工程力學課程試題庫及參考答案

1、工程力學課程試題庫及參考答案一、判斷題：1 .力對點之矩與矩心位置有關，而力偶矩則與矩心位置無關。2 .軸向拉壓時無論桿件產生多大的變形，正應力與正應變成正比。3 .純彎曲的梁，橫截面上只有剪力， 沒有彎矩。4 .彎曲正應力在橫截面上是均勻分布的。 5 .集中力所在截面上， 剪力圖在該位置有突變， 且突變的大小等于該集中力。6 .構件只要具有足夠的強度，就可以安全、可靠的工作。7 .施加載荷使低碳鋼試件超過屈服階段后再卸載，材料的比例極限將會提高。8 .在集中力偶所在截面上，剪力圖在該位置有突變。9 .小柔度桿應按強度問題處理。 10 .應用平面任意力系的二矩式方程解平衡問題時，兩矩心位置均可

2、任意選擇，無任何限制。11 .純彎曲梁橫截面上任一點，既有正應力也有剪應力。12 .最大切應力作用面上無正應力。 13 .平面平行力系有3個獨立的平衡方程。14 .低碳鋼試件在拉斷時的應力為其強度極限。 15 .若在一段梁上作用著均布載荷，則該段梁的彎矩圖為傾斜直線。16 .僅靠靜力學平衡方程，無法求得靜不定問題中的全部未知量。17 .無論桿件產生多大的變形，胡克定律都成立。18 .在集中力所在截面上， 彎矩圖將出現(xiàn)突變。二、單項選擇題：1.圖1所示桿件受力，1-1、2-2、3-3截面上軸力分別是圖1D.0, 4F, 3F2.圖2所示板和釧釘為同一材料，已知A.0, 4F, 3F B.-4F,

3、 4F, 3FC. 0, F, 0bs2 O為充分提高材料利用率，則釧釘?shù)闹睆綉撌茿. d 2B. d 4C. dD. d3.光滑支承面對物體的約束力作用于接觸點，其方向沿接觸面的公法線A.指向受力物體，為壓力B.C.背離受力物體，為壓力D.4 . 一等直拉桿在兩端承受軸向拉力作用,A.應力相同，變形相同C.應力不同，變形相同5 .鑄鐵試件扭轉破壞是A.沿橫截面拉斷B.指向受力物體，為拉力背離受力物體，為拉力若其一半為鋼，另一半為鋁，則兩段的B.應力相同，變形不同D.應力不同，變形不同沿45o螺旋面拉斷C.沿橫截面剪斷D.沿45o螺旋面剪斷6.圖2跨度為l的簡支梁，整個梁承受均布載荷q時，梁

4、中點撓度是 wc5ql 4384 EI,圖示簡支梁跨中撓度是圖2l,4-,4-,4-,4a. _qb._qc. 5ql d._q768 EI192 EI1536 EI384EI7 .塑性材料冷作硬化后，材料的力學性能變化的是A.比例極限提高，彈性模量降低B.比例極限提高，塑性降低C.比例極限不變，彈性模量不變D.比例極限不變，塑性不變8 .鑄鐵試件軸向拉伸破壞是A.沿橫截面拉斷B.沿45o斜截面拉斷C.沿橫截面剪斷D.沿45o斜截面剪斷9 .各向同性假設認為，材料沿各個方向具有相同的A.外力 B. 變形 C. 位移 D. 力學性質10 .材料不同的兩根受扭圓軸，其直徑和長度均相同，在扭矩相同的

5、情況下，它們的最大切應力和相對扭轉角之間的關系正確的是A.最大切應力相等，相對扭轉角相等B.最大切應力相等，相對扭轉角不相等C.最大切應力不相等，相對扭轉角相等D.最大切應力不相等，相對扭轉角不相等11 .低碳鋼試件扭轉破壞是A.沿橫截面拉斷B.沿45o螺旋面拉斷C.沿橫截面剪斷D.沿45o螺旋面剪斷12 .整根承受均布載荷的簡支梁，在跨度中間處A.剪力最大，彎矩等于零B.剪力等于零，彎矩也等于零C.剪力等于零，彎矩為最大D. 剪力最大，彎矩也最大三、填空題：1 .圓軸扭轉時，橫截面上各點的切應力與其到圓心的距離成 比。2 .梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為 o3 .偏心壓縮為 的組合變

6、形。4 .柔索的約束反力沿 離開物體。5 .構件保持 的能力稱為穩(wěn)定性。6 .圖所示點的應力狀態(tài)，其最大切應力是 o7 .物體在外力作用下產生兩種效應分別是 o8 .階梯桿受力如圖所示，設AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A,彈性卞K量為 E,則桿中最大正應力為。9 .梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有 o10 .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。11 .圖所示，梁最大拉應力的位置在 點處。12 .圖所示點的應力狀態(tài)，已知材料的許用正應力打，其第三強度理論的強度條件是 13 .梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該位置有 o14 .圖所示

7、點的應力狀態(tài)，已知材料的許用正應力打，其第三強度理論的強度條件是 15 .臨界應力的歐拉公式只適用于 桿。16 .平面任意力系向一點簡化的結果的三種情形是 o17 .階梯桿受力如圖所示，設AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A,彈性模量為 E,則截面C的位移為。18 .若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 o四、計算題：1 .梁結構尺寸、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。2 .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=4, yc=157.5mm,材料許用壓應力同=160MPa ,許用拉應力ot=40MPa。

8、試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應力強度條件校核 梁的強度。3 .傳動軸如圖所示。 已知 Fr=2KN ,Ft=5KN ,M =1KN m,l =600mm，齒輪直徑 D=400mm，軸的產100MPa。 試求：力偶 M的大??；作 AB軸各基本變形的內力圖。用第三強度理論設計軸AB的直徑d。4 .圖不外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖不。已知Iz=4500cm4, y1=7.14cm , y2=12.86cm ,材料許用壓應力cc=120MPa ,許用拉應力ct=35MPa , a=1m。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應力強 度條件確定梁截荷 P。5 .如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力 Fi

9、,水平力F2,實心軸AB的直徑d,長度l,拐臂的長度 a。試求：作 AB軸各基本變形的內力圖。計算AB軸危險點的第三強度理論相當應力。6 .圖所示結構，載荷P=50KkN ,AB桿的直徑d=40mm,長度l=1000mm ,兩端錢支。已知材料E=200GPa, 卬=200MPa, 0s=235MPa , a=304MPa , b=1.12MPa ,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=2.0, d=140MPa。試校核 AB 桿是否安全。7 .鑄鐵梁如圖5,單位為mm,已知Iz=10180cm4,材料許用壓應力q=160MPa ,許用拉應力ct=40MPa , 試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應力強度條件確定

10、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,心=0.3, 產140MPa。試求：作圖示圓軸表面點的應力狀態(tài)圖。求圓軸表面點圖示方向的正應變。按 第四強度理論校核圓軸強度。9 .圖所示結構中，q=20kN/m ,柱的截面為圓形 d=80mm ,材料為Q235鋼。已知材料 E=200GPa , qp=200MPa, 0s=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

11、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桿的內力。11 .圖所示圓截面桿件 d=80mrm長度l=1000mm承受軸向力 F1=30kN,橫向力F2=1.2kN ,外力偶M=700N- m 的作用，材料的許用應力(r=40MPa,試求：作桿件內力圖。按第三強度理論校核桿的強度。12 .圖所示三角桁架由 Q235鋼制成，已知 AR AG BC為1m,桿直彳全均為 d=20mm已知材料 E=200GPa, bp=200MPa, bs=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nt=3.0。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載Fo1

12、3 .槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示，AB=3磯BC=1磯z軸為截面形心軸，I z=1.73 x 10 8mrm, q=15kN/m。材料許用壓應力(rc=160MPa,許用拉應力(rt=80MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正 應力強度條件校核梁的強度。14 .圖所示平面直角剛架 ABC水平面xz內，AB段為直徑d=20mmfi勺圓截面桿。在垂直平面內 F0.4kN , 在水平面內沿z軸方向F2=0.5kN ,材料的(r=140MPa。試求：作 AB段各基本變形的內力圖。 按第三強度理論校核剛架AB段強度。15 .圖所示由5根圓鋼組成正方形結構，載荷P=50KkN, l =1000mm桿

13、的直徑d=40mrm聯(lián)結處均為錢鏈。已知材料 E=200GPa, bP=200MPa (rs=235MPa, a=304MP? b=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=2.5 , (r=140MPa。試校核1桿是否安全。(15分)16 .圖所示為一連續(xù)梁，已知 q、a及。，不計梁的自重，求 A、B C三處的約束力。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力圖。用第三強度理論 導出此軸危險點相當應力的表達式。18 .如圖所示，AB=800mrm AC=600mrm BC=1000mm桿件均為等直圓桿，直徑d=20mm材料為 Q235鋼。已知材料的彈性模量 E=20

14、0GPa, bP=200MPa, (rs=235MPa，a=304MPa, b=1.12MPa。壓桿的穩(wěn)定安全 系數(shù)nst =3,試由CB桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載Fo參考答案一、判斷題：I. V 2.X3.X4.X 5. V 6.X 7. V8. X9. ，10. XII. X 12.X13.X14.X 15. X 16.V 17. X18. X二、單項選擇題：III. 2.D 3.A 4.B 5.B 6.A 7.B 8.A 9.D 10.B 11.C 12.C三、填空題：1.正2.二次拋物線3.軸向壓縮與彎曲4.柔索軸線5.原有平衡狀態(tài)6.100MPa7.變形效應（內效應）與運動

15、效應（外效應）8.5F/2A 9. 突變 10. 不共線11.C12.2 rx<（T 13. 突變 14. J 2 4 2 15.大柔度（細長） 16.力、力偶、平衡17.7 Fa/2 EA 18. 斜直線四、計算題：1 .解：以CB為研究對象，建立平衡方程解得：FB 7.5kNFC 2.5kN以AC為研究對象，建立平衡方程解得：FAy 2.5kN Ma 5kN m2 .解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖解得：Fb 30kNFd 10kN梁的強度校核拉應力強度校核B截面C截面壓應力強度校核（經分析最大壓應力在B截面）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 解得

16、：M 1kN m（3 分）求支座約束力，作內力圖由題可得：由內力圖可判斷危險截面在C處4 .解： 求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖解得：梁的強度校核拉應力強度校核C截面D截面壓應力強度校核（經分析最大壓應力在D截面）所以梁載荷P 22.1kN5 .解： 由內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力、切應力為6 .解：以CD桿為研究對象，建立平衡方程解得：AB 桿柔度由于p ，所以壓桿 AB 屬于大柔度桿工作安全因數(shù)所以 AB 桿安全7 .解： 梁的強度校核拉應力強度校核A 截面C 截面壓應力強度校核（經分析最大壓應力在A 截面）所以梁載荷P 44.2kN8 .解： 點在橫截面上正

17、應力、切應力點的應力狀態(tài)圖如圖由應力狀態(tài)圖可知ox=89.1MPa, （y=0, x=30.6MPa由廣義胡克定律 強度校核所以圓軸強度滿足要求9 . 解：以梁 AD 為研究對象，建立平衡方程解得：BC 桿柔度由于p ，所以壓桿BC 屬于大柔度桿工作安全因數(shù)所以柱 BC 安全10 . 解：以整個系統(tǒng)為研究對象，建立平衡方程解得：過桿 FH 、 FC 、 BC 作截面，取左半部分為研究對象，建立平衡方程解得：11 .解： 由內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力、切應力為所以桿的強度滿足要求12 . 解：以節(jié)點 C 為研究對象，由平衡條件可求BC 桿柔度由于p ，所以壓桿BC 屬于大柔度桿解得： F 5.17kN13 .解： 求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖解得： 梁的強度校核拉應力強度校核D 截面B 截面壓應力強度校核（經分析最大壓應力在D