工程力學(xué)復(fù)習(xí)題及參考答案

1、2011年課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案工程力學(xué)一、填空題：1 .受力后幾何形狀和尺寸均保持不變的物體稱為 。2 .構(gòu)件抵抗 的能力稱為強(qiáng)度。3 .圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上各點(diǎn)的切應(yīng)力與其到圓心的距離成 比。4 .梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為 。5 .偏心壓縮為 的組合變形。6 .柔索的約束反力沿 離開物體。7 .構(gòu)件保持 的能力稱為穩(wěn)定性。8 .力對(duì)軸之矩在 情況下為零。9 .梁的中性層與橫截面的交線稱為一二10 .圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是 。llOQMPi lOOMPa11 .物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是 。12 .外力解除后可消失的變形，稱為 。13 .力偶對(duì)任意點(diǎn)之矩都

2、 。14 .階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A,彈性*II量為E,則桿中最大正應(yīng)力為。15 .梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有 。16 .光滑接觸面約束的約束力沿 指向物體。17 .外力解除后不能消失的變形，稱為 。18 .平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三個(gè)矩心 的條件時(shí)，才能成為力系平衡的 充要條件。19 .圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在 點(diǎn)處。20 .圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力5，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是 21.物體相對(duì)于地球處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱為 。22.在截面突變的位置存在 集中現(xiàn)象。23.梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在

3、該位置有 26 .只受兩個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱為 。27 .作用力與反作用力的關(guān)系是 。28 .平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果的三種情形是。29 .階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為 2A和A,彈性*II量為E,則截面C的位移為 。30 .若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 。二、計(jì)算題：1 .梁結(jié)構(gòu)尺寸、受力如圖所示，不計(jì)梁重，已知q=10kN/m, M=10kN - m求A、B、C處的約束力。2 .鑄鐵T梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示，C為截面形心。已知Iz=60125000mm, yc=157.5mm,材料許用壓應(yīng)力(rc=160MPa,許用拉應(yīng)力(n

4、=40MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校 核梁的強(qiáng)度。3 .傳動(dòng)軸如圖所示。已知Fr=2KN Ft=5KN M=1KN- m l =600mm 齒輪直徑 D=400mm 軸的b =100MPa。試求：力偶 M的大?。蛔?AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)軸AB的直徑do4 .圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知 I z=4500cm, yi=7.14cm, y2=12.86cm ,材料許用壓應(yīng)力 (T寸=120MPa,許用拉應(yīng)力(rt=35MPa, a=1mi試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件 確定梁截荷P。5 .如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂

5、力E,水平力F2,實(shí)心軸AB的直徑d,長(zhǎng)度1,拐臂的長(zhǎng)度a。試求：作 AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。計(jì)算 AB軸危險(xiǎn)點(diǎn)的第三強(qiáng)度理論相當(dāng)應(yīng)力。6 .圖所示結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkNI, AB桿的直徑 d=40mm長(zhǎng)度1 =1000mm兩端較支。已知材料E=200GPa(T p=200MPa (T s=235MPa a=304MPa b=,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=, (r=140MPa。試校核 AB桿是否安全?？贏7 .鑄鐵梁如圖5,單位為 mm已知Iz=10180cm4,材料許用壓應(yīng)力(rc=160MPa,許用拉應(yīng)力(rt=40MPa, 試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件確定梁截荷8 .圖所

6、示直徑d=100mm勺圓軸受軸向力 F=700kN與力偶M=6kN - m的作用。已知M=200GPa, =,(r=140MPa。試求：作圖示圓軸表面點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點(diǎn)圖示方向的正應(yīng)變。按第四強(qiáng)度理論校核 圓軸強(qiáng)度。9 .圖所示結(jié)構(gòu)中，q=20kN/m,柱的截面為圓形 d=80mm材料為Q235鋼。已知材料 E=200GPa(rp=200MPa (rs=235MPa a=304MPa b=，穩(wěn)定安全系數(shù) nt = , b =140MPa。試校核柱 BC是否安全。10 .如圖所示的平面桁架，在錢鏈H處作用了一個(gè) 20kN的水平力，在錢鏈 D處作用了一個(gè)60kN的垂直力。求A、E處的約束

7、力和FH桿的內(nèi)力。11.圖所示圓截面桿件用，材料的許用應(yīng)力d=80mm長(zhǎng)度(r=40MPa,l =1000mm承受軸向力 F1=30kN,橫向力F2=,外力偶 M=700N - m的作 試求：作桿件內(nèi)力圖。按第三強(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)度。12.圖所示三角桁架由Q235鋼制成,已知 AB AC BC為1m 桿直彳至均為 d=20mm已知材料 E=200GPa(T p=200MPa (T s=235MPa a=304MPa b=,穩(wěn)定安全系數(shù) n*。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個(gè)三角架所能承 受的外載F。13 .槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示，AB=3m, BO1m, z軸為截面形心軸，Iz=X108mmi

8、, q=15kN/m。材料許用壓應(yīng)力(rc=160MPa,許用拉應(yīng)力(rt=80MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度 條件校核梁的強(qiáng)度。HUHIHh ini了 - 400mmJ1=1S3 mtn8 C14 .圖所示平面直角剛架 ABCB水平面xz內(nèi)，AB段為直徑d=20mm勺圓截面桿。在垂直平面內(nèi)Fi=,在水平 面內(nèi)沿z軸方向F2=,材料的(r=140MPa。試求：作 AB段各基本變形的內(nèi)力圖。按第三強(qiáng)度理論校 核剛架AB段強(qiáng)度。15.圖所示由5根圓鋼組成正方形結(jié)構(gòu), 已知材料 E=200GPa (T p=200MPa 核1桿是否安全。(15分)載荷P=50KkN, l=1000m

9、m桿的直徑 d=40mm聯(lián)結(jié)處均為錢鏈。(rs=235MPa a=304MPa b=,穩(wěn)定安全系數(shù) nt = , (r=140MPa。試校16.圖所示為一連續(xù)梁，已知q、e,不計(jì)梁的自重，求 a、b C三處的約束力。17.圖所示直徑為 d的實(shí)心圓軸, 出此軸危險(xiǎn)點(diǎn)相當(dāng)應(yīng)力的表達(dá)式。18.如圖所示，AB=800mm A(=600mm BC=1000mm桿件均為等直圓桿，直徑d=20mm材料為 Q235鋼。已知材料的彈性模量 E=200GPa (rp=200MPa ds=235MPa a=304MPa b=。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù) n=3,試 由CB桿的穩(wěn)定性求這個(gè)三角架所能承受的外載F。一、填空題:

10、參考答案1.剛體 2.破壞 3.正 4.態(tài) 8.力與軸相交或平行9.彈性變形13. 相等14.5不共線p xW （J 22.（細(xì)長(zhǎng)）26. 二力構(gòu)件27.二、計(jì)算題：二次拋物線5.中性軸 11.F/2A 15. 突變平衡 22. 應(yīng)力等值、反向、共線軸向壓縮與彎曲 6.柔索軸線7.原有平衡狀變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運(yùn)動(dòng)效應(yīng)（外效應(yīng)）12.16.接觸面的公法線17.塑性變形18.23.突變 24. J 2 4 2 25.大柔度28.力、力偶、平衡 2 EA 30. 斜直線1 .解：以C時(shí)研究對(duì)象，建立平衡方程Mb(F) 0：10 1 0.5 Fc 2 0Fy 0：Fb Fc 10 1 0解得： Fb

11、 7.5kNFc 2.5kN以AC為研究對(duì)象，建立平衡方程Fy 0： FAy Fc 0Ma(F) 0: MA 10 Fc 2 0解得：FAy 2.5kN Ma 5kN m2 .解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Mb(F) 0:10 2 1 20 3 FD 4 0Fy 0:Fb Fd 10 2 20 0解得： Fb 30kNFd 10kNl<ikinkh20kFi梁的強(qiáng)度校核y1 157.5mmy2 230 157.572.5mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核B截面tmaxM By220 103 72.5 10 3Iz_1260125000 1024.1MPatC截面tmaxMcyi10 103 157.

12、5 10 3Iz60125000 101226.2MPat壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B截面）MB% cmaxI z20 103 157.5103一 一1260125000 1052.4MPac所以梁的強(qiáng)度滿足要求3 .解：以整個(gè)系統(tǒng)為為研究對(duì)象，建立平衡方程Mx(F) 0：Ft(3分)IkN«iiiFAy FBy 1kN解得:M 1kN m求支座約束力，作內(nèi)力圖 由題可得：Fbz 2.5kN由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在 C處r3M2 T232 (My Mz) T2 ?3dM2 M；)T25.1mm5.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖所以梁載荷P 22.1kNMa(F)0： FD

13、y 2 2P 1 P 3 0解得:52Fy0：y 2P P 0FAy2梁的強(qiáng)度校核 拉應(yīng)力強(qiáng)度校核 C截面tmaxM c y2nr05Pa yIzt24.5kND截面tmaxMdYiPa yiIzIzt22.1kN壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）cmaxM Dy2 Pa yIzIzcP 42.0kN7.解： 由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在 A處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為M4F2W -d"32Ka)2 (F1)2d36.解：以解得:r316F©d4F232.(F2a)2 (Fl)d2d32)2 4(歲)2dCD干為研究對(duì)象，建立平衡方程MC(F) 0：0.

14、8 Fab 0.650 0.9 0AB桿柔度由于FAB93.75kNl 1 1000100i 40/4p,所以壓桿2 _9200 10200 10699.3工作安全因數(shù)所以AB桿安全AB屬于大柔度桿crA2E d242 200 109100240-10- 248.1kN4Fab93.75248.1 2.65nst8.解：梁的強(qiáng)度校核y1 96.4mmV225096.4 153.6mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核A截面tmaxMaV"TT0.8P yiIzt52.8kNC截面tmaxM cy20.6P yIzIzt44.2kN壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在A截面）cmaxMaY20.8P yIz

15、IzcP 132.6kN所以梁載荷P 44.2kN8 .解：點(diǎn)在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力FnA4 700 1030.1289.1MPa316 6 1030.130.6MPa點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖如下圖:WP的 iMFn3Q 4MFa由應(yīng)力狀態(tài)圖可知x= x=, CT y=0 , T x =x y""2x"2-cos2x sin 24.o 13.95MPa4545o75.15MPa由廣義胡克定律45o-1(強(qiáng)度校核45o45o )1200 109(13.95 0.3 75.15) 1064.2975 10r489.12 3 30.62103.7MPa 所以圓軸強(qiáng)度滿足要求9

16、.解：以梁AD為研究對(duì)象，建立平衡方程Ma(F) 0：Fab 4 20 52.5 0解得:FBC62.5kNBC桿柔度1 4000 20080/4由于p，2 200 109200 10699.3所以壓桿BC屬于大柔度桿2 200 1092002802 1 0 6 248.1kN工作安全因數(shù)248.13.9762.5nst所以柱BC安全10.解：以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象,建立平衡方程Fx 0:Fex20 0Fy 0:FEy 60Ma(F)0:FEy8 20 360 6解得:Fex 20kNFEy52.5kN7.5kN過卞f FH FC BC作截面，取左半部分為研究對(duì)象，建立平衡方程12Mc(F) 0

17、:FAy 4 Fhf - 05解得:Fhf12.5kN11.解：2E d22 200 109解得：F 5.17kN由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在固定端處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為r3Mz 4 30 103 32 1.2 103Wz_20.0820.08329.84MPa16 7000.0836.96MPa4 6.96232.9MPa 所以桿的強(qiáng)度滿足要求12.解：以節(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，由平衡條件可求BC桿柔度l 1 1000200 20/4ip,2 200 109200 10699.3由于所以壓桿BC屬于大柔度桿crA2002202 1 0 6 15.5kNFcr15.5nst3.01

18、3.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Ma(F) 0：FBy 3 15 4 2 0Fy 0：FAy FBy 15 4 0解得：FAy 20kNFBy 40kN梁的強(qiáng)度校核 拉應(yīng)力強(qiáng)度校核D截面MdWtmax " I z40/3 103 183 1038121.73 10 1014.1MPa tB截面tmaxM By27.5 103 400 10 3Iz1.73 108 10 1217.3MPa t壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）tmax14.m d 丫2Iz所以梁的強(qiáng)度滿足要求40/3 103 400 10 38121.73 10 1030.8MPa c由內(nèi)力圖可判斷危險(xiǎn)截面在 A處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為32 , 602 48230.0297.8MPa16