《工程力學(xué)》復(fù)習(xí)題

《工程力學(xué)》復(fù)習(xí)題

一、單項選擇題：（本大題共12小題）

解題要求:根據(jù)工程力學(xué)的基本概念和理論，從每小題的四個備選答案中選出唯一正

確的答案，然后將正確答案的字母填寫在相應(yīng)小題預(yù)留的括號內(nèi)。

1、以下哪一個說法正相地表達了“三力平衡共面匯交定理”的含義。答（C）

（A）若三個不為零的力共而且匯交，這三個力必然平衡。

（B）若三個不力零的力平衡且共面，這三個力必然匯交。

（C）若三個不為零的力平衡且匯交，這三個力必然共面。

（D）若三個不為零的力平衡，這三個力必然共面且匯交。

￡MA-0

2、平面任意力系平衡的三力矩式方程<ZMB=O，中，對三個矩心（A、B、C

IMc=0

三點）的選取要求是這三個矩心（A）o

（A）不能共（直）線。（B）可在力系平面內(nèi)任意選取，沒有任何限制。

（C）必須共（直）線。（口）（三矩心）中必須有一點是投影坐標系的原點.

3、題圖（b）所示A、B、C、D四種不同的受力結(jié)構(gòu)中，均有一根類似的AB桿,

試判斷題圖（a）所示AB桿的受力圖是哪一個受力系統(tǒng)中的AB桿。（注意：四個結(jié)構(gòu)

一.3題圖

4、由桿1（AB）、桿2（AC）兩根直桿組成的簡單桁架如題圖（a）所示。桁架A、

B、C三處均為較接，節(jié)點A處有鉛垂力F作用。若以兩檸為整體研究對象畫受力圖（不

工程力學(xué)變習(xí)題第1頁（共力頁）

計各桿自重）。則題圖（b）所示A、B、C、D四個圖中，正確的受力圖是(D)o

5、一個倒“Y”字衫剛性平面支架的結(jié)構(gòu)、載荷及支承如圖（a）所示，試判斷圖（b）

6、若將題圖（a）中剛架的受力F從A處移到D

處，變?yōu)閳D（b）所示（即：將F沿其作用線從A滑移

到D）,這種移動不會改變（D）段的內(nèi)力情況。

（a）（b）

（A）AB段；（B）BC段；一、6題圖

（C）CD段；（D）DE段

7、用算式匕1=一確定脆性材料的許用應(yīng)力匕】的值時，通常是以脆性材料的

n

（C）作為極限應(yīng)力i式中的aj0

（A）比例極限Op；（B）o,屈服極限o,;（C）強度極限（D）彈性極限。

工程力學(xué)變習(xí)題第2頁（共力頁）

8、題圖所示圖示拉桿的橫截面積為A,兩端所受拉力為F,則該拉桿在其a=45斜

截面上的拉應(yīng)力o45和剪應(yīng)力T分別為（B）o

45

FFF?

(A)0.15=-7；TS=0(B)o4S=-；?=-；S.

4IT

A2A妁2AJ12-|，

1人€1Ir

F>/2F;亞F

(C)0.15=0；=—；(D)Q45=2A145=-------o一、8.題圖

A2A

9、矩形橫截面的簡支梁AB受力如題圖（a）所示，指出題圖（b）所示四個圖中，

哪一個正確地表達了該梁（C）

1」截面噓上牛應(yīng)力畢高月￡（司）的分布情仰答：

-■-

□心11

（a）梁的受力簡圖（b）應(yīng)力沿高度（y軸）的分布圖

一'9題圖

10、直徑的為d實心圓軸，當(dāng)其橫截面上有M和Mz兩個彎矩時。用以下那個

公式可正確地計算出該截面上的最大正應(yīng)力。答：用公式(A)o

32x串z216x串；Mz2

(A)—(B)°maxi

nxd3nxd2

32XMyW)16XMy+M)

max

⑹°(D)max-i

xdsKXd3

11、一單元體各截面上的應(yīng)力如題圖所示（各應(yīng)力數(shù)值單位均為MPa）,該單元體的

放大剪應(yīng)力0axD)o2OUPa

(A)120Mpa;(B)60MPa;lOOA/Pa

(C)lOOMPa;(D)50Mpa;

一、10題圖

12、如題圖所示，德鐵試件在扭轉(zhuǎn)實驗時的破壞現(xiàn)象是沿與軸線成45°的螺旋面折

裂，造成這種破壞現(xiàn)象的主要原因是各點在該方向面上分布有(C)。

（A）最大剪應(yīng)力;（B）最大壓應(yīng)力;

工程力學(xué)變習(xí)題第3頁（共力頁）

一、5題圖

(C)最大拉應(yīng)力；(D)應(yīng)力集中；

二、多項選擇題：(本大題共13小題)

解題要求:根據(jù)工程力學(xué)的基本概念和理論，從每小題給出的備選答案中選出正確的

答案，并將所有正確答案的字母填寫在相應(yīng)的括號內(nèi)(注：錯選、漏選、多選均不得分)。。

1、根據(jù)匯交力系平衡的必要與充分條件，判斷以下幾種關(guān)于匯交力系平衡的推論

中，錯誤的說法是(B、C)。

(A)匯交力系中各分力矢量的矢量和為零。

(B)匯交力系中各分力大小的代數(shù)和為零。

(C)匯交力系中各分力時匯交點之矩矢量的矢量和為零。

(D)匯交力系中各分力在同一根任意軸上投影的代數(shù)等于零。

(E)匯交力系中各分力矢量首尾相接構(gòu)成的(力)矢量多邊形自行封閉。

2、根據(jù)力偶的特征可知，以下幾個關(guān)于力偶系的推論口正確的是(A、B、D)o

(A)力偶系中各分力矢量首尾相接構(gòu)成的(力)矢量多邊形自行封閉。

(B)力偶系中各分力在任意(同)一根軸上的投影之和等于零。

(C)力偶系中各分力對任意一點之矩矢量的矢量和為零。

(D)力偶系中各分力矢赍的矢量和為零.

3、題圖所示平面桁架日5根直桿組成，根據(jù)零力桿

的特征，不需計算，試直接判斷并找出該桁架中的零力桿

是(A、C)o

(A)桿1;(B)桿2;

(C)桿3;(D)桿4;(E)桿5

二、3題圖

4、題圖所示平面桁架日9根直桿組成，根據(jù)零力桿的特征，不需計算，直接判斷并

工程力學(xué)變習(xí)題第4頁(共力頁)

找出該桁架中的零力桿是：(A、E、H)o

桿；桿；桿;

(A)1(B)2(C)3

(D)桿4;(E)桿5；(F)桿6；

(G)桿;7(H)8的)9桿。

二4題圖

5、若題圖所示某桁架的節(jié)點A處的F、Fi和F是平衡力系,

和F這三個力的大小之間的正確的關(guān)系式是(B；D)。

2

(A)F干Feos;o(B)F=Fcos-txFcos;。

(C)F^Fcos；(AfD)Fsjn=fisiti；e

一、5題圖

6、用材料力學(xué)理論對工程構(gòu)件進行強度計算時，下列那幾種應(yīng)力的計算值等于構(gòu)件

受力截面上的平均應(yīng)力？

答：(A、E)o

(A)拉壓桿件橫截面的最大正應(yīng)力a|Lmas；(B)扭轉(zhuǎn)圓軸橫截面的最大剪應(yīng)力13T射；

(C)彎曲梁橫截面的最大正應(yīng)力0

IINmax(D)彎曲梁橫截面的最大剪應(yīng)力ITI

??vVvmax

(E)在接件的剪切面的最大名義剪應(yīng)力

：IS、nux

7、根據(jù)題圖所示(1)、⑵兩種材料的應(yīng)力——應(yīng)變(G-8)曲線可知，這兩種材料

強度極限°b⑴與。以及彈性模量E⑴與E⑶大小關(guān)系是：(B、D)

b(2；

8、題圖所示，兩根截面、長度等結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的拉桿，所受拉力也相同。如果

工程力學(xué)變習(xí)題第5頁(共力頁)

兩桿材料不同，則有關(guān)兩根桿件橫截面上的正應(yīng)

力O和伸長量的正確說法是：兩桿的(

D)。

(A)梅同；(B)不同；o

(C)相同；(D)A

1不同。

9、下列幾種不同形狀的截面上都存在M和M兩個彎矩時，公式

(式中y、z為各截面的兩根形心王軸，*和W分別為各截面的兩個抗彎截面模量。)只

能用于計算(C、D、E)這幾個截面上的最大正應(yīng)力?！凹?。

(A)形截面；(B)“橢圓”形截面；(C)“工字”形截面;

圓

(D)“長方形”截面；(E)“正方形”會面。

10、一矩形截面立柱的結(jié)構(gòu)及受力如題圖所示，試判斷立柱根部的橫截面上組合了嚅

幾種內(nèi)力分量？(提示：從以下給出的選項中，選出該截

面上不為零的內(nèi)力分量)。答：(B、D、E、F)。

(A)軸向拉力十FN;(B)軸向壓力一F;

(C)扭矩T；(D)彎矩M;1

Z

(E)彎矩M;(F)剪力F;

ySy

(G)剪力F。

Sz

11、某圓軸橫截面上的應(yīng)力分布如題圖所示、(圖中。為截面形心)，試判斷該截面上

組合了哪幾種內(nèi)力分量？(提示：從以下給出的選項中，選出該截面上不為零的內(nèi)力分量)。

答：(D、F)

(A)軸力FN;(B)剪力Fsx；

(C)剪力F;(D)彎矩M;

工程力學(xué)變習(xí)題第6頁(共力頁)

二11題圖

(E)彎矩My；(F)扭矩To

12、已知空心圓軸所的受外扭力偶為矩M,橫截面上的內(nèi)力分量為扭矩T,則以下所

示四個扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分布圖中，哪幾個是正確的？答：(B、C)

(A)(B)(C)(D)

二、12題圖

13、拉桿直徑為d,頭部(大端)直徑為D、厚度為h,若該拉桿受力拉力F作用,

校核該拉桿的抗拉強度、抗剪強度和擠壓強度時，用來計算其埴大拉應(yīng)力o、名義擠壓應(yīng)

力。卜和名義剪切應(yīng)力T的計算式，應(yīng)分是(A、C、D)o

⑺)1F；⑶工；(C)—

d2nD2(D--dj

(D)」一;(E)——o

KdhHDh

三、簡單計算題(本大題共11小題)

解題要求:根據(jù)題意，靈活應(yīng)用工程力學(xué)的基本理論和方法，經(jīng)分析和簡單計算，將

所得到的正確計算結(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)

1、用AB、BC兩根鋼索將重為W的物體懸掛在鉛垂墻

壁和橫梁構(gòu)成的直角內(nèi)，如題圖所示。已知=60p,不計

鋼索自重，若兩鋼索所承擔(dān)的拉力相等；求出此時AB與墻壁

的夾角a和兩根鋼索承擔(dān)的相等拉力F的大小。

答：a=(30);F=(3Mj;

2、如題圖所示，剛架ABCD,在A、D較接，B處受大小F=400N的水平力作用，

工程力學(xué)變習(xí)題第7頁(共力頁)

若不計剛架自重以及各接觸點的摩擦，試求出A、D兩

支座對■剛架約束力。

答：F=(200乒447.2N)；

A

FD=(200N)。

三、2題圖

3、AB和BC兩直角護桿組成的平面機構(gòu)如題圖所示。

為固定被鏈支座。有一個力偶矩為M的力偶作用于在

BC桿上。若不計各桿自重。試求A、C兩支座的約束

力嗦F七

B(VlONf八rM、

答：FA=(-------“0.5A)；

6aa

門/VioivfM、

Fc=(--------Qo.d)。

6aa

4、四連桿機構(gòu)在圖示位置平衡，已知AC=

60cm,BD=40cm,作用在BD_h的M2=2N-m,求作

用在AC上的M和CD桿的受力Fg

答：M=(6N-m)；

1

FCD=(10N)o

三、4題圖

5、對稱屋架ABC如題圖所示，A為固定較鏈支座，B為滾動較鏈支座，屋架重W,

受的風(fēng)壓可視為垂直于AC并沿AC全長1均布的載荷，分布集度為q,若已知：l=6m、W

=100k\、q=1.5kN/m。試求A、B兩支座約束

力的大小。

答：FAx=(4.5kN(一))

F=(55.2kN(t))

Ay

F=(52.6kN(t))

B

6、階梯形桿件BCD受力如題圖所示，其中F=20kN,桿件兩段的橫截面面積和桿

長分別為：Aj=2AF100mm.?=r3改mm,桿件材料的彈性模量E=200GPao求桿內(nèi)

的最大正應(yīng)力。由酒和軸向總變形量川。

工程力學(xué)變習(xí)題第8頁(共力頁)

答:

Omax=(-400MPa);

△1=(-0.3mm)o

三、6題圖

7、題圖所示平面桁型，由材料、面積相同的兩桿構(gòu)或，已知兩桿的橫截面積

A=200mm,材料的彈性模量E=200GPao在節(jié)點C處圖示載荷F作用下，測得桿1和

桿2的縱向線應(yīng)變分別為：0=4.0X10、"

%=2.040,券載荷F及其方位角a的大小。

答：F=(21.2kN)

a=(10.9°)

三、7題圖

8、如題圖所示，空心軸AB兩端受扭力偶之矩為Mo若已知軸的：1=2,7m,D=

100mm,d=50mm,AB兩端面間的相對扭轉(zhuǎn)角①=

1.8',材料的剪切彈性模量G=80GPa。求：該軸內(nèi)的

最大剪應(yīng)力門皿」的大小和軸兩端所受的扭力偶矩M

5/

的大小。

三、8題圖

答：卜皿［=(46.5MPa);M=(8.6kN-m)

9、空心圓軸AB,受力如題圖所示。已知：M=MN-m,M=300N?m,M=500N-m,

軸用材料的剪切彈模量G=100GPa；

軸長l=2m,外徑D=50mm,內(nèi)徑d

=30mmo求該軸內(nèi)部最大雪應(yīng)力

必/以及A、B兩端面相對扭轉(zhuǎn)角

9ABi的大小

答：(14.04MPa);

10、直徑為d的實心制制圓截面直角拐軸ABC的相關(guān)尺寸及受力情況如題圖所示。

工程力學(xué)變習(xí)題第9頁(共力頁)

若材料的許用應(yīng)力為blo試用第三和第四強度理論完成

該軸的強度條件（計算式）。

32F*2,

答：53=（-------------）Ebr】；

n

/32F心-.75a~.ri

Cr4=（-------------------）<DJo

nd3

11、已知某點應(yīng)力狀態(tài)如題圖所示（圖中各應(yīng)力分量的單位均為MPa）,試分別用第

三和第四強度理論求出其兩個相當(dāng)應(yīng)力Or3和。的大小。

答：a,3=(100MPa)；

o=(91.65MPa);

f4三、11題困

四、綜合計算題（本大題共4小題）

解題要求：本題必須寫出有效分析和解題步驟，評分時杵按步驟評定。

1、題圖所示為某水輪機主抽示意簡圖，若已知：水輪機輸出

功率P=63000kW、轉(zhuǎn)速n=210r/min。主軸所受軸向推力F=

500（）kN,轉(zhuǎn)輪重G=i500kN,主軸自重G=Q0kN,主軸內(nèi)徑d=

250mm,外徑D=65（）mm,材料的許用應(yīng)力G】=120MPa。試用第

三強度理論求出主軸危險點的相當(dāng)應(yīng)力0=3并校核主軸的強度。

解：

工程力學(xué)復(fù)習(xí)遨第I。頁（共：8頁）

2、直徑d=1m,重量G=10kN的圓柱體支承在

AB、CD兩桿構(gòu)成的支架上，兩桿在II處較接，拉繩

（EF）材料的許用拉應(yīng)力B1=40MPa,支架有關(guān)

尺寸如題困所示。

a）求拉繩EF所承受的拉力

b）確定拉繩EF的直徑。

工程力學(xué)復(fù)習(xí)遨第”頁（共：8頁）

3、題圖所示Nol6工字鋼制成的簡支梁受集中

力F作用，結(jié)構(gòu)尺寸如題圖所示。已知：l=1.5m,a

=1m,材料的彈性模量E=210GPa,現(xiàn)用標距s=

20mm的應(yīng)變儀，在梁的C-C截面下邊緣測得縱向伸

長量As=0.008mm,求：

1）畫出該梁的剪力圖與彎矩圖。

2）求出集中力F的大小。

解：

工程力學(xué)復(fù)習(xí)題第12頁（共：8頁）

4、外伸梁的受力及有關(guān)尺寸如題圖所示：已知梁的截面為a=50mm,bM）Omm的

矩形截面，材料的彈性模蜃E=200MPao

1）求C、D兩支座的支承反力

2）畫出該梁的剪力圖和彎矩圖。確定最大菊力和最大彎矩。

3）求出該梁橫截面上的最大彎曲正應(yīng)力和最大彎曲剪應(yīng)力。

四、4題圖

工程力學(xué)復(fù)習(xí)題第13頁（共18頁）

第四題參考答案:

四、1題解：

3）外力及內(nèi)力分析：根據(jù)已知條件，該軸受拉、扭組合變形，橫截面上的兩個內(nèi)力

分量分別為：

P

軸力：FNmax=F+G,-G2=5950(kN);扭矩：TM9549-於2865kNm

4）危險截面上的應(yīng)力分析：

工

該危軸險點應(yīng)力狀態(tài)如單元體（圖b）所示。其中:Tlr

F'max4FNmax4X5950

~=n(D2-clj=nx(6502250)2w

T16TxDxx3xx

I=-----=---------;---------=-28561。~65010，之54.3MPa

W'cK—nx(650250)W?2~

P(Dd4)

5）用第三強度理論校核軸的強度:

=Jo2+4=*110.6MPa<bl=i20MPa

答：該軸滿足第三強度理論的強度要求。

工程力學(xué)復(fù)習(xí)遨第14頁（共：8頁）

四、2題解:

1）以整體為研究對■象，求地面對支架的支撐力Fc。（或F）

A

①畫出支架整體的受力圖（a）.

②列、解平衡方程：ZMA=0；Fc段lx快

=-2

2）以圓柱體為研究對象,求支架對圓柱的支撐力Fo（或F),,

①畫出圓柱體的受力圖⑸。

②列、解平衡方程:

EF,=0;FNsina-Fsina=0,

1

aF

ZFv=0；FNqosW-0

圖(b)

3）以CD（或AB）桿為研究對象，求繩索EF所承受拉力To

①畫出CD（或AB）桿的受力圖，并建立有關(guān)坐標坐標系，如圖（c）.

②列、解平衡方程，拉繩EF所承受的拉力。

ZMH=0;FCFF(03T-050;-T=17.07kN

4）用強度條件amxx定設(shè)計拉繩EF的直徑do

Rd2

；4T/4xiT0740T

d2J—；一?=J--------—-宅2.33x1023.3mm

\K匕］\7TX40X106

答：可取拉繩直徑：徑：d=24mm

工程力學(xué)復(fù)習(xí)題第15頁（共：8頁）

四、3題解:

1）畫出該梁的剪力圖與彎矩圖

A）外力分析：

a）畫受力分析圖

1,、

b）列平衡方程得：FAy=?B=-F（）

乙

B）畫剪力圖和彎矩圖（b）、（c）;由圖得：

11

Fs“x=—F（N）；Mzgax=—Fl（N-m）

24

Mc:=—FxQ—a）=