工程力學期末考

1、工程力學（一）期末復習題一、填空題1 .在材料力學中，為了簡化對問題的研究，特對變形固體作出三個假設，分別為, , 。答案：連續(xù)性，均勻性，各向同性2 .圖中分布力的合力的大小為 ,對點 A之矩大小為 。答案:dh，D2d2答案:ql /2（ ） , ql2 / 3 （順時針）知識點解析：本題考查分布力大小及合力作用點的計算，三角形分布力合理大小為三角形的面積，合力作用點為形心處。3 .將圓截面壓桿改為面積相等的圓環(huán)截面壓桿，其他條件不變，則其柔度將 , 臨界荷載將°答案：降低，增大知識點解析：本題考查壓桿柔度和臨界荷載與截面形狀的關系，將圓截面壓桿改為面積相等的圓環(huán)截面壓桿，截面慣

2、性矩增大，柔度降低而臨界荷載增大。4 .對于空間力偶系，獨立的平衡方程個數(shù)為 。答案：3個知識點解析：空間力偶系獨立平衡方程的個數(shù)5 .解決超靜定問題需要采用變形體模型，進行力、變形以及 關系的研究三方面 的分析工作。答案：力與變形6 .圖示銷釘受軸向拉力 P作用，尺寸如圖所示，則銷釘內(nèi)的剪應力 ,支承 面的擠壓應力 b。4P知識點解析：本題考查連接件剪應力與擠壓應力的計算。7. 一受扭圓棒如圖4所示,其mi- m截面上的扭矩等于,若該圓棒直徑為d,則其扭轉(zhuǎn)時橫截面上最大切應力max歡迎下載33M 2M m 2M M( ()48M答案： M , 3d3知識點解析：本題考查圓軸扭轉(zhuǎn)時扭矩和切應力

3、的計算方法，首先取隔離體，根據(jù)扭矩平衡和右手螺旋法則計算出m- m截面的扭矩為M，根據(jù)切應力計算公式計算出截面的最大切應力 max48M-d3A 2A8 .圖5示階梯桿AD受三個集中力F作用，設AB BG CD段的橫截面面積分別為 3A,則三段桿的橫截面上軸力答案：不相等，相等知識點解析：本題考查受拉桿件內(nèi)力和應力的計算，首先分段取隔離體計算出ABBC CDF/A。三段桿所受軸力分別為 F、2F、3F,正應力為軸力除以受力面積，三段桿正應力均為9 .圖示正方形截面簡支梁，若荷載不變而將截面邊長增加一倍，則其最大彎曲正應力為原來的,最大彎曲剪應力為原來的答案：1/8, 1/4知識點解析：本題考查

4、簡支梁受彎截面彎曲正應力和彎曲剪應力與截面尺寸的關系，彎曲 正應力與正方形截面邊長的三次方成反比，彎曲剪應力與正方形截面邊長的平方成反比，因此當截面邊長變?yōu)樵瓉淼?倍，彎曲正應力變?yōu)樵瓉淼?1/8 ,彎曲剪應力變?yōu)樵瓉淼?1/410 .力和 是兩個不同的、相互獨立的基本力學量，它們是組成力系的兩個基本元素。答案：力偶11 .作用于彈性體一小塊面積（或體積）上的載荷所引起的應力，在離載荷作用區(qū)較遠處， 基本上只同載荷的主矢和主矩有關；載荷的具體分布只影響作用區(qū)域附近的應力分布。這 就是著名的 原理。答案：圣維南知識點解析：本題考查圣維南原理的概念。12 .在工程力學范疇內(nèi)，為保證工程結(jié)構或機械的

5、正常工作，要求構件應具備足夠的強度、和。答案：剛度，穩(wěn)定性13 .圖6為低碳鋼Q235的應力-應變曲線，當應力加至曲線上k點后卸載時，相應的彈性應變?nèi)鐖D中的 所示，塑性應變?nèi)鐖D中 所示。答案：oi , ij知識點解析：本題主要考查低碳鋼拉伸試驗的變形階段，彈性變形和塑性變形的定義。14 .圖7示圓截面懸臂梁，若梁的長度 l減小一半（其它條件不變），則梁的最大彎曲正應力降至原來的,最大撓度降至原來的答案：1/4, 1/16知識點解析：受均布荷載的懸臂梁，截面抗彎剛度不變的條件下，最大彎曲正應力與最大彎矩成正比，彎矩與l的二次哥成正比，當l減小一半時，最大彎矩變?yōu)樵瓉淼?/4,最大彎曲應力也就相應

6、的變?yōu)樵瓉淼?/4。撓度與l的四次哥成正比，當l減小一半時，撓度變?yōu)樵瓉淼?/16。15、位移法是以 為基本未知量，位移法方程實質(zhì)上是 方程。答案：獨立結(jié)點位移，靜力平衡知識點解析：本題考查位移法和位移法方程的基本概念。16、靜定結(jié)構是 的 系。答案：無多余約束，幾何不變二、選擇題）項，其他各項是必1.工程構件要正常安全的工作，必須滿尊一定的條件。下列除（須滿足的條件。A.強度條件B .剛度條件答案：D2.內(nèi)力和應力的關系是（）。A.內(nèi)力大于應力B.C.內(nèi)力是矢量，應力是標量答案：DC .穩(wěn)定性條件D .硬度條件內(nèi)力等于應力的代數(shù)和D.應力是分布內(nèi)力的集度知識點解析：本題考查內(nèi)力和應力的基本概

7、念和關系。3 .根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時的平面假設，可以認為圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面（）。A.形狀尺寸不變，直徑線仍為直線 B. 尺寸形狀改變，直徑線仍為直線C.形狀尺寸不變，直徑線不保持直線D.形狀尺寸改變，直徑線不保持直線答案：A4 .建立平面彎曲正應力公式 My /1 z,需要考慮的關系有（）。A.平衡關系，物理關系，變形幾何關系B. 變形幾何關系，物理關系，靜力關系C.變形幾何關系，平衡關系，靜力關系D.平衡關系，物理關系，靜力關系答案：C知識點解析：本題考查彎曲正應力計算公式考慮的關系。5 .利用積分法求梁的變形，不需要用到下面哪類條件來確定積分常數(shù)（）。A.平衡條件B.邊界條件C.連續(xù)性條件D.光滑

8、性條件答案：A知識點解析：利用積分法求梁的變形，考慮的條件有邊界條件、連續(xù)性條件和光滑性條件。6 .壓桿臨界應力的大?。ǎ.與壓桿承受的軸向壓力大小有關B.與壓桿的柔度大小有關C.與壓桿材料無關D.與壓桿的柔度大小無關答案：B知識點解析：壓桿臨界應力的大小與壓桿的材料和柔度大小有關，而與壓桿承受的軸向壓 力大小無關。7 .利用圖乘法計算彈性梁或剛架的位移，要求結(jié)構滿足三個條件，以下哪個條件不是必需 的（）。A. EI為常量B.結(jié)構軸線必須為直線c. M圖必須是直線d. M和M至少有一個是直線答案：C8 .材料的失效模式（）。A.只與材料本身有關，而與應力狀態(tài)無關B.與材料本身、應力狀態(tài)均有

9、關C.只與應力狀態(tài)有關，而與材料本身無關D.與材料本身、應力狀態(tài)均無關答案：B知識點解析：材料的實效模式不僅與材料本身有關，與應力狀態(tài)也相關。9 . 一點的應力狀態(tài)如圖所示，則其主應力1、2、3分別為（）。中MPaA. 30MPa、100MPa、50MPa B . 50MPa、30MPa、50MPaC. 50MPa、0MPa、 50MPa D . 50MPa、30MPa、50MPa答案：B知識點解析：本題考查單元體主應力計算。10 .軸向拉伸桿，正應力最大的截面和剪應力最大的截面（）。A.分別是橫截面、45。斜截面 B.都是橫截面C.分別是45。斜截面、橫截面D.都是45。斜截面答案：A11

10、.在連接件上，剪切面和擠壓面分別（）于外力方向。A.垂直、平行 B. 平行、垂直 C. 平行D.垂直答案：B知識點解析：連接件剪切面平行于外力方向，擠壓面垂直于外力方向。12 .軸的扭轉(zhuǎn)剪應力公式適用于（）。I pA.矩形截面軸 B. 橢圓截面軸 C.圓形截面軸 D.任意形狀截面軸答案：C 知識點解析：本題考查圓軸的扭轉(zhuǎn)剪應力計算公式。13 .圖示梁，若力偶矩 Me在梁上移動，則梁的（）。A.約束力變化，B端位移不變C.約束力和B端位移都不變B.約束力不變，B端位移變化D.約束力和B端位移都變化答案：B14 .圖14示簡支梁中間截面上的內(nèi)力為（）。A.M=0、Fs=0;B.M=0、FsW0；C

11、.M0、Fs=0；D. 庇0、FsW0。q qaA I1 I I I L 1 - B, a a/2a/2h*圖14答案：C知識點解析：本題主要考查簡支梁內(nèi)力的計算，如圖所示受力，A、B支座處支反力均為 qa,2跨中截面彎矩為生一,剪力為0。15. 一拉伸鋼桿，彈性模量E= 200GPa比例極限為200MPa今測得其軸向應變 £ = 0.0015, 則橫截面上的正應力（）。A. b = Ee = 300MPaB. b>300MPaC. 200MPa v b v 300MPaD. v 200MPa答案：C16 .低碳鋼試樣拉伸試驗中，試件變形完全是彈性，全部卸除荷載后試樣恢復其原長

12、的階段是（）。A.彈性階段B .屈服階段C .強化階段D .頸縮階段答案：A知識點解析：本題主要考查低碳鋼拉伸試驗中各變形階段的變形特點。17 .桿件的線應變是（）桿的變形，反應變形的程度。A.任意寬度B .單位寬度C .單位長度 D .任意長度答案：C知識點解析：本題主要考查線應變的概念。18 .關于內(nèi)力對稱性，下列說法正確的是（）。A.軸力是反對稱力B.剪力是正對稱力C.彎矩是正對稱力D.以上都不對答案：C知識點解析：本題主要考查內(nèi)力的對稱性，軸力和彎矩為正對稱力，剪力為反對稱力。19 .對于剛結(jié)點下列說法中不正確的是（）。A.剛結(jié)點可傳遞彎矩B.剛結(jié)點處各桿端可發(fā)生相對轉(zhuǎn)動C.剛結(jié)點處各

13、桿端不可發(fā)生相對移動D .剛結(jié)點連接各桿間夾角保持不變答案：B知識點解析：本題主要考查剛結(jié)點的特性，剛節(jié)點可以傳遞彎矩，但是剛節(jié)點連接處各桿端不可發(fā)生相對移動且各桿間的夾角保持不變。20 .對于由4個剛體組成的系統(tǒng)，若其中每個剛體都受到平面力系的作用，則該系統(tǒng)最多可以建立（）個獨立的平衡方程。A. 8B. 9C. 12D. 16答案：C知識點解析：一個剛體受到平面力系的作用最多可以建立3個獨立的平衡方程，所以 4個剛體組成的系統(tǒng)受到平面力系的作用最多可以建立12個獨立的平衡方程。三、判斷題1 .約束力是主動力，它會主動地引起物體運動或使物體有運動趨勢。答案：錯知識點解析：本題主要考查約束力的概

14、念和特點。2 .柔索約束的約束力沿著柔索的軸線方向，指向物體。答案：錯知識點解析：本題考查柔索約束的特點，其約束力沿著柔索的軸線方向背離物體。3 .只在兩點受力的剛性桿都是二力桿。答案：錯知識點解析：本題主要考查二力桿的定義。4 .若一力系的主矢為零，對某一點的主矩也為零，則該力系為平衡力系。答案：錯5 .力偶對剛體的作用無法用一個力來代替，力偶同力一樣，是組成力系的基本元素。力偶 的三要素為力偶矩矢的大小、方向、作用點。答案：錯6 .只有當力的作用線與軸相交時，力對軸之矩才等于零。答案：錯知識點解析：當力的作用線與軸相交或是與軸平行時，力對軸之矩的均為零。7 .工程中，主要承受扭轉(zhuǎn)變形的細長

15、桿件通常被稱為梁。答案：錯知識點解析：梁主要承受彎曲變形，內(nèi)力主要是彎矩和剪力。8 .穩(wěn)定性失效是指構件發(fā)生過大的彈性變形而無法正常工作。答案：錯知識點解析：本題考查穩(wěn)定失效的概念，中心受壓直桿在臨界力作用下，壓桿直線形態(tài)的平衡開始喪失穩(wěn)定性的現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。9 . EI z為桿的拉壓剛度，EA為梁的抗彎剛度。答案：錯知識點解析：EIz為桿的抗彎剛度，EA為桿的拉壓剛度。10 .提高梁的承載能力可以通過選擇合理的橫截面形狀以降低W。答案：錯知識點解析：截面最大應力與WZ成反比，所以想要提高截面承載力應該選擇合理截面形狀增大Wz,而不是降低W。11 .在某種特殊受力狀態(tài)下，脆性材料也可能發(fā)生屈服現(xiàn)

16、象。答案：對12 .鑄鐵是一種典型的脆性材料，其抗拉性能遠優(yōu)于其抗壓性能。 答案：錯知識點解析：本題考查鑄鐵材料的受力性能，其抗壓性能優(yōu)于其抗拉性能。13 .梁彎曲變形時，其橫截面繞中性軸偏轉(zhuǎn)的角度被稱為轉(zhuǎn)角。答案：對14 .截面形狀尺寸改變得越急劇，應力集中程度就越嚴重。答案：對15 .梁彎曲變形時，其橫截面的形心沿著軸線方向的線位移被稱為撓度。答案：錯知識點解析：本題考查梁彎曲變形時撓度的概念，應該是截面形心沿垂直軸線方向的位移 稱為撓度。16 .經(jīng)過預先加載至強化階段處理的材料，比例極限提高，即彈性范圍擴大，斷裂時的塑 性變形減小，即延性降低。這種現(xiàn)象被稱為“冷作硬化”或“加工硬化”。答

17、案：對17 .使非對稱截面梁在受橫向力作用發(fā)生橫力彎曲時，梁只發(fā)生彎曲不發(fā)生扭轉(zhuǎn)的條件是橫 向力必須通過截面的彎曲中心。答案：對18 .受多個軸向外力作用的桿件，軸力最大的橫截面一定是危險截面。答案：錯知識點解析：判斷危險截面應以其應力為判斷準則，而不是以內(nèi)力為判斷準則。19、力是矢量，所以力在坐標軸上的投影也是矢量。答案：錯知識點解析：力是矢量，但力在坐標軸上的投影是標量。20、地球上，只要作用于物體上的力系是平衡力系，必能保證物體相對地球靜止不動。答案：錯知識點解析：作用于物體上的力系是平衡力系時，物體可以相對地球靜止也可以保持勻速 直線運動。四、分析簡答題1 .作圖示拉壓桿的軸力圖。知識

18、點解析：分段取隔離體計算出各桿段軸力，受拉為正受壓為負，作出軸力圖即可。2 .分析圖所示梁的受力，作出剪力圖和彎矩圖。答案:知識點解析：分段取隔離體，根據(jù)扭矩平衡計算出各段扭矩大小，并根據(jù)右手螺旋法則判斷處扭矩的正負。4、簡述塑性材料的力學性能。答案：（1）在彈性變形范圍內(nèi)，多數(shù)塑性材料應力與應變成正比關系，符合胡克定律；（1分）（2）塑性材料斷裂時伸長率大，塑性好；（1分）（3）多數(shù)塑性材料在屈服階段以前，抗拉和抗壓性能基本相同，故可作為受拉或受壓構件；（2分）（4）塑性材料承受動荷載能力強；（2分）（5）表征塑性材料力學性能的指標有彈性極限、屈服極限、抗拉強度極限、彈性模量、斷后伸長率和截

19、面收縮率等。（2分）（6）對于塑性材料，當應力達到屈服極限時，將發(fā)生較大的塑性變形，此時雖未發(fā)生破壞，但因變形過大將影響構件的正常工作，所以通常把屈服極限定義為極限應力。（2分）5 .作圖示拉壓桿的軸力圖。知識點解析：分段取隔離體計算出各桿段軸力，受拉為正受壓為負，作出軸力圖即可。6 .分析圖所示梁的受力，作出剪力圖和彎矩圖。五、計算題歡迎下載211 .平面剛架如圖所示，EI為常數(shù)，試用力法作其彎矩圖。解：以C處的約束為多與約束，原結(jié)構的基本體系如下單位荷載和外荷載作用下彎矩圖如下力法典型方程Xi ii1P 011112-a a a a a a EI 234a33EI1P1EI22q 2-a

20、a a a325qa48EI15解得X1 qa32剛架彎矩圖如下:2 .圖示矩形截面簡支梁，已知載荷 F = 4kN ,梁跨度l = 400mm,橫截面寬度b = 50mm, 高度h = 80mm材料的許用彎曲正應力b= 7MPa許用切應力t =5MPa試校核其強度。21/31/3答案：-21解： Mb(F) 0： F Fb 1 03Fy 0：瓜 Fb F 048解得：FA kN, FB -kN33彎矩圖剪力圖彎曲正應力強度校核（C截面）：M Cymax c m max tmaxI zkN m 40mm45350mm 80mm6.67MPa =7MPa12切應力強度校核（BC段截面）：cmax

21、*,max Sz,max3Fs2A3 8kN32 50mm 80mm1MPa =5MPa所以梁的強度滿足要求。115MPa,橫截面面積3.如圖所示結(jié)構中， AC、BC兩桿均為鋼桿，許用應力為2_ 2分別為Ai 150mm , A 120mm ,結(jié)點C處懸掛重物P,求該結(jié)構的許用荷載P 。30o45o答案：解：（1）計算內(nèi)力。選結(jié)點 C為研究對象，由平衡方程Fx 0,Fn,ac sin30o FN,BcSin45o 0Fy 0,Fn,ac cos30o Fn ,bc cos45o P 0得：Fn,ac 0.732P（拉），F(xiàn)n,bc0.518P（拉）（2）計算許用荷載P 。由AC桿的強度條件Fn

22、,ac 0.732PAiAipAl_0.732626 _150 10 m 115 10 Pa0.73223.6kN由桿2的強度條件Fn,bc 0.518PA2A1A 120 106m2 115 106Pa 0.7320.51826.6kN比較后，取兩者中的小者，即許用荷載P 23.6kN 。4.圖示梁受均布載荷 q,已知EI及彈簧常數(shù)k,試用積分法求梁的轉(zhuǎn)角和撓度方程，并求梁中點的撓度。Vtq丹R;L K答案: 解：(1)支反力為(2)建立撓曲軸微分方程并積分即小破卷 廣務如若八獷+。+。(b)(3)確定積分常數(shù)在Q, v=Of代入式(b) ?得反山1; L ?=% =備代入式,得若溪(4)建立轉(zhuǎn)角和撓度方程*-泰州”十巧啜24BI(5)求中點撓度將代入式.懿償5.圖示結(jié)構中，BC由一束直徑為2mm的鋼絲組成，若鋼絲的許用應力160MPa ,q 30kN / m ,求BC需由多少根鋼絲組成。1mmi<解：(1)取AC為研究對象，受力分析如下圖所示:3MaF T 4342 0解得T 100kN(2)設需要n根鋼絲由鋼絲的強度條件TnA4Td24 100 1033.14 22 1 0 6 1 60 1 061996.圖示工字型截面鋼梁，承受荷載P 210kN,許用應力 160