工程力學(xué)期末復(fù)習(xí)題及答案

1、工程力學(xué)期末復(fù)習(xí)題1選擇題：(1)下面哪一選項(xiàng)是材料的剛度指標(biāo)？AA彈性模量 E；B屈服極限 s；C強(qiáng)度極限 b；D斷后伸長(zhǎng)率 (延伸率 )(2)下面哪一選項(xiàng)是材料的塑性指標(biāo)？DA彈性模量 E；B屈服極限 s；C強(qiáng)度極限 b；D斷后伸長(zhǎng)率 (延伸率 )(3) 在鑄鐵壓縮試驗(yàn)中， 破壞后的鑄鐵試樣斷口平滑呈韌性， 與軸線近似成 45 破壞前，該斷口所在斜截面的應(yīng)力有何特點(diǎn)？ CA 拉應(yīng)力最大；B拉應(yīng)力最??；C 剪應(yīng)力最大；D剪應(yīng)力最小。(4) 在鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)中，鑄鐵斷口的形態(tài)是什么樣的？ DA 斷口平齊、與軸線垂直；B斷口平齊、與軸線近似成45 ；C 斷口呈螺旋面、與軸線垂直；D斷口呈螺旋面、與

2、軸線近似成45 (5) 根據(jù)鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞斷口可以推斷，鑄鐵的扭轉(zhuǎn)破壞和什么因素有很大的 關(guān)系？AA 最大拉應(yīng)力；B 最小拉應(yīng)力；C 最大剪應(yīng)力；D 最小剪應(yīng)力。(6) 電阻應(yīng)變片(簡(jiǎn)稱電阻片或應(yīng)變片)應(yīng)用廣泛，它是利用什么原理實(shí)現(xiàn)電測(cè)的？CA 壓電；B 光的衍射；C 金屬絲的電阻隨機(jī)械變形而發(fā)生變化；D 當(dāng)軸向壓力達(dá)到某一臨界值時(shí)，壓桿失穩(wěn)。(7) 沖擊韌性的物理意義是 A。A 試樣斷裂過程中斷面單位面積吸收的能量；B 試樣斷裂過程中斷面吸收的能量；C 試樣在沖擊過程中受到的最大沖擊力；D 試樣在沖擊過程中產(chǎn)生的最大變形。(8) 矩形截面梁在截面 B 處沿鉛垂對(duì)稱軸和水平對(duì)稱軸方向上分別作

3、用有FP ，如圖所示。關(guān)于最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力發(fā)生在危險(xiǎn)截面A的哪些點(diǎn)上，有 4 種答案，請(qǐng)判斷Am ax發(fā)生在a 點(diǎn)，max發(fā)生在b 點(diǎn)；Bmax發(fā)生在c 點(diǎn)，max發(fā)生在d 點(diǎn)；Cmax發(fā)生在b 點(diǎn)，max發(fā)生在a 點(diǎn)；Dmax發(fā)生在d 點(diǎn)，max發(fā)生在b 點(diǎn)。(9) 構(gòu)件中危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示構(gòu)件為鋼制： x =45MPa， y=135MPa， z=0，D是正確的。說法xy =0，許用應(yīng)力 =160MPa。則下面關(guān)于構(gòu)件強(qiáng)度的 中正確的是 C。A 選用第一強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求；B 選用第一強(qiáng)度理論，構(gòu)件不滿足強(qiáng)度要求；C 選用第三強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求；D 選用第三強(qiáng)度理

4、論，構(gòu)件滿不足強(qiáng)度要求。(10) 構(gòu)件中危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。 構(gòu)件材料為鑄鐵： x=20MPa， y =-25MPa，z =40MPa， xy =0，許用應(yīng)力 =30MPa。則下面關(guān)于構(gòu)件強(qiáng)度的說法中正確的是B。A 選用第一強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求；B 選用第一強(qiáng)度理論，構(gòu)件不滿足強(qiáng)度要求；C 選用第三強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求；D 選用第三強(qiáng)度理論，構(gòu)件滿不足強(qiáng)度要求(11) 壓桿的臨界載荷是 B。A 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的最小軸向壓力；B 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的最大軸向壓力； C 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的平均軸向壓力； D 使壓桿保持穩(wěn)定的曲線平衡構(gòu)形的最大軸

5、向壓力。A。(12) 下面關(guān)于壓桿約束強(qiáng)弱對(duì)其穩(wěn)定性影響的說法中，正確的是壓桿約束愈強(qiáng)，壓桿的臨界載荷FPcr 愈高，其穩(wěn)定性愈好；壓桿約束愈強(qiáng)，壓桿的臨界載荷FPcr 愈低，其穩(wěn)定性愈好；壓桿約束愈強(qiáng)，壓桿的臨界載荷FPcr 愈高，其穩(wěn)定性愈差；壓桿約束愈強(qiáng)，壓桿的臨界載荷FPcr 愈低，其穩(wěn)定性愈差。細(xì)長(zhǎng)計(jì)算。(13) 如圖所示，一端固定、另一端由彈簧側(cè)向支撐的壓桿的臨界載荷，可采用歐拉公式 FPcr 2EI / l 2 該壓桿的長(zhǎng)度系數(shù) 的取值范圍為 C。A 0.5 ；B 0.50.7 ；C 0.72.0 ；D 2.0 。(14) 沖擊動(dòng)荷系數(shù)是 A。A 構(gòu)件承受的沖擊載荷和相應(yīng)靜載荷之

6、比；B 構(gòu)件承受的相應(yīng)靜載荷和沖擊載荷之比；C 構(gòu)件承受的相應(yīng)靜應(yīng)力和沖擊應(yīng)力之比；D 構(gòu)件承受的相應(yīng)靜位移和沖擊位移之比。(15) 構(gòu)件在突加載荷作用下引起的應(yīng)力和位移是相應(yīng)靜載荷作用下的B。A 一倍； B 二倍； C 三倍； D 三分之一。(16) 將重物突然放到結(jié)構(gòu)上和將重物緩慢放到結(jié)構(gòu)上， 下面關(guān)于這兩種情形下結(jié) 構(gòu)產(chǎn)生的最大變形的說法中， A 是正確的。A 前者產(chǎn)生的最大變形大；B 后者產(chǎn)生的最大變形大；C 二者產(chǎn)生的最大變形相同；D 有可能前者產(chǎn)生的最大變形大，也有可能后者產(chǎn)生的最大變形大。(17) 下面關(guān)于疲勞失效的說法中，不正確的是： A。A 疲勞失效時(shí)的名義應(yīng)力值高于材料在靜

7、載荷作用下的強(qiáng)度極限；B 構(gòu)件在疲勞失效前需要經(jīng)過一定數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)；C 構(gòu)件在疲勞失效前沒有明顯的塑性變形， 即使塑性很好的材料也會(huì)呈現(xiàn)脆性斷裂；D 構(gòu)件疲勞失效時(shí)， 同一疲勞破壞斷口， 一般都有明顯的光滑區(qū)域和顆粒狀區(qū)域(18) 構(gòu)件的疲勞破壞是 B 的結(jié)果。A 構(gòu)件材料性質(zhì)變化； B 構(gòu)件中裂紋的形成和逐漸擴(kuò)展；C 構(gòu)件中最大拉應(yīng)力的作用； D 構(gòu)件中最大剪應(yīng)力的作用。(19) 影響實(shí)際構(gòu)件疲勞壽命的三個(gè)主要因素為 D。A 溫度、壓力、體積；B位移、速度、加速度；C 材料、質(zhì)量、密度；D應(yīng)力集中、零件尺寸、表面加工質(zhì)量。(20) 持久極限是 D。A 經(jīng)過有限多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時(shí)的平

8、均應(yīng)力值；B 經(jīng)過無窮多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時(shí)的平均應(yīng)力值；C 經(jīng)過有限多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時(shí)的最大應(yīng)力值；D 經(jīng)過無窮多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生破壞時(shí)的最大應(yīng)力值。2 一活動(dòng)梯子放在光滑的水平地面上， 梯子由 AC與 BC兩部分組成， 每部分的重 量均為 150N，重心在桿子的中點(diǎn)， AC與 BC兩部分用鉸鏈 C 和繩子 EF相連接。 今有一重量為 600N的人，站在梯子的 D處，試求繩子 EF的拉力和 A、B 兩處 的約束力。題2圖3 磚夾的寬度為 250mm，桿件 AGB和 GCED在 G 點(diǎn)鉸接。已知：磚的重量為 W；提 磚的合力為 FP，作用在磚夾的對(duì)稱中心線上；尺寸如圖所示；磚夾與

9、磚之間的 靜摩擦因數(shù) f s=0.5 。試確定能將磚夾起的 d值(d是 G點(diǎn)到磚塊上所受正壓力作用線的距離 )題3圖4 試求圖示靜定梁在 A、 B、 C三處的全部約束力。已知 d 和 qdddBdqq題4圖試畫出圖示 （ 圖中各數(shù)單位為 kN）桿件的軸力圖。題5圖一端固定另一端自由的圓軸承受4 個(gè)外力偶作用， 如圖所示。 各力偶的力偶矩?cái)?shù)值（ 單位為 kN m）均示于圖中試畫出圓軸的扭矩圖。題6圖試畫出圖示梁的剪力圖、彎矩圖。qA C qa qaqa題7圖8 試畫出圖示梁的剪力圖、彎矩圖題8圖9 圖示結(jié)構(gòu)中 BC和 AC都是圓截面直桿，直徑均為 d 20mm，材料都是 Q235鋼， 其許用應(yīng)力

10、 157MPa。試求該結(jié)構(gòu)的許用載荷。題9圖若 已知 M e1 1765N m ，10 變截面軸受力如圖所 示，圖中尺寸單位 為 mmM e2 1171N m ，材料的切變模量 G 80.4GPa ，求：11 (1) 軸內(nèi)最大剪應(yīng)力，并指出其作用位置；12 (2) 軸內(nèi)最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角 max。題 10 圖13 懸臂梁受力及截面尺寸如圖所示。圖中未標(biāo)示的尺寸單位為mm。求梁的 1 1截面上 A、B 兩點(diǎn)的正應(yīng)力。題 11 圖14 圖示外伸梁承受集中載荷 FP作用，尺寸如圖所示。已知FP =20kN，許用應(yīng)力=200MPa，所使用的工字鋼的型號(hào)是 14，試校核梁的強(qiáng)度。No.14FPB1m題 12

11、 圖附表：（部分）15 圖示外伸梁承受集中載荷 FP作用，尺寸如圖所示。已知 FP =20kN，許用應(yīng)力=160MPa，試選擇所用工字鋼的型號(hào)FPC題 13 圖附表：（部分）16 圖示之 AB為簡(jiǎn)支梁，當(dāng)載荷 FP 直接作用在梁的跨度中點(diǎn)時(shí)，梁內(nèi)最大彎曲正應(yīng)力超過許用應(yīng)力 30。為減小 AB 梁內(nèi)的最大正應(yīng)力，在 AB 梁配置一輔助梁 CD，CD也可以看作是簡(jiǎn)支梁。試求輔助梁的長(zhǎng)度a 。題 14 圖17 圖中 q、l、 EI等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面B的撓度和轉(zhuǎn)角題 15 圖已知：(b)AEI lwl qAEI l(a)wBBMlEIql36EI18 圖中 P、q、l、EI 等為已知試

12、用疊加法求圖示梁中截面EI已知：(a)EI題 16 圖Pl22EIMl2 wB 2EIwB 8qEl 4I B 8EIB的撓度和轉(zhuǎn)角wBPl3EIlw(b)Bw19 試求圖示梁的 A、 B端約束力題 17 圖已知：qlwBql6EI8EIP(a)AEIwlM(b)AEI lBwPl2Pl 3BwBB 2EIB 3EIB MlMl2 wBBB EIB 2EI20 矩形截面懸臂梁受力如圖所示， 其中力FP 的作用線通過截面形心。 已知 FP 、b、h、l 和 。(1) 試求圖中虛線所示截面上點(diǎn) a處的正應(yīng)力。 (2) 當(dāng) 為何值時(shí)， 點(diǎn) a 處正應(yīng)力為零。題 18 圖21 煤氣罐所用材料的屈服應(yīng)力

13、為s =170MPa，若煤氣罐的外徑為 D =32cm，壁厚為=0.28cm，試用第三強(qiáng)度理論計(jì)算煤氣罐不發(fā)生屈服所能承受的最大內(nèi)壓p題 19 圖工程力學(xué)期末復(fù)習(xí)題答案1答：2(1) A(2) D(3) C(4) D(5) A3(6) C(7) A(8) D(9) C(10) B4(11) B(12) A(13) C(14) A(15) B5(16) A(17) A(18) B(19) D(20) D6答：(1) 以整體為研究對(duì)象，作受力圖如右上。(2) 以 BC為研究對(duì)象，作受力圖如右下。7 答：磚被夾起時(shí)磚夾和磚能保持平衡。(1) 以整體為研究對(duì)象，作受力圖如右上。Fy 0 FP W 0(

14、2) 以磚為研究對(duì)象，作受力圖如右中。M D F 0 FA 250 W 125 0 (b)FA fsFNA(3) 以磚夾 AGB部分為研究對(duì)象，作受力圖M G F 0 FP 95 FA 30 FNAd 0 (d)將式 (a) 、(b) 、(c) 、(d) 聯(lián)立，可得8 答：(1) 先分析 BC桿，作受力圖(2) 分析 AB 桿，作受力圖M A F 0 M A qd 3d /2 FBy 2d 0M9 答：3010FN /kN2010 答：11 答：12 答：13 答：(1)xql2qlC l受力分析，確定各桿的軸力研究銷子 C，由平衡方程Fx 0， FNAC sin45 FNBC sin30 0

15、Fy 0， FNAC cos45FNBC cos30FP 0 ，得 FNAC 0.518FP ， FNBC 0.732FP(2) 求該結(jié)構(gòu)的許用載荷保證 AC桿強(qiáng)度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為0.518 FPAAC ，F(xiàn)PA0.518保證 BC桿強(qiáng)度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為0.732 FPABC ，F(xiàn)PAP 0.7326 2 6A 175 106202 10 6取較小的 FP A4N 75.106kNP 0.7320.73214 答：(1) 作扭矩圖Mx / N m OAB段：BC段：maxABMWPx11 16dM13x1x116 2936703 10 9a 43.595MPamax BC MWP2x2

16、16Mx2d216 1171503 10 9Pa 47.711MPa可見， max max BC 47.711MPa(3) 求軸內(nèi)最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角 軸內(nèi)最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角為 AC兩截面相對(duì)扭轉(zhuǎn)角，為15 答：(1) 確定梁的 11 截面上的彎矩?cái)?shù)值 應(yīng)用截面法可得(2) 計(jì)算慣性矩(3) 求梁的 11 截面上 A、 B兩點(diǎn)的正應(yīng)力A 點(diǎn)：AM11yA1300 55 5103 Pa 2.542MPa（拉）I z2.8125 10 5B點(diǎn)：B M11yB1300 35 1503 Pa 1.618MPa（壓）I z 2.8125 10 516 答：(1) 先求約束反力(2) 作彎矩圖FPB4m 1mBFB

17、y4mB1mCCFPNo.14FAAy(3) 強(qiáng)度分析危險(xiǎn)截面在 B 處， Mmax 20kN m ，查表得 No.14 工字鋼的彎曲截面模量Wz 102 10 6m3 ，得安全(部分)17 答：(1) 先求約束反力(2) 作彎矩圖CFP(3) 強(qiáng)度分析危險(xiǎn)截面在 B處， Mmax 20kN m ，由強(qiáng)度條件 max M max 得 Wz查表知應(yīng)選擇 No.16 工字鋼(部分)18 答： 分別作出 AB 梁在沒有和配置輔助梁 CD情況下的彎矩圖如下，可見兩種情況 下的最大彎矩?cái)?shù)值分別是 1.5FP和 0.5FP 3 0.5a ，由梁內(nèi)最大彎曲正應(yīng)力公式 max M z 可知，最大彎曲正應(yīng)力與最

18、大彎矩成正比，有Wz得 a 1.385m1.5F122ql2lEI22lEIl22OMz0.5FP 3 0.5awB1 2 1ql l22EI122ql22EIql34EIB 2l3ql416EI3B ql 3B 6EIwB 8qEl Iq22112qll33 ql ql 4EI 6EIql312EI20 答：21 答：EIwB3ql 4EIll2PBllq EI(1) 靜定基PBql416EI 8EIql416EIwBwBPl2EIPl33EIq 2l6EI3ql348EI8EIB 2 384EIql3Pl 2B 48EI 2EI437ql4 Pl 3 wBB 384EI 3EIM0lEI l22EIll22BBlBRM02lEIBlRB2wB233M0l2 R