《工程力学》复习题答案

《工程力学》复习题一、填空题1、力的三要素是力的大小、方向和作用点。2、工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件，称为二力构件。3、力偶的三要素是力偶矩的大小、力偶的转向、力偶作用面的方位。4、平面任意力系的主矢，它的大小和方向与简化中心的位置无关；平面任意力系的主矩一般与简化中心的位置有关。5、构件抵抗破坏的能力称为强度；构件抵抗变形的能力称为刚度；构件这种保持其原有几何平衡状态的能力称为稳定性。6、载荷卸除后能消失的变形称为弹性变形；载荷卸除后不能消失的变形称为塑性变形。7、轴向拉伸或压缩时杆件的内力称为轴力；圆轴扭转时的内力偶矩称为扭矩；平面弯曲的内力为剪力和弯矩。8、归纳起来，杆件变形的基本形式有以下四种，即轴向拉伸或压缩；剪切；扭转；弯曲。9、力在空间坐标轴上的投影有两种方法，即直接投影法和二次投影法。10、低碳钢在整个拉伸过程中大致可分为4个阶段，分别为线弹性阶段，屈服阶段，强化阶段和缩颈阶段。11、工程上通常把伸长率%5的材料称为塑性材料材料；把%5的材料称为脆性材料材料。12、纯弯曲时，沿梁的高度一定有一层纵向纤维既不伸长又不缩短。这一纤维层称为中型层。其与横截面的交线称为中性轴。13、为便于材料力学问题的理论分析，对变形固体作了连续性假设、均匀性假设和各向同性假设。14、矩形截面梁的高度增加一倍，梁的承载能力增加4倍，宽度增加一倍，承载能力又增加2倍。二、单项选择题1、两种不同材料制成的等截面直杆，在相同的拉力作用下，则（C）。A、轴力不相同，应力相同；B、轴力相同，应力不相同；C、轴力相同，应力也相同。2、低碳钢在整个拉伸过程中大致可分为（B）A、3个阶段B、4个阶段C、5个阶段3、对于等截面杆件，利用强度条件（][maxmaxAFN）可以解决（C）强度计算问题。A、一种B、二种C、三种4、剪切的实用计算公式为,AFS已知FS=12KN，A=300㎜²，切应力（B）A、35MPaB、40MPaC、45MPa5、传动轴的转速n=200r/min，其传动的功率P=20kw，作用于该轴的外力偶矩为（B）A、95.49N.mB、954.9N.mC、9549N.m6、应用拉压正应力公式AFN的条件是（C）A应力小于弹性极限B、应力小于屈服极限C、外力的作用线与轴线重合7、如图所示受扭圆轴横截面上的切应力分布图中，正确的结果是（A）2MeMeMeABC8、实心圆轴受扭转，若将轴的直径减小一半时，圆轴的扭转角是原来的（C）A、4倍B、8倍C、16倍9、梁的某一段内作用有均布载荷时，该段内的内力图为（B）A、Fs图水平线，M图倾斜线；B、Fs图倾斜线，M图曲线C、Fs图曲线，M图曲线10、矩形截面梁的高度增加一倍，梁的承载能力增加（B）A、2倍B、4倍C、8倍11、已知空间力F在3个坐标轴上的投影：Fx=5，Fy=4，Fz=3，力F的大小为（A）A、25B、24C、3512、简支梁长为L，若当集中力F作用在跨度中间时，其最大弯矩为（B）A、2FLB、4PLC、8PL13、简支梁长为L，若受向下均布载荷q作用时，其最大弯矩为（C）A、22qLB、42qLC、82qL三、判断题（√）1、力是矢量，力在直角坐标轴上的投影是代数量。（×）2、凡两端用铰链连接的直杆均为二力杆。（√）3、以系统为研究对象时，受力图上只画外力，不画内力。（×）4、平面力系向一点简化后得一力偶，若选择另一简化中心简化力系，结果是得一力和一力偶。（√）5、力对轴之矩为代数量，正负号用右手螺旋法则判定。（√）6、只要保持力偶矩的大小和转向不变，且可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变其作用效应。（√）7、当杆横截面上的正应力不超过某一限度时，杆的绝对变形△L与轴力FN、杆长L成正比，而与横截面面积A、材料的弹性模量E成反比。（√）8、低碳钢是很好的塑性材料；铸铁是典型的脆性材料。9、空心轴截面如图所示，它的极惯性矩Ip和抗扭截面系数是否按下式计算：Dd)Y(323244dDIIIppp内外)N(161633dD内外10、梁的横截面如图所示，Z为中性轴。它的二次矩Iz和弯曲截面系数Wz是否按3下式计算：)Y(121233bhBHIZ)N(6622bhBHWZbBHhcZ（√）11、在表示力矩时，必须标明矩心；力偶在其作用面内与矩心的位置无关，它恒等于力偶矩。（×）12、当弯矩不变时，矩形截面梁横放、竖放不会影响最大弯曲正应力的大小。（√）13、EA称为杆的抗拉（压）刚度；EIz称为梁截面的抗弯刚度。（√）14、低碳钢的强度指标有s和b，塑性指标有和。四、简答题1、二力平衡条件，作用和反作用定律的异同？答：相同：两力等值、反向、共线；不同：二力平衡条件是二力作用于一个刚体；作用和反作用定律是分别作用于两个物体。2、工程上常见的约束类型有哪些？答：工程上常见的约束类型有：（1）柔性约束（2）光滑接触面约束（3）圆柱形铰链约束（4）固定端约束3、两根不同材料制成的等截面直杆，承受相同的轴向拉力，它们的横截面积和长度都相等。1）、横截面上的应力是否相等？2）、强度是否相同？3）、绝对变形是否相同？答：横截面上的应力相等。强度和绝对变形都不相同。4、三种材料的σ-ε曲线如图所示。1）、试说明哪种材料的强度高？2）、哪种材料的塑性好？3）、在弹性范围内哪种材料的弹性模量大？O123答：第2种材料的强度高；第3种材料的塑性好；第1种材料的弹性摸量大。5、低碳钢拉伸试验时分哪几个变形阶段？答：线弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。6、减速箱中，高速轴直径大还是低速轴直径大？为什么？答：减速箱中，高速轴直径小，低速轴直径大。根据外力偶矩的计算公式知，轴的转速与外力偶矩成反比。7、剪力和弯矩的正负号是按什么原则确定的？答：使微段梁产生左侧截面向上、右侧截面向下相对错动的剪力为正，反之为负；使微段梁产生上凹下凸弯曲变形的弯矩为正，反之为负。8、提高梁的强度和刚度主要有哪些措施？答：提高梁的强度和刚度主要措施有：（1）合理安排梁的支承（2）合理地布置载荷（3）选择梁的合理截面等。五、计算题1、如图所示。已知：梁长L=2m，F=100N，求固定端A处的约束力。4LABF30°FAx=86.6NFAy=50NMA=100N.m2、如图所示，求：A和B处的约束力。（FA=192KN,FB=288KN）3、阶梯状直杆受力如图所示，试求各段杆横截面上的内力和应力。AC段的截面面积AAB=ABC=500㎜²，CD段的截面面积ACD=200㎜²。ABCD30KN10KNFNX(+)(-)20KN10KN=40MPaBC=-20MPaCD=-50MPa4、求截面1-1，2-2，3-3的轴力，作轴力图5(FN1=-F,FN2=-3F,FN3=-F)5、试画出图示该轴的扭矩图。2KN.m1.5KN.m4.5KN.m(-)(+)1KN.m3.5KN.m2KN.mTX6、作剪力和弯矩图67、矩形截面简支梁受载如图所示，试求出梁的最大正应力。MPabhFlWMZ180642maxmax1.5m1.5mF=20KN50100ABC