工程力學(理、材)-復(fù)習題

PAGE12第17頁共17頁《工程力學》本科復(fù)習題單項選擇題：解題要求：根據(jù)工程力學的基本概念和理論，從每小題的四個備選答案中選出一個正確的答案，并將正確答案的字母填寫在相應(yīng)的括號內(nèi)。若（B）中各分力對任意點之矩的矢量和為零，則該力系一定為平衡力系。（A）匯交力系；（B）力偶系；（C）平面一般力系；（D）空間一般力系。應(yīng)力是指（B）。（A）受力物體截面上內(nèi)力的分力，（B）受力物體截面上內(nèi)力的分布集度，（C）受力物體截面上每一點的內(nèi)力，（D）受力物體內(nèi)部對外力的響應(yīng)力。（A）比例極限；（B）彈性極限；（C）屈服極限；（D）強度極限。用公式確定材料的許用應(yīng)力值時，通常脆性材料是以其（D）作為極限應(yīng)力（式中的）。（A）比例極限；（B）彈性極限；（C）屈服極限；（D）強度極限。桿件內(nèi)力矢量沿其軸線的分量，稱為（A）。（A）軸力，（B）剪力，（C）扭矩，（D）彎矩。關(guān)于扭彎組合：公式≤是用（①C）強度理論，為扭彎組合下的圓軸所建立的強度條件計算式。公式≤是用（D）強度理論，為扭彎組合下的圓軸所建立的強度條件計算式。（A）第一；（B）第二；（C）第三；（D）第四題圖所示四個力系中，各力大小均為F，分別以不同方式作用在邊長為a的正方形的四個頂點，其中一個力系的最簡結(jié)果是一個力偶之矩M＝Fa且逆時針轉(zhuǎn)動的合力偶，該力系是（D）。（A）（B）（C）（D）一、6題圖如圖（a）所示，重為G的均質(zhì)圓柱在夾板AB與墻壁AC之間，夾板A端有固定鉸鏈支座與墻壁連接，B端用繩索CB拉住，CB垂直于墻壁，若不計夾板AB的自重和各接觸處的摩擦。從圖（b）所示的四個受力圖中找出圖（a）中AB桿的正確受力圖（B）。支架結(jié)構(gòu)圖（A）（B）（C）（D）（a）（b）受力圖一.7題圖圖（a）所示的受力圖，是（D）圖所示受力系統(tǒng)中AB桿的受力圖。（A）（B）（C）（D）（a）受力圖（b）四種不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)一.8題圖一均質(zhì)三棱柱重為P，橫截面為直角三角形ABD，其斜邊AB＝2r，銳角＝30°，如圖置于半徑為r的水平圓筒內(nèi)。若不計摩擦，三棱柱處于平衡位置時，根據(jù)平衡的基本原理，無需計算可知D處的約束力FD＝（C）。（A）0.5P；（B）0.5P；（C）P；（D）P一、9題圖如圖所示，物重W，用兩根鋼索AB、BC懸掛。已知，不計鋼索自重，欲使兩鋼索拉力相等；則＝（B）（A）；15°；（B）30°；（C）45°；（D）60°一10題圖圖示拉桿斜截面上的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為（D）。一、11題圖（A）；（B）；（C）；（D）截面和長度等結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的兩根直干，受力情況也相同（如題圖所示），如果兩桿材料不同，則以下關(guān)于兩根桿件橫截面上的正應(yīng)力和伸長量的正確說法是（C）一12題圖（A）：兩桿的相同，也相同（B）：兩桿的不同，也不同（C）：兩桿的相同，不相同（D）：兩桿的不相同，相同以下四個圖樣是金屬材料試樣的四種斷口形狀；（A）（B）（C）（D）一、13題圖其中鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞后的斷口形狀是（D），其中鑄鐵試件壓縮破壞后的斷口形狀是（C）鑄鐵扭轉(zhuǎn)的破壞現(xiàn)象是沿與軸線成45°的螺旋面斷裂的的主要原因是斷口截面上有最大（①A）應(yīng)力。而鑄鐵壓縮時的破壞現(xiàn)象是沿與軸線成45°的斜截面斷裂，造成這種破壞形式的主要原因之一是在該方向面上有最大（②C）。（A）拉應(yīng)力（B）壓應(yīng)力（C）剪應(yīng)力（Ｄ）畸變比能圖示受扭圓軸表面上一點點I的應(yīng)力狀態(tài)是哪一種？（C）一、5題圖（A）（B）（C）（D）已知空心圓軸橫截面上的扭矩為T，以下四個圖中，哪一個正確地表達了該截面鉛垂直徑上的應(yīng)力分布情況。答：（C）。（A）（B）（C）（D）一.16題圖根據(jù)圖示工字形截面上的彎矩M和剪力FS。判斷下列哪個單元體表示了截面上點5的應(yīng)力狀態(tài)。（A）一、17題圖（A）（B）（C）（D）矩形橫截面的簡支梁AB受力如圖（a）所示，指出圖（b）所示四個圖中，哪一個是該梁1-1截面上的正應(yīng)力沿高度（y軸）的分布圖。（A）（a）梁的受力簡圖（A）（B）（C）（D）（b）應(yīng)力沿高度（y軸）的分布圖一.18題圖簡支梁，受力如圖（a）所示，為了提高承載能力，在不增加材料用量的前提下，若用水泥（抗壓強度極限遠大于抗拉強度極限的材料）制作該簡支梁，梁橫截面的形狀和放置位置在圖（b）所示的四種選項中，最好的選項是（C）。若用碳鋼（抗壓強度極限等于抗拉強度極限的材料）制作該簡支梁，梁橫截面的形狀和放置位置在圖（b）所示的四種選項中，最好的選項是（A）。（A）（B）（C）（D）（a）梁的受力簡圖（b）一、19題圖多項選擇題：解題要求：根據(jù)工程力學的基本概念和理論，從每小題的備選答案中選出正確的答案，并將正確答案的字母填寫在相應(yīng)的括號內(nèi)。下列各力系中，①：能列三個獨立平衡方程的力系有（D、E、F、G）。②：最多能列兩個獨立平衡方程的力系有。（B、C）。（A）平面力偶系；（B）平面匯交力系；（C）平面平行力系；（D）平面一般力系；（E）空間力偶系；（F）空間匯交力系；（G）空間平行力系；（H）空間一般力系；不需計算，判斷下列三個桁架中的零力桿。1、8、51、31、2、3二、2題圖根據(jù)圖示圓軸橫截面上的應(yīng)力分部圖，可知該截面上不為零的內(nèi)力有：（E、F）（A）軸力FN；（B）剪力FSx；（C）剪力FSy；（D）彎矩Mz；（E）彎矩My；（F）扭矩T。二3題圖木榫接頭的受力F及相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示，校核該接頭的名義剪切應(yīng)力和名義擠壓應(yīng)力分別為。（C、H））二4題圖（A）；（E）；（B）；（F）；（C）；（G）；（D）；（H）；；拉桿直徑d，頭部直徑為D、高度為h，受力拉力F作用，校核該拉桿時的最大拉應(yīng)力、名義剪切應(yīng)力、名義擠壓應(yīng)力分別為。以下那幾個算式。答：（、、）分別對應(yīng)以下算式（A、C、D）（A）；（B）；（C）；對同一點的破壞效果來說，從一下四個應(yīng)力狀態(tài)（數(shù)值單位均為MPa）中。找出兩對等價的單元體。答：（C、D）。（A）1與2等價；（B）1與3等價；（C）1與4等價；（D）2與3等價；（E）2與4等價；（F）3與4等價；1234二、6題圖（D）；（E）；二5題圖若根據(jù)剛體靜力學中力偶可在平面內(nèi)移動的原理，將圖（a）中的力偶M從B處移到E處，變?yōu)閳D（b）所示，則這種移動將會改變哪幾段的內(nèi)力情況。答：將會改變（B、C、D）。（A）AB段；（B）CB段；（C）DC段；（D）ED段。（a）（b）二、7題圖用公式或校核圖示鋼制圓軸時（圖中T為扭矩，M為彎矩），兩公式計算出的相當應(yīng)力和是那幾個點的相當應(yīng)力。（A、B）答：（A）A點；（B）B點；（C）C點；（D）D兩點。二、8題圖簡單計算題解題要求：根據(jù)題意，將正確的計算式及計算結(jié)果填寫在相應(yīng)的括號內(nèi)（本題不用將計算步驟寫在試卷中）。如圖所示，飛機沿與水平成仰角的直線勻速飛行。已知發(fā)動機推力為F1，飛機重量為G，試求飛機的升力F和阻力F2。答：F＝（）；F2＝（）三、1題圖吊環(huán)受力如圖所示，求吊環(huán)所受合力FR的大小以及FR與y軸的夾角。答：FR＝（8）kN＝（0）°三、2題圖四連桿機構(gòu)在圖示位置平衡，已知AC＝60cm，BD＝40cm，作用在BD上的M2＝2N·m，求作用在AC上的M1和CD桿的受力F答：M1＝（6）N·m；FCD＝（10）N三、3題圖圖示半徑r=a的1／4圓弧桿AB與直角拐桿BC在B端鉸接，A、C為固定鉸鏈支座，直角拐桿BC上受一個力偶矩為M的力偶作用，若不計各桿自重和各接觸處的摩擦，求：A、C兩支座的約束反力FA和FC的大小。答：FA＝（）；FC＝（）三、4題圖剛性直角拐桿ABC，如圖所示，A端與固定支座鉸接，在F1、F2以及M的作用下，拐桿ABC在圖示位處于平衡狀態(tài)，若已知：F1=F2=F，不計摩擦，求力偶矩M及支座A的約束反力（合力）FA的大小。答：M＝（M＝＝1.87Fl）FA＝（FA＝F）三5題圖求出圖示桁架兩桿的內(nèi)力，已知作用在節(jié)點C的兩個力F1＝445N，F(xiàn)2＝535N，不計桿重，求兩桿的內(nèi)力。答:FAC＝（207N（拉））N；FBC＝（164N（拉））N三、6題圖求圖示皮帶輪軸A—A橫截面上的各內(nèi)力分量。答：A處橫截面上共有（3）種內(nèi)力分量，分別是：A處橫截面上共有（）種內(nèi)力分量，分別是：①.扭矩（T）＝（PD／2）②.彎矩（M）＝（3Pl）③.剪力（FS）＝（3P）.三、7題圖求出圖示構(gòu)件在1-1截面上的各內(nèi)力分量。答：1-1截面上共有（3）種內(nèi)力分量，分別是：①.軸力（FN）＝（）②.剪力（FS）＝（）③M＝.三、8題圖判斷圖示構(gòu)件在m-m截面上有何種內(nèi)力分量？各內(nèi)力分量的大小是多少？。答：m-m截面上共有（3）種內(nèi)力分量，分別是：①.軸力（FN）＝（）②.剪力（FS）＝（）③.彎矩：Mz＝（）.三.9題圖圖示矩形截面桿，在偏心拉力F作用下，其橫截面上的正應(yīng)力沿截面高度線性分布，截面頂邊各點正應(yīng)力均為=100MPa，底邊各點正應(yīng)力均為零。確定F及偏心距e的大小。答：F＝（200）kNe＝（50／3=16.7）mm三、10題圖階梯形桿件BD受力如圖所示，其中F＝20kN，桿件兩段的橫截面面積和桿長分別為：A1＝2A2＝100mm2、l1＝l2＝300mm，桿件材料相同，其彈性模量E＝200GPa。求桿內(nèi)的最大正應(yīng)力和軸向總變形量答：三、11題圖＝（-200）MPa；＝（-0.3）mm；階梯圓受力如圖所示。已知外力偶矩M1=1500N·m，M2=1000N·m，軸徑d1=70mm，d2=50mm。軸長l1=700mm，l2=500mm，材料的剪切彈性摸量G三、12題圖答：＝（40.7）MPa；＝（1.12）°空心軸受力如題圖所示，已知軸的：l＝2.7m，D＝100mm，d＝50mm，兩端面間的相對扭轉(zhuǎn)角＝1.8°，材料的剪切彈性模量軸內(nèi)最大剪應(yīng)力。當此軸轉(zhuǎn)速n＝80r／min時，求所傳遞的功率P。答：三13題圖＝（46.4）MPaP＝（71.8）kW圖示桁架題圖平面桁架，由材料、面積相同的兩桿構(gòu)成，兩桿橫截面積均為A=200mm，材料的彈性模量E=200GPa。在節(jié)點C處載荷F作用下測得桿1、桿2的縱向線應(yīng)變分別為、，求載荷F及其方位角，答：F＝（21.2）kN＝（10.9）°三、14題圖單元體如圖所示（圖中各應(yīng)力單位均為MPa）。用圖解法求出圖示單元體三個主應(yīng)力、、解＝100MPa，＝0MPa，＝－20MPa算出各單元體的最大剪應(yīng)力，解＝[100－（－20）]／2＝60MPa用第三強度理論算出圖示各單元體的相當應(yīng)力解＝100－（－20）＝120MPa三.15題圖指出以下三個單元體的主應(yīng)力，直接算出各單元體的最大剪應(yīng)力，并用第三強度理論算出圖示各單元體的相當應(yīng)力解①由圖知：則：；②由圖知：則：；③則：；①②③三.16題圖綜合計算題解題要求：本題必須寫出有效分析和解題步驟，評分時將按步驟評定。平面桁架的結(jié)構(gòu)及受力如圖所示，已知：節(jié)點E處有一鉛垂力F＝2kN，不計各桿自重。求：桿1、2、3及桿4的內(nèi)力。四、1題圖求出圖示桁架中標號為1、3、4、5的四根桿件的內(nèi)力大小，并表明拉、壓四、2題圖活動梯子置于光滑水平面上，并在鉛垂面內(nèi)，梯子兩部分AC和AB各重Q＝200N，重心在中點，彼此用鉸鏈A和繩索DE連接。一人重P＝600N立于H處.。若圖中相關(guān)尺寸分別為：l＝6m，h＝5m，a＝5m，。繩索材料的許用拉應(yīng)力，求繩索DC的最小直徑d。四、3題圖直徑為d=1m，重量G=10kN的圓柱體支承在AB、CD兩桿構(gòu)成的支架上，H處為鉸接，有關(guān)尺寸如圖所示。若拉繩EF的許用拉應(yīng)力＝40MPa，試設(shè)計拉繩EF的直徑。解：四、4題圖某等截面?zhèn)鲃虞S，轉(zhuǎn)速n=300r/min，輪1為主動輪，輸入功率P1=50kW，輪2、輪3、輪4為從動輪。輸出功率分別為P2=10kW，P3=P4=20kW。畫出軸的扭矩圖，并求最大扭矩；若材料的許用剪應(yīng)力＝80MPa，剪切彈性模量G＝80GPa，單位長度許用扭轉(zhuǎn)角，試確定軸的直徑d。四、5題圖橫截面為的矩形截面簡支梁的受力及有關(guān)尺寸如圖所示，四、6題圖求出A、B兩支承反力。畫出梁的剪力圖和彎矩圖（方法不限）。確定梁的最大剪力和最大彎矩及其所在截面，并填寫在相應(yīng)的括號內(nèi)。試求出梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力和最大彎曲剪應(yīng)力。外伸梁由16號工字鋼制成（有關(guān)截面幾何參數(shù)已查表獲得），其受力及有關(guān)尺寸如圖所示。已知四、7題圖16號工字鋼的有關(guān)截面參數(shù)抗彎截面模量：；總高：H＝160mm；翼緣寬度B＝88mm翼緣平均厚度t＝9.9mm；腹板厚度；求出A、B兩支承反力。畫出梁的剪力圖和彎矩圖。寫出最大剪力和最大彎矩的絕對值并指出其所在截面位置。試求出梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力和最大彎曲剪應(yīng)力。綜合計算題解說明：本題有多種解法，以下只是其中一種，本題不依計算結(jié)果為唯一評分依據(jù)，故要求寫出解題步驟，將根據(jù)具體步驟評分。（桁架）題解如下用截面法畫受力圖（a）對（a）圖所示部分桁架列平衡方程，求得桿1、2、3的內(nèi)力。＝2kN(拉)＝－4kN(壓)＝2.83kN(拉)（a）以B點為對象，判斷桿4為零桿，即：答：桿1、2、3及桿4的內(nèi)力分別為：F1＝2kN(拉)；F2＝－4kN(壓)；F3＝2.83kN(拉)；F4＝0(壓)求圖示桁架指定桿件（1、3、4、5桿）的內(nèi)力，以下為各步驟得受力分析圖。（d）圖（a）圖（b）圖（c）圖方法一：以B點為對象。畫受力圖（a），列、解平衡方程求出或判斷出3為零桿（即：F3＝0）和F5＝－FB。以C點為對象畫受力圖（b），列、解平衡方程求出或判斷出1為零桿（即：F1＝0）和F2＝－F（壓）。以D點為對象。畫受力圖（c），列、解平衡方程求出或判斷出，（拉）和F5＝－F（壓）。答：桿1、3為零桿（即：F3＝F1＝0）；（拉）和F5＝－F（壓）。（壓）。方法二：以整體為對象。畫受力圖（d），列、解平衡方程，求得：FB＝F（↑）（或FAy＝－F（↓）,FAx＝F（←））以B點為對象（5分）。畫受力圖（a），列、解平衡方程求出或判斷出：F3＝0；F5＝－FB＝F（壓）。以D點為對象（5分）。畫受力圖（c），列、解平衡方程求出或判斷出：（拉）和F2＝F（壓）。以C點為對象：①畫受力圖（b），②列、解平衡方程或判斷求出1為零桿（即：F1＝0）。（系統(tǒng)平衡、求拉繩直徑）題解如下。以整體為對象求出FB和FC。①畫受力圖（a），②列、解平衡方程求：FB；FC由：得：FB＝450N（↑）再由：得：FC＝550N（↑）以AB為對象，求出繩子的拉力TDE。①畫受力圖（b）②列、解平衡方程求TDE：由：得：TDE＝420cos70°≈143.65N（拉）。（a）圖（b）圖用繩子的拉伸強度條件求繩子DE的最小直徑d①將有關(guān)數(shù)據(jù)代入拉強度