工程力学习题答案

第1页共6页站名姓名学号一、选择题(将正确答案的序号填在题后的括号内)1.某简支梁AB受载荷如图1所示，现分别用FA、FB表示支座A、B处的约束反力，则它们的关系为(C)。A.FAFBB.FAFBC.FA=FBD.无法比较图1图22.在图2所示轮子受力图中，轮子半径为r，M1=Fr，M2=3Fr，则（A）。A.图A所示轮处于平衡状态B.图B所示轮处于平衡状态C.两轮都处于平衡状态D.两轮都不平衡3.平面任意力系独立的平衡方程个数是（C）。A.1个B.2个C.3个D.以上都不正确4.平面汇交力系如图3所示，已知F1=F2=F3=2kN，则该力系合力FR的大小为（C）。A．4kNB．2（2+1）kNC．2（2-1）kND．2kN图3图45.如图4所示，已知物体重W=40kN，拉力P=20kN，物体与地面间的静摩擦系数fs=0.5，动摩擦系数，f=0.4，则物体所受摩擦力的大小为（D）。A．17.3kNB．20kNC.15kND．12kN6.胡克定律应用的条件是(C)。A.只适用于塑性材料B.只适用于轴向拉伸C.应力不超过比例极限D.应力不超过屈服极限第2页共6页7.塑性材料的名义流动极限（或屈服极限）σ0.2中的0.2指的是（A）。A．塑性应变；B．弹性应变；C．断面收缩率；D．弹性应变+塑性应变。8.梁弯曲时正应力公式σ=My/I可用于非纯弯曲情况的条件是（B）。A．梁长大于梁高的2倍；B．梁长大于梁高的5倍；C．梁高大于梁长的2倍；D．梁高大于梁长的5倍9.图5所示受轴向荷载作用的等截面直杆ABC，EA为常数，杆件的轴向总变形Δl为（C）A．EAPlB．EAPl2C．EAPl3D．EAPl4图510.圆轴扭转剪应力C。A、与扭矩和极惯性矩都成正比。B、与扭矩成反比，与极惯性矩成正比。C、与扭矩成正比，与极惯性矩成反比。D、与扭矩和极惯性矩都成反比。二、填空题1.物体的平衡是指物体相对于地面_____保持静止_____或作__匀速直线______运动的状态。2.图6所示AB杆自重不计，在五个力作用下处于平衡状态。则作用于B点的四个力的合力FR=F，方向沿AB。图6图73.图7所示材料不同的两物块A和B叠放在水平面上，已知物块A重0.5kN，物块B重0.2kN，物块A、B间的摩擦系数fs1=0.25，物块B与地面间的摩擦系数fs2=0.2，则拉动B物块所需要的力P的最小值为0.14。4.物体处于平衡时，其上的摩擦力的大小由平衡方程确定。5.材料力学的基本假设有连续性，均匀性，各项同性，小变形。6.标矩为100mm的标准试件，直径l0mm，拉断后测得伸长后的标距为123mm，颈缩处的最小直径为6.4mm，则该材料的延伸率δ=___23％______，面积收缩率Φ=59，04％。第3页共6页7.图8所示杆件截面抗拉压刚度为EA，在四个相等的力P作用下，杆件的总变形为－2PL／EA，BC段的变形为0。图8图98．图9所示大型平板车的挂钩部分以插销相连。已知插销直径为d，材料的剪切许用应力为τ，则最大牵引力P为∏dd∟／2。9．图10所示构件，插销穿过水平放置的平板上的圆孔，在其下端受有拉力P。则插销的剪切面积等于∏dh，挤压面积分别等于∏〔DD-dd〕／4图1010.一传动轴转速n=300r/min,所传递的功率为N=500kW，则外力偶矩为15.92kg.m。三、作图题1．作用于杆上的载荷如下图所示，作轴力图。第4页共6页2.作用于轴上的外力偶矩如下图所示，作扭矩图。3.作剪力图及弯矩图。已知图（a）中，F=25.3kN；图（b）中，q=100kN/m。（a）（b）四、计算题1.一构件如下图所示。已知F和a。试求两固定铰支座A、B和铰链C的约束力。解1）取BEC为研究对象，画出受力图。第5页共6页四个未知力，不可解；但由三个未知力汇交于一点，可先求出FBx和FCx，即∑MC＝0，FBx2a-Fa＝0FBx＝F/2（→）∑Fx＝0，F'Cx-F+FBx＝0F'Cx＝F-FBx＝F-F/2＝F/2∑Fy＝0，FBy-F'Cy＝0FBy＝F'Cy(*)F'CxF'CyFByBCFE第6页共6页取构件ACD为研究对象，画出受力图。∑MA＝0，FCya+FCx2a-F12a＝0FCy＝2F1-2FCx＝4F-2F'Cx＝3F∑Fy＝0，FAy+FCy-F1＝0FAy＝F1-FCy＝2F-3F=-F（↓）∑Fx＝0，FAx-FCx＝0FAx＝FCx＝F'Cx＝F/2（→由式（*）FBy＝F'Cy＝FCy＝3F（↑）FCxFCyFAxFAyF1ACD第7页共6页2.下图所示结构，AB为刚体，①杆和②杆为弹性体。已知两杆的材料相同[]1＝[]2＝[]=160MPa，面积为A1=400mm2，A2=300mm2，试确定该结构的许用载荷。解:（1）由平衡条件确定各杆的轴力：2）由杆①的强度条件确定结构的许用载荷（3）由杆②的强度条件确定结构的许用载荷为使结构安全可靠，应取二者的较小值作为结构的许用载荷，即[F]=96000N=96kN。3.下图示铆接接头，承受轴向力F的作用，已知F=1.2kN，铆钉直径d=4mm，板厚t=2mm，板宽b=14mm，铆钉许用剪应力[τ]=100MPa，许用挤压应力[σbs]=300MPa，板的许用拉应力[σ]=100MPa，试校核连接件的强度。(度分析:铆FFFF31322N1N，得代入1N11N1,][FAFN96000101601040023][23661AFN14400010160103003][3,][6622N22N2AFFAF，得代入第8页共6页解1)剪切强钉的名义剪应力为(2)挤压强度分析:名义挤压应力为(3)拉伸强度分析:危险截面上的拉应力为根据以上分析，该接头符合强度要求。4.某汽车的主传动轴是用40号钢的电焊钢管制成，钢管外径D=76mm，壁厚=2.5mm，轴传递的转矩M=1.98kN·m，材料的许用切应力[]=100MPa,剪切弹性模量G=80GPa，轴的许用扭角[]=2/m.试校核轴的强度和刚度。解：轴的扭矩等于轴传递的转矩轴的内、外径之比][MPa5.95414.34102.14/232QdFAF][MPa15024102.1bs3bsbsbsdtFAF][MPa602)414(102.1)(3NtdbFAFmkN98.1nMM.20934dDDD().4454pπ178310mm32DI34ppmm1006.22/DIW第9页共6页由强度条件：由刚度条件:因此,该轴满足强度要求.5.矩形(bh=0.12m0.18m）截面木梁如下图，[]=7MPa，[]=0.9MPa，试校核梁的正应力强度及梁的剪应力强度。][MPa1.96Pa101.9610106.02108.9169-43pmaxnmaxWM][m/1.8118010103.871080108.9118021-593pmaxnmaxGIM