工程力學第二學期期末試題及答案

1、工程力學第二學期期末試題（一）已知：梁AB與BC在B處用錢鏈連接，A端為固定端，C端為可動錢鏈支座。試畫：梁的分離體受力圖。p如B答：Y,MaqIXqWHJIH中中口口吐.（二）已知：結構如圖所示，受力PDE為二力B為固定較鏈支座，A為可動錢鏈支座，C為中間較鏈連接。rc耳_X%OC-a；bA.：,.C試分別畫出ADC干和BEC干的受力圖（三）已知：實心圓截面軸，兩端承受彎矩M和扭矩T的聯(lián)合作用，軸的轉速n=100r/min,傳遞N=10馬力，彎矩M=200Nm許用應力口=60MPa。試求：按第三強度理論確定軸的直徑d。解：對于實心圓截面軸有：Wp二d332同時由書中公式知：T=7.02父如=

2、0.702KNm;nM3Mmax2MJ32M3；-r33、=d-3Wz二（d）/32,二二3320.220.7022103二60=4.99cm（四）已知:梁ABC受均布力q作用。試求：錢鏈支座A的反力和拉桿BD的拉力。四題圖參考答案工以梁ABC為研究對象,進行受力分析,受力圖如下所示，假設拉桿ED所受力為拉力由口刀=0打+3口-39=02丫=。工廣。3用式口）=。2Ale.-3q工5=0.聯(lián)立以匕幾個方程,可以得到：N即吟哼,“0（五）已知：梁ABCS均布力q作用，鋼質壓桿BD為圓截面，直徑d=40mm,BD桿長L=800mm,兩端錢鏈連接，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3,臨界應力的歐拉公式為（Tcr

3、=/E/入2,經驗公式為（Tcr=3047.12入,E=200GPa,（Tp=200MPa,6s=235MPa。試求：根據(jù)壓桿BD的穩(wěn)定性，計算分布載荷的許可值q。提示：先求分布載荷q與壓桿BD的靜力關系，再求BD桿的穩(wěn)定許可壓力iniiiiuiuunnuuuiB?b2m1m*此框刪除BD答：將BD桿件截開，以上半部分為研究對象進行受力分析，假設桿的軸力Nbd（均假設為壓力），對A點取矩，列力的平衡方程為:a3乙Ma(F)=0,-Nbdm2=0=Nbd=2.25q(力)2由于“粉號又因為兩端為錢鏈約束，,所以有:4_4800d-40_2a=304,b=1.12,Zsa-30423561.61?

4、=；U=99.35，即:b1.12Op%Y九Y九p,由此可知，八cr=304-1.12入=214.4MPa2NbdPcL=r=214.4X-x103=89.8KN,所以有：nstnst432.25q89.8=：q89.839.91KN/m2.25（六）已知：傳動軸如圖所示，C輪外力矩Mc=1.2kNm,E輪上的緊邊皮帶拉力為不，松邊拉力為T2,已知T1=2T2,E輪直徑D=40cm,軸的直徑d=8cnrj許用應力口=120Mpa。求：試用第三強度理論校核該軸的強度。答：首先將皮帶拉力向截面形心簡化，其中作用在軸上的扭轉外力矩為Mc=1.2kNm,判斷CB軸為彎扭組合變形，而:D_m=（Ti-丁

5、2）=T2=6KN,T=2T2=12KN,T+T2=18KN簡化后傳動軸的受力簡圖如圖所示，由此得到A、B處的支座反力分別為：Ra=Rb=9KN。由其中的受力分析可知E截面處的彎矩最大，其上扭矩為1.2KN.m,故該截面為危險截面，Mmax=Ra0.5=0.5父9=4.5KN,按照第三強度理論校核該軸強度：=92.65MPaY5=120MPa,所以滿足要求。.4,521.223二（0,08）/32(七)概念問答題(1)什么是二力平衡原理？(2)構件的失效方式有哪三種?(3)平面匯交力系的平衡條件是什么？(4)什么是擠壓破壞？(5)什么是合力投影定理？(6)材料的基本假設有哪幾個？(7)什么是靜

6、不定梁？(8)平面任意力系作用下，固定端約束可能有哪幾個反力？答：(1)作用在剛體上的兩個力平衡的必要與充分條件是：兩個力大小相等，方向相反，并沿同一直線作用。(2)強度失效：構件所受荷載大于本身抵抗破壞的能力；剛度失效：構件的變形，超出了正常工作所允許的限度；穩(wěn)定性失效：構件喪失原有直線形式平衡的穩(wěn)定性。(3)平面匯交力系的平衡條件：力系的合力等于零，或力系的矢量n和等于零，即：R=%Fi=0i1(4)在剪切問題中，除了聯(lián)結件(螺栓、鐘釘?shù)?發(fā)生剪切破壞以外，在聯(lián)結板與聯(lián)結件的相互接觸面上及其附近的局部區(qū)域內將產生很大的壓應力，足以在這些局部區(qū)域內產生塑性變形或破壞，這種破壞稱為“擠壓破壞”

7、。(5)合力在某軸的投影等于各分力在同一坐標軸投影的代數(shù)和。(6)在材料力學中，對于變形固體，通常有以下幾個基本假設：材料的連續(xù)性假設，認為在變形固體的整個體積內，毫無空隙地充滿著物質。材料的均勻性假設，認為在變形固體的整個體積內，各點處材料的機械性質完全一致。材料的各向同性假設，認為固體在各個方向上的機械性質完全形同。構件的小變形條件(7)為減小梁的位移，提高梁的強度，或者由于結構的其它要求，工程上常常在靜定梁上增添支承，使之變成靜不定梁。(8)平面任意力系作用下，固定端約束可能包括：X、Y方向的約束反力和作用在固定端的約束力偶距。(八)證明題請說明什么是“力線平移定理”，并進行力線平移定理證明答：工程力學P48,平面一般力系，平面一般力系向作用面內一點簡化(九)應用題:(1)車軸的計算簡圖如圖所示，此軸中間段AB的慣性矩為i兩外伸段的慣性矩為I2,試用疊加法求中點F的撓度yF及外伸端斷電D的撓度丫口。答：材料力學P168例7-5,彎曲變形，疊加法