工程力学模拟题(4套）附答案

模拟试题-1-模拟试题1测1-1多项选择题（共3个小题）测1-1-1（4分）铸铁梁的受力形式如图。各种横截面的面积基本相等。从强度考虑，最好的两种方案是，最差的两种方案是。测1-1-2（3分）下列各种措施中，不能提高线弹性梁的刚度的措施有。A．采用惯性矩更大的横截面B．在适当的位置增加支承C．由低碳钢改为优质钢D．由铝改为钢E．将分布荷载改为等效的集中荷载测1-1-3（3分）若单元体的各应力分量已知，则该处的与材料性能无关。A．第一强度准则相当应力B．第二强度准则相当应力C．第三强度准则相当应力D．第四强度准则相当应力E．最大正应力F．最大切应力测1-2选择题（共1个小题，10分）测1-2-1在许多工程问题和日常生活中的现象都具有一定的力学道理。分析这些力学道理的核心信息常可以用一些关键词来表述。在“拉应力、压应力、切应力、刚度、柔度、塑性、脆性、各向同性、应力集中、圣维南原理、线弹性、粘弹性、应变能”等词汇中，选择一个最恰当的词汇作为关键词填写到下列现象后的括弧中：A．铜、铝、金之类材料的板材可以通过轧制工艺制成铜箔、铝箔、金箔，而铸铁、陶瓷、玻璃却无法这样做。（）B．南方种稻区广泛推广矮杆稻新品种，因为这类品种比起普通高杆稻来说，比较好地解决了倒伏的问题。（）C．有了齿孔，就可以很方便地将单枚邮票从整版邮票中撕下来。（）D．短而粗的铸铁圆柱承受轴向压力直至破坏，其断面是倾斜的平面。（）ABCDEF测1-1-1图工程力学习题-2-E．跳水运动项目中，跳板到水面的距离比跳台小得多，因此运动员会利用跳板的特点来增大自己在空中翻腾的高度，跳台却不具备这一特点。（）F．高压锅的密封圈新的时候用起来很紧，密封效果很好，可用上几个月就不行了。（）G．水平放置的混凝土简支梁承受竖直向下的分布荷载，梁中的钢筋一般铺设在梁的下部。（）H．从一块钢锭中沿水平方向和竖直方向各取一块料加工成同样尺寸的试件，其力学性能没有区别；这一点与木材很不一样。（）I．用高速摄影机将网球在地面弹跳的过程拍摄下来就会发现，网球与地面接触的瞬间是有微小变形的，这个变形对于网球弹起是不可忽略的。（）J．细长的等截面直杆承受轴向拉伸作用。其中间有一个垂直于轴线的孔，孔所在的截面的最大应力超过平均应力，因而不能用公式AFN=σ进行计算。但离孔较远的区域的横截面上，仍然可以用这个公式。（）测1-3计算题（共6个小题）测1-3-1（8分）如图的圆轴两端作用有mkN1⋅的转矩。mm401=D，mm502=D。内孔径不变且mm30=d。求圆轴横截面上的最大切应力和最小切应力。测1-3-2（20分）在如图的结构中，(1)求C点处的位移；(2)画出结构的剪力图和弯矩图。测1-3-3（12分）如图的简支梁的横截面是边长为a的正方形，且aL10=，求梁中的最大拉应力数值与最大压应力数值之比。测1-3-4（14分）一根横截面为100100×的正方形木材立柱高m1，承受轴向压力F。为了提高承载能力，其两侧各加一块厚mm5的钢板并牢固粘接，如题图所示。若木材的许用压应力为][Wσ，横截面积为WA，钢材的许用应力为][Stσ，两块钢板的总横截面CaaaFFaEIEI测1-3-2图dD2D1测1-3-1图模拟试题-3-积为StA。(1)如果没有钢板，只有木材，许用荷载等于WW][Aσ吗？为什么？(2)如果没有木材，只有钢板，许用荷载等于StSt][Aσ吗？为什么？(3)两种材料牢固粘接，许用荷载等于WWStSt][][AAσσ+吗？为什么？测1-3-5（12分）在如图的等角应变花中，证明应变主方向与x轴夹角0α满足02tanα)(2)(3ooooo12060012060εεεεε+−−=。测1-3-6（14分）图示结构中，立柱AK是外径mm50=D，内径mm40=d的钢柱，3st=n，GPa200=E，它的下端固定，上端用两根钢绳斜拉固定。钢绳有效直径mm120=d，许用应力MPa180][=σ。若钢绳的拉力可以相同地调节，且只考虑图示平面的稳定问题，试求钢绳中允许的最大拉力。L/2FL/245°测1-3-3图60°60°ε60°ε120°ε0°xy测1-3-5图I-IFII测1-3-4图2m2mABCK3m测1-3-6图工程力学习题-4-模拟试题2测2-1填空题（共4个小题）测2-1-1（2分）某试件材料屈服极限为240MPa，该试件拉伸到轴向应变为2000µε后完全卸载，轴向残余应变为800µε，则材料的弹性模量=EGPa。测2-1-2（4分）如图的两个悬臂梁A、B的材料相同，长度均为L，且自由端挠度相等，则横截面上最大应力更大的梁是，该最大应力为。测2-1-3（4分）已知图示图形中两个小圆的直径为D，则阴影面积对水平形心线的惯性矩为。测2-1-4（5分）图示的桁架结构的两根杆件的抗拉刚度均为EA，力F的作用点处A的竖向位移为，横向位移为。测2-2多项选择题（共4个小题）测2-2-1（3分）图为低碳钢试件的拉伸实验的应力应变图形。在以下结论中，正确的有。hF2hbF1bAB测2-1-2图测2-1-3图FaaA测2-1-4图模拟试题-5-A．加载到B点前卸载，当应力消失为零时，应变也消失为零B．加载到C点卸载，当应力消失为零时，应变并不消失为零C．加载到C点卸载，再次加载，构件的屈服强度提高了D．在C点处卸载的卸载曲线，与在D点处卸载的卸载曲线几乎是平行的E．在C点处卸载的残余应变，与在D点处卸载的残余应变几乎是相等的测2-2-2（3分）下列各种情况中，重物均可以在梁上沿水平方向自由移动。重物所处的位置已经使所在的梁具有最大弯矩的情况有。测2-2-3（3分）圆轴扭转时，其表面各点所处的应力状态属于。A．单向应力状态B．双向应力状态C．三向应力状态D．纯剪应力状态测2-2-4（3分）在下列措施中，将明显地影响压杆失稳临界荷载。A．改变杆件的长度B．改变杆件两端的约束形式C．在不改变横截面两个主惯性矩的前提下改变横截面形状D．在不改变横截面形状的前提下改变横截面尺寸E．在杆件上沿垂直于轴线方向上开一个小孔aaaaAaaBa/2aaaaCaaDa/2测2-2-2图CDBAσε测2-2-1图工程力学习题-6-测2-3计算题（共5个小题）测2-3-1（8分）如图的结构中，左端固定，右半部承受均布力偶矩t的作用，mm501=D，mm30=d，mm402=D，mm150=L，mmkN10/t⋅=。求横截面上的最大切应力，并说明该最大切应力所出现的位置。测2-3-2（12分）图示为某个等截面直梁的弯矩图。该梁横截面尺寸如图。求该结构中横截面上的最大正应力和最大切应力。测2-3-3（24分）已知如图刚架各梁的抗弯刚度EI，画出其内力图。测2-3-4（15分）如图的正方形棱柱体位于同样尺寸的正方形刚性方模之中，其顶面承受均布压力p，试求棱柱体的第三强度理论相当应力eq3σ。测2-3-5（14分）在如图的矩形棱柱的A点作用有压力F。在棱柱的四条棱边上沿轴向贴有应变片。若材料的弹性模量为E，求四个应变片的理论读数。测2-3-3图LqL测2-3-1图D2dD1tL3kN·m4kN·m1400400ABC测2-3-2图1010106060p测2-3-4图模拟试题-7-BAA′B′C′CDFbBACDhxy测2-3-5图工程力学习题-8-模拟试题3测3-1填空题（共8个小题）测3-1-1（3分）上端悬挂的等截面直杆长度为L，横截面积为A，重度为gρ。该杆在自重作用下的最大正应力为。测3-1-2(4分)图示为某种材料的拉伸试验应力-应变曲线，该材料的弹性模量=EGPa，加载至A点完全卸载后的残余应变=rε。测3-1-3(5分)如图的等截面直杆长度为L，材料的弹性模量为E，横截面积为A，热膨胀系数为α，杆左端与刚性壁固结，右端与另一刚性壁有间隙δ。两刚性壁间的距离不可改变。当温度升高时，右端与刚性壁接触。如果升高的温度超过这一数值，那么杆中横截面上的正应力为。测3-1-4（6分）图示轴1和套筒2牢固地结合在一起，两者剪切弹性模量分别为G1、G2，两端承受扭转力偶矩，则内外径之比=α，才能使轴和套筒承受的扭矩相同。测3-1-5（3分）图示的简支梁两端有集中力偶矩作用。该梁的挠度曲线在离左端处将产生拐点（即凹曲线与凸曲线的交点）。测3-1-3图LδD21d测3-1-4图测3-1-5图m/2Lm测3-1-2图σ（MPa）A30020000.21.5ε%模拟试题-9-测3-1-6（3分）承受均布荷载q的悬臂梁的长度为L，其横截面是宽度为b，高度为h的矩形，该梁横截面上的最大弯曲切应力=maxτ。测3-1-7（4分）题图中左、右两杆的抗拉刚度分别是EA和EA20，则A点的竖向位移为。测3-1-8（6分）图示单元体所有应力分量均为MPa50，材料的弹性模量GPa210=E，泊松比25.0=ν。应将应变片贴在与x轴成度的方向上，才能得到最大拉应变读数；在此方向上的正应变=αεµε，切应变=αγ。测3-2计算题（共4个小题）测3-2-1（20分）如图梁的横截面是直径为d的圆。梁中点承受集中力F，梁右端C处下方有一个刚度33aEIk=的弹簧，梁与弹簧之间有间隙EIFa33=δ，求梁的最大正应力。测3-2-2（18分）图示钢制圆轴受弯矩M和扭矩T作用，圆轴直径mm3.18=d，实验测得轴表面最低处A点沿轴线方向的线应变4105−×=xε，在水平直径表面上的B点沿圆轴轴线成45°和135°方向上的线应变分别为4105.4−′×=xε和4105.4−′×−=yε。已知材料的弹性模量GPa200=E，泊松比25.0=ν，许用应力MPa180][=σ。(1)求弯矩M和扭矩T的值；(2)按第三强度理论校核轴的强度。测3-2-3（15分）如图结构中kN5=F，螺栓许用切应力MPa110][=τ，刚架变形TAxy′x′MB45°测3-2-2图测3-2-1图CδEIaaFkAB测3-1-8图xαaaPAa测3-1-7图工程力学习题-10-很小，试根据剪切强度设计螺栓尺寸d。测3-2-4（13分）立柱的横截面由四个相同的薄壁圆环焊接而成，如图所示。圆环平均半径mm200=R，壁厚mm1=δ，材料GPa80=E。立柱高m2，下端四周与地基固结，上端自由。上端形心处作用轴向压力F，若稳定安全系数5.2st=n，求许用荷载][F。测3-2-4图测3-2-3图120F500120120模拟试题-11-模拟试题4测4-1填空题（共3个小题）测4-1-1（2分）某试件材料GPa80=E，MPa120=sσ，该试件拉伸到轴向应变为2000µε后完全卸载，按理想弹塑性模型，试件的轴向残余应变为µε。测4-1-2（4分）矩形横截面梁承受一定的竖向荷载，若将其横截面高度增加一倍，宽度减少一半，其余条件不变，则梁横截面上的最大正应力变化到原来的，最大挠度变化到原来的。测4-1-3（4分）如图截面的直梁在竖直方向上的荷载的作用下产生平面弯曲，若横截面按左图放置时，横截面上的最大弯曲正应力等于MPa100。若按右图放置，则最大弯曲正应力等于MPa。测4-2单项选择题（共4个小题）测4-2-1（2分）在低碳钢试件的拉伸实验中，杆件横截面上的应力水平达到某个值之前卸载，不会产生残余变形；而超过这个值之后卸载，就将产生残余变形。这个值被称为。A．比例极限B．屈服极限C．强度极限D．疲劳极限测4-2-2（2分）等截面直梁在弯曲变形时，在最大处挠度曲线曲率最大。A．挠度B．转角C．剪力D．弯矩测4-2-3（3分）下列关于位移和变形的结论中，只有是正确的。A．若物体各点均无位移，则该物体必定无变形B．若物体产生位移，则必定同时产生变形C．若物体无变形，则必定物体内各点均无位移D．若物体产生变形，则必定物体内各点均有位移测4-2-4（3分）某个梁的挠度函数)2(24323xLxLEIqxw+−−=，则该梁在Lx21=处测4-1-3图工程力学习题-12-的弯矩的数值为。A．2qLB．221qLC．241qLD．281qL测4-2计算题（共6个小题）测4-2-1（14分）如图的结构中，横梁是