工程力学基础试.doc

工程力学基础试卷1
一、概念题（25分）
1、考虑力对刚体作用的效果，力是（  ）矢量。
A.滑动；  B.自由；   C.定位； D.不能确定
2、关于力偶，以下说法中哪个是正确的？（ ）
A. 组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力
B. 组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是平衡力系
C. 力偶对任一点之矩等于力偶矩矢量
D. 力偶在任一坐标轴的投影，等于该力偶矩的大小
3、利用平面一般力系的平衡方程最多可求解几个未知量。( )
A.一个 B.二个 C.三个 D.四个
4、内力和应力的关系（    ）
A 内力小与应力   B 内力等于应力的代数和
C 内力为矢量，应力为标量      D 应力是分布内力的集度

5、图示结构为（ ）
A.静定结构 B.一次超静定结构
C.二次超静定结构 D.三次超静定结构

二、已知结构尺寸和受力如图示，设AB和CD杆为刚体，BC和EF杆为圆截面杆，直径均为d。若已知，杆的直径，杆的材料为Q235钢，许用应力试校核此结构是否安全。（15分）

三、已知变截面钢轴上的外力偶矩，，剪切弹性模量，轴的尺寸见图，试求最大切应力和最大相对扭转角。（15分）

四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）
2P

a

P

a

五、矩形截面悬臂梁受力如图所示，试计算Ⅰ－Ⅰ截面上ABCD各点处的正应力，并指出是拉应力还是压应力。（15分）

200

300

Ⅰ

Ⅰ

30

18

15

5

A

B

C

D

六、已知直径为的圆杆受力如图，，，许用正应力，试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）
P

P

T

T

参 考 答 案
一、概念题（25分）
1、A ； 2、C ； 3、C ； 4、D ； 5、B
二、（15分）
解：1）由AB梁的平衡求出BC杆的轴力

2）由ED梁的平衡求出EF杆的轴力

3）计算应力
EF杆的轴力比BC杆的轴力大，因此计算应力大的杆满足强度条件即可。

三、（15分）
T

3kNm

1.2kNm

解：1）画扭矩图
最大扭矩值3kNm
2）最大切应力
AB段：
BC段：
3）最大相对扭转角
AB段：
BC段：
最大切应力为，最大相对扭转角

四、（15分）
P

P

FS

+

－

解：1）约束反力 Fy＝P
2）画剪力图和弯矩图
M

＋

五、（15分）
解：1）弯矩
2）正应力

六、（15分）
解：1）内力

2）校核杆的强度

安全

工程力学基础试卷2
一、概念题（25分）
1、作用与反作用定律适用下列哪一种情况（  ）。
A.只适用于刚体系统；  B.只适用于刚体；  
C.只适用于平衡状态； D.物体系统。
2、F1、F2、F3及F4是作用在刚体上的平面汇交力系，其力矢量之间有如图的关系，合力为FR，下列哪种情况正确（ ）。
A. ； B.
C. ； D.
3、利用空间力系的平衡方程最多可求解几个未知量。( )
A.四个 B.五个 C.六个 D.八个
4、圆轴扭转，直径为d，极惯性矩是（    ）。
A.  B.
C.      D.
5、铸铁梁载荷如图示，横截面为T字形，截面放置方式 更为合理。

二、图示结构由梁DC、CEA两构件铰接而成，尺寸和载荷如图。已知：，。求A、B处约束反力。（15分）

三、实心圆轴外力偶矩如图示，已知材料，，，，试校核此轴的强度和刚度。（15分）

四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）
a

2a

五、（15分）

六、已知直径的圆杆受力如图，，力偶矢量与杆轴线平行，，试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）

参 考 答 案
一、概念题（25分）
1、D ； 2、A ； 3、C ； 4、D ； 5、（a）
二、（15分）
解：1）以DC梁为研究对象

2）由CEA折杆为研究对象

三、（15分）
T

1kNm

2kNm

+

－

解：1）画扭矩图
最大扭矩值2kNm
2）最大切应力
BC段：
3）最大单位长度扭转角
BC段：
，， 安全。
四、（15分）
解：1）约束反力 ； 2）画剪力图和弯矩图
+

－

＋

－

五、（15分）

六、（15分）
解：1）内力
危险截面在固定端处：
2）校核杆的强度

安全

工程力学试卷3
一、概念题（25分）
1、仅受 力作用且处于 状态的构件为二力构件。
2、 F1、F2及F3 是作用在刚体上的平面汇交力系，其力矢量之间有如图的关系，合力为FR，下列哪种情况正确（ ）。
A. ； B.
C. ； D.
3、利用平面汇交力系的平衡方程最多可求解几个未知量。( )
A.一个 B.二个 C.三个 D.四个
4、圆轴弯曲，直径为d，截面对形心轴z的惯性矩是（    ）。
A.  B.
C.      D.
5、应力状态如图示，用第三强度理论计算相当应力，选（ ）。
A. ； B.
C. ； D.
二、直杆与杆铰链连接，各杆自重不计，直杆上作用均匀载荷，在D点作用力偶。已知： ，，。试求BC杆的力和A支座的反力。（15分）

三、实心圆轴外力偶矩如图示，已知材料，，试校核此轴的强度；在不改变轴的直径情况下，如何使轴满足强度条件。（15分）

四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）
2Pa

a

2P

a

A

B

C

五、 已知矩形截面梁，高度，宽度，，，求分布载荷。（15分）
a

2a

六、已知直径的圆杆受力如图，，力偶矢量与杆轴线平行，，试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）

参 考 答 案
一、概念题（25分）
1、二力、平衡 ； 2、A ； 3、B ； 4、C ； 5、D
二、（15分）
解：1）以AD杆为研究对象，求CB杆的力

2）以AD杆为研究对象，求A点约束反力

三、（15分）
T

5kNm

－

解：1）画扭矩图
2kNm
最大扭矩值5kNm
2）最大切应力
AB段：
T

3kNm

2kNm

+

－

不安全
3）交换外力偶矩m1和m2的位置
最大扭矩值3kNm
AB段：
，安全。
四、（15分）
解：1）约束反力 ；
2）画剪力图和弯矩图
+

－

－

五、（15分）
解：1）求约束反力

2）内力
危险截面在B处：
2）校核杆的强度

六、（15分）
解：1）内力
危险截面在固定端处：
2）校核杆的强度

不安全

工程力学试卷4
一、概念题（25分）
1． 已知，，，为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如图所示为平行四边形。由此可知（ ）。
A. 力系可合成为一个力偶； B. 力系可合成为一个力；
C. 力系简化为一个力和一个力偶；D. 力系的合力为零，力系平衡

2、 当平面力系可以合成为一个合力时，则其 对于作用面内任一点之矩，等于力系中各 对于同一点之矩的代数和。
3、利用空间汇交力系的平衡方程最多可求解几个未知量。( )
A.一个 B.二个 C.三个 D.四个
4、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.截面的对称轴； D.截面的上（或下）边缘。
5、圆轴弯扭组合变形，应力状态如图示，其中，，用第三强度理论计算相当应力，选（ ）。
A. ； B.
C. ； D.
二、直杆与杆铰链连接，各杆自重不计，直杆上作用均匀载荷，在D点作用力偶。已知： ，。试求BC杆的力和A支座的反力。（15分）

三、圆轴受力如图示，已知材料，，,
，，试校核此轴的强度和刚度。（15分）

四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）
2Pa

a

4P

a

A

B

C

五、 T形截面悬臂梁，材料的许用拉应力，许用压应力，截面对形心轴z的惯性矩，，试计算梁的许可载荷F。（15分）

六、正交圆截面刚架在同一水平面内，尺寸及受力如图，已知截面直径，，。按第三强度理论校核强度。（15分）

参 考 答 案
一、概念题（25分）
1、A ； 2、合力、分力 ； 3、C ； 4、B ； 5、C
二、（15分）
解：1）以AD杆为研究对象，CB杆为二力杆，求CB杆所受的力

2）以AD杆为研究对象，求A点约束反力

三、（15分）
T

3kNm

2kNm

+

－

解：1）画扭矩图
AB段扭矩3kNm，BC段扭矩2kNm
2）最大切应力
AB段：
BC段：
3）最大单位长度扭转角
AB段：
BC段：
，， 不安全。
四、（15分）
解：1）约束反力 ；
2）画剪力图和弯矩图
+

－

+

五、（15分）

六、（15分）
解：1）内力
危险截面在固定端A处：
2）校核杆的强度

安全

工程力学试卷5
一、概念题（25分）
1、一个物体上的作用力系，满足(    )条件，就称这种力系称为平面汇交力系。
A．作用线都在同一平面内，且汇交于一点；   
B．作用线都在同一平面内，但不交于一点；
    C．作用线在不同一平面内，且汇交于一点；
D．作用线在不同一平面内，且不交于一点。
2、力偶矩的大小取决于（ ）。
A.力偶合力与力偶臂； B.力偶中任一力和力偶臂；
C.力偶中任一力与矩心位置； D.力偶在其平面内位置及方向。
3、空间力偶矩是( )。
A. 代数量； B. 滑动矢量； C. 定位矢量； D. 自由矢量。
4、空心圆轴扭转，外直径为D，内直径为d，抗扭截面系数是（    ）。
A.  B.
C.      D.
5、梁在某截面处Q=0，则该截面处弯矩有（ ）。
A、极值； B、最大值； C、最小值； D、有零值。
二、已知P=2qa，试求图示梁的支座反力（15分）
B

A

q

a

P

三、实心圆轴外力偶矩如图示，已知材料，，，，试校核此轴的强度和刚度。（15分）

四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）
150Nm

2m

B

A

2m

200N

C

五、已知矩形截面梁，高度，宽度，，分布载荷,，试校核梁的强度。（15分）
a

2a

六、 直角折杆AD放置水平面内，A端固定，D端自由。已知折杆直径受力如图，、，，试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）

参考答案
一、概念题（25分）
1、A ； 2、B ； 3、D ； 4、C ； 5、A
二、（15分）
解：1）约束反力

三、（15分）
T

2kNm

1kNm

+

－

解：1）画扭矩图
最大扭矩值2kNm
2）最大切应力

3）最大单位长度扭转角

，， 安全。
四、（15分）
解：1）约束反力 ； 2）画剪力图和弯矩图
－

－

五、（15分）
1）约束反力 ； 2）画剪力图和弯矩图
+

－

＋

－

3）危险截面在B处，

安全。
六、（15分）
解：1）内力
危险截面在固定端处：

2）校核杆的强度

安全
工程力学基础复习题B
一、 空心圆轴外力偶矩如图示，已知材料，，，，，试校核此轴的强度和刚度。

T
2kNm
1kNm
+
－
解：1）画扭矩图
最大扭矩值2kNm
2）最大切应力

3）最大单位长度扭转角

， ， 安全。
二、 梁受力如图示，求约束反力并画出剪力图和弯矩图。
150Nm
2m
B
A
2m
200N
C

解：1）约束反力
；
；
2）画剪力图和弯矩图
－
－

三、 已知矩形截面梁，高度，宽度，，分布载荷,，试校核梁的强度。
a
2a

解：1）约束反力
； ；；
； ； ;
2）画剪力图和弯矩图
+
－
＋
－

3）危险截面在B处，

安全。

四、 直角折杆AD放置水平面内，A端固定，D端自由。已知折杆直径受力如图，、、，，试用第三强度理论校核此杆的强度。

解：1）内力 危险截面在固定端处：

2）校核杆的强度

安全