《工程力学》试卷(B卷答案)

《工程力学》试卷第1页（共3页）大学学年第学期《工程力学》试卷（B卷）答案考试方式：闭卷本试卷考试分数占学生总评成绩的70%复查总分总复查人一、判断下列论述是否正确。正确的在括号内画√，错误的画×。（10分）1)平面任意力系向作用面内任一点简化，得到的主矢和主矩都与简化中心位置的选择有关。（×）2)两个力系向同一点的简化所得的主矢和主矩都相同，但此二力不一定等效。（×）3)梁产生纯弯曲变形后，其轴线即变成了一段圆弧线。（√）4)若截面对于某一轴的静矩等于零，则该轴必定通过截面形心。（√）5)强度理论只能用于复杂应力状态。（×）二、不计各梁的自重，分别画出构件AC和构件BC的受力图。（8分）解：每个受力图4分三、试画出低碳钢拉伸时的应力应变图，并标出各极限应力。（6分）解：低碳钢拉伸时的应力应变图如右图所示：（1）弹性阶段OB段：e—弹性极限；（2）屈服阶段OB段：s—屈服极限；（3）强化阶段OB段：b—强度极限；（4）局部变形阶段OB段。四、求图示结构的许可载荷。已知A1=10cm2，[σ]1＝160MPa；A2=200cm2，[σ]2＝7MPa。（12分）解：1、由C点平衡，求各杆的内力，得0X，060cos2PN）0Y，060sin1PN代入数据，得PN231，PN212，（2分）2、应用强度条件求许可载荷。1杆的应力：111AN（1分）强度条件：11（2分）即：641110160101023PAN得：8.184PkN（1分）总分题号一二三四五六七八九核分人题分10861215151420复查人得分得分评卷人得分评卷人得分评卷人得分评卷人专业班级：姓名：学号：…………………………密………………………………封………………………………线…………………………专业班级：姓名：学号：…………………………密………………………………封………………………………线…………………………σbσsσeFEDCBA0εσ（5分）DPABCCDCFDFAFABPCFPxyN2N1PBA2130°60°《工程力学》试卷第2页（共3页）2杆的应力：222AN（1分）强度条件：22（2分）即：6422107102002PAN（1分）得：280PkN二者比较，取P=184.8kN（2分）五、外伸梁如图所示。若已知P=20kN，m=8kN·m，q=20kN/m，a=0.8m。求支座A、B处的约束力。（（14分）解：以外伸梁为研究对象，受力如图所示：0X，0AX（2分）0Y，0ABPRR（4分）0AM，230BRamPa（4分）代入数据，得0AX，200BR，2120.882030.80，求解得：0AX，AY-5kN，25BRkN（4分）六、传动轴如图，已知MA=35KN·m，MB=MC=10KN·m，MD=15KN·m，求：(1)画出轴的扭矩图；(2)设[τ]=90MPa，试由强度条件确定轴的直径d。（15分）解：（1）画扭矩图BC段：T1=MB=-10KN·m（2分）CA段：T2=MB+MC=-20KN·m（2分）AD段：T3=MD=15KN·m（2分）（2）确定轴的直径dτmax=T/WT≦[τ]（4分）WT=πd3/16（3分）由以上两式可求得：d≧104mm（2分）七、图示应力单元体，σ=20MPa，τ=10MPa，[σ]=30MPa。写出三个主应力1、2、3的大小，并按第三强度理论校核强度。（14分）解：1、求主应力：21010421222Mpa，21010421222Mpa，（6分）σ1=21010Mpa，σ2=0Mpa，σ3=21010Mpa（3分）2、校核强度：σeq3=σ1—σ3=21010—(21010)=2021010Mpa＜[σ]（4分）满足第三强度理的强度要求。（1分）得分评卷人得分评卷人得分评卷人MAMCMBMDqBaPDCEmaaaACCAAaa《工程力学》试卷第3页（共3页）八、矩形截面梁尺寸及受力如图，已知材料的许用正应力[σ]=8MPa，集中力P＝2kN，横截面的高宽比h/b=3。（1）试写出此梁的弯矩方程，并作弯矩图。（2）试按强度条件选择横截面尺寸。（20分）解：（1）剪力方程和弯矩方程，以及剪力图和弯矩图。1)先求支座反力：3kNABRR（2分）2)分段写剪力和弯矩方程：AC段：()3AMxRxxkN·m)10(xCD段：()(1)2AMxRxPxx)21(x弯矩图对称。3)画弯矩图（10分）（2）确定截面尺寸b：从弯矩图中可以看出，最大弯矩值为max4kNmM，332ZWb根据强度条件][maxZWM，则有：3max32ZMWb则：max323Mb=69.3mmh=208mm（8分）得分评卷人PBAPPbh1m1m1m1m343M(kN·m)