工程力學(xué)復(fù)習(xí)題及答案

1、2011年課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案工程力學(xué)一、填空題：1 .受力后幾何形狀和尺寸均保持不變的物體稱為 。2 .構(gòu)件抵抗 的能力稱為強度。3 .圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上各點的切應(yīng)力與其到圓心的距離成 比。4 .梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為 。5 .偏心壓縮為 的組合變形。6 .柔索的約束反力沿 離開物體。7 .構(gòu)件保持 的能力稱為穩(wěn)定性。8 .力對軸之矩在 情況下為零。9 .梁的中性層與橫截面的交線稱為一二10 .圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是 。ildqmpiloompa11 .物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是 。12 .外力解除后可消失的變形，稱為 。13 .力偶對任意點之矩都

2、。14 .階梯桿受力如圖所示，設(shè)ab和bc段的橫截面面積分別為2a和a,彈性*ii量為e,則桿中最大正應(yīng)力為。15 .梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有 。16 .光滑接觸面約束的約束力沿 指向物體。17 .外力解除后不能消失的變形，稱為 。18 .平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三個矩心 的條件時，才能成為力系平衡的 充要條件。19 .圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在 點處。20 .圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力5，其第三強度理論的強度條件是 21.物體相對于地球處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，稱為 。22.在截面突變的位置存在 集中現(xiàn)象。23.梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該

3、位置有 26 .只受兩個力作用而處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱為 。27 .作用力與反作用力的關(guān)系是 。28 .平面任意力系向一點簡化的結(jié)果的三種情形是。29 .階梯桿受力如圖所示，設(shè)ab和bc段的橫截面面積分別為 2a和a,彈性卞|量為e,則截面c的位移為 。30.若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 。二、計算題：1 .梁結(jié)構(gòu)尺寸、受力如圖所示，不計梁重，已知q=10kn/m, m=10kn - m,求a、b、c處的約束力。hfai imci imunib lm i2 .鑄鐵t梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示，c為截面形心。已知iz=60125000mm, yc=157.5mm,材料許用壓應(yīng)

4、力(rc=160mpa,許用拉應(yīng)力(n=40mpa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件校 核梁的強度。30 傳動軸如圖所示。 已知 fr=2kn , ft=5kn , m=1kn m , l=600mm ,齒輪直徑 d=400mm ,軸的d=100mpa。試求：力偶 m的大??；作 ab軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強度理論設(shè)計軸ab的直徑do31 圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知iz=4500cm4, yi=7.14cm, y2=12.86cm,材料許用壓應(yīng)力a=120mpa,許用拉應(yīng)力d=35mpa, a=1m。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件 確定梁截荷p。3

5、2 如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力f1,水平力f2,實心軸ab的直徑d,長度1,拐臂的長度a。試求：作ab軸各基本變形的內(nèi)力圖。計算 ab軸危險點的第三強度理論相當(dāng)應(yīng)力。7 .鑄鐵梁如圖5,單位為mm,已知iz=10180cm4,材料許用壓應(yīng)力甸=160mpa ,許用拉應(yīng)力d=40mpa , 試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件確定梁截荷p。8 .圖所示直徑 d=100mm的圓軸受軸向力 f=700kn與力偶 m=6kn m的作用。已知 m=200gpa,后0.3, d=140mpa。試求：作圖示圓軸表面點的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點圖示方向的正應(yīng)變。按第四 強度理論校核圓軸強度。

6、9 .圖所示結(jié)構(gòu)中，q=20kn/m ,柱的截面為圓形 d=80mm,材料為q235鋼。已知材料e=200gpa,(p=200mpa , (s=235mpa, a=304mpa, b=1.12mpa,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=3.0, d=140mpa。試校核柱 bc 是否安全。10 .如圖所示的平面桁架，在錢鏈h處作用了一個20kn的水平力，在錢鏈d處作用了一個60kn的垂直力。 求a、e處的約束力和fh桿的內(nèi)力。11 .圖所示圓截面桿件 d=80mm,長度l=1000mm ,承受軸向力fi=30kn ,橫向力f2=1.2kn ,外力偶m=700n m 的作用，材料的許用應(yīng)力d=40mpa,試求

7、：作桿件內(nèi)力圖。按第三強度理論校核桿的強度。13 .槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示，ab=3m , bc=1m, z軸為截面形心軸，iz=1.73 108mm4, q=15kn/m。材料許用壓應(yīng)力oc=160mpa,許用拉應(yīng)力a=80mpa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件校核梁的強度。14 .圖所示平面直角剛架 abc在水平面xz內(nèi)，ab段為直徑d=20mm的圓截面桿。在垂直平面內(nèi)f=0.4kn , 在水平面內(nèi)沿z軸方向f2=0.5kn ,材料的d=140mpa。試求：作 ab段各基本變形的內(nèi)力圖。按第三 強度理論校核剛架 ab段強度。120mtn15 .圖所示由5根圓鋼組成正方

8、形結(jié)構(gòu)，載荷p=50kkn , l=1000mm,桿的直徑d=40mm ,聯(lián)結(jié)處均為錢鏈。已知材料 e=200gpa,（p=200mpa ,行235mpa ,a=304mpa , b=1.12mpa,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=2.5, d=140mpa。試校核1桿是否安全。（15分）17.圖所示直徑為 d的實心圓軸，受力如圖示，試求：作軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強度理論導(dǎo) 出此軸危險點相當(dāng)應(yīng)力的表達式。第5頁共6頁參考答案一、填空題：1.剛體 2. 破壞 3. 正態(tài)8.力與軸相交或平行12.彈性變形 13.相等4.二次拋物線 5.9. 中性軸 10.10014.5f/2a15.軸向壓縮與彎曲 6

9、.柔索軸線7.原有平衡狀mpa突變11.變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運動效應(yīng)16.接觸面的公法線17.（外效應(yīng)）塑性變形18.不共線 19.c 20.222.平衡 22.應(yīng)力23.突變 24.25.大柔度（細(xì)長）26.斜直線二、計算題：二力構(gòu)件27.等值、反向、共線28.力、力偶、平衡 29. 7fa/2ea 30.1.解：以cb為研究對象,建立平衡方程解得:mb(f)fy 0：fb7.5kn0：10fc以ac為研究對象，建立平衡方程fy 0：fay解得:1 0.5 fcfc 10 12.5knfc 0ma(f) 0：ma10 fc 2 0fay 2.5knma5kn m2.解：求支座約束力，作剪力圖

10、、彎矩圖mb(f) 0：10 2 1 20 3 fd 4 0解得:fy 0：fb fd 10 2 20 0fb 30knfd 10knl<ik第7頁共10頁梁的強度校核y1 157.5mmy2 230 157.5 72.5mm拉應(yīng)力強度校核b截面m by2 tmax i z24.1mpa t20 103 72.5 10-z zt260125000 10c截面26.2mpa tmcy1 10 103 157.5 10tmaxz z12iz 60125000 10壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在b截面）mb% cmaxi z20 103 157.5 10一 一1260125000 1052

11、.4mpa c所以梁的強度滿足要求3 .解：以整個系統(tǒng)為為研究對象，建立平衡方程mx（f） 0： ft d m 02解得：m 1kn m（3 分）求支座約束力，作內(nèi)力圖由題可得：fay fby 1knfaz fbz 2.5kn由內(nèi)力圖可判斷危險截面在c處m2 t2 32 (my mz) t2r35.1mm4 .解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖ma(f)0:fdy 2 2p 1 p 3 0y 2p p 0解得:52fy0：fay2梁的強度校核 拉應(yīng)力強度校核 c截面tmaxm c y2nr05pa yizt24.5knd截面tmaxmdyipa yiizizt22.1kn壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析

12、最大壓應(yīng)力在d截面）cmaxm dy2 pa yizizcp 42.0kn所以梁載荷p 22.1kn5 .解：由內(nèi)力圖可判斷危險截面在 a處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為fn m "2 32 節(jié)2靖(f1)2 又 w kd"t16f1a3-wpd 4f232, (f2a)2 (fl)% /6出、2,(23)4(3 ) ddd7 .解：梁的強度校核y1 96.4mmy2 250 96.4 153.6mm拉應(yīng)力強度校核a截面tmaxm a yi0.8p yiiziztp 52.8knc截面mcy20.6p ytmaxizizt44.2kn壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓

13、應(yīng)力在a截面）may20.8p ycmaxi zizcp 132.6kn所以梁載荷p 44.2kn8 .解：點在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力fna4 700 1030.1289.1mpa16 6 10330.130.6mpa點的應(yīng)力狀態(tài)圖如下圖:imfn30 6mpa由應(yīng)力狀態(tài)圖可知x yc°s2x sin 2期。13.95mpa4545°75.15mpa改=89.1mpa, o=0,芯=30.6mpa由廣義胡克定律450-1（強度校核45°450 )200 109(13.95 0.375.15) 1064.2975 10 5r4,23289.12 3 30.62103

14、.7mpa所以圓軸強度滿足要求9 .解：以梁ad為研究對象，建立平衡方程ma(f) 0：fab 4 20 52.5 0解得:fbc 62.5knbc桿柔度由于l 30 200所以壓桿bc屬于大柔度桿p,99.3工作安全因數(shù)cra2e d22 200 1092002802 1 0 6 248.1kn_20.0820.083第9頁共10頁fcr n fabnst248.13.9762.5所以柱bc安全10.解：以整個系統(tǒng)為研究對象,建立平衡方程fx 0:fex20 0fy 0:fey 60ma(f)0：fey8 20 360 6解得:fex 20knfey52.5kn7.5kn過卞f fh、fc、

15、bc作截面，取左半部分為研究對象，建立平衡方程12mc(f) 0:fay 4 fhf05解得:fhf12.5kn11.解：30kx0 7kn m由內(nèi)力圖可判斷危險截面在固定端處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為29.84mpafn mz 4 30 103 32 1.2 103awztwp16 7000.0836.96mpa30.8mpa c第11頁共10頁r3 .2 4 229.842 4 6.962 32.9mpa 所以桿的強度滿足要求13 .解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖ma(f) 0：fby 3 15 4 2 0fy 0：fay fby 15 4 0解得：fay 20knfb

16、y 40kn梁的強度校核 拉應(yīng)力強度校核d截面mdmtmaxi z40/3 103 183 1038121.73 10 1014.1mpa tb截面tmaxm by2iz7.5 103 400 101 rc_778. . 121.73 10 1017.3mpa t壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在d截面）tmaxm d y240/3 103 400 10 3iz8121.73 10 10所以梁的強度滿足要求14 .解：第13頁共10頁由內(nèi)力圖可判斷危險截面在 a處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為97.8mpam 3260 483w 0.0216 60002338.2mpar3 . 2 4 2. 97.82 4 38.22 124.1mpa 所以岡i架ab段的強度滿足要求15.解：以節(jié)點