工程力学复习题.docx

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工程力学复习题

《工程力学》复习题

第一章静力学基本概念

第二章平面力系

复习思考题

1、填空题

⑴力的三要素是指大小、方向、作用点。

⑵对于作用在刚体上的任何一个力系，可以增加或去掉任一平衡力系，而不改变。

⑶合力投影定理是指：

力系的合力在某轴上的投影等于力系中各分力在同轴上投影的代数和。

⑷刚体受三个共面但不互相平行的力作用而平衡时，则三力。

⑸力矩是指力对物体绕某一点的度量。

⑹一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系，称为力偶。

⑺作用在刚体上的力可以从原作用点等效地平行移动到刚体内任一指定点，但必须在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶，其力偶矩等于。

⑻一物体的运动受到周围其它物体的限制，这种限制条件称为约束。

⑼常见的约束类型有：

柔性约束，固定端约束，光滑面约束，铰链约束。

⑽画受力图的基本步骤一般为：

截开，替代，平衡。

⑾若力系中各力的作用线在同一平面内，该力系称为平面力系。

⑿平面任意力系向一点简化，一般可得和。

⒀平面任意力系平衡的充分必要条件是。

⒁纯平面力偶系平衡的充要条件为：

。

⒂平面平行力系平衡的充要条件为：

。

⒃平面汇交力系平衡的充要条件为：

。

⒄若干个物体以一定的约束方式组合在一起称为。

⒅力系中各力的作用线不在同一平面内，该力系称为。

⒆空间力系的合力投影定理：

空间汇交力系的合力在某一轴上的投影，等于力系中各力在同一轴上投影的代数和。

⒇力使刚体绕一轴转动效应的度量称为。

2、选择题

⑴下列说法错误的是（C）

A如果力系可使物体处于平衡状态，则该力系为平衡力系。

B若两力系分别作用于同一物体而效应相同，则二者互为等效力系。

C若力系的合力为零而合力偶矩不为零，则物体也处于平衡状态。

⑵一力对物体的作用效应取决于力的（C）

A大小B方向C大小、方向、作用点

⑶下列说法正确的是（A）

A力在坐标轴上的投影是矢量。

B力的正交分解是两个代数量。

C力在坐标轴上的投影是代数量。

⑷下列说法正确的是（C）

A两点受力作用而平衡的杆称为二力杆。

B二力杆上的两个力必定等值、反向、不共线。

C二力杆合力为零，处于静止的平衡状态。

⑸下列说法正确的是（C）

A刚体受三个力的作用而平衡，则三力汇交于一点。

B刚体受三个共面但互不平行力的作用，则三力汇交于一点。

C刚体受三个不平行力的作用而平衡，则三力汇交于一点。

⑹下列说法错误的是（A）

A同一个力对不同点产生的力矩一般是不同的。

B互成平衡的两个力对同一点之矩的代数和等于零。

C力偶对其作用面内任一点之矩恒等于零。

⑺力的平移定理说明（B）

A力可以无条件从一点平移到另一点，而不改变其作用效应。

B力的平移定理揭示了力对刚体产生移动和转动效应的实质。

C力的平移定理的逆定理不成立。

⑻下列关于约束的说法错误的是（C）

A约束力的方向总是与约束所限制的物体运动方向相反。

B取分离体画受力图过程的实质就是解除约束的过程。

C对固定端约束，用两个正交约束力表示其作用。

⑼一平面力系向一点简化后得到一力偶，若选择另一简化中心简化力系，则结果为（C）

A力偶B主矢C主矢和主矩

⑽对空间力系，说法错误的是（A）

A力系中各力的作用线不在同一平面内。

B力的投影是代数量，力在平面上的投影为矢量。

C力在三个坐标轴上的投影是矢量。

3、受力分析与计算

⑴求图中梁的支座约束力。

已知F=6kN，q=2kN/m，M=2kNm，a=1m。

⑵图1—1中，横梁B处受荷载F=10kN，求BC杆所受的力。

⑶铰链四杆机构OABO1在图示位置平衡，已知OA=0.4m，O1B=0.6m，作用在曲柄OA上的力偶矩M1=1Nm，不计杆重，求力偶矩M2的大小及连杆AB所受的力。

第三章拉压变形

复习思考题

1、填空：

⑴材料力学研究力对物体的效应，即力使物体形状尺寸的改变，因此物体被看成。

⑵变形固体材料的基本假设是假设、假设、假设。

⑶构件的纵向尺寸远大于横向尺寸，把这类构件称为。

⑷杆件的基本变形是、、、。

⑸轴向拉压杆的受力特点是：

合外力沿杆件的作用，变形特点是：

杆件沿轴向。

⑹应力是内力在截面的，其单位用表示。

通常把垂直于截面的应力叫应力，用符号表示。

⑺通过实验观察和平面假设可以推知，轴向拉压杆横截面上有于截面的应力，且在截面上是分布的。

⑻用强度条件可以解决拉压杆强度计算的三类问题，即校核、设计、确定。

⑼轴向拉压杆的变形特点是杆件纵向或，横向或。

把杆件纵向的变形量称为；杆件纵向单位长度的伸长量称为，也称为，用符号表示，单位是。

⑽虎克定律表明，在弹性范围内，拉压杆产生的绝对变形与杆截面的轴力成关系，与杆件长度成关系，与杆件截面面积成关系。

比例常数叫，用符号表示，其单位是。

⑾由虎克定律可知，作用于杆件横截面上的应力与该截面处产生的成正比关系，其表达式为。

⑿由虎克定律可知，材料的E值越大，相同外力作用下，同杆长、同截面杆件的变形就，说明杆件抵抗变形的能力就越，因此把杆件的弹性模量E与截面面积A的乘积称为杆件的。

⒀低碳钢材料在轴向拉伸时经历了、、、阶段，对应有个强度指标，它们分别是、、。

⒁根据材料的抗拉、抗压能力不同，工程实际中低碳钢材料适宜做受杆件，铸铁材料适宜做杆件。

⒂材料的塑性指标用表示，表达式为。

2、选择（可多选）：

⑴构件在外力作用下能否安全正常地工作，取决于构件是否具有足够的（），通常构件抵抗破坏的能力称为（）、构件抵抗弹性变形的能力称为（）、受压杆件保持直线平衡状态的能力称为（）。

A、强度；B、刚度；C、稳定性；D、承载能力。

⑵材料在外力作用下会产生（），随外力解除能够消失的变形叫（）；随外力解除不能消失的变形叫（）。

材料力学研究构件的变形只限定在（）的范围内。

A、弹性变形；B、塑性变形；C、变形；D、弹性小变形。

⑶当拉压杆是等截面时，最大应力必发生在（）的这段杆件内；阶梯形截面杆某段轴力相同时，最大应力发生在（）的这段杆件内；大截面上作用大轴力、小截面上作用小轴力时（）。

A、截面最小；B、轴力最大；C、需分别计算来确定最大应力的位置；D、不能确定最大应力的位置。

⑷截面相同、轴力相同、材料不同的两拉杆，它们的应力（），强度（）。

A、不相同；B、相同；C、无法判断。

⑸应力与内力不同在于（）。

A、应力是标量，内力是矢量；B、应力等于内力的代数和；

C、应力是矢量，内力是标量；D、应力是内力在截面的集度。

⑹应力公式σ=

的应用范围是（）。

A、外力合力的作用线沿杆轴线；B、杆内各横截面上的轴力必须相等；

C、杆件的横截面为圆形截面。

⑺在弹性范围内，杆件的变形与（）有关；杆件的刚度与（）有关；杆件的应力与（）有关。

A、弹性模量；B、截面面积；C、杆长；D、外力。

3、计算：

图示结构架，承受载荷F=80KN，已知钢杆AB直径d=30mm，许用应力[σ]1=160MPa；木杆BC为矩形截面，尺寸为a×b=50×100（mm），许用应力[σ]2=10MPa。

⑴试校核结构的强度；

⑵若使两杆达到等强度，试求各杆的截面尺寸；

⑶根据现有条件确定最大的许可载荷。

第四章扭转变形

复习思考题

1、填空：

⑴杆件扭转的受力特点是：

杆件承受作用面与杆件轴线垂直的作用，变形特点是：

杆件的各横截面绕杆件轴线发生、杆轴线始终保持直线。

⑵以扭转变形为主的杆件称为。

⑶用法求圆轴扭转变形时横截面上的内力，它是由外力偶引起的横截面上的、该称为扭矩，用符号表示、单位为、其作用面与横截面。

⑷扭矩的正、负号可由法则来确定。

从扭矩图可以看出在集中外力偶作用面处扭矩值发生，其值等于。

⑸通过实验观察和平面假设可以推出：

圆轴扭转时横截面上只有应力、没有应力、且应力方向必然半径方向，大小与到圆心的距离成、圆心处切应力为，边缘处切应力。

⑹横截面对圆心O的极惯性矩也称、单位为。

它只与横截面的有关。

⑺剪切虎克定律表明，当切应力不超过材料的剪切比例极限时，与成正比。

其表达式为。

比例常数叫，用符号表示，其常用单位是。

⑻用强度条件可以解决圆轴扭转计算的三类问题，即校核、设计、确定。

⑼圆轴扭转时横截面上的扭矩是由横截面上的无数微剪力对轴线的所组成的。

⑽材料的切变摸量G与构件极惯性矩IP的乘积，从材料和截面形状两方面反映了构件抵抗的能力，GIP越大，构件越大。

⑾扭转变形用两个横截面的来表示。

对于长度为l、扭矩T不随长度变化的等截面圆轴可用φ=

计算，该式说明圆轴扭转时扭转角与杆件的和成正比，与杆件的抗扭刚度成。

⑿已知传动轴的转速及所传递的功率,外力偶矩的计算公式为。

2、选择：

⑴两轴上的外力偶矩及各段轴长度相等，截面尺寸不同，其扭矩图（）

A、相同；B、不相同；C、无法判断。

⑵圆轴扭转时横截面上（），沿半径方向（），垂直于半径方向（）。

A、有切应力；B、有正应力；C、无切应力；D、无正应力。

⑶对于阶梯圆轴，当各段扭矩不相同时，整个轴的危险截面的位置在（）

A、扭矩最大处；B、截面最大处；C、截面最小处；D、不能确定需分别计算。

⑷有不同材料的两根圆截面轴，尺寸相同，所受外力偶矩相同，两轴的扭转截面系数（）、切变摸量（）、最大切应力（）、转角（）。

A、相同；B、不相同；C、无法判断

3、计算：

⑴图示为一齿轮轴。

已知轴的转速n=300r/min,主转齿轮A输入功率PA=50KW，从动轮B和C输出功率分别为PB=30KW，PC=20KW，

a.试求轴上各段的扭矩并画扭矩图

b.从强度观点看，三个轮子如何布置比较合理？

试求这种方案的Tmax.

⑵一解放牌汽车的传动轴，由45号无缝钢管制成，外径D=90mm,壁厚t=2.5mm,传递的最大扭矩为m=1.5KN.m，材料的[τ]=60MPa

a.试计算抗扭截面摸量，并校核强度。

b.若改用相同材料的实心轴，并要求它和原来的传动轴的强度相同，试计算其直径D1。

第五章平面弯曲内力

复习思考题

1、填空

（1）平面弯曲梁的受力特点是：

。

（2）平面弯曲变形特点：

。

（3）梁上各截面的纵向对称轴构成的平面称为。

（4）作用在梁上的外力，包括载荷和支座反力，可以简化为、、三种形式。

（5）根据支座对梁约束的不同特点，简单的梁有三种类型：

a、；b、；c、。

（6）平面弯曲梁的横截面上的内力分和两种形式。

2、选择

（1）图示简支梁受力的剪力图与弯矩图为（）

a、斜直线、二次抛物线b、水平直线、斜直线

c、斜直线、水平直线d、二次抛物线、斜直线

（2）平面弯曲梁上有两个内力，即（）

a、剪力、正应力b、正应力、弯矩

c、剪力、弯矩d、扭矩、弯矩

3、计算、作图题

试作图示梁的简力图和弯矩图，并求出Fsmax和Mmax。

已知：

F=500KN，q=100KN/m，M=300KNm，AB=6m，AC=AD=3m。

第六章平面弯曲梁的强度与刚度

复习思考题

1、填空：

⑴通过纯弯曲试验可知：

纯弯曲梁变形时，梁的横截面绕转动了一微小角度。

⑵根据梁的弯曲正应力公式可知:

梁的最大弯曲正应力与成正比，与成反比。

⑶纯弯曲梁变形时，当正应力没有超过材料的比例极限时，结合胡克定律可知：

纯弯曲梁横截面上任一点的正应力与成正比；距中性轴同一高度上各点的正应力；

⑷在满足梁的抗弯能力的前提下，可以采用、、

措施来提高梁的强度和刚度。

2、选择

⑴设计构件时，从强度方面考虑应使得（）

A、工作应力小于等于极限应力

B、工作应力小于等于许用应力

C、极限应力小于等于工作应力

D、极限应力小于等于许用应力

⑵纯弯曲梁变形时，当正应力没有超过材料的比例极限时，正应力为零的位置（）；最大正应力（）。

A、在横截面中性轴上各点处

B、在横截面距中性轴最远的边缘处

C、不确定

⑶图示矩形截面采用两种放置方式，从弯曲正应力强度观点，承载能力（b）是（a）的（）

A、0.5倍B、2倍C、0.25倍D、4倍

⑷横截面上距中性轴同一距离各点的正应力（）；

A、为零；B、相等C、不相等D、最大

⑸当梁比较细长时，（）是决定梁是否破坏的主要因素；

A、切应力；B、剪力C、正应力D、弯矩

3、计算题：

简支梁AB，受力和尺寸如图所示，材料为钢，许用应力[σ]=160Mpa，

⑴按正应力强度条件设计两种形状的截面尺寸；

⑵比较两种截面的Wz/A，说明哪种形式最为经济。

M=12KN·m

q=4KN/m4

A

1m

《工程力学》模拟考试试卷

一、填空题（每空1.5分，共30分）

1．对于作用在刚体上的任何一个力系，可以增加或去掉任一对平衡力系，而不改变。

2．刚体受三个共面但不互相平行的力作用而平衡时，则三力。

3．力矩是指力对物体绕某一点的度量。

4．平面任意力系向一点简化，一般可得和。

5．杆件的基本变形是拉压变形、剪切变形、、。

6．用强度条件可以解决拉压杆强度计算的三类问题，

即、、。

7．虎克定律表明，在弹性范围内，拉压杆产生的绝对变形与杆截面的轴力成关系，与杆件长度成关系，与杆件截面面积成关系。

8．杆件扭转的受力特点是：

杆件承受作用面与杆件轴线垂直的作用，变形特点是：

杆件的各横截面绕杆件轴线发生、杆轴线始终保持直线。

9．．根据支座对梁约束的不同特点，简单的梁有三种类型：

、、。

10．根据梁的弯曲正应力公式可知:

梁的最大弯曲正应力与成正比，与成反比。

二、选择题（每空1分，共20分）

1．一力对物体的作用效应取决于力的（）

A大小B方向C大小、方向、作用点

2．下列说法正确的是（）

A刚体受三个力的作用而平衡，则三力汇交于一点。

B刚体受三个共面但互不平行力的作用，则三力汇交于一点。

C刚体受三个不平行力的作用而平衡，则三力汇交于一点。

3．一平面力系向一点简化后得到一力偶，若选择另一简化中心简化力系，则结果为（）

A力偶B主矢C主矢和主矩

4．构件在外力作用下能否安全正常地工作，取决于构件是否具有足够的（），通常构件抵抗破坏的能力称为（）、构件抵抗弹性变形的能力称为（）、受压杆件保持直线平衡状态的能力称为（）。

A、强度；B、刚度；C、稳定性

5．应力与内力不同在于（）。

A、应力是标量，内力是矢量；B、应力等于内力的代数和；

C、应力是矢量，内力是标量；D、应力是内力在截面的集度。

6．截面相同、轴力相同、材料不同的两拉杆，它们的应力（），强度（）。

A、不相同；B、不一定相同；C、相同；D、无法判断。

7．在弹性范围内，杆件的变形与（）有关；杆件的刚度与（）有关；杆件的应力与（）有关。

A、弹性模量；B、截面面积；C、杆长；D、外力。

8．两轴上的外力偶矩及各段轴长度相等，截面尺寸不同，其扭矩图（）

A、相同；B、不相同；C、无法判断。

9．有不同材料的两根圆截面轴，尺寸相同，所受外力偶矩相同，两轴的抗扭截面摸量（）、切变摸量（）、最大切应力（）、转角（）。

A、相同；B、不相同；C、无法判断

10．纯弯曲梁变形时，当正应力没有超过材料的比例极限时，最大正应力（）。

A、在横截面中性轴上各点处

B、在横截面距中性轴最远的边缘处

C、不确定

11．图示矩形截面采用两种放置方式，从弯曲正应力强度观点，承载能力（b）是（a）的（）。

A、0.5倍B、2倍C、0.25倍D、4倍

三、计算题（50分）

1、图示结构架，承受载荷F=120KN，已知钢杆AB直径d=30mm，许用应力[σ]1=160MPa；木杆BC为矩形截面，尺寸为a×b=50×100（mm），许用应力[σ]2=15MPa。

⑴求杆AB、BC所受的力；

⑵试校核结构的强度。

（15分）

2、图示为一齿轮轴。

已知轴的转速n=360r/min,主转齿轮A输入功率PA=50KW，从动轮B和C输出功率分别为PB=30KW，PC=20KW，

（1）试求轴上各段的扭矩并画扭矩图

（2）从强度观点看，三个轮子如何布置比较合理？

试求这种方案的Tmax.（15分）

3、图示一外伸梁，材料为钢，已知：

F=60kN,q=20KN/m，M=30KNm，AB=6m，AC=AD=3m，许用应力[σ]=160Mpa。

⑴画简力图和弯矩图，并求出Fsmax和Mmax；

⑵按正应力强度条件分别设计圆形和正方形截面的尺寸。

（20分）