工程力学复习题

一、判断题（正确的打√，错误的打×）1.作用力与反作用力是一组平衡力系。()2.两个力在同一轴上的投影相等，此两力相等。()3.有摩擦力时，全约束力与法线间的夹角称为摩擦角。()4.柔性约束的约束反力，其作用线是沿柔索轴向，指向可任意假设。()5.光滑铰链类约束反力，可以用任意两个相互垂直的分力表示。()6.光滑接触面类约束反力，其作用线沿支承面公法线方向，指向可任意假设。()7.活动铰支座约束反力，其作用线沿支承面公法线方向，指向可任意假设。()8.如图一矩形刚板，长边为a，短边为b，为使刚板转一角度，须施加一力偶，此力偶沿短边施加最省力。()9.在保持力偶矩不变的前提下，力偶可在同一平面内，或相互平行的平面内任意移动，不改变力偶对刚体的作用效果。()10.一般脆性材料的抗压强度比抗拉强度小。()11.在连接件上，剪切面和挤压面分别垂直和平行于外力方向。()12.矩形截面梁弯曲时，在横截面的中性轴处的正应力最大。()13.材料和横截面积相同，扭转时空心圆筒比实心圆轴承载能力更强。()14.从弯曲强度的角度考虑，梁横截面合理设计的原则是：采用抗弯截面模量与截面积之比尽可能大的截面。()15.作用力与反作用力是一对平衡力系。()16.静力学和材料力学研究的对象都是刚体。()17.力系的合力一定比各分力大。()18.剪切工程计算中，剪切强度极限是真实应力。()19.工程上通常把延伸率δ≥5%的材料称为脆性材料。()20.线应变的单位是长度。()21.几何形状完全相同的两根梁，一根为钢材，一根为铝材。若两根梁受力情况也相同，则它们的弯曲应力相同，弯曲变形也相同。()22.在单元体两个相互垂直的截面上，剪应力大小可以相等也可以不等。()23.梁端铰支座处无集中力偶作用，该端的铰支座处的弯矩必为零。()24.梁的最大挠度处横截面转角一定等于零。()25.压杆的临界压力（或临界应力）与作用载荷大小有关。()二、填空题1.力对物体的作用效果一般分为_____效应和_____效应。2.力的平移定理的适用条件是。3.平面汇交力系有个独立的平衡方程；平面力偶系有个独立的平衡方程；平面一般力系有个独立的平衡方程。4.同一平面内的两个力偶，只要_____相等，则两力偶彼此等效。5.为保证构件的正常工作,构件应满足______要求,_____要求和要求。ab6.对于低碳钢，虎克定律σ＝Eε成立，则单向拉伸应力不大于__________7.在微体的两相互________平面上的切应力τ和τ’，其数值_______，且均指向（或背离）该两平面的交线，称为切应力互等定理。8.研究杆件内力的基本方法是。9.杆件的应变有_____和_____两种。10.设空心圆轴的内径为d，外径为D，d/D＝α，则其横截面的极惯性矩Ip=_______，抗扭截面模量Wt=。10.梁的挠曲线方程w(x)和转角方程的θ(x)关系是_____。12.简支梁受集中力作用，如图所示，AC段，弯矩表达式M（x）=。13.T形截面梁，两端受力偶矩M0作用，如图示。梁的最大压应力出现在截面的____（填上或下)边缘，梁的最大压应力与最大拉应力数值_____（相等或不相等）。14.圆轴扭转时，其横截面绕_______旋转。15.梁发生平面弯曲时，其横截面绕____轴旋转。16.等截面梁，最大正应力max必出现在为最大的截面上。17.等强度梁各个横截面上的_______相等，均等于______。18.等截面梁如图所示。若用积分法求解梁的转角和挠度，则边界条件为_________。19.由四根相同的等边角钢组成一组合截面压杆。若组合截面的形状分别如图a、b所示，则稳定性好的是______图的组合；而两种组合的抗压强度________。20.在杆件长度、材料、约束条件和横截面面积等条件均相同的情况下，压杆采用图（）所示的截面形状，其稳定性最好；而采用图（）所示的截面形状，其稳定性最差。aLPCBAbxM0M0qCBAxxLa三、选择题1.作用于刚体上的平衡力系，如果作用在变形体上，则变形体()；反之，作用于变形体上的平衡力系，如果作用到刚体上，则刚体()。A.平衡；B.不平衡；C.不一定平衡。2．以下所给四组平衡方程中，哪一组不是平面一般力系的平衡方程？（）A．∑Fx=0B．∑Fx=0∑Fy=0∑MA(F)=0(A、B两点连线与x轴不垂直)∑M0(F)=0∑MB(F)=0C．∑Fx=0D．∑MA(F)=0∑Fy=0∑MB(F)=0（A、B、C三点不共线）∑Fz=0∑MC(F)=03.三根试件的尺寸相同，材料不同，其应力应变关系如图所示，则()。A.1的塑性最差，强度最高B.2的塑性最好，强度最高C.2的塑性最差，强度最高D.3的塑性最好，强度最差4.现有钢、铸铁两种棒材，其直径相同。从承载能力和经济效益两方面考虑，图示结构中的两杆的合理选材方案是(A)1杆为钢，2杆为铸铁；(B)1杆为铸铁，2杆为钢；(C)两杆均为钢；(D)两杆均为铸铁。5.变截面杆AD受集中力作用，如图所示。设NAB、NBC、NCD分别表示该杆AB段，BC段和CD段的轴力，则下列结论中哪些是正确的？答：。(A)NABNBCNCD。(B)NAB=NBC=NCD。(C)NAB=NBCNCD。(D)NABNBC=NCD。6.在图中，若板和铆钉为同一材料，且已知[σjy]＝2[τ]，为了充分提高材料的利用率。则铆钉的直径d应该为εσ123PPDCBA(A)d=2t；(B)d=4t；(C)d＝4t／π；(D)d＝8t／π。7.一直径为d的实心圆轴，按强度条件计算其受扭转时的许用转力矩为T，当此轴的直径为d增加一倍时，其许用扭转力矩将为()。A.2TB.22T;C.4T.D.8T8.单元体变形后的形状如图中虚线所示，则A点的切应变分别是()。A.0，2γ，2γB.γ，γ，2γC.γ，2γ，2γD.0，γ，2γ9.图示传动轴的转速n=300r/min,主动轮A的输入功率NA=500kW，从动轮B，C，D的输出功率分别为NB=NC=150kW，ND=200kW（不计轴承摩擦所耗的功率）。则从动轮B上作用的外力偶矩为____，轴内最大扭矩为_________。10.对于细长圆截面压杆，当其直径为原来的两倍时，则柔度λ为原来的多少倍？（）A.2倍；B.1/2倍；C.1倍；D.1/4倍。11.等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的曲率最大发生在()。A.挠度最大处B.转角最大处C.剪力最大处D.弯矩最大处12.高度等于宽度两倍的矩形截面梁，在载荷作用下发生平面弯曲，若将竖放改为平放，其它条件不变，则梁的正应力强度()。A．提高到原来的2倍；B．提高到原来的4倍；C．降低到原来的1／2；D．降低到原来的1／413.插销穿过水平放置平板上的圆孔（如图），在其下端受有拉力P。则插销的剪切面面积和挤压面面积分别等于（）A．2,4Ddh；B．22,4DddhC．2,4DDh；D．22,4DdDh14.影响圆轴扭转角的因素是()A．扭矩、材料、轴长B．扭矩、轴长、抗扭刚度C．扭矩、材料、截面尺寸D．扭矩、轴长、截面尺寸15.低碳钢拉伸试验的应力—应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段依次是()。A.弹性阶段、屈服阶段、塑性变形阶段、断裂阶段TCTBTADCBATDB.弹性阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段D.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段16.如横截面上的弯矩为正弯矩，用抗压强度大于抗拉强度的材料制成的横梁，则采用哪种形状的截面最为合理？()A.B.C.D.17.图示简支梁，当集中力偶在CB段上移动时，AC段任—截面上的A.M改变，Q不变；B.M不变，Q改变；C.M、Q都改变；D.M、Q都不变。18.关于梁中内力变化规律，下列哪种说法是正确的？（）。A.集中外力作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值也有突变。B.集中外力作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值无突变。C.集中外力偶作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值也有突变。D.集中外力偶作用的横截面，剪力Q值无突变，弯矩M值也无突变。19.将桥式起重机的主钢梁设计成两端外伸的外伸梁较简支梁有利，其理由是（）。A.减小了梁的最大弯矩值B.减小了梁的最大剪力值C.减小了梁的最大挠度值D.增加了梁的抗弯刚度值20.为提高梁的抗弯刚度，可通过（）来实现。A.选择优质材料B.合理安排梁的支座，减小梁的跨长C.减少梁上作用的载荷D.选择合理截面形状四、作图题1.画出下列指定物体的受力图，除注明者外，各物体自重不计。（a）杆AB(b)．杆AB(c)杆AB、杆DC、滑块D(d)刚架整体、AD部分、DBE部分、EC梁ABWPDBACPD60AFDECP2.画出下列各杆的轴力图解：(a)(b)3.作出图示各杆的扭矩图。解：（a）(b)(c)40kN20kN30kN(a)P4P(b)3MeMe(b)MeMe(a)(c)10kNm15kNm20kNm30kNm(-)Tx2MeMex(+)TMeMe(-)(+)T(kNm)x15(-)51030x－201050N(KN)(+)(-)xN(+)4P3P4.已知图示各梁的载荷P、q、M0和尺寸a。(1)作剪力图和弯矩图；(2)确定Qmax和Mmax。解：（a）(b)五、计算题1、无重水平梁的支承和载荷如图所示。已知力F=10kN，力偶矩M=10kNm，均布载荷q=10kN/m，a=1m。求支座A和B处的约束力。解：作受力图。由2、图示外伸梁，已知F=400N,M=20Nm,a=500mm。求A、B两处的约束反力。解：画ABC梁的受力图，列出平衡方程00xAxFF50202BAyaMqaFaMFa00yAyBFFFFqa15()2.5kN22AyaqMFFa17.5kNBAyFFqaF00xAxFF00yAyBFFFF(a)aa2PM0=2PCBA(b)aaPCBAa2PDxQ2P(+)xMPa(+)(-)PaQ(-)4P/3M(+)4Pa/3xxP/35P/3(+)5Pa/33.图示结构中，1、2两杆的横截面直径分别为10mm和20mm，试求两杆内的应力。设两根横梁皆为刚体。解：（1）以整体为研究对象，易见A处的水平约束反力为零；（2）以AB为研究对象由平衡方程知0BBAXYR（3）以杆BD为研究对象由平衡方程求得1121201101010kN010020kNCmNNYNNN（4）杆内的应力为311213222210104127MPa102010463.7MPa20NANA4.冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压工件时连杆接近水平位置，承受的镦压力P=1100kN。连杆的截面为矩形，高与宽之比为h/b=1.4。材料为45钢，许用应力为[]=58MPa，试确定截面尺寸h和b。(F)0230ABMFaFaM580N180NBAyFF1.5m121.5mBA1m1mDC10kN1.5mBN2N11m1mDC10kNBAXBYBRAABbhP解：强度条件为[]PA又因为A=bh=1.4b2,所以3110010116.4mm1.41.458141629mmPbh.b.5.如图托架，AB为圆钢杆32mmd，BC为正方形木杆a=140mm。杆端均用铰链连接。结点B作用一载荷P=60kN。已知钢的许用应力140MPa。木材的许用压应力为3.5MPac，试校核托架能否正常工作。解：取B点为研究对象。由平衡条件钢杆AB木杆BC该托架不满足强度要求。6.实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起，如图所示。已知轴的转速n=100r/min，传递的功率P=7.5kW，材料的许用应力[τ]=40MPa。试选择实心轴的直径d1和内外径比值为1/2的空心轴的外径D2。解：轴受到的外力偶矩圆轴的扭矩等于外力