工程力学.docx
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工程力学.docx
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工程力学
《工程力学》复习题
一、单项选择题:
(本大题共12小题)
解题要求:
根据工程力学得基本概念与理论,从每小题得四个备选答案中选出唯一正确得答案,然后将正确答案得字母填写在相应小题预留得括号内。
1、以下哪一个说法正确地表达了“三力平衡共面汇交定理”得含义、答( C)
(A)若三个不为零得力共面且汇交,这三个力必然平衡、
(B)若三个不为零得力平衡且共面,这三个力必然汇交。
(C)若三个不为零得力平衡且汇交,这三个力必然共面。
(D)若三个不为零得力平衡,这三个力必然共面且汇交。
2、平面任意力系平衡得三力矩式方程中,对三个矩心(A、B、C三点)得选取要求就是这三个矩心( A )、
(A)不能共(直)线。
(B)可在力系平面内任意选取,没有任何限制。
(C)必须共(直)线、(D)(三矩心)中必须有一点就是投影坐标系得原点。
3、题图(b)所示A、B、C、D四种不同得受力结构中,均有一根类似得AB杆,试判断题图(a)所示AB杆得受力图就是哪一个受力系统中得AB杆。
(注意:
四个结构图中D、C两处均为铰接)答:
( D)。
(A)
(B)
(C)
(D)
(a)受力图
(b)四种不同结构系统
一、3题图
4、由杆1(AB)、杆2(AC)两根直杆组成得简单桁架如题图(a)所示。
桁架A、B、C三处均为铰接,节点A处有铅垂力F作用、若以两杆为整体研究对象画受力图(不计各杆自重)。
则题图(b)所示A、B、C、D四个图中,正确得受力图就是( D)。
(A) (B)(C) (D)
(a)简单桁架
(b)简单桁架得受力图
一、4题图
5、一个倒“Y”字形刚性平面支架得结构、载荷及支承如图(a)所示,试判断图(b)所示A、B、C、D四个图中该支架得正确得受力图就是(D )。
(A) (B) (C) (D)
(a)支架结构图
(b)倒“Y”字形刚性平面支架受力图
一、5题图
6、若将题图(a)中刚架得受力F从A处移到D处,变为图(b)所示(即:
将F沿其作用线从A滑移到D),这种移动不会改变(D )段得内力情况、
(A)AB段;(B)BC段;
(C)CD段; (D)DE段
(a) (b)
一、6题图
7、用算式确定脆性材料得许用应力得值时,通常就是以脆性材料得(C)作为极限应力(式中得)。
(A)比例极限;(B)屈服极限;(C)强度极限;(D)弹性极限。
8、题图所示图示拉杆得横截面积为A,两端所受拉力为F,则该拉杆在其斜截面上得拉应力与剪应力分别为( B)。
(A);(B);
(C);(D)、
一、8题 图
9、矩形横截面得简支梁AB受力如题图(a)所示,指出题图(b)所示四个图中,哪一个正确地表达了该梁1—1截面上正应力沿高度(y轴)得分布情况。
答:
(C)
(A)
(B)
(C)
(D)
(a)梁得受力简图
(b)应力沿高度(y轴)得分布图
一、9题图
10、直径得为d实心圆轴,当其横截面上有与两个弯矩时、用以下那个公式可正确地计算出该截面上得最大正应力。
答:
用公式(A )。
(A); (B);
(C); (D)。
11、一单元体各截面上得应力如题图所示(各应力数值单位均为MPa),该单元体得
最大剪应力=(D)。
(A)120MPa;(B)60MPa;
(C)100MPa;(D)50MPa;
一、10题 图
12、如题图所示,铸铁试件在扭转实验时得破坏现象就是沿与轴线成45°得螺旋面断裂,造成这种破坏现象得主要原因就是各点在该方向面上分布有(C )。
(A)最大剪应力; (B)最大压应力;
(C)最大拉应力;(D)应力集中;
一、5题图
二、多项选择题:
(本大题共13小题)
解题要求:
根据工程力学得基本概念与理论,从每小题给出得备选答案中选出正确得答案,并将所有正确答案得字母填写在相应得括号内(注:
错选、漏选、多选均不得分)。
。
1、根据汇交力系平衡得必要与充分条件,判断以下几种关于汇交力系平衡得推论中,错误得说法就是(B、C)。
(A)汇交力系中各分力矢量得矢量与为零。
(B)汇交力系中各分力大小得代数与为零。
(C)汇交力系中各分力对汇交点之矩矢量得矢量与为零。
(D)汇交力系中各分力在同一根任意轴上投影得代数等于零、
(E)汇交力系中各分力矢量首尾相接构成得(力)矢量多边形自行封闭、
2、根据力偶得特征可知,以下几个关于力偶系得推论中正确得就是(A、B、D)、
(A)力偶系中各分力矢量首尾相接构成得(力)矢量多边形自行封闭、
(B)力偶系中各分力在任意(同)一根轴上得投影之与等于零。
(C)力偶系中各分力对任意一点之矩矢量得矢量与为零。
(D)力偶系中各分力矢量得矢量与为零。
3、题图所示平面桁架由5根直杆组成,根据零力杆得特征,不需计算,试直接判断并找出该桁架中得零力杆就是(A、C)。
(A)杆1; (B)杆2;
(C)杆3; (D)杆4;(E)杆5
二、3 题 图
4、题图所示平面桁架由9根直杆组成,根据零力杆得特征,不需计算,直接判断并
找出该桁架中得零力杆就是:
(A、E、H)。
(A)杆1;(B)杆2;(C)杆3;
(D)杆4;(E)杆5;(F)杆6;
(G)杆7;(H)杆8; (I)杆9。
二 4 题图
5、若题图所示某桁架得节点A处得F、F1与F2就是平衡力系,则该力系中,F、F1
与F2这三个力得大小之间得正确得关系式就是( B、D )。
(A)F1=Fcos;(B)F=F1cos+F2cos;
(C)F2=Fcos; (D)F1sin=F2sin;
二、5题 图
6、用材料力学理论对工程构件进行强度计算时,下列那几种应力得计算值等于构件受力截面上得平均应力?
答:
(A、E)。
(A)拉压杆件横截面得最大正应力;(B)扭转圆轴横截面得最大剪应力;
(C)弯曲梁横截面得最大正应力;(D)弯曲梁横截面得最大剪应力;
(E)连接件得剪切面得最大名义剪应力、
7、根据题图所示⑴、⑵两种材料得应力——应变()曲线可知,这两种材料强度极限与以及弹性模量与大小关系就是:
( B、D)
(A) ;
(B);
(C);
(D) 。
二、7题图
8、题图所示,两根截面、长度等结构尺寸完全相同得拉杆,所受拉力也相同。
如果
两杆材料不同,则有关两根杆件横截面上得正应力与伸长量得正确说法就是:
两杆得(A、D)、
(A)相同;(B)不同;
(C)相同; (D)不同。
二、8题 图
钢杆
铝杆
9、下列几种不同形状得截面上都存在My与Mz两个弯矩时,公式(式中y、z为各截面得两根形心主轴,Wy与Wz分别为各截面得两个抗弯截面模量。
)只能用于计算(C、D、E )这几个截面上得最大正应力。
(A)“圆”形截面; (B)“椭圆”形截面;(C)“工字"形截面;
(D)“长方形”截面; (E)“正方形”截面、
10、一矩形截面立柱得结构及受力如题图所示,试判断立柱根部得横截面上组合了哪
几种内力分量?
(提示:
从以下给出得选项中,选出该截面上不为零得内力分量)、答:
(B、D、E、F)。
(A)轴向拉力+FN;(B)轴向压力-FN;
(C)扭矩T; (D)弯矩 Mz;
(E)弯矩My; (F)剪力FSy;
(G)剪力FSz。
二、10题 图
11、某圆轴横截面上得应力分布如题图所示、(图中O为截面形心),试判断该截面上组合了哪几种内力分量?
(提示:
从以下给出得选项中,选出该截面上不为零得内力分量)。
答:
( D、F)
(A)轴力FN;(B)剪力FSx;
(C)剪力FSy; (D)弯矩Mz;
(E)弯矩My; (F)扭矩T、
二11题图
12、已知空心圆轴所得受外扭力偶为矩M,横截面上得内力分量为扭矩T,则以下所示四个扭转切应力分布图中,哪几个就是正确得?
答:
(B、C )
(A)
(B)
(C)
(D)
二、12题图
13、拉杆直径为d,头部(大端)直径为D、厚度为h,若该拉杆受力拉力F作用,校核该拉杆得抗拉强度、抗剪强度与挤压强度时,用来计算其最大拉应力、名义挤压应
力与名义剪切应力得计算式,应分就是(A、C、D )。
(A);(B); (C);
(D);(E)。
二、4题图
三、简单计算题(本大题共11小题)
解题要求:
根据题意,灵活应用工程力学得基本理论与方法,经分析与简单计算,将所得到得正确计算结果填写在相应得括号内(本题不用将计算步骤写在试卷中)。
1、用AB、BC两根钢索将重为W得物体悬挂在铅垂墙壁与横梁构成得直角内,如题图所示。
已知=60°,不计钢索自重,若两钢索所承担得拉力相等;求出此时AB与墙壁得夹角与两根钢索承担得相等拉力F得大小。
答:
=( 30° );F=(W);
三、1题图
2、如题图所示,刚架ABCD,在A、D铰接,B处受大小F=400N得水平力作用,
若不计刚架自重以及各接触点得摩擦,试求出A、D两支座对刚架约束力。
答:
FA=( ≈ 447。
2N);
FD=(200N )、
三、2题图
3、AB与BC两直角折杆组成得平面机构如题图所示。
两杆在B端铰接,A、C均
为固定铰链支座。
有一个力偶矩为M得力偶作用于在BC杆上。
若不计各杆自重。
试求A、C两支座得约束力FA与FC、
答:
FA=( ≈0.53 );
FC=(≈0。
53 )。
三、3题 图
4、四连杆机构在图示位置平衡,已知AC=60cm,BD=40cm,作用在BD上得M2=2N·m,求作用在AC上得M1与CD杆得受力FCD。
答:
M1=(6N·m);
FCD=(10N )。
三、4 题图
5、对称屋架ABC如题图所示,A为固定铰链支座,B为滚动铰链支座,屋架重W,受得风压可视为垂直于AC并沿AC全长l均布得载荷,分布集度为q,若已知:
l=6m、W
=100kN、q=1、5kN/m。
试求A、B两支座约束力得大小。
答:
FAx=( 4、5 kN(←))
FAy=( 55、2kN(↑) )
FB=(52.6kN(↑))
三、5题图
6、阶梯形杆件BCD受力如题图所示,其中F=20kN,杆件两段得横截面面积与杆长分别为:
A1=2A2=100mm2、l1=l2=300mm,杆件材料得弹性模量E=200GPa。
求杆内得最大正应力与轴向总变形量、
答:
=(—400MPa);
=(-0.3 mm )。
三、6题 图
7、题图所示平面桁架,由材料、面积相同得两杆构成,已知两杆得横截面积A=200mm,材料得弹性模量E=200GPa。
在节点C处图示载荷F作用下,测得杆1与
杆2得纵向线应变分别为:
、,求载荷F及其方位角得大小。
答:
F=(21。
2kN )
=( 10.9°)
三、7题图
8、如题图所示,空心轴AB两端受扭力偶之矩为M。
若已知轴得:
l=2.7m,D=
100mm,d=50mm,AB两端面间得相对扭转角=1。
8°,材料得剪切弹性模量G=80GPa。
求:
该轴内得最大剪应力得大小与轴两端所受得扭力偶矩M得大小。
三、8题图
答:
≈( 46。
5MPa);M≈( 8。
6 kN·m )
9、空心圆轴AB,受力如题图所示。
已知:
MA=300N·m,MB=200N·m,MC=500N·m,
轴用材料得剪切弹模量G=100GPa;轴长l=2m,外径D=50mm,内径d=30mm。
求该轴内部最大剪应力以及A、B两端面相对扭转角得大小
三9题图
答:
≈(14.04MPa );≈(0.94×10—3rad≈0、054°)
10、直径为d得实心钢制圆截面直角拐轴ABC得相关尺寸及受力情况如题图所示。
若材料得许用应力为。
试用第三与第四强度理论完成该轴得强度条件(计算式)。
答:
=()≤;
=()≤。
三、10题图
11、已知某点应力状态如题图所示(图中各应力分量得单位均为MPa),试分别用第
三与第四强度理论求出其两个相当应力与得大小。
答:
=( 100MPa );
=( 91、65 MPa );
三、11题图
四、综合计算题(本大题共4小题)
解题要求:
本题必须写出有效分析与解题步骤,评分时将按步骤评定。
1、题图所示为某水轮机主轴示意简图,若已知:
水轮机输出功率P=63000kW、转速n=210r/min。
主轴所受轴向推力F=5000kN,转轮重G1=500kN,主轴自重G2=450kN,主轴内径d=250mm,外径D=650mm,材料得许用应力=120MPa、试用第三强度理论求出主轴危险点得相当应力并校核主轴得强度、
解:
四、1题图
2、直径d=1m,重量G=10 kN得圆柱体支承在AB、CD两杆构成得支架上,两杆在H处铰接,拉绳(EF)材料得许用拉应力=40 MPa,支架有关尺寸如题图所示、
a)求拉绳EF所承受得拉力
b)确定拉绳EF得直径、
四、2题 图
3、题图所示No16工字钢制成得简支梁受集中力F作用,结构尺寸如题图所示。
已知:
l=1。
5m,a=1m,材料得弹性模量E=210GPa,现用标距s=20mm得应变仪,在梁得C—C截面下边缘测得纵向伸长量=0.008mm,求:
1)画出该梁得剪力图与弯矩图。
2)求出集中力F得大小。
解:
四、3题图
4、
外伸梁得受力及有关尺寸如题图所示:
已知梁得截面为得矩形截面,材料得弹性模量E=200MPa。
1)求C、D两支座得支承反力
2)画出该梁得剪力图与弯矩图。
确定最大剪力与最大弯矩。
3)求出该梁横截面上得最大弯曲正应力与最大弯曲剪应力、
四、4题图
ﻬ第四题参考答案:
四、1题解:
3)外力及内力分析:
根据已知条件,该轴受拉、扭组合变形,横截面上得两个内力分量分别为:
轴力:
;扭矩:
4)危险截面上得应力分析:
该危轴险点应力状态如单元体(图b)所示、其中:
5)用第三强度理论校核轴得强度:
=120MPa
答:
该轴满足第三强度理论得强度要求、
ﻬ四、2题解:
1)以整体为研究对象,求地面对支架得支撑力FC。
(或FA)
1画出支架整体得受力图(a)。
2列、解平衡方程:
2)以圆柱体为研究对象,求支架对圆柱得支撑力FN1。
(或FN2)。
1画出圆柱体得受力图(b)。
2列、解平衡方程:
图(a)
图(b)
图(c)
3)以CD(或AB)杆为研究对象,求绳索EF所承受拉力T、
1画出CD(或AB)杆得受力图,并建立有关坐标坐标系,如图(c)。
2列、解平衡方程,拉绳 EF所承受得拉力、
4)用强度条件确定设计拉绳EF得直径d。
ﻩ
答:
可取拉绳直径:
径:
四、3题解:
1)画出该梁得剪力图与弯矩图
A)外力分析:
a) 画受力分析图
b)列平衡方程得:
B)画剪力图与弯矩图(b)、(c);由图得:
(N); (N·m)
=(N·m)
2)求出集中力F得大小
A):
由C点测得数据及胡克定律得得:
受力图
剪力图与弯矩图
(Pa)=84(MPa)(1)
B)由C点弯曲正应公式得:
(2)
联立
(1)、
(2)解得:
≈47.4×103N≈47.4(kN)
四、4 题 解:
1)求C、D支座得支承反力
1画出梁得受力图
2列平衡方程,解出C、D得支承反
;=0,
;=0,
2)画出梁得剪力图与弯矩图,确定梁内最大剪力与最大弯矩。
1画剪力图,
得:
2画弯矩图,
得:
3)求出该梁横截面上得最大弯曲正应力与最大弯曲剪应力
==96MPa;=1。
8MPa
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