工程力学考试题库(4)

一、填空题（每空题2分，共48分）1.力使物体产生的两种效应是效应和效应。2.力的三要素是、和。3.当杆件受到不同情况的外力作用时，也将会产生不同形式的变形。其基本形式有、、和。4.理论力学研究的物体是，而材料力学研究的物体是。5.力的平移定理：可以把作用在刚体上点A的力F平行移到任一点B，但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于。6.通常横截面上只有常量弯矩而无剪力的变形称做，在梁两端的梁段中，各个截面上既有弯矩又有剪力，通常把这种变形称为。7.低碳钢在拉伸时，根据低碳钢应力-应变图特点，可将其分为四个阶段分别为、、和。8.梁在发生平面弯曲时，梁内一定存在一层既不伸长也不缩短的纤维，我们称这一层纤维为，中性层与横截面的交线称为。9.构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件___________。10.在载荷作用下，构件的形状与尺寸必将发生改变，称为。卸去载荷后能够消失的变形为，而残留下来的不能消失的变形则为。（本题12分）二、作图题（第1题4分，第2题8分，共12分）1.如图所示，三铰拱桥又左右两拱铰接而成，在BC作用一主动力。忽略各拱的自重，分别画出拱AC和BC的受力图。2.2.如图所示，梯子的两部分AB和AC在点A铰接，又在D,E两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平面上，若其自重不计，但在AB的中点H处作用一铅直载荷F。试分别画出绳子DE和梯子的AB,AC部分以及整个系统的受力图。（本题30分）三、解答题（第1小题10分，第2小题20分，共30分）1.如图重物P=20KN，用钢丝绳挂在支架的滑轮B上，钢丝绳的另一端缠绕在绞车D上。杠AB与BC铰链，并以铰链A、C与墙连接。如两杆和滑轮的自重不计，并忽略摩擦和滑轮的大小，试求平衡时杆AB和BC所受的力。2.试选择如图梁AB的截面尺寸，并对max与max的值进行比较。已知AB是矩形木梁，弯曲许用正应力=15.6MPa,许用切应力=1.7MPa，载荷F=45kN可沿梁水平移动，矩形截面尺寸比例为b:h=2：3。答案一、填空题（每空2分）1.平移转动2.力的作用点力的大小力的作用线3.轴向的拉压剪切扭转弯曲4.刚体变形体5.原来的力F对新作用点B的矩6.纯弯曲横力弯曲或剪切弯曲7.弹性阶段屈服阶段强化阶段局部变形阶段8.中性层中性轴9.[]QMaxFA10.变形弹性变形塑性变形或残余变形二、作图题1、选AC拱为研究对象，画出分析体，根据三力汇交原理，画出受力图如下。选BC拱为研究对象，画分离体，BC杆为二力杆，受力如图2、绳子DE的受力图为梯子AB部分的受力图为…梯子AC部分的受力图为整个系统的受力图为三、解答题1、（1）取研究对象，AB和BC两杆都是二力杆，假设AB受拉力、BC杆受压力。选滑轮B为研究对象。（2）画受力图，绳子拉力：F1和F2(相同)，约束力：FAB和FBC（3）列平衡方程由Fx=0-FAB+F1cos600-F2cos300=0求得杆AB所受的力FAB=-7.321(kN)由Fy=0FBC-F1cos300-F2cos600=0求得杆BC所受的力FBC=27.32(kN)2、解（1）按最大正应力设计截面尺寸载荷F移到梁跨中位置时，弯矩最大如左图，且为max=4521=22.5kNm由max=max[]zMW即6max222.51015.6236hh得6322.5106312.98215.6hh235mm取h=235mm算得b=157mm(2)按最大切应力校核当载荷F移到靠近支座A(或B)时，支座A与载荷之间的梁横截面上剪力达到最大，如左图，且接近F值，取F=F=45kN又max=1.5SFA=31.54510157235=1.83Pa由于max[][]100%=1.831.71.7100%=7.6%5%说明原设计的截面尺寸不能满足切应力强度条件，需重新设计。max=1.5SFbh即1.53451023hh1.7得h23154510321.7=5.956104mm2h244mm取h=244mm，b=163mm最后确定此梁的矩形截面尺寸为h=244mm,b=163mm.(3)弯曲正应力与弯曲切应力比较根据所确定的h,b值，可计算出最大正应力为max=maxZMW6222.5106163244=13.91Pa又max==1.7Pa故maxmax=maxmax1.5szFAMW=21.5//6FbhbhFl=1.5Fbh246bhFl=hl代入数据可算得maxmaxhl=12.2%即最大弯曲切应力只是最大弯曲正应力的12.2%，且两者的比值等于梁的高跨比。