工程力学基础试

工程力学基础试卷1一、概念题（25分）1、考虑力对刚体作用的效果，力是（）矢量。A.滑动；B.自由；C.定位；D.不能确定2、关于力偶，以下说法中哪个是正确的？（）A.组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力B.组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是平衡力系C.力偶对任一点之矩等于力偶矩矢量D.力偶在任一坐标轴的投影，等于该力偶矩的大小3、利用平面一般力系的平衡方程最多可求解几个未知量。()A.一个B.二个C.三个D.四个4、内力和应力的关系（）A内力小与应力B内力等于应力的代数和C内力为矢量，应力为标量D应力是分布内力的集度5、图示结构为（）A.静定结构B.一次超静定结构C.二次超静定结构D.三次超静定结构二、已知结构尺寸和受力如图示，设AB和CD杆为刚体，BC和EF杆为圆截面杆，直径均为d。若已知39kNPF，杆的直径25dmm，杆的材料为Q235钢，许用应力160MPa试校核此结构是否安全。（15分）三、已知变截面钢轴上的外力偶矩1800bmNm，1200cmNm，剪切弹性模量98010PaG，轴的尺寸见图，试求最大切应力max和最大相对扭转角AC。（15分）四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）五、矩形截面悬臂梁受力如图所示，试计算Ⅰ－Ⅰ截面上ABCD各点处的正应力，并指出是拉应力还是压应力。（15分）六、已知直径为0.1dm的圆杆受力如图，50kNP，7kNmT，许用正应力100MPa，试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）PPTT200300ⅠⅠ1.5kNP3018155ABCD2PaPa7550bmcmABC750500参考答案一、概念题（25分）1、A；2、C；3、C；4、D；5、B二、（15分）解：1）由AB梁的平衡求出BC杆的轴力03.7530ABCPMFF339kN31.2kN3.75BCF2）由ED梁的平衡求出EF杆的轴力03.83.2sin300DBCEFMFF3.831.2kN74.1kN3.2sin30EFF3）计算应力EF杆的轴力比BC杆的轴力大，因此计算应力大的杆满足强度条件即可。362224474.110N15110Pa=151MPa0.025mEFEFEFFFAd三、（15分）解：1）画扭矩图最大扭矩值3kNm2）最大切应力AB段：36maxmax3331616310Nm36.210Pa=36.2MPa0.075mABABPTTWdBC段：36maxmax33316161.210Nm48.810Pa=48.8MPa0.05mBCBCPTTWd3）最大相对扭转角AB段：3249432323100.750.6810rad80100.075ABABABABABABTlTlGIGdBC段：3249432321.2100.50.61110rad80100.05BCBCBCBCBCBCTlTlGIGd最大切应力为max=48.8MPaBC，最大相对扭转角2max0.6810radAB四、（15分）T3kNm1.2kNm解：1）约束反力Fy＝P2）画剪力图和弯矩图五、（15分）解：1）弯矩0.20.21.50.3kNmMP2）正应力3622660.31011110Pa=111MPa0.0180.03ABZMMWbh0C363312120.3100.017410Pa=74MPa0.0180.03DZMMyyIbh六、（15分）解：1）内力50kNNFP7kNmT2）校核杆的强度2222344NrPFTAW22336234501016710471.31071.3MPa0.10.1371.3MPa100MPar安全工程力学基础试卷2一、概念题（25分）1、作用与反作用定律适用下列哪一种情况（）。A.只适用于刚体系统；B.只适用于刚体；C.只适用于平衡状态；D.物体系统。2、F1、F2、F3及F4是作用在刚体上的平面汇交力系，其力矢量之间有如图的关系，合力为FR，下列哪种情况正确（）。PPFS+－M＋4F1F2F3FA.4RFF；B.42RFFC.4RFF；D.42RFF3、利用空间力系的平衡方程最多可求解几个未知量。()A.四个B.五个C.六个D.八个4、圆轴扭转，直径为d，极惯性矩是（）。A.316PIdB.332PIdC.416PIdD.432PId5、铸铁梁载荷如图示，横截面为T字形，截面放置方式更为合理。二、图示结构由梁DC、CEA两构件铰接而成，尺寸和载荷如图。已知：2qaM，qaP2。求A、B处约束反力。（15分）三、实心圆轴外力偶矩如图示，已知材料100MPa，98010PaG，2m，60mmd，试校核此轴的强度和刚度。（15分）四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）11kNmm23kNmmACB32kNmmCBDEMqPaaaAaaP)(a)(ba2aABCFqaq五、（15分）六、已知直径0.1md的圆杆受力如图，5kNP，力偶矢量2kNmm与杆轴线平行，100MPa，试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）参考答案一、概念题（25分）1、D；2、A；3、C；4、D；5、（a）二、（15分）解：1）以DC梁为研究对象21002BCyMPaqaFa1132222CyFPqaqaqaqa00yByCyFFPqaF922ByCyFPqaqaqaFqa2）由CEA折杆为研究对象00yCyAyFFF32CyAyFFqa00AACyMMFaM2223122ACyMFaMqaqaqa逆时针三、（15分）1m1m5kNF2kNmm解：1）画扭矩图最大扭矩值2kNm2）最大切应力BC段：36maxmax3331616210Nm47.210Pa=47.2MPa0.06mBCPTTWd3）最大单位长度扭转角BC段：3max492432180180322101801.13m80100.06BCBCPTTGIGdmax=47.2MPa100MPa，max1.13m2m，安全。四、（15分）解：1）约束反力15,22ABFqaFqa；2）画剪力图和弯矩图五、（15分）六、（15分）解：1）内力危险截面在固定端处：1m5kN=5kNmM2kNmT2）校核杆的强度T1kNm2kNm+－+－12qa32qaqa218qa2qa＋－2234rzPMTWW22336333251016210454.81054.8MPa0.10.1354.8MPa100MPar安全工程力学试卷3一、概念题（25分）1、仅受力作用且处于状态的构件为二力构件。2、F1、F2及F3是作用在刚体上的平面汇交力系，其力矢量之间有如图的关系，合力为FR，下列哪种情况正确（）。A.3RFF；B.32RFFC.3RFF；D.32RFF3、利用平面汇交力系的平衡方程最多可求解几个未知量。()A.一个B.二个C.三个D.四个4、圆轴弯曲，直径为d，截面对形心轴z的惯性矩是（）。A.332zIdB.364PIdC.464PIdD.432PId5、应力状态如图示，用第三强度理论计算相当应力，选（）。A.31r；B.3123rC.1332r；D.2234r二、直杆ACD与杆BC铰链连接，各杆自重不计，直杆AD上作用均匀载荷q，在D点作用力偶M。已知：NmM400，mNq/100，ma1。试求BC杆的力和A支座的反力。（15分）1F2F3F三、实心圆轴外力偶矩如图示，已知材料100MPa，60mmd，试校核此轴的强度；在不改变轴的直径情况下，如何使轴满足强度条件。（15分）四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）五、已知矩形截面梁，高度80mmh，宽度60mmb，1ma，170MPa，求分布载荷q。（15分）六、已知直径0.1md的圆杆受力如图，5kNP，力偶矢量2kNmm与杆轴线平行，100MPa，试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）参考答案1m1m5kNF2kNmmAhbza2aBCq2Paa2PaABC15kNmm23kNmm32kNmmACBABCq2aDa2Ma2一、概念题（25分）1、二力、平衡；2、A；3、B；4、C；5、D二、（15分）解：1）以AD杆为研究对象，求CB杆的力042cos4520ACBMMqaaFa228(81001400)Nm282.8N2cos4521cos45mCBqaMFa压力2）以AD杆为研究对象，求A点约束反力0cos450xCBAxFFFcos45282.8cos45=200N()AxCBFF04cos450yAyCBFFqaF4cos454100282.8cos45200NAyCBFqaF三、（15分）解：1）画扭矩图最大扭矩值5kNm2）最大切应力AB段：36maxmax3331616510Nm117.910Pa=117.9MPa0.06mBCPTTWdmax=117.9MPa100MPa不安全3）交换外力偶矩m1和m2的位置最大扭矩值3kNmAB段：36maxmax3331616310Nm70.710Pa=70.7MPa0.06mBCPTTWdmax=70.7MPa100MPa，安全。四、（15分）解：1）约束反力2,2()AAFPMPa逆时针；2）画剪力图和弯矩图+SF2PM2Pa－－2Pa2kNmT5kNm－T3kNm2kNm+－五、（15分）解：1）求约束反力302302ABMFaqaa2992224BFaqaaqa030yABFFFqa933344ABFqaFqaqaqa2）内力危险截面在B处：2max12Mqa2）校核杆的强度2max221662zqaMMWbhbh262322170100.060.0821.810Nm21.8kNm331bhqa六、（15分）解：1）内力危险截面在固定端处：2m5kN=10kNmM2kNmT2）校核杆的强度2234rzPMTWW2233633321010162104103.910103.9MPa0.10.13103.9MPa100MPar不安全工程力学试卷4一、概念题（25分）1．已知1F，2F，3F，4F为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如图所示为平行四边形。由此可知（）。A.力系可合成为一个力偶；B.力系可合成为一个力；1F3F2F4FC.力系简化为一个力和一个力偶；D.力系的合力为零，力系平衡2、当平面力系可以合成为一个合力时，则其对于作用面内任一点之矩，等于力系中各对于同一点之矩的代数和。3、利用空间汇交力系的平衡方程