工程力學課程試題庫及參考答案

1、工程力學課程試題一、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。無任何限制10. 應用平面任意力系的二矩式方程解平衡問題時，兩矩心位置均可任意選擇,1

2、1. 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，彎矩圖將出現突變。截面上軸力分別是圖11-1、2-2、 3-3二、單項選擇題：1. 圖1所示桿件受力，A. 0，4F，3F B.-4F，4F，3FC.0,F， 0D.0,4F , 3F2.圖2所示板和鉚釘為同一材料，已知

3、bs2。為充分提高材料利用率，則鉚釘的直徑應該是A. d 2B. d 4C. dD. d 83. 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.指向受力物體，為拉力C.背離受力物體，為壓力D.背離受力物體，為拉力sq1 4 ，圖示簡支梁跨中撓度是384 EI4. 一等直拉桿在兩端承受軸向拉力作用，若其一半為鋼，另一半為鋁，則兩段的A.應力相同，變形相同B.應力相同，變形不同C.應力不同，變形相同D.應力不同，變形不同5.鑄鐵試件扭轉破壞是A.沿橫截面拉斷B.沿45°螺旋面拉斷C.沿橫截面剪斷D.沿45°螺旋面剪斷6.圖2跨度為丨的

4、簡支梁，整個梁承受均布載荷q時，梁中點撓度是Wc圖2A.劉4B.5ql4C.5ql4D.5ql4768EI192EI1536EI384EI7.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8.9.10.11.12.三、1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.四、1.

5、2.3.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，相對扭轉角不相等沿45°螺旋面拉斷沿45°螺旋面剪斷剪力等于零，彎矩也等于零剪力最大，彎矩也最大低碳鋼試件扭轉破壞是A.沿橫截面拉斷B.C.沿橫截面剪斷D.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.C.剪力等于零，彎矩為最大D.填空題圓軸扭轉時，橫截面上各點的切應力與其到圓心的距離成比梁上作用著均布

6、載荷，該段梁上的彎矩圖為 。偏心壓縮為的組合變形。柔索的約束反力沿 離開物體。構件保持的能力稱為穩(wěn)定性。圖所示點的應力狀態(tài)，其最大切應力是 物體在外力作用下產生兩種效應分別是 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,則桿中最大正應力為。梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有 。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。圖所示，梁最大拉應力的位置在 點處。d ，其第三強度理論的強度條件是d ，其第三強度理論的強度條件是圖所示點的應力狀態(tài)，已知材料的許用正應力 梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該位置有 圖所示點的應

7、力狀態(tài)，已知材料的許用正應力臨界應力的歐拉公式只適用于 桿E,則截面C的位移平面任意力系向一點簡化的結果的三種情形是 。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,彈性模量為為。若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 計算題：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。 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d=160MPa，許用拉應力d=40MPa。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。傳動軸如圖所示。已知Fr=2KN

8、，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軸各基本變形的內力圖。用第三強度理論設計軸AB的直徑do4. 圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知Iz=4500cm 4， y1=7.14cm ， y2=12.86cm ，材料許用壓應力e=120MPa，許用拉應力&=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,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

9、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，兩端鉸支。已知材料E=200GPa，cp=200MPa， ®=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數 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lz=10180cm4，材料許用壓應力%=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=6kNm的作用。已知 M=200GP

10、a，廳0.3，d=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， （s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數 nst=3.0， d=140MPa。試校核柱 BC 是 否安全。10. 如圖所示的平面桁架，在鉸鏈H處作用了一個20kN的水平力，在鉸鏈 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=80mm長度l =

11、1000mm承受軸向力 F1=30kN，橫向力 E=1.2kN，外力偶 M=700N-m的 作用，材料的許用應力d=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 AB AC BC為1m,桿直徑均為d=20mm已知材料E=200GPa,d p=200MPa d s=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數 2=3.0。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個三角 架所能承受的外載 F。8413. 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，lz=1.73 x 10 mm, q=15kN/m。材

12、料許用壓應力dc=160MPa，許用拉應力dt=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在水平面xz內，AB段為直徑d=20mm的圓截面桿。在垂直平面內 R=0.4kN，在水 平面內沿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桿的直徑d=40mm聯結處均為鉸鏈。已知材料 E=200GPa, d p=200MPa d s=235MPa a=304MPa b=1.12MPa

13、 ,穩(wěn)定安全系數 nt=2.5 , d =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B ,不計梁的自重，求 AB、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。用第三強度理論導岀此 軸危險點相當應力的表達式。18. 如圖所示，AB=800mm AC=600mm 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=200GPa, d p=200MPa d s=235MPa, a=304MPa b=1.12MPa。壓桿的穩(wěn)定安全系數 2=3 , 試由CB桿的穩(wěn)

14、定性求這個三角架所能承受的外載F。參考答案、判斷題:1.V2.X3. X4. X5. V6. X7.V8.X9.V10.X11. X 12. X13.X14. X15.X16. V17. X18. X二、單項選擇題:1.A2.D3.A4.B5.B6.A7.B8.A9.D10.B11.C12.C三、填空題：4.柔索軸線5.原有平衡狀態(tài)6.100MPa1.正2.二次拋物線3.軸向壓縮與彎曲7.變形效應（內效應）與運動效應（外效應）12.2 T x< （T 13.突變 14. .24 28.5F/2A9.突變10.不共線11.C15.大柔度（細長）16.力、力偶、平衡17.7Fa/2EA18.

15、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 30kN Fd 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：（3 分）M 1kN m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

16、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桿柔度由于所以壓桿 AB 屬于大柔度桿工作安全因數所以 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 , cy=0, T=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 截面） 所以梁的強度