工程力學(xué)期末復(fù)習(xí)題及答案要點(diǎn)

1、工程力學(xué)期末復(fù)習(xí)題1選擇題：(1)下面哪一選項(xiàng)是材料的剛度指標(biāo)?A彈性模量E;C強(qiáng)度極限(Tb；(2)下面哪一選項(xiàng)是材料的塑性指標(biāo)?A彈性模量E;C強(qiáng)度極限(Tb；AB屈服極限bs；D斷后伸長(zhǎng)率(延伸率)8。DB屈服極限bs；D斷后伸長(zhǎng)率(延伸率)8。破壞前,(3)在鑄鐵壓縮試驗(yàn)中，破壞后的鑄鐵試樣斷口平滑呈韌性，與軸線近似成45該斷口所在斜截面的應(yīng)力有何特點(diǎn)？CA拉應(yīng)力最大；B拉應(yīng)力最小;C剪應(yīng)力最大；D剪應(yīng)力最小。(4)在鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)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45C斷口呈螺旋面、與軸線垂直;D斷口呈螺旋面、與軸線近似成45。(5)根據(jù)鑄

2、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(yīng)力；B最小拉應(yīng)力；C最大剪應(yīng)力；D最小剪應(yīng)力。(6)電阻應(yīng)變片(簡(jiǎn)稱電阻片或應(yīng)變片)應(yīng)用廣泛，它是利用什么原理實(shí)現(xiàn)電測(cè)的?A壓電；B光的衍射；C金屬絲的電阻隨機(jī)械變形而發(fā)生變化；D當(dāng)軸向壓力達(dá)到某一臨界值時(shí)，壓桿失穩(wěn)。(7)沖擊韌性的物理意義是A。A試樣斷裂過(guò)程中斷面單位面積吸收的能量；B試樣斷裂過(guò)程中斷面吸收的能量；C試樣在沖擊過(guò)程中受到的最大沖擊力;D試樣在沖擊過(guò)程中產(chǎn)生的最大變形。(8)矩形截面梁在截面B處沿鉛垂對(duì)稱軸和水平對(duì)稱軸方向上分別作用有FP,如圖所示。關(guān)于最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力發(fā)生在危險(xiǎn)截面D是正確的

3、。Ab*x發(fā)生在a點(diǎn)，溫x發(fā)生在Bmax發(fā)生在C點(diǎn)，max發(fā)生在Cmax發(fā)生在b點(diǎn)，max發(fā)生在D0rXx發(fā)生在d點(diǎn)，仃m；x發(fā)生在(9)構(gòu)件中危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。A的哪些點(diǎn)上，有4種答案，請(qǐng)判斷b點(diǎn)；d點(diǎn)；a點(diǎn)；b點(diǎn)。構(gòu)件為鋼制:6=45MPa6=135MPa鼻=0,Txy=0,許用應(yīng)力&=160MPa則下面關(guān)于構(gòu)件強(qiáng)度白說(shuō)法中正確的是CoOx=20MPacy=-25MPa,A選用第一強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求；B選用第一強(qiáng)度理論，構(gòu)件不滿足強(qiáng)度要求;C選用第三強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求；D選用第三強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿不足強(qiáng)度要求。(10)構(gòu)件中危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。構(gòu)件材料為鑄鐵:o

4、z=40MPa5=0,許用應(yīng)力k卜30MPa則下面關(guān)于構(gòu)件強(qiáng)度的說(shuō)法中正確的是目。A選用第一強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求；B選用第一強(qiáng)度理論，構(gòu)件不滿足強(qiáng)度要求；C選用第三強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求；D選用第三強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿不足強(qiáng)度要求。(11)壓桿的臨界載荷是BoA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(qiáng)弱對(duì)其穩(wěn)定性影響的說(shuō)法中，正確的是AA壓桿約束愈強(qiáng)，壓桿的臨界載荷Fpcr愈高，其穩(wěn)定性愈好;B壓桿約束愈強(qiáng)，壓桿的臨界載荷

5、Fpcr愈低，其穩(wěn)定性愈好;C壓桿約束愈強(qiáng)，壓桿的臨界載荷Fpcr愈高，其穩(wěn)定性愈差;D壓桿約束愈強(qiáng)，壓桿的臨界載荷Fpcr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(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界載荷，可采用歐拉公式FPcr=h2EIZ(Hf計(jì)算。該壓桿的長(zhǎng)度系數(shù)N的取值范圍為CoAN2.0o(14)沖擊動(dòng)荷系數(shù)是A。A構(gòu)件承受的沖擊載荷和相應(yīng)靜載荷之比；B構(gòu)件承受的相應(yīng)靜載荷和沖擊載荷之比；C構(gòu)件承受的相應(yīng)靜應(yīng)力和沖擊應(yīng)力之比；D構(gòu)件承受的相應(yīng)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(yīng)力和位移是相應(yīng)靜載荷作用下的BoA一倍;B二倍；C三倍；D三分之一。(16)將重

6、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(shuō)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(shuō)法中，不正確的是：A。A疲勞失效時(shí)的名義應(yīng)力值高于材料在靜載荷作用下的強(qiáng)度極限；B構(gòu)件在疲勞失效前需要經(jīng)過(guò)一定數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)；C構(gòu)件在疲勞失效前沒(méi)有明顯的塑性變形，即使塑性很好的材料也會(huì)呈現(xiàn)脆性斷裂；D構(gòu)件疲勞失效時(shí)，同一疲勞破壞斷口，一般都有明顯的光滑區(qū)域和顆粒狀區(qū)域。(18)構(gòu)件的疲勞破壞是目的結(jié)果。A構(gòu)件材料性質(zhì)變化；B構(gòu)件中裂紋

7、的形成和逐漸擴(kuò)展；C構(gòu)件中最大拉應(yīng)力的作用；D構(gòu)件中最大剪應(yīng)力的作用。(19)影響實(shí)際構(gòu)件疲勞壽命的三個(gè)主要因素為DoA溫度、壓力、體積；B位移、速度、加速度；C材料、質(zhì)量、密度；D應(yīng)力集中、零件尺寸、表面加工質(zhì)量。(20)持久極限是DA經(jīng)過(guò)有限多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時(shí)的平均應(yīng)力值；B經(jīng)過(guò)無(wú)窮多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時(shí)的平均應(yīng)力值；C經(jīng)過(guò)有限多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時(shí)的最大應(yīng)力值；D經(jīng)過(guò)無(wú)窮多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時(shí)的最大應(yīng)力值。2 一活動(dòng)梯子放在光滑的水平地面上，梯子由AC與BC兩部分組成，每部分的重量均為150N,重心在桿子的中點(diǎn)，AC與BC兩部分用錢(qián)鏈C和繩子EF相連接。今有一重量為6

8、00N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AG*口GCE旌G點(diǎn)較接。已知：醇的重量為W提醇的合力為Fp,作用在磚夾的對(duì)稱中心線上；尺寸如圖所示；磚夾與磚之間的靜摩擦因數(shù)fs=0.5。試確定能將磚夾起的d(1(d是G點(diǎn)到磚塊上所受正壓力作用線的距離)。4 試求圖示靜定梁在A、BC三處的全部約束力。已知d和q。5 試畫(huà)出圖示（圖中各數(shù)單位為kN）桿件的軸力圖。30201020ACDB6 一端固定另一端自由的圓軸承受4個(gè)外力偶作用，如圖所示。各力偶的力偶矩?cái)?shù)值（單位為kNI-m）均示于圖中。試畫(huà)出圓軸的扭矩圖。題6圖7 試畫(huà)出圖示梁的剪力

9、圖、彎矩圖。題7圖8 試畫(huà)出圖示梁的剪力圖、彎矩圖。題8圖圖示結(jié)構(gòu)中BC和AC都是圓截面直桿，直徑均為d=20mm材料都是Q235鋼，其許用應(yīng)力1-=157MPa試求該結(jié)構(gòu)的許用載荷。10變截面軸受力如圖所示，圖中尺寸單位為mm。若已知Ma=1765Nm,Me2=1171Nm,材料的切變模量G=80.4GPa,求:(1)軸內(nèi)最大剪應(yīng)力，并指出其作用位置;(2)軸內(nèi)最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角Cpmaxo題10圖11懸臂梁受力及截面尺寸如圖所示。圖中未標(biāo)示的尺寸單位為mm求梁的11截面上A、B兩點(diǎn)的正應(yīng)力。IkN60CN/m題11圖12圖示外伸梁承受集中載荷Fp作用，尺寸如圖所示。已知FP=20kN,許用應(yīng)力

10、L-l=200MPa所使用的工字鋼的型號(hào)是14,試校核梁的強(qiáng)度。P工No.14附表:熱軋工字弱琳T8（部分）符號(hào)總文卜高奧b-一格理度；d-候?qū)徛梗琁一一平均置厚第F內(nèi)圈強(qiáng)辛桂;口一-展編制至羋桂,I慢性比松一一破向第題：*慣性半帶：5契鎮(zhèn)面的部殂*嶙號(hào)尺寸；mm*9面板/cma理法*/卻mJ4i學(xué)熟悔JF-XyyhbdrnJj/crti11/miL3mG/CIti鐘m101Wu4a516,5工314.i1L2245494-148.553S9.721M13.6126745隊(duì)473S?！縆248家4377=5295.1能10.85460612,677L隼坨羽sis丸l?.53.S21.5H.97

11、12102工?612風(fēng)416.11.7316160聒H9.9s4翻J2C,51130141乳5B13+B犯121.2L韶18如946.&10.7艮54.33*624,11由儲(chǔ)7.戰(zhàn)15,*2622m2001.007iL49九535.527-923702378.1517,?15831,52,12Mb200102911.494.53&.S31.1250025Q7.9616.51G933.12.解22a220110工512.39.54.8心3.3注0。和9亂9918.922540.92.3122b220112丸512.39.5*8血436.43570物8門(mén)81,7僦4E.72.272sti25011

12、68i131054九5腦1WS,54401.8810.1821.5838OME4s.23工40325Qna101.;。55丸5珥一52晤96州工花&.9JB2L27509,29752.42313圖示外伸梁承受集中載荷Fp作用，尺寸如圖所示。已知Fp=20kN,許用應(yīng)力二160MPa試選擇所用工字鋼的型號(hào)。Fp4mB1m題13圖附表：熱軋工字弱H7聰一號(hào)8（部分）符號(hào)總文n-MBK+fiif-AE性班W一一破曲簫題；r慣性半帶：5座旭面的熱柜.*高值b-H寬度；d-候?qū)徔?，I一一平均置厚第F內(nèi)愧強(qiáng)辛桂E甲號(hào)尺寸mm*9面積/tma4r&hM/(kf/rn)叁寺鴕健jr.工hbd1rnJj/cni

13、1Wr,/(n/、/cm!rJ3.eG/crn吃.km。依m(xù)101OD楠九5工&j6rS工314.AJ494.H8.55339.72kS21Z.S126745隊(duì)473518.114.248象4377=5295.1加85460612,677L6的14140ED5.59,?.53厘21.516T9713102工?612風(fēng)416x11.7316160聒699s426J20,5113014i6.5B13+B風(fēng)12L2L3918ieo泅6.510.78.5*330.34,11600IBS7.3615.1添如22m2001.007H.494.535.527,923702378.1517,?15831/52

14、,1220b20010291L494x53乳531.1250025Q7、9616.91933.12.0622a220LIO7-512.39.54.S423.334dO成9隊(duì)99IS.922540.9工3122b2201129.512;3亂54.846.43fi.43570335亂788.723942.72.2725s2501168iL：i1054空獨(dú)1WS,S4401.8810U821.582SO.O464&2S3工403E5b25Q118101.；1055L5珥一5州3.西jgg12g9.9JB2L273O9P29752.4232.40114圖示之AB為簡(jiǎn)支梁，當(dāng)載荷Fp直接作用在梁的跨度中

15、點(diǎn)時(shí)，梁內(nèi)最大彎曲正應(yīng)力超過(guò)許用應(yīng)力30%。為減小AB梁內(nèi)的最大正應(yīng)力，在AB梁配置一輔助梁CDCD也可以看作是簡(jiǎn)支梁。試求輔助梁的長(zhǎng)度a。題14圖15圖中q、1、EI等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面B的撓度和轉(zhuǎn)角。已知:16圖中P、q、l、EI等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面EI已知:(a)EIMlEIqiWbMl2EIqi6EIB的撓度和轉(zhuǎn)角。8EI題16圖w17試求圖示梁的AB端約束力。PlPl2EI3EIql6EIWb=ql8EI已知:(a)(b)PlPlEI2EIWB二：3EIEI18矩形截面懸臂梁受力如圖所示，其中力MlEIMlWb二2EIFP的作用線通過(guò)截面形心。已知FP、b

16、、h、l和P0(1)試求圖中虛線所示截面上點(diǎn)a處的正應(yīng)力。(2)當(dāng)p為何值時(shí)，點(diǎn)a處正應(yīng)力為零。題18圖19煤氣罐所用材料的屈服應(yīng)力為仃s=170MPa,若煤氣罐的外徑為D=32cm,壁厚為=0.28cm,試用第三強(qiáng)度理論計(jì)算煤氣罐不發(fā)生屈服所能承受的最大內(nèi)壓p。題19圖工程力學(xué)期末復(fù)習(xí)題答案1 答：(1) A(2)D(3)C(4)D(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)D2答：(1)以整體為研究對(duì)象，作受力圖如右上。vMaF=0Fb2.4cos752- WBC2.4cos751.5

17、BC- WP2.4-0.6cos75- WAC2.4cos750.5=0ACFb=375N+“Fy=0FaFb-Wac-Wbc-WP=0Fa=525Nt(2)以BC為研究對(duì)象，作受力圖如右下。McF)=0Fb2.4cos75- FT2.4-0.6sin75- Wbc2.4cos750.5=0FT=107N3答：磚被夾起時(shí)磚夾和磚能保持平衡。(1)以整體為研究對(duì)象，作受力圖如右上。Fy-0Fp-W-0(a)(2)以科為研究對(duì)象，作受力圖如右中。“MdF)=0-Fa250W125=0(b)FA-fsFNA(c)(3)以磚夾AGEB分為研究對(duì)象，作受力圖如右下。vMgF=0FP95Fa30-FNAd

18、=0(d)將式(a)、(b)、(c)、(d)聯(lián)立，可得d_110mm4答：(1)先分析BC桿，作受力圖。、Fx=0Fbx=0MBF=0FCy2d-qdd/2=0.qd、Fy=0FByFey-qd=0”qd(2)分析AB桿，作受力圖?！癕aF)=0Ma-qd3d/2-FBy2d-0Ma=3qd2(j)“Fx=0Fax=0Fy=0Fay-qd-FBy=0FA，=4qd5答:6答:7答:11x8答:9答：(1)受力分析，確定各桿的軸力研究銷子C,由平衡方程Fx=0Fnacsin45。+Fnbcsin30。=0“Fy=0Fnaccos45Fnbccos30-FP=0得Fnac=0.518Fp,Fnbc

19、=0.732Fp(2)求該結(jié)構(gòu)的許用載荷保證AC桿強(qiáng)度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為F|_l;a0.518卜=卜履Fp=05G保證BC桿強(qiáng)度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為0.732FPI-L-.1ABefpu-A0.732取較小的月=也P0.73217510620210-64N=75.106kN0.73210答:Ox11712936(1)作扭矩圖(2)求軸內(nèi)最大剪應(yīng)力及其作用位置AB段:maxAB二Mx116Mx1_.3a162936二70310-a=43.595MPaBC段:-maxBC=Mx216Mx2-d23_161171一二5031Q-a=47.711MPa可見(jiàn)，.max=.maxBC=47.711MPa

20、(3)求軸內(nèi)最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角軸內(nèi)最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角為AC兩截面相對(duì)扭轉(zhuǎn)角，為max=AC=AB：BC=口GIp1GIp229367001031171500109二7041。89二5041042323280.410980.4109=2.27110rad11答:(1)確定梁的11截面上的彎矩?cái)?shù)值應(yīng)用截面法可得M1JHL10001-60010.5Nm=-1300Nm(2)計(jì)算慣性矩=2.812510,m4bh3。1父0.1534=m12112/(3)求梁的11截面上A、B兩點(diǎn)的正應(yīng)力A點(diǎn)：心用/噢北率化卜2.542MPaB點(diǎn)：AMtHN-a(壓)12答:(1)先求約束反力vMaF=0FBy4-FP5=05

21、F=-FP=25kN4MbF=0-FAy4-Fp1=01FAy=-Fp-5kN4(2)作彎矩圖PP工No.14(3)強(qiáng)度分析危險(xiǎn)截面在B處，Mmax=20kNm,查表得No.14工字鋼的彎曲截面模量Wz=10210_63m,得二maxMmaxwz2010316Pa=196.1MPa，=200MPa10210安全播孔工字綱(GK一睡|(部分)符月Jt文口一一整型凰虻華程下I一一慣性雨【W(wǎng)微出系thL-悟性耶神：5半截面的杼姬.由fiflFb履竟度；d-是屏窿t平均度厚flhr一一內(nèi)閣孤舉把電?尺寸/EDE依面置和/cimr理能溫毋S自與教但工工事一尸AbdJn卬/era，JjESr/cm此1J1

22、01OT神4F6.51314.411.224&494.14氏5933fl.721.5S12,61267458.471518.114.2488.4377,5295-195J0.8SJ2.677L60914140-1ao15._5丸I3,821.S16.S712國(guó)5.76J2S4.416.i1.7316160Li9.9a4維120.5H301416.5813.893.12L中GaLS91RIRQ:崎e.5ICUK.二心33。蚪唬的1857.3S15.4122戰(zhàn)22北ZOO100711.4A3乳527.92370237E.1517.215E3L52J2翔b2M102gH.491.5科53L12500

23、25C7.95地白16g飆12f062加1107.$1Z.39.542333400卻。段99成9須40.9大Ml22b220pjj9.5現(xiàn)54.43G.43570525S.78is.7?3943,72,2713答：(1)先求約束反力%MaF=0FBy4-Fp5=05FBy=FP=25kN4mMbF=0-FAy4-FP1=01FAy=-Fp=5kN4(2)作彎矩圖(3)強(qiáng)度分析危險(xiǎn)截面在B處，Mmax=20kNm,由強(qiáng)度條件仃3=必4得Wz3WMmx=6m3=12510m3-125cm3,16010查表知應(yīng)選擇No.16工字鋼。熱軋工字弱琳T8(部分)符號(hào)總文力卑I留情學(xué)桂卜I慢性比第一截向第袤

24、：*慣性半帶：5*假面的部殂*fi高度b-格富度；d-候?qū)徛?，一一平均置厚第F內(nèi)圈強(qiáng)辛桂;嶙號(hào)尺f/mtn*9而板/tma4r&ft/3時(shí)曲JF-Jy-yhbdrnJj/CRl1Wr/1/elIj.口317cm卬/cm；10100u4J7,5r6,5工314.iILi羽5494.H隊(duì)55339.72IM13.6126745$P473S18.114.2*6fl,4377=5295.1帕曲85460612,677L隼坨14140805tSS.J7.53.K21.5H.9712102工?612風(fēng)416.11.7316160聒69.9s4器J20.511306r5B13+B犯121.2L韶IB18。946.&10.7B.54.330.624.1IfiGO7.戰(zhàn)15,*Z22632m2001.007iL494.635.527,923702378.1517,?I&83L52,1220b200102911.4g4.53&.S31.1250025Q7.9616.51G933.12.解22s220110L512.3亂54.8心3.334(JO