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应用力学复习题及答案
中南大学现代远程教育课程考试(专科)复习题及参考答案
应用力学
一、判断题:
1.物体平衡就是指物体相对于地球处于静止状态。
()
2.在力的作用下,若物体内部任意两点间的距离始终保持不变,则称之为刚体。
()
3.约束反力的方向总是与物体运动的方向相反。
()
4.二力杆一定是直杆。
()
5.合力的大小一定大于每一个分力。
()
6.当力与某一轴平行时,在该轴上投影的绝对值等于力的大小。
()
7.力对点之矩与矩心位置有关,而力偶矩则与矩心位置无关。
()
8.力偶对物体只产生转动效应,不产生移动效应。
()
9.平面力系的二矩式方程和三矩式方程都是平面力系平衡的充要条件。
()
10.应用平面力系的二矩式方程解平衡问题时,两矩心位置均可任意选择,无任何限制。
()
11.应用平面力系的三矩式方程解平衡问题时,三矩心位置均可任意选择,无任何限制。
()
12.当物体系统平衡时,系统中的任一物体也必然处于平衡状态。
()
13.仅靠静力学平衡方程,无法求得静不定问题中的全部未知量。
()
14.摩擦力的方向不能随意假设,它只能与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
()
15.静摩擦力的大小可随主动力的变化而在一定范围内变化。
()
16.摩擦在任何情况下都是有害的。
()
17.全反力与接触面公法线间的夹角称为摩擦角。
()
18.物体放在不光滑的支承面上,就一定受摩擦力作用。
()
19.空间的一个力F,在x轴上的投影等于零,则此力的作用线必与x轴垂直。
()
20.在分析杆件变形时,力的平移定理仍然适用。
()
21.只要杆件受一对等值、反向、共线的外力作用,其变形就是轴向拉伸(或压缩)变形。
()
22.两根材料不同的等截面直杆,受相同的轴力作用,其长度和截面也相同,则这两根杆横截面上的应力是相等的。
()
23.无论杆件产生多大的变形,胡克定律都成立。
()
24.塑性材料的极限应力是指屈服极限。
()
25.塑性材料的极限应力是指强度极限。
()
26.剪切强度条件中的剪应力,实际上是剪切面上的平均剪应力。
()
27.只要圆截面杆的两端受到一对等值、反向的力偶作用,杆件就将发生扭转变形。
()
28.在截面面积相等的情况下,空心圆轴比实心圆轴的强度大、刚性好。
()
29.若在一段梁上没有载荷,则该段梁上的剪力图为水平直线。
()
30.若在一段梁上作用着均布载荷,则该段梁的弯矩图为二次抛物线。
()
31.若在一段梁上作用着均布载荷,则该段梁的弯矩图为倾斜直线。
()
32.在集中力所在截面上,剪力图上将出现突变,且变化量等于该集中力的大小。
()
33.在集中力偶所在截面上,剪力图上将出现突变。
()
34.在集中力所在截面上,弯矩图上将出现转折。
()
35.在集中力偶所在截面上,弯矩图上将出现突变,且变化量等于该集中力偶的矩。
()
36.弯曲正应力在横截面上是均匀分布的。
()
37.弯曲正应力的最大值出现在距中性轴最远处。
()
38.从弯曲正应力强度考虑,在矩形、圆形及工字形截面中,以工字形截面最为合理。
()
39.纯弯曲的梁,横截面上只有剪力,没有弯矩。
()
40.构件只要具有足够的强度,就可以安全、可靠的工作。
()
41.压杆的承载能力随其柔度的增大而减小。
()
42.在交变应力作用下,构件破坏时的最大应力低于静应力下的强度极限。
()
43.力偶可以用一个力等效代替。
()
44.在进行挤压强度计算时,挤压计算面积均按实际接触面积计算。
()
二、填空题:
1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。
2.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为。
3.柔索的约束反力沿离开物体。
4.光滑接触面约束的约束反力沿指向物体。
5.固定端约束不仅能限制物体的移动,还能限制物体的。
6.只受两个力作用而处于平衡状态的构件,称为”
7.合力在任一坐标轴上的投影等于在同一轴上投影的代数和。
8.力对点之矩为零的条件是力的作用线。
9.力偶对其作用面内任一点之矩都等于。
10.在计算力对点之矩时,若力臂不易直接求得,可应用定理求解。
11.平面任意力系向一点简化的结果有三种情形,即合力、或。
12.平面任意力系平衡方程的三矩式,只有满足三个矩心的条件时,才能成为力系平衡的充要条件。
13.在列力矩方程求解未知量时,应将矩心取在点,以减少方程中的未知量。
14、全反力与接触面公法线间所能形成的最大夹角称为。
15.摩擦角与静摩擦因数的关系为。
16.摩擦力的方向总是与物体相对运动方向或的方向相反。
17.静摩擦力的大小应由确定。
18.力对轴之矩为零的条件是。
19.构件抵抗的能力称为强度,抵抗的能力称为刚度。
20.确定内力的基本方法是。
21.胡克定律在σ≤时才成立。
22.塑性材料的极限应力为,脆性材料的极限应力为。
23.材料的塑性指标有和。
24.在进行挤压强度计算时,若挤压面为半圆柱面,应以作为挤压计算面积。
25.圆轴扭转时,横截面上只有应力,没有应力。
26.圆轴扭转时,横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。
27.梁的常见形式有简支梁、和。
28.梁的中性层与横截面的交线称为。
”
29.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为,弯矩图为。
30.度量梁的变形的基本量是和。
31.偏心压缩为与的组合变形。
32.临界应力的欧拉公式只适用于杆。
33.构件在交变应力作用下发生破坏时,其断口明显地分为两个区域,即区和区。
34.影响构件疲劳极限的主要因素有、和。
三、作图题:
(a)(b)
1.作出下列杆件的轴力图。
(a)(b)
2.作出下列圆轴的扭矩图。
(a)(b)
(b)(d)
(e)(f)
3.作出下列各梁的剪力图和弯矩图。
四、计算题:
1.起重机(不含平衡锤)重量为P=500kN,其重心在离右轨1.5m处,如图所示。
若起重量为P1=250kN,突臂伸出离右轨10m,跑车本身重量略去不计,欲使跑车满载或空载时起重机均不致翻倒,求平衡锤的最小重量P2及平衡锤到左轨的最大距离x。
2.起重构架如图所示,载荷P=10kN,A处为固定端,B、C、D处均为铰链。
试求杆BD及A、C处的约束反力。
3.组合梁由AC和CD两段铰接构成,起重机放在梁上,如图所示。
已知起重机重P1=50kN,重心在铅直线EC上,起重载荷P2=10kN。
如不计梁重,求支座A、B、和D三处的约束反力。
4.图示为一连续梁,已知q、a及θ,不计梁的自重,求A、B、C三处的约束反力。
5.水平梁AB由铰链A和杆BC所支持,如图所示。
在梁上D处用销子安装半径为r=0.1m的滑轮。
有一跨过滑轮的绳子,其一端水平地系于墙上,另一端悬挂有重P=1800N的重物,如AD=0.2m,BD=0.4m,ϕ=45º,且不计当梁、杆、滑轮和绳的重量,求铰链A和杆BC对梁的约束反力。
6.图示为凸轮机构,已知推杆(不计自重)与滑道间的摩擦因数为fs,滑道宽度为b。
设凸轮与推杆接触处的摩擦忽略不计,问a为多大,推杆才不致被卡住。
7.攀登电线杆的脚套钩如图所示。
设电线杆直径d=300mm,A、B间的铅直距离b=100mm。
若套钩与电线杆之间摩擦因数fs=0.5,求工人操作时,为了安全,站立处距电线杆轴线间的最小距离l。
8.两块厚度为10mm的钢板,用直径为17mm的铆钉搭接在一起,如图所示。
已知钢板拉力FP=60kN,铆钉的[]=40MPa,[c]=280MPa,试确定所需的铆钉数(假设每个铆钉的受力相等)。
9.宽度b=0.1mm的两矩形木杆互相联接如图所示,若载荷FP=50kN,木杆的许用切应力[]=1.5MPa,许用挤压应力[c]=12MPa,,试求a和δ的大小。
10.一传动轴的受力如图所示,已知材料的许用切应力[]=40MPa,许用单位长度扭转角[θ]=0.5°/m,材料的切变模量G=80GPa,试设计该轴的直径。
11.轴AB如图所示,转速n=120r/min,由传动带带动,输入的功率P1=40kW,由齿轮和联轴器输出的功率相等,为P2=P3=20kW。
设d1=100mm,d2=80mm,[]=20MPa,试校核该轴的扭转强度。
12.实心圆轴和空心圆轴通过牙嵌式离合器联接,如图所示。
已知轴的转速n=100r/min,传递的功率P=7.5kW,材料的许用切应力[]=40MPa,。
试通过计算确定:
(1)实心圆轴的直径d1;
(2)空心圆轴(α=0.5)的外径D2。
13.图示简支梁为矩形截面,已知b=50mm,h=150mm,FP=16kN。
试求:
(1)截面1-1上D、E、F、H点的正应力;
(2)梁的最大正应力;(3)若将梁的截面翻转90º(图c),则梁内
(a)(b)(c)
的最大正应力成为原来的几倍。
14.剪刀机构如图所示,AB和CD杆的截面均为圆形,材料相同,许用应力[σ]=100MPa。
设FP=200kN,试确定AB与CD杆的直径。
15.⊥型截面铸铁梁的尺寸和载荷如图所示。
如材料的许用拉应力[]+=40MPa,许用压应力[]-=80MPa,截面对z轴的二次轴矩为Iz=10180mm,h1=96.4mm,试计算该梁的许用载荷FP。
16.卷扬机结构尺寸如图所示,已知l=0.8m,R=0.18m,AB轴直径d=0.03m,电动机功率P=2.2kW,轴AB的转速n=150r/min,轴材料的许用应力[]=90MPa,试按第三强度理论校核AB的强度。
17.带轮轴AB作匀速转动,如图所示。
B轮直径D1=800mm,传动带拉力沿铅垂方向;C轮直径D2=400mm,传动带拉力沿水平方向。
已知轴材料的许用应力[]=60MPa,直径d=90mm。
试用第四强度理论校核轴的强度。
参考答案
一、判断题
1.×;2.√;3.×;4.×;5.×;6.√;7.√;8.√;9.×;10.×;11.×;12.√;13.√;14.√;15.√;16.×;17.×;18.×;19.√;20.×;21.×;22.×;23.×;24.√;25.×;26.√;
27.×;28.√;29.√;30.√;31.×;32.√;33.×;34.√;35.√;36.×;37.√;38.√;
39.×;40.×;41.√;42.√;43.×;44.×;
二、填空题
1.刚体;2.平衡;3.柔索中心线;4.接触面公法线;5.转动;6.二力构件(或二力杆);7.力系中各力;8.通过矩心;9.力偶矩;10.合力矩定理;11.合力偶、平衡;12.不在一条直线上;13.两个或多个未知力的汇交点上;14.摩擦角;15.
;16.相对运动趋势;17.平衡条件;18.力与转轴共面(力与转轴平行或相交);19.破坏、变形;20.截面法;21.比例极限σp;22.屈服极限、强度极限;23.断后伸长率、断面收缩率;24.直径投影面;25.切、正;26.正;27.外伸梁、悬臂梁;28.中性轴;29.倾斜直线、二次抛物线;30.挠度、转角;31.压缩、弯曲;32.大柔度;33.光滑、粗糙;34.构件外形、构件尺寸、构件表面质量。
三、作图题
略。
四、计算题
1.P2=333.3kN;x=6.75m。
2.FA=-48.33kN,FB=100kN,FD=8.33kN。
3.FBD=25kN;FA x=0;FAy=10kN;MA=60kNm;FCx=20kN;FCy=25kN。
4.
;
;
;
;
;
。
5.FBC=848.5N;FAx=2400N;FAy=1200N。
6.
。
7.lmin=100mm。
8.n=7。
9.a=333mm,δ=41.7mm。
10.d≥63mm。
11.CD段:
;EC段:
;轴的强度足够。
12.d1≥45mm;D2≥46mm;
13.
(1)σD=34.1MPa(压);σE=18.2MPa(压);σF=0;σH=34.1MPa(拉);
(2)σmax=40.96MPa;(3)3倍。
14.dCD=5.76mm;dAB=23mm。
15.FP≤44.2kN。
16.σr3=79.1MPa<[σ],强度足够。
17.σr4=58.4MPa<[σ],强度足够。
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