于，所以压杆AB属于大柔度杆
工作安全因数
17.解：①
② 由内力图可判断危险截面在固定端处,该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为
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