《工程力學》期末復習題及答案

1、工程力學期末復習題1 選擇題：(1) 下面哪一選項是材料的剛度指標？AA 彈性模量E；B 屈服極限s；C 強度極限b；D 斷后伸長率(延伸率)。(2) 下面哪一選項是材料的塑性指標？DA 彈性模量E；B 屈服極限s；C 強度極限b；D 斷后伸長率(延伸率)。(3) 在鑄鐵壓縮試驗中，破壞后的鑄鐵試樣斷口平滑呈韌性，與軸線近似成45°。破壞前，該斷口所在斜截面的應力有何特點？CA 拉應力最大；B 拉應力最小；C 剪應力最大；D 剪應力最小。(4) 在鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗中，鑄鐵斷口的形態(tài)是什么樣的？DA 斷口平齊、與軸線垂直；B 斷口平齊、與軸線近似成45°；C 斷口呈螺旋面、與軸線

2、垂直；D 斷口呈螺旋面、與軸線近似成45°。(5) 根據(jù)鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞斷口可以推斷，鑄鐵的扭轉(zhuǎn)破壞和什么因素有很大的關(guān)系？AA 最大拉應力；B 最小拉應力；C 最大剪應力；D 最小剪應力。(6) 電阻應變片（簡稱電阻片或應變片）應用廣泛，它是利用什么原理實現(xiàn)電測的？CA 壓電；B 光的衍射；C 金屬絲的電阻隨機械變形而發(fā)生變化；D 當軸向壓力達到某一臨界值時，壓桿失穩(wěn)。(7) 沖擊韌性的物理意義是A。A 試樣斷裂過程中斷面單位面積吸收的能量；B 試樣斷裂過程中斷面吸收的能量；C 試樣在沖擊過程中受到的最大沖擊力；D 試樣在沖擊過程中產(chǎn)生的最大變形。(8) 矩形截面梁在截面B處沿鉛垂

3、對稱軸和水平對稱軸方向上分別作用有，如圖所示。關(guān)于最大拉應力和最大壓應力發(fā)生在危險截面A的哪些點上，有4種答案，請判斷D是正確的。A 發(fā)生在a點，發(fā)生在b點；B 發(fā)生在c點，發(fā)生在d點；C 發(fā)生在b點，發(fā)生在a點；D 發(fā)生在d點，發(fā)生在b點。(9) 構(gòu)件中危險點的應力狀態(tài)如圖所示。構(gòu)件為鋼制：=45MPa，=135MPa，=0，=0，許用應力=160MPa。則下面關(guān)于構(gòu)件強度的說法中正確的是C。A 選用第一強度理論，構(gòu)件滿足強度要求；B 選用第一強度理論，構(gòu)件不滿足強度要求；C 選用第三強度理論，構(gòu)件滿足強度要求；D 選用第三強度理論，構(gòu)件滿不足強度要求。(10) 構(gòu)件中危險點的應力狀態(tài)如圖所

4、示。構(gòu)件材料為鑄鐵：=20MPa，=-25MPa，=40MPa，=0，許用應力=30MPa。則下面關(guān)于構(gòu)件強度的說法中正確的是B。A 選用第一強度理論，構(gòu)件滿足強度要求；B 選用第一強度理論，構(gòu)件不滿足強度要求；C 選用第三強度理論，構(gòu)件滿足強度要求；D 選用第三強度理論，構(gòu)件滿不足強度要求。(11) 壓桿的臨界載荷是B。A 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的最小軸向壓力；B 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的最大軸向壓力；C 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的平均軸向壓力；D 使壓桿保持穩(wěn)定的曲線平衡構(gòu)形的最大軸向壓力。(12) 下面關(guān)于壓桿約束強弱對其穩(wěn)定性影響的說法中，正確的是A。A 壓桿約束愈強，

5、壓桿的臨界載荷愈高，其穩(wěn)定性愈好；B 壓桿約束愈強，壓桿的臨界載荷愈低，其穩(wěn)定性愈好；C 壓桿約束愈強，壓桿的臨界載荷愈高，其穩(wěn)定性愈差；D 壓桿約束愈強，壓桿的臨界載荷愈低，其穩(wěn)定性愈差。(13) 如圖所示，一端固定、另一端由彈簧側(cè)向支撐的細長壓桿的臨界載荷，可采用歐拉公式計算。該壓桿的長度系數(shù)的取值范圍為C。A ；B ；C ；D 。(14) 沖擊動荷系數(shù)是A。A 構(gòu)件承受的沖擊載荷和相應靜載荷之比；B 構(gòu)件承受的相應靜載荷和沖擊載荷之比；C 構(gòu)件承受的相應靜應力和沖擊應力之比；D 構(gòu)件承受的相應靜位移和沖擊位移之比。(15) 構(gòu)件在突加載荷作用下引起的應力和位移是相應靜載荷作用下的B。A

6、一倍；B 二倍；C 三倍；D 三分之一。(16) 將重物突然放到結(jié)構(gòu)上和將重物緩慢放到結(jié)構(gòu)上，下面關(guān)于這兩種情形下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最大變形的說法中，A是正確的。A 前者產(chǎn)生的最大變形大；B 后者產(chǎn)生的最大變形大；C 二者產(chǎn)生的最大變形相同；D 有可能前者產(chǎn)生的最大變形大，也有可能后者產(chǎn)生的最大變形大。(17) 下面關(guān)于疲勞失效的說法中，不正確的是：A。A 疲勞失效時的名義應力值高于材料在靜載荷作用下的強度極限；B 構(gòu)件在疲勞失效前需要經(jīng)過一定數(shù)量的應力循環(huán)；C 構(gòu)件在疲勞失效前沒有明顯的塑性變形，即使塑性很好的材料也會呈現(xiàn)脆性斷裂；D 構(gòu)件疲勞失效時，同一疲勞破壞斷口，一般都有明顯的光滑區(qū)域和顆粒狀

7、區(qū)域。(18) 構(gòu)件的疲勞破壞是B的結(jié)果。A 構(gòu)件材料性質(zhì)變化； B 構(gòu)件中裂紋的形成和逐漸擴展；C 構(gòu)件中最大拉應力的作用； D 構(gòu)件中最大剪應力的作用。(19) 影響實際構(gòu)件疲勞壽命的三個主要因素為D。A 溫度、壓力、體積； B 位移、速度、加速度；C 材料、質(zhì)量、密度； D 應力集中、零件尺寸、表面加工質(zhì)量。(20) 持久極限是D。A 經(jīng)過有限多次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的平均應力值；B 經(jīng)過無窮多次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的平均應力值；C 經(jīng)過有限多次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的最大應力值；D 經(jīng)過無窮多次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的最大應力值。2 一活動梯子放在光滑的水平地面上，梯子由AC與BC

8、兩部分組成，每部分的重量均為150N，重心在桿子的中點，AC與BC兩部分用鉸鏈C和繩子EF相連接。今有一重量為600N的人，站在梯子的D處，試求繩子EF的拉力和A、B兩處的約束力。題2圖3 磚夾的寬度為250mm，桿件AGB和GCED在G點鉸接。已知：磚的重量為W；提磚的合力為FP，作用在磚夾的對稱中心線上；尺寸如圖所示；磚夾與磚之間的靜摩擦因數(shù)=0.5。試確定能將磚夾起的d值(d是G點到磚塊上所受正壓力作用線的距離)。題3圖4 試求圖示靜定梁在A、B、C三處的全部約束力。已知和。ACB題4圖5 試畫出圖示(圖中各數(shù)單位為kN)桿件的軸力圖。題5圖6 一端固定另一端自由的圓軸承受4個外力偶作用

9、，如圖所示。各力偶的力偶矩數(shù)值(單位為kN·m)均示于圖中。試畫出圓軸的扭矩圖。題6圖7 試畫出圖示梁的剪力圖、彎矩圖。qaaaCBAqa2q題7圖8 試畫出圖示梁的剪力圖、彎矩圖。ACB題8圖9 圖示結(jié)構(gòu)中BC和AC都是圓截面直桿，直徑均為20mm，材料都是Q235鋼，其許用應力157MPa。試求該結(jié)構(gòu)的許用載荷。題9圖10 變截面軸受力如圖所示，圖中尺寸單位為。若已知，材料的切變模量，求：(1) 軸內(nèi)最大剪應力，并指出其作用位置；(2) 軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角。題10圖11 懸臂梁受力及截面尺寸如圖所示。圖中未標示的尺寸單位為mm。求梁的11截面上A、B兩點的正應力。題11圖12 圖

10、示外伸梁承受集中載荷作用，尺寸如圖所示。已知=20kN，許用應力=200MPa，所使用的工字鋼的型號是14，試校核梁的強度。ABCNo.14題12圖附表：（部分）13 圖示外伸梁承受集中載荷作用，尺寸如圖所示。已知=20kN，許用應力=160MPa，試選擇所用工字鋼的型號。ABC題13圖附表：（部分）14 圖示之AB為簡支梁，當載荷直接作用在梁的跨度中點時，梁內(nèi)最大彎曲正應力超過許用應力30。為減小AB梁內(nèi)的最大正應力，在AB梁配置一輔助梁CD，CD也可以看作是簡支梁。試求輔助梁的長度。題14圖15 圖中、等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面B的撓度和轉(zhuǎn)角。AB題15圖已知：BEIBEI(a)(

11、b)AA16 圖中、等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面B的撓度和轉(zhuǎn)角。AB題16圖已知：PBqEIBEI(a)(b)AA17 試求圖示梁的A、B端約束力。題17圖已知：BEI(b)APBEI(a)A18 矩形截面懸臂梁受力如圖所示，其中力的作用線通過截面形心。已知、和。(1) 試求圖中虛線所示截面上點處的正應力。(2)當為何值時，點處正應力為零。題18圖19 煤氣罐所用材料的屈服應力為=170MPa，若煤氣罐的外徑為=32cm，壁厚為=0.28cm，試用第三強度理論計算煤氣罐不發(fā)生屈服所能承受的最大內(nèi)壓。題19圖工程力學期末復習題答案1 答： (1) A (2) D (3) C (4) D (

12、5) A (6) C (7) A (8) D (9) C (10) B (11) B (12) A (13) C (14) A (15) B (16) A (17) A (18) B (19) D (20) D 2 答：(1) 以整體為研究對象，作受力圖如右上。(2) 以BC為研究對象，作受力圖如右下。3 答：磚被夾起時磚夾和磚能保持平衡。(1) 以整體為研究對象，作受力圖如右上。 (a)(2) 以磚為研究對象，作受力圖如右中。 (b) (c)(3) 以磚夾AGB部分為研究對象，作受力圖如右下。 (d)將式(a)、(b)、(c)、(d)聯(lián)立，可得4 答：(1) 先分析BC桿，作受力圖。BACB

13、(2)分析AB桿，作受力圖。( )5 答：+6 答：-+7 答：aaCBAqa2qFQ+2qaqaM-qa8 答：ACB+9 答：(1) 受力分析，確定各桿的軸力研究銷子C，由平衡方程，得，(2) 求該結(jié)構(gòu)的許用載荷保證AC桿強度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為，保證BC桿強度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為，取較小的10 答：(1) 作扭矩圖-(2) 求軸內(nèi)最大剪應力及其作用位置AB段：BC段：可見，(3) 求軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角為AC兩截面相對扭轉(zhuǎn)角，為11 答：(1) 確定梁的11截面上的彎矩數(shù)值應用截面法可得(2) 計算慣性矩(3) 求梁的11截面上A、B兩點的正應力A點：（拉）B點：（壓）12 答：(1) 先求約束反力(2) 作彎矩圖ACBNo.14ACB-(3) 強度分析危險截面在B處，查表得No.14工字鋼的彎曲截面模量，得安全（部分）13 答：(1) 先求約束反力(2) 作彎矩圖ACBACB-(3) 強度分析危險截面在B處，由強度條件得查表知應選擇No.16