工程力學(xué)期末復(fù)習(xí)題

《工程力學(xué)》練習(xí)題靜力學(xué)的基本概念和受力分析.剛體是指在力的的作用下，大小和形狀不變的物體。.力使物體產(chǎn)生的兩種效應(yīng)是內(nèi)效應(yīng)和外效應(yīng)。3、力是矢量，其三要要素是（大小）、方向及作用點(diǎn)的位置。4、等效力系是指（作用效果）相同的兩個(gè)力系。5、非自由體必受空間物體的作用，空間物體對非自由體的作用稱為約束。約束是力的作用，空間物體對非自由體的作用力稱為（約束反力），而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的趨勢的力稱為主動(dòng)力。6、作用在剛體上的二力，若此兩力大小相等、方向相反并同時(shí)作用在同一直線上，若此剛體為桿件則稱為而二力桿件。（J）7、作用在剛體上的力，可以沿其作用線滑移到剛體上的任意位置而不會(huì)改變力對剛體的作用效應(yīng)。（J）8、作用在剛體上的三個(gè)非平行力，若剛體處于平衡時(shí)，此三力必匯交。（J）9、在靜力學(xué)中，常把剛體的受力看成兩類力，即主動(dòng)力與約束力。（J）10、在靜力學(xué)中，平面力系中常見的約束有柔繩約束、光滑面約束、鉸鏈約束及固定端約束等。（V）.畫出圖中AB構(gòu)件的受力圖。.畫出圖中AB桿件的受力圖。.畫出圖中BC桿的受力圖，所有物體均不計(jì)自重，且所有的接觸面都是光滑的..如圖所示，繩AB懸掛一重為G的球。試畫出球C的受力圖。（摩擦不計(jì)）17畫出下列各圖中物體A,構(gòu)件AB,BC或ABC的受力圖，未標(biāo)重力的物體的重量不計(jì)，所有接觸處均為光滑接觸。(f)(g)18。畫出圖中指定物體的受力圖。所有摩擦均不計(jì)，各物自重除圖中已畫出的外均不計(jì)。（e）（f）平面匯交力系1以下說法中正確的是（C）.A、物體在兩個(gè)力作用下平衡的充分必要條件是這二力等值、反向、共線。B、凡是受到兩個(gè)力作用的剛體都是二力構(gòu)件。C、理論力學(xué)中主要研究力對物體的外效應(yīng)。D、力是滑移矢量，力沿其作用線滑移不會(huì)改變對物體的作用效應(yīng)。力矩和平面力偶系.力矩、力偶矩是度量物體繞某點(diǎn)（矩心）（轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)）的物理量。用力矩或力偶矩的大小來衡量，其大小等于力（或力偶）與力臂（或力偶臂）的乘積。.力偶在任意坐標(biāo)軸上的投影的合力為零。（J）.平面內(nèi)的任意力偶可以合成為一個(gè)合力偶，合力偶矩等于各力偶矩的代數(shù)和。（J）4、如圖3所示不計(jì)自桿件重，三鉸剛架上作用兩個(gè)方向相反的力偶ml和m2,且力偶矩的值m1』2』（不為零），則支座B的約束反力Fb（A）。A、作用線沿A、B連線；B、等于零；

C、C、作用線沿B、C連線;D、作用線沿過B的鉛垂線。平面任意力系.A、B兩點(diǎn)的距離a=10cm,F=150kN,欲將F力從B點(diǎn)平移到A點(diǎn)，得到的力F,=_150_kN,附加力偶矩MA=_15_。.平面一般力系向一點(diǎn)簡化時(shí)得到的主矢、主矩與簡化中心的選取有關(guān)的是主矩_。.作用于剛體上的力，均可移動(dòng)到剛體上任一點(diǎn)，但必須同時(shí)附加一個(gè)力偶。4平面任意力系，向平面內(nèi)任意點(diǎn)簡化，可得到一個(gè)作用在簡化中心的（C）。A主矢；B主矩；C主矢和主矩；D；外力。.剛體受平面一般（任意力系）力系作用時(shí)，若剛體處于平衡時(shí)，其獨(dú)立平衡方程為（A）。A、￡FA、￡FX=0；￡M0(FR)=0B、￡FX=0；￡FY=0OC、￡FX=0；D、￡M0(FR)=0；￡FY=0o第二篇緒論.強(qiáng)度是指構(gòu)件在外力作用下抵抗_破壞.的能力，剛度是指構(gòu)件在外力作用下抵抗.變形_的能力，穩(wěn)定性是指構(gòu)件在外力作用下保持_平衡_的能力。.靜力學(xué)研究的對象是剛體，剛體可以看成是由質(zhì)點(diǎn)系組成的不變形固體。材料力學(xué)研究的對象是變形固體。（J）.變形固體四種基本變形，即拉壓變形、剪切與擠壓變形、扭轉(zhuǎn)變形及彎曲變形。（J）軸向拉伸與壓縮.塑性材料的屈服強(qiáng)度（屈服極限）。，是取屈服變形階段所對應(yīng)的（屈服）點(diǎn)強(qiáng)度。脆性材料的名義屈服強(qiáng)度。02是無塑性變形階段的材料，取彈性變形階段縱向應(yīng)變的%所對應(yīng)的強(qiáng)度。.斷面伸縮率5不小于（5%）稱為塑性材料，而小于此數(shù)的稱為脆性材料。.右圖為三種不同材料的。-￡曲線，各曲線分別用數(shù)字1、2、3表示，則三種材料中，強(qiáng)度最高的是_1,剛度（在彈性階段）最大的是2。.某材料的。-￡曲線如圖，則材料的（1）屈服極限QS: 235 MPa；（2）強(qiáng)度極限Qb二 400 MPa。.拉壓變形時(shí)其內(nèi)力稱為軸力，常用表示，若用截面法計(jì)算出軸力為正，表示桿件受拉伸，若軸力為負(fù)，則表示桿件受壓縮。（J）.在拉壓實(shí)驗(yàn)中縱向應(yīng)變￡與橫向應(yīng)變￡/之比稱為泊松比，是材料自身特性的反應(yīng)，與材料

的形狀尺寸無關(guān)。（J）.塑性材料構(gòu)件預(yù)拉后，其比例極限提高了，而塑性降低的現(xiàn)象稱為“冷作硬化現(xiàn)象”。（V）.等截面直桿在兩個(gè)外力的作用下發(fā)生軸向壓縮變形時(shí)，這對外力所具備的特點(diǎn)一定是等值、（C）。A、反向、共線B、反向，過截面形心C、方向相對，作用線與桿軸線重合D、方向相對，沿同一直線作用.下列圖中的受力桿件，（D）是軸向拉壓桿件。9.圖示受拉直桿，其中AB段與BC段內(nèi)的軸力及應(yīng)力關(guān)系為（A）。9.A.NAB=NbcOAB<0?BC，A.NAB=NbcOAB<0?BC，B.Nab=3cOAB>OBC；C.OAB=oBC。.圖示階梯形桿，CD段為鋁，橫截面面積為A；BC和DE段為鋼，橫截面面積均為2A。設(shè)1-1、2-2、3-3截面上的正應(yīng)力分別為。1、。2、。3,則其大小次序?yàn)椋ˋ）。A、q1>q2>q3 B、q2>q3>q1&。3>。1>。2 D、q2>q1>q3.軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截面（A）A、分別是橫截面、45o斜截面 B、都是橫截面C、分別是45o斜截面、橫截面 D、都是45o斜截面.設(shè)軸向拉伸桿橫截面上的正應(yīng)力為。，則45o斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（D）。A、分別為。/2和。 B、均為。C、分別為。和。/2 D、均為。/2.一拉伸鋼桿，彈性模量E=200GPa,比例極限為200MPa,今測得其軸向應(yīng)變￡=，則橫截面上的正應(yīng)力（C）A、q=Ee=300MPaB、o>300MPaC、200MPa<Q<300MPaD、o<200MPa.現(xiàn)有鋼、鑄鐵兩種棒材，其直徑相同。從承載能力和經(jīng)濟(jì)效益兩方面考慮，圖示結(jié)構(gòu)中的兩桿的合理選材方案是（D）A、兩桿均為鋼； B、兩桿均為鑄鐵；C、1桿為鑄鐵，2桿為鋼；D、1桿為鋼，2桿為鑄鐵。.低碳鋼拉伸經(jīng)過冷作硬化后，以下四種指標(biāo)中（B）得到提高：A、強(qiáng)度極限； B、比例極限；C、斷面收縮率； D、伸長率（延伸率）。.塑性材料構(gòu)件預(yù)拉后，其比例極限提高了，而塑性降低的現(xiàn)象稱為“冷作硬化現(xiàn)象”（V）剪切1.當(dāng)剪應(yīng)力不超過材料的比例極限時(shí)，剪應(yīng)力與剪應(yīng)變成正比。這一結(jié)論稱為剪切虎克定律。.桿件受剪切變形時(shí)，伴隨著擠壓變形。（V）.在連接件上，剪切面和擠壓面分別（B）于外力方向。A、垂直、平行B、平行、垂直C、平行D、垂直.圖示鉚接件，若板與鉚釘為同一材料，且已知［。上討=2［工］,為充分提高材料的利用率，則鉚釘?shù)闹睆絛應(yīng)為（D）。A、d=2tB、d=4tC、d=4t/nD、d=8t/n6。插銷穿過水平放置的平板上的圓孔，在其下端受有一拉力P.該插銷的剪切面面積和擠壓面積分別等于（B）A、ndh,nD2/4； B、ndh,n（D2-d2）/4；C、nDh,nD2/4； D、nDh,n（D2-d2）/4。扭轉(zhuǎn).材料在外力作用下產(chǎn)生扭曲變形時(shí)，應(yīng)按強(qiáng)度條件、剛度條件進(jìn)行校核計(jì)算。（V）.G*I稱為扭轉(zhuǎn)變形的剛度，E*A稱為拉壓變形時(shí)的剛度。（V）.一般在減速箱中，高速軸的直徑較小，而低速軸的直徑較大。（V）.截面為空心圓，外圓直徑為D,內(nèi)孔直徑為d,截面對圓心的極慣性矩訐為（C）。A.；B.；C.； D.。.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí),橫截面上既有正應(yīng)力也有剪應(yīng)力。（X）.截面為實(shí)心圓，直徑為d,截面對圓心的極慣性矩訐為（B）。A.B.C.D..一齒輪軸的輸入功率為P（單位KW）,轉(zhuǎn)速為n（單位r/min）,作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩M（單位N?m）為（A）。P PA、9550—。 B、一。n nC、9550X103—。 D、無法求解。n.設(shè)空心圓軸的內(nèi)徑為d,外徑為D,d/D=a，則其橫截面的極慣性矩Ip和抗扭截面模量Wt的表達(dá)式為(C).A、Ip=1/64 nD4(1-a4), Wt =1/32 nD3(1-a3).B、Ip=1/32 nD4(1-a4), Wt =1/16 nD3(1-a3).C、Ip=1/32 nD4(1-a4), Wt =1/16 nD3(1-a4).D、Ip=1/32n(D4-d4),Wt=1/16n(D3-d3)..空心圓軸受扭轉(zhuǎn)力偶作用，橫截面上的扭矩為Mn,下列四種橫截面上沿徑向的應(yīng)力分布圖A）是正確的中（A）是正確的梁的內(nèi)力.使梁彎曲成上凹下凸變形時(shí)，彎矩為正，反之為負(fù)：剪力使該截面的臨近微段有順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢時(shí)，剪力取正號，反之取負(fù)號。.靜定梁有簡支梁、外伸梁和懸臂梁一三種基本形式。.根據(jù)梁的支承情況，一般可把梁簡化為簡支梁、外伸梁和懸臂梁。（J）.梁橫截面上只有彎矩沒有剪力的彎曲是（A）彎曲。A、純彎曲； B、剪切彎曲；C、剪切與彎曲的的組合；D、都不是。.圖示簡支梁中間截面上的內(nèi)力（C）A、M=0Q=0B、M=0QW0C、MW0Q=0D、MW0QW0.圖示受橫力彎曲的簡支梁產(chǎn)生純彎曲變形的梁段是（D）A、AB段B、BC段C、CD段D、不存在7。梁在集中力偶作用截面處（C）A、M圖無變化，Q圖有突變；B、M圖無變化，Q圖有折角；C、M圖有突變，Q無變化； D、M圖有突變，Q圖有折角8.已知：G,a,b,l,畫梁AB內(nèi)力圖。9.如圖所示簡支梁AB，畫出剪力圖與彎矩圖。彎曲應(yīng)力.矩形截面梁剪切彎曲時(shí)，在橫截面的中性軸處（B）A、B、C9.如圖所示簡支梁AB，畫出剪力圖與彎矩圖。彎曲應(yīng)力.矩形截面梁剪切彎曲時(shí)，在橫截面的中性軸處（B）A、B、C、D、正應(yīng)力最大，剪應(yīng)力為零正應(yīng)力為零，剪應(yīng)力最大正應(yīng)力和剪應(yīng)力均最大正應(yīng)力和剪應(yīng)力均為零計(jì)算題1已知梁AB上作用一力偶，力偶矩為M，梁長為l，梁重不計(jì)。求在圖a,b,兩三種情況下，支座A和B的約束反力。題2-7圖F=F=-M（a）FA FB 一廠（注意，這里，A與B處約束力為負(fù)，表示實(shí)際方向與假定方向相反，結(jié)果應(yīng)與你的受力圖一致，不同的受力圖其結(jié)果的表現(xiàn)形式也不同）(b)Fa=FblCOSa2在題圖所示結(jié)構(gòu)中二曲桿自重不計(jì)，曲桿AB上作用有主動(dòng)力偶，其力偶矩為M，試求A和C點(diǎn)處的約束反力。題2-8圖作兩曲桿的受力圖，BC是二力桿，AB只受力偶作用，因此A、B構(gòu)成一對力偶。即A=Fb'fM=0,丑F'xa+丑F'x3a=MA2B2BF、=點(diǎn)m口2 2 、2M?二Fa=Fb=Fc=寸3在圖示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重略去不計(jì)，在構(gòu)件BC上作用一力偶矩為M的力偶，各尺寸如圖。求支座A的約束反力。題2-9圖1作受力圖2、BC只受力偶作用，力偶只能與力偶平衡口口MF=F=—3、構(gòu)件ADC三力匯交zF=0,-三F—F'=0X 2ACf「￡M4四連桿機(jī)構(gòu)ABCD中的AB=,CD=，桿AB及CD上各作用一力偶。在圖示位置平衡。已知嗎=桿重不計(jì)，求A、D兩絞處的約束反力及力偶矩m2。題2-10圖sin30。=M1sinsin30。=M1sin75。=M212340kN-30kN-一20kN123(a)(b)ipAB桿:ZM=0,FlBABCD桿、M=0,Fl解得：M=1.7kNm5試求圖示各桿1-1、2-2、3-3截面上的軸力，并作軸力圖。題5-1圖T/kNm并作出各桿的扭矩圖。6試求圖示各桿在1-1、2-2截面上的扭矩。并作出各桿的扭矩圖。7.在變速箱中，低速軸的直徑比高速軸的大，何故八…PM=9549x_,e n變速箱中軸傳遞的扭矩與軸的轉(zhuǎn)速呈反比，低速軸傳遞的扭矩大，故軸徑大。.某傳動(dòng)軸，由電機(jī)帶動(dòng)，已知軸的轉(zhuǎn)速n=1000片min（轉(zhuǎn)/分），電機(jī)輸入的功率P=20kW，試求作用在軸上的外力偶矩。M=9549xP=9549x20=1909.8Nme n 1000.某傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)速n=300〃min，輪1為主動(dòng)輪，輸入功率P1=50kW，輪2、輪3與輪4為從動(dòng)輪，輸出功率分別為P2=10kW,P3=P=20kW。試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩；若將輪1和輪3的位置對調(diào)，軸的最大扭矩變?yōu)楹沃?，對軸的受力是否有利。C…P TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"M=9549x」=1591.5Nm

e1 nP\o"CurrentDocument"M=9549x二=318.3Nm

e2 nP\o"CurrentDocument"M=M=9549x」=636.6Nm

e3 e4 nT =1273.2NmT'=954.9Nm對調(diào)后，最大扭矩變小，故對軸受力有利。10.設(shè)圖示各梁上的載荷P、q、m和尺寸a皆為已知，（1）列出梁的剪力方程和彎矩方程；（2）作剪力圖和彎矩圖；（3）判定|0和|M|。(a)題10(c)題10(a)題10(c)題1011.圖示的桿件，若該桿的橫截面面積A=50mm2，試計(jì)算桿內(nèi)的最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力。3kN2kN3kNF+ =3kN,F- =2kN3000 =60MPa503000 =60MPa50x10-6-222^=40MPaotmaxocmax12.圖示階梯形圓截面桿，承受軸向載荷P1=50kN與p作用，AB與BC段的直徑分別

為d1=20mm與d2=30mm，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求載荷P2之值。題12圖OAB='CP_P+PTOC\o"1-5"\h\z兀7 兀7—d2 —d241 42P2=62.5kN13.題6-2圖所示圓截面桿，已知載荷彳=200kN，P2=100kN，AB段的直徑di=40mm,如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同,試求BC段的直徑。OAB='cPP+PTOC\o"1-5"\h\z兀7 兀7—d2 —d241 42d=48.99mm2.圖示間支梁，求跨中截面a、b、c三點(diǎn)正應(yīng)力。題13圖M=20kNm,I=題13圖M=20kNm,I=—x0.06x0.093=3.645x10-6m4

z1220000x0.023.645x10-6=109.7M尸a（拉）20000x0.0453.645x10-6=246.9M尸a（拉）15.求圖示T形鑄鐵梁的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力。q=60kN/m題6-12圖軸性甘AM241I題6-12圖軸性甘AM241I=2.59<105mz作梁的彎曲圖截面關(guān)于中性軸不對稱，危險(xiǎn)截面為最大正負(fù)彎矩兩處最大正彎矩處 卜一＜最大負(fù)彎矩處:綜合得：15.單元體各面應(yīng)力（單位MPa）如圖所示，試用解析法求解指定斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力。(a)題15圖(a)o=—40,o=0,t=20,a=60。o=—x ^+—x cos2a-tsin2a=-27.32MPaa2 2 xo-ot=—x——^sin2a+Tcos2a=-27.32MPaa2 x16.已知應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，應(yīng)力單位為MPa。試用解析法和應(yīng)力圓分別求：（1）主應(yīng)力大小，主平面位置；（2）在單元體上繪出主平面位置和主應(yīng)力方向；（3）最大切應(yīng)力。(b)(b)題16圖o=50,o=0,t=20O+o :o—oo= +( )2+t2=57MPamax2 2o+o：o—oo= ———,，(--——)2+T2=—7MPamin2V2Ttana=———.一，a=—19.3。0o—o0mino=0,o=0,t=25o+o:o—oo= +( )2+t2=25MPamax2 2o+o:o—oo=- a—'(- a)2+t2=-25MPamin2V2Ttana=- * ,a=-45。0o—o 0min17三角架ABC由AC和BC二桿組成。桿AC由兩根的槽鋼組成，許用應(yīng)力為［o］=160MPa；桿BC為一根的工字鋼，許用應(yīng)力為［Q］=100MPa。求荷載F的許可值［F］。題17圖題17圖F=0,-FCcos30o-FBCcos30o=0解得：F=—F=FF=0,FACsin30o-FBCsin30O-F=解得：F=—F=FF=2X15.692cm2AC桿強(qiáng)度條件:-CV[o]，其中=2X15.692cm2S AC ACACFBC桿強(qiáng)度條件:f?[。],其中S為桿BC的截面積，查表得：S=35.578cm2

S BC ACBC解得：F=F<502kNF=F<355.8kN綜合得：F<355.8kN18圖示傳動(dòng)軸，主動(dòng)輪18圖示傳動(dòng)軸，主動(dòng)輪B輸入功率Pi=368kW,從動(dòng)輪A,C輸出的功率分別為P2=147kW,P3