工程力学题库简答题

一、简述工程中经常遇到的约束类型以及确定约束方向的方法？ 答：1、柔索约束，方向沿着柔索背离受力体     2、光滑接触面约束，光滑接触面对物体的约束力沿接触点的公法线，并指向被约束物体     3、圆柱形铰链约束        1）中间铰约束，作用线通过销钉中心，垂直于销轴线，方向不定，可以表示为两个正交分力。        2）固定铰链支座约束，作用线通过销钉中心，垂直于销轴线，方向不定，可以表示为两个正交分力。        3）活动铰链支座约束，约束力通过销钉中心，垂直于支承面。        4）二力杆约束，约束力沿杆件两端铰链中心的连线，指向不定。     4、固定端约束，固定端两个正交约束力与一个约束力偶限制构件移动和转动，方向不定。     5、球形铰链约束，约束力过接触点并通过球心，方向不定。  二、试说明纯弯曲梁的变形特点；画出梁的横截面上正应力的分布图，写出正应力的计算公式；讨论提高梁抗弯强度的措施。 答：1、梁的轴线在纵向对称平面内弯成一条平面曲线。原为平面的横截面变形后仍然保持为平面，并垂直于变形后的轴线，只是绕横截面内某一轴线旋转了一个角度，这是弯曲变形的平面假设。根据平面假设，同时设想梁由无数条纵向纤维组成，则可以看到各纵向纤维处于受拉或受压状态。因此，梁发生纯弯曲时，横截面上只有正应力。     2、            3、  4、a. 降低梁的最大弯矩    b. 集中力远离简支梁的中点    c. 将载荷分散作用    d. 合理安排支座位置    e. 合理选择梁的截面    f. 采用变截面梁  三、剪切变形的受力特点和变形特点是怎样的？挤压和压缩有什么区别？写出剪切胡克定律公式，并说明各个量的意义。 答：1、剪切变形的受力特点是：构件受到了一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力。 剪切的变形特点是：在这两个力作用线间的截面发生相对错动。 2、挤压是接触面相互压紧的现象，挤压力过大，挤压接触面，会出现局部产生显著塑性变形甚至压陷的破坏现象。压缩是杆件沿轴线方向缩短，是整个杆件的变形。 3、     τ 切应力   G剪切弹性模量，一般为80GPa是矩形直角的微小变量，称为切应变或角应变。zIMyKy==σ四、是说明圆周扭转的变形特点，画出变形时横截面（实心圆轴）上的应力分布示意图，写出圆轴扭转时横截面上各点的切应力公式，并说明各个符号的意义。答：1、转轴扭转的变形特点是：杆的各横截面绕轴线发生相对转动。 2、        3                表示圆轴扭转时横截面上距圆心处的切应力（MPa）             Mn   表示横截面上的扭矩（N·mm）              IP表示横截面的截面二次极矩（mm4）表示横截面上任一点距圆心的距离（mm）五、是说明圆周扭转的变形特点，画出变形时横截面（空心圆轴）上的应力分布示意图，写出圆轴扭转时横截面上各点的切应力公式，并说明各个符号的意义。答：1、转轴扭转的变形特点是：杆的各横截面绕轴线发生相对转动。 2、        3 表示圆轴扭转时横截面上距圆心处的切应力（MPa）                           Mn   表示横截面上的扭矩（N·mm）              IP表示横截面的截面二次极矩（mm4）表示横截面上任一点距圆心的距离（mm）六、试说明杆件轴向拉伸（压缩）时的受力特点与变形特点；写出拉伸（压缩）胡克定律的表达式，并说明各个符号的意义；讨论提高杆件抗拉（压）能力可采用的措施。答：1、杆件轴向拉伸（压缩）时的受力特点：作用于杆件上的外力（或外力合体）的作用线与杆件的轴线重合；变形特点：杆件沿轴向方向伸长或缩短。2、Δl杆件长度的伸长（缩短）量，称为纵向绝对变形FN横截面上的内力（轴力）A横截面面积E材料弹性模量l杆件元长度σ横截面上正应力ε纵向线应变E材料弹性模量3、a.增大横截面积b.选择合适的材料,杆件受拉时使用塑性材料，例如低碳钢，杆件受压时使用脆性材料，例如铸铁。七、试分别写出拉伸（压缩）胡克定律和剪切胡克定律的表达式，并说明各个符号的意义。答：1、拉伸（压缩）Δl杆件长度的伸长（缩短）量，称为纵向绝对变形FN横截面上的内力（轴力）A横截面面积E材料弹性模量l杆件元长度σ横截面上正应力ε纵向线应变E材料弹性模量2、剪切     τ 切应力   G剪切弹性模量，一般为80GPa是矩形直角的微小变量，称为切应变或角应变。八、什么叫压杆的稳定性？试写出细长压杆临界载荷的欧拉公式，并说明各个符号的意义。答：1、压杆保持其原有平衡状态的能力称为压杆稳定性。2、Fcr压杆临界载荷E材料弹性模量I压杆截面的轴惯性矩l压杆长度μ长度系数μl计算长度