考試題參考答案

1、一、判斷題（正確的打，錯誤的打×）1. 作用力與反作用力是一組平衡力系。 ( × )2. 兩個力在同一軸上的投影相等，此兩力相等。 ( × )3. 有摩擦力時，全約束力與法線間的夾角稱為摩擦角。 ( × )4. 柔性約束的約束反力，其作用線是沿柔索軸向，指向可任意假設(shè)。 ( × )5. 光滑鉸鏈類約束反力，可以用任意兩個相互垂直的分力表示。 ( )6. 光滑接觸面類約束反力，其作用線沿支承面公法線方向，指向可任意假設(shè)。 ( × )7. 活動鉸支座約束反力，其作用線沿支承面公法線方向，指向可任意假設(shè)。 ( )ab8. 如圖一矩形剛板，長

2、邊為a，短邊為b，為使剛板轉(zhuǎn)一角度，須施加一力偶，此力偶沿短邊施加最省力。 ( × ) 9. 在保持力偶矩不變的前提下，力偶可在同一平面內(nèi)，或相互平行的平面內(nèi)任意移動，不改變力偶對剛體的作用效果。 ( )10. 一般脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度小。 ( × )11. 在連接件上，剪切面和擠壓面分別垂直和平行于外力方向。 ( × )12. 矩形截面梁彎曲時，在橫截面的中性軸處的正應(yīng)力最大。 ( × )13. 材料和橫截面積相同，扭轉(zhuǎn)時空心圓筒比實心圓軸承載能力更強(qiáng)。 ( )14. 從彎曲強(qiáng)度的角度考慮，梁橫截面合理設(shè)計的原則是：采用抗彎截面模量與截面積之比

3、盡可能大的截面。 ( ) 15. 作用力與反作用力是一對平衡力系。 ( × )16. 靜力學(xué)和材料力學(xué)研究的對象都是剛體。 ( × )17. 力系的合力一定比各分力大。 ( × )18. 剪切工程計算中，剪切強(qiáng)度極限是真實應(yīng)力。 ( × )19. 工程上通常把延伸率5%的材料稱為脆性材料。 ( × )20. 線應(yīng)變 e 的單位是長度。 ( × )21. 幾何形狀完全相同的兩根梁，一根為鋼材，一根為鋁材。若兩根梁受力情況也相同，則它們的彎曲應(yīng)力相同，彎曲變形也相同。 ( × )22. 在單元體兩個相互垂直的截面上，剪應(yīng)力大小可

4、以相等也可以不等。 ( × )23. 梁端鉸支座處無集中力偶作用，該端的鉸支座處的彎矩必為零。 ( )24. 梁的最大撓度處橫截面轉(zhuǎn)角一定等于零。 ( × )25. 壓桿的臨界壓力（或臨界應(yīng)力）與作用載荷大小有關(guān)。 ( × )二、填空題1. 力對物體的作用效果一般分為 _內(nèi)_ 效應(yīng)和 _外_ 效應(yīng)。2. 力的平移定理的適用條件是 剛體 。3. 平面匯交力系有 2 個獨立的平衡方程；平面力偶系有 1 個獨立的平衡方程；平面一般力系有 3 個獨立的平衡方程。4. 同一平面內(nèi)的兩個力偶，只要_力偶矩矢_ 相等，則兩力偶彼此等效。5. 為保證構(gòu)件的正常工作,構(gòu)件應(yīng)滿足_剛

5、度_要求 , _強(qiáng)度_要求和 穩(wěn)定性 要求 。6. 對于低碳鋼，虎克定律E成立，則單向拉伸應(yīng)力不大于_比例極限_7. 在微體的兩相互_垂直_平面上的切應(yīng)力和，其數(shù)值_=_，且均指向（或背離）該兩平面的交線，稱為切應(yīng)力互等定理。8. 研究桿件內(nèi)力的基本方法是 截面法 。9. 桿件的應(yīng)變有 _切應(yīng)變_ 和 _正應(yīng)變_ 兩種。10.設(shè)空心圓軸的內(nèi)徑為d，外徑為D，d/D，則其橫截面的極慣性矩Ip=_(D4-d4)/32_，抗扭截面模量Wt = D3(1-4)/16 。10. 梁的撓曲線方程w(x)和轉(zhuǎn)角方程的(x)關(guān)系是 _(x)= w(x)或w（x）=(x)）dx_ 。 a L P C B A b

6、 x 12.簡支梁受集中力作用，如圖所示，AC段，彎矩表達(dá)式M（x）= Pbx/L(0<=x<=a) 。13.T形截面梁，兩端受力偶矩M0作用，如圖示。梁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在截面的_上_（填上或下)邊緣，梁的最大壓應(yīng)力與最大拉應(yīng)力數(shù)值_不相等_（相等或不相等）。 M0 M0 14.圓軸扭轉(zhuǎn)時，其橫截面繞_圓軸的軸線_旋轉(zhuǎn)。15.梁發(fā)生平面彎曲時，其橫截面繞_中性_軸旋轉(zhuǎn)。16. 等截面梁，最大正應(yīng)力必出現(xiàn)在 彎矩 為最大的截面上。17. 等強(qiáng)度梁各個橫截面上的_最大正應(yīng)力_相等，均等于_許用應(yīng)力_。 q C B A xx L a 18.等截面梁如圖所示。若用積分法求解梁的轉(zhuǎn)角和撓度，

7、則邊界條件為_x=0,w=0;x=L,w=0_。19.由四根相同的等邊角鋼組成一組合截面壓桿。若組合截面的形狀分別如圖a、b所示，則穩(wěn)定性好的是_a_圖的組合；而兩種組合的抗壓強(qiáng)度_相同_。20.在桿件長度、材料、約束條件和橫截面面積等條件均相同的情況下，壓桿采用圖（ D ）所示的截面形狀，其穩(wěn)定性最好；而采用圖（ B ）所示的截面形狀，其穩(wěn)定性最差。       三、選擇題1. 作用于剛體上的平衡力系，如果作用在變形體上，則變形體( B ) ；反之，作用于變形體上的平衡力系，如果作用到剛體上，則剛體( C )。A. 平衡；

8、 B. 不平衡； C. 不一定平衡。2以下所給四組平衡方程中，哪一組不是平面一般力系的平衡方程？（ C ）A Fx=0 BFx =0 Fy=0 MA(F)=0 (A、B兩點連線與x軸不垂直) M0(F)=0 MB(F)=0CFx=0 DMA(F )=0 Fy=0 MB(F)=0 （A、B、C三點不共線） Fz=0 MC(F)=03. 三根試件的尺寸相同，材料不同，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如圖所示，則( D )。123A. 1的塑性最差，強(qiáng)度最高B. 2的塑性最好，強(qiáng)度最高C. 2的塑性最差，強(qiáng)度最高 D. 3的塑性最好，強(qiáng)度最差4.現(xiàn)有鋼、鑄鐵兩種棒材，其直徑相同。從承載能力和經(jīng)濟(jì)效益兩方面考慮，圖示結(jié)

9、構(gòu)中的兩桿的合理選材方案是 ( A )(A) 1桿為鋼，2桿為鑄鐵； (B) 1桿為鑄鐵，2桿為鋼；(C) 兩桿均為鋼；(D) 兩桿均為鑄鐵。5.變截面桿AD受集中力作用，如圖所示。設(shè)NAB、NBC、NCD分別表示該桿AB段，BC段和CD段的軸力，則下列結(jié)論中哪些是正確的？答： C 。12 P P D C B A (A) NAB >NBC >NCD 。 (B) NAB =NBC=NCD 。 (C) NAB=NBC >NCD 。 (D) NAB<NBC=NCD 。6.在圖中，若板和鉚釘為同一材料，且已知jy2，為了充分提高材料的利用率。則鉚釘?shù)闹睆絛應(yīng)該為 ( D )(A

10、) d=2t； (B) d=4t；(C) d4t； (D) d8t。7. 一直徑為d的實心圓軸，按強(qiáng)度條件計算其受扭轉(zhuǎn)時的許用轉(zhuǎn)力矩為T，當(dāng)此軸的直徑為d增加一倍時，其許用扭轉(zhuǎn)力矩將為( D )。A. 2T B. T; C. 4T. D. 8T8. 單元體變形后的形狀如圖中虛線所示，則A點的切應(yīng)變分別是 ( D )。 A. 0，2，2 B. ，2C. ，2，2 D. 0，29.圖示傳動軸的轉(zhuǎn)速n=300r/min,主動輪A的輸入功率NA=500kW，從動輪B，C，D的輸出功率分別為NB=NC=150 kW，ND=200 kW（不計軸承摩擦所耗的功率）。則從動輪B上作用的外力偶矩為_4774.5

11、N·m_ ，軸內(nèi)最大扭矩為_9549N·m_。TC TB TA D C B A TD 10. 對于細(xì)長圓截面壓桿，當(dāng)其直徑為原來的兩倍時，則柔度為原來的多少倍？（ B ）A. 2倍； B. 1/2倍； C. 1倍； D. 1/4倍。11. 等截面直梁在彎曲變形時，撓曲線的曲率最大發(fā)生在( D )。A.撓度最大處B.轉(zhuǎn)角最大處C.剪力最大處D.彎矩最大處12. 高度等于寬度兩倍的矩形截面梁，在載荷作用下發(fā)生平面彎曲，若將豎放改為平放，其它條件不變，則梁的正應(yīng)力強(qiáng)度( C )。A提高到原來的2倍； B提高到原來的4倍；C降低到原來的12； D降低到原來的1413. 插銷穿過水平

12、放置平板上的圓孔（如圖），在其下端受有拉力P。則插銷的剪切面面積和擠壓面面積分別等于（ B ）A ； BC ； D14.影響圓軸扭轉(zhuǎn)角的因素是( B ) A扭矩、材料、軸長 B扭矩、軸長、抗扭剛度C扭矩、材料、截面尺寸 D扭矩、軸長、截面尺寸15. 低碳鋼拉伸試驗的應(yīng)力應(yīng)變曲線大致可分為四個階段，這四個階段依次是 ( D )。A.彈性階段、屈服階段、塑性變形階段、斷裂階段B.彈性階段、塑性變形階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段C.彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、斷裂階段D.彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段16. 如橫截面上的彎矩為正彎矩，用抗壓強(qiáng)度大于抗拉強(qiáng)度的材料制成的橫梁，則采用哪種形狀的截面最

13、為合理？( A ) A. B. C. D.17. 圖示簡支梁，當(dāng)集中力偶在CB段上移動時，AC段任截面上的 ( D ) A .M改變，Q不變； B .M不變，Q改變；C. M、Q都改變； D .M、Q都不變。18.關(guān)于梁中內(nèi)力變化規(guī)律，下列哪種說法是正確的？（ B ）。A. 集中外力作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值也有突變。B. 集中外力作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值無突變。C. 集中外力偶作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值也有突變。D. 集中外力偶作用的橫截面，剪力Q值無突變，彎矩M值也無突變。19.將橋式起重機(jī)的主鋼梁設(shè)計成兩端外伸的外伸梁較簡支梁有利，其理由是（ C ）

14、。A.   減小了梁的最大彎矩值B.   減小了梁的最大剪力值C.   減小了梁的最大撓度值D.  增加了梁的抗彎剛度值20.為提高梁的抗彎剛度，可通過（A B D ）來實現(xiàn)。A.  選擇優(yōu)質(zhì)材料 B. 合理安排梁的支座，減小梁的跨長C.  減少梁上作用的載荷 D. 選擇合理截面形狀四、作圖題1.畫出下列指定物體的受力圖，除注明者外，各物體自重不計。ABDBAC（a）桿AB (b)桿AB(c) 桿AB、桿DC、滑塊D (d)

15、剛架整體、AD部分、DBE部分、EC梁D60CBAABDEC40kN20kN30kN(a)P4P(b)2.畫出下列各桿的軸力圖x201050N ( KN )(+)(-)解：(a) (b)xN(+)4P3P3. 作出圖示各桿的扭矩圖。3MeMe(b)MeMe(a)(c)10kNm15kNm20kNm30kNm(-)Tx2MeMex(+)TMeMe(-)解：（a） (b)(+)T(kNm)x15(-)51030(c) 4.已知圖示各梁的載荷P、q、M0和尺寸a。(1)作剪力圖和彎矩圖；(2)確定½Q½max和½M½max。(b)aaPCBAa2PD(a)aa

16、2PM0=2PCBAQ(-)4P/3M(+)4Pa/3xxP/35P/3(+)5Pa/3解：（a） (b)xQ2P(+)xM2Pa(+)(-)2Pa五、計算題1、無重水平梁的支承和載荷如圖所示。已知力F=10kN，力偶矩M=10kNm，均布載荷q=10kN/m，a=1m。求支座A和B處的約束力。 解：作受力圖。由 2、 圖示外伸梁，已知F=400N,M=20Nm,a=500mm。求A、B兩處的約束反力。 解：畫ABC梁的受力圖，列出平衡方程3.圖示結(jié)構(gòu)中，1、2兩桿的橫截面直徑分別為10mm和20mm，試求兩桿內(nèi)的應(yīng)力。設(shè)兩根橫梁皆為剛體。1.5m121.5mBA1m1mDC10kN1.5m解

17、：（1）以整體為研究對象，易見A處的水平約束反力為零；（2）以AB為研究對象BAXBYBRA由平衡方程知BN2N11m1mDC10kN（3）以桿BD為研究對象由平衡方程求得 （4）桿內(nèi)的應(yīng)力為ABbhP4.冷鐓機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖所示。鐓壓工件時連桿接近水平位置，承受的鐓壓力P=1100kN 。連桿的截面為矩形，高與寬之比為h/b=1.4。材料為45鋼，許用應(yīng)力為s=58MPa，試確定截面尺寸h和b。解：強(qiáng)度條件為又因為 A = bh = 1.4b2 , 所以5. 如圖托架，AB為圓鋼桿，BC為正方形木桿a=140mm。桿端均用鉸鏈連接。結(jié)點B作用一載荷P=60kN。已知鋼的許用應(yīng)力

18、。木材的許用壓應(yīng)力為，試校核托架能否正常工作。 解：取B點為研究對象。由平衡條件鋼桿AB木桿BC該托架不滿足強(qiáng)度要求。6.實心軸和空心軸通過牙嵌式離合器連接在一起，如圖所示。已知軸的轉(zhuǎn)速n=100r/min，傳遞的功率P=7.5kW，材料的許用應(yīng)力=40MPa。試選擇實心軸的直徑d1和內(nèi)外徑比值為1/2的空心軸的外徑D2。解：軸受到的外力偶矩圓軸的扭矩等于外力偶矩，即實心軸的強(qiáng)度空心軸的強(qiáng)度為故實心軸直徑取45mm，空心軸直徑取46mm。7.階梯形圓軸直徑分別為d1=40mm，d2=70mm，軸上裝有三個皮帶輪。已知由輪3輸入的功率為N3=30kW,輪1輸出的功率為N1=13kW，軸作勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n=200 r/min，材料的許用剪應(yīng)力=60MPa，G=80GPa，許用扭轉(zhuǎn)角=2o/m。試校核軸的強(qiáng)度和剛度。1M3CBAM2M1320.5m1m0.3mDd2d1解：（1）計算外力扭矩（2）計算內(nèi)力扭矩 （3）計算抗扭截面模量 （4）強(qiáng)度校核 強(qiáng)度足夠。（5）剛度校核 剛度足夠。8. 矩形截面梁如圖，已知截面的寬高比為b:h =2:3，l=1m，q=10kN/m,木材的許用應(yīng)力=10MPa，試選擇截面尺寸b 、h 。解：最大彎矩：由 故截面寬為0