工程力学测试题.docx
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工程力学测试题
第一阶段测试卷
考试科目:
《工程力学》静力学(总分100分)时间:
90分钟
__________学习中心(教学点)批次:
层次:
专业:
学号:
身份证号:
姓名:
得分:
一、单项选择题:
(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
1.物块重G,在水平推力P作用下平衡。
接触面间的静滑动摩擦因素数为
fs。
,则物块与铅垂面间的摩擦力为()。
P
A.F
fsP;
B.F
G;
G
C.F
fsG;
D.F
P。
题1图
2.一等边三角形薄板置于水平光滑面上,开始处于静止状态。
当沿其
三边AB、BC、CA分别作用力
F
1
2
3
后,若该三力相等,方
、F、F
向如图,则(
)。
A.板仍然保持平衡;
B.板既发生移动,又会发生转动;
C.板只会产生移动;
D.板只会产生转动。
题2
3.二力平衡公理适用的范围是()。
A.刚体;B.刚体系统;
C.变形体;D.任何物体或物体系统。
4.图示结构中,如果将作用在AC上的力偶移动到BC上(图中虚线所示),则()。
A.支座A的反力不会发生变化;
B.支座B的反力不会发生变化;
C.A、B支座的反力都会有变化;
题4图
D.铰链C所受的力不会有变化。
5.力F作用于长方体
BCDH侧平面内,如图所示。
该力在
ox、oy、oz轴上的投影为(
)。
A.Fx
0,
Fy
0,
Fz
0;
z
B.Fx
0,
Fy
0,
Fz
0;
D
H
F
C.Fx
0,
Fy
0,
Fz
0;
y
o
C
D.Fx
0,
0,
0。
B
Fy
Fz
x
题5图
二、填空题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
1.平面汇交力系,有个独立的平衡方程,空间一般力系有个独立的平衡方程
2.平面一般力系平衡的必要与充分条件是:
。
3.力在正交坐标轴上投影的大小与力沿这两根轴的分力的大小。
4.同平面内的两个力偶,只要相同,对刚体作用的效应就相同。
5.图示AB杆自重不计,在五个已知力作用下处于平衡。
则作
用于B点的四个力的合力R的方向沿。
F1F2
F3
B
F4
FA
题5图
三、作图题(每小题10分,共20分)图中所有接触都为光滑的,物体重量不计。
1.画出物体系统中构件ACB及整个物体系统的受力图。
2.画出物体系统中构件AB及整个物体系统受力图。
四、计算题(每小题20分,共60分)
1.图示连续梁ABC,已知a和m,不计梁重,求梁上A、B、C处的约束反力。
题1图
2.在图示构架中,各杆自重不计,载荷F=1000N,A处为固定端,B、C、D处为铰链。
求固定
端A及B铰链处的约束反力。
3.简易升降混凝土料斗装置如图所示,混凝土和料斗共
重25kN,料斗与滑道间的静摩擦与动摩擦因数均为0.3。
(1)绳子拉力为25kN时,料斗处于静止状态,求料斗与滑道间的摩擦力;
(2)求料斗匀速上升和下降时绳子的拉力。
题2图
70o
题3图
答案及评分参考
一.单项选择题(每小题2分,共10分)
1.B;2.D;3.A;4.C;5.B;
二.填空题(每小题2分,共10分)
1.2,6;2.所有外力的矢量和为零,所有外力对任意一点的矩的代数和为零;
3.相等;4.力偶矩;5.AB杆轴线。
三.填图题(每小题10分,共20分)
1.ACB的受力图(5分)
整个物体系统的受力图(5分)
整个物体系统受力图(5分)
2.AB的受力图(5分)
四、计算题(每小题20分,共60分)
1.解:
取BC受力分析,(2分)B、C反力方向铅直,构成与m反向力偶,
Σmi=0,FC
m
,
2a
(↑)
FB
m
;(↓)(6分)
2a
取整体受力分析:
(2分)
ΣX=0,FAX=0,(3分)
ΣY=0,FAYFC
m
,(↓)(3分)
2a
ΣMA=0mA=Fc×4a-m=m(顺转)。
(4分)
2.解:
取整体受力分析(
2分)
由
x0
FAX
0(2分)
由
y
0
FAY
F
1000N(↑)(4分)
由
MA
0
mA
6F
6000N(逆转)(4分)
取CD整体受力分析(
2分)
MC0
FD
3
4
6F0
5
FD
6
1000
5
2500N(↗)(4分)
12
BD是二力构件(压杆)
FB
FD
=2500N(↗)(2分)
x
T
y
3.解:
(1)取料斗为研究对象,分析受力(图(a))(3分)
由x0得:
T
F
Gsin70
0
F
T
Gsin70
1.508kN
(4分)
(2)料斗匀速上升时(图(a))(2分)
F
N
f
Gfcos70
T
F
Gsin70
Gfcos70
Gsin70
26.06kN(4分)
x
料斗匀速下降时(图(b))(3分)
T
y
T
Gsin70
F
Gsin70
Gfcos70
20.93kN
(4分)
N
F
G
图(b)
第二阶段测试卷
考试科目:
《工程力学》材料力学第
1至6章
(总分100分)时间:
90分钟
__________学习中心(教学点)批次:
层次:
专业:
学号:
身份证号:
姓名:
得分:
一、单项选择题:
(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
1.下列结论中哪些是正确的?
答()。
(1)构件的强度表示构件抵抗破坏的能力。
(2)构件的刚度表示构件抵抗变形的能力。
(3)构件的稳定性表示构件维持其原有平衡形式的能力。
(4)构件的强度、刚度和稳定性愈高愈好。
A.
(1),
(2),(3)。
B.(4)。
C
.全对。
D.全错。
2.等直杆的受力情况如图。
设杆内最大轴力和最小轴力分别为
Nmax和Nmin,则下列结论中(
)
是正确的。
A.Nmax
55kN,Nmin
40kN;
40kN
55kN25kN
20kN
B.Nmax
50kN,Nmin
5kN;
C.Nmax
题2图
55kN,Nmin
25kN;
D.Nmax
75kN,Nmin
25kN。
3.“齿形”榫连接件尺寸如图所示,两端受拉力
F作用。
已知挤压许用应力为[
bs],则连接
件的挤压强度条件为(
)。
A.F
[
bs];
F
e
F
h
eb
B.
F
[bs];
e)b
aa
b
(h
C.2F
[
bs];
题3图
eb
D.
2F
[bs]。
)
(
h
b
e
4.实心圆轴受扭转力偶作用,横截面上的扭矩为T,下列四种应力沿横截面径向分布图中正确
的是()。
A.(a)B.(b)C.(c)D.(d)
(a)(b)(c)(d)
题4图
5.梁发生平面弯曲时,其横截面绕()旋转。
A.梁的轴线;B.中性轴;
C.截面对称轴;D.截面形心。
二、填空题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
1.构件受外力而发生变形,在外力解除后具有消除变形的这种性质称为。
2.设构件材料的失效应力(破坏应力)为
u,许用应力为[
],安全系数用
n表示,则它
们三者间的关系是
。
3.抗拉压刚度为EA的等截面直杆的受力情况如图所示,则B
点的位移为
。
4.横截面积相同的实心轴和空心圆轴,从强度的角度考
题3图
虑,
轴更好;从刚度的角度考虑,
轴更好。
5.矩形截面横梁,按下图中方式放置,可承受的载荷更大。
三、作图题(20分)
(a)(b)
写出图示梁的剪力和弯矩方程,并作出剪力图和弯矩图,求出最大
题5图
剪力Qmax和最大弯矩Mmax。
四、计算题(每小题20分,共60分)
1.图示三角形支架,杆AB和BC都是圆截面杆,杆AB直径dAB20mm,杆BC直径
dBC40mm,两杆都由Q235钢制成。
设重物的重力G
=20kN,Q235钢的许用应力[]=160MPa。
问支架是否安全。
2.图示传动轴,主动轮
B输入功率
Pk1=368KW,
从动轮
A、C输出功率分别为
P2=147KW,P3=221KW,
轴的转速
n=500r/min,
许用切应力
[
]=70MPa。
(1)作轴的扭矩图;
(2)设计轴的直径。
题2图
3.拖斗车横梁简化如图。
已知拖车载重P=15kN,设车轴尺寸如图(a)所示,材料的弹性模量
E=200×109N/m2。
试求车轴的最大挠度和A截面的转角。
(设集中力作用的简支梁跨度中点的挠
度为
f
l/2
Pb(3
2
42),
A
Pab(lb),B
Pab(la),如图(b)所示)
l
b
6lEI
6lEI
48EI
a
P
b
30mm
A
θ
θ
A
B
l
30mm
(b)
(a)
题3图
答案及评分参考
一.
单项选择题(每小题
2
分,共10
分)
1.A;2.B;3.A;
4.
D;5.B;
二.
填空题(每小题2
分,
共10分)
1.
弹性;2.
[]
u
;3.
(F1
F2)L1
;
4.空心轴,空心轴,;
5.(b)。
n
EA
三.
作图题(20
分)
解:
A、B两支座的约束反力为
RA=qa/2,RB=5qa/2(2分)
剪力弯矩方程
AB段:
QAB=RA–qx=qa/2–qx
(0x2a)(2分)
MAB=RAx–qx2/2=qax/2–qx2/2
(0
x
2a)
(3分)
BC段:
QBC=F=qa
(2a
x
3a)(2分)
MBC=–F(3a–x)=–qa(3a–x)
(2a
x
3a)
(3
分)
Qmax
3qa,
Mmax
qa2
(2分)
2
x
x
Qqaqa/2
x
–3qa/2
Mqa2/8
x
–qa2
(每图3分)
四、计算题(每小题20
分,共60分)
1.解:
以B铰链为研究对象,分析受力
NBC
NBC
G
40
NAB
kN,
(4分)
30o
B
sin30
NAB
G
34.64kN
(4分)
G
tan30
故
BC
NBC
4NBC
31830.99KPa=31.80MPa<[σ]
(6分)
ABC
dBC2
AB
NAB
4NAB
110265.73
KPa=110.27MPa<[σ]
(6分)
AAB
dAB2
所以支架安全。
2.解:
计算外力偶矩
(6分)
m
=9550×P/n=9550×368
÷500=7028.8Nm,
B
1
mA=9550×P2/n=9550×147
÷500=2807.7Nm,
m=m
–m=4221.1Nm
C
B
A
作扭矩图;(4分)
危险段BC段
Tmax
,
(4分)
Wt
d3
max
Wt
,(2分)
16
d
3
16Tmax
16
4221.1
3.0710
4
m
3
(2分)
70
106
d=0.0675m=67.5mm。
(2分)
3.解:
因结构和载荷对称,梁的最大挠度在梁的跨度中点,最大转角在梁的端部。
由叠加法得:
Pb(3l2
4b2)
(32
42)
fmax2fl/22
2
Pbl
b
48EI
48EI
(10分)
12
15000
0.1
3
1.162
4
0.12
48
200
109
0.034
0.00925m9.3mm
maxAPBP
22
Pab(lb)
Pab(l
a)
Pab
12
150000.11.06
2
2
0.03rad
6lEI
6lEI
4EI
4
200109
0.034
(10分)
第三阶段测试卷
考试科目:
《工程力学》材料力学第7至10章(总分100分)时间:
90
分钟
__________学习中心(教学点)批次:
层次:
专业:
学号:
身份证号:
姓名:
得分:
五、单项选择题:
(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
1.所谓点的应力状态是指受力杆件上()。
i.过该点的单元体各个不同截面上的应力状况
ii.过该点的单元体各面上的应力
iii.该点的三个主应力
iv.该点的正应力和切应力
2.对于一个微分单元体,下列结论中()是错误的。
1.正应力最大的面上切应力必为零
2.切应力最大的面上正应力必为零
3.正应力最大的面与切应力最大的面相交成450角
4.正应力最大的面与正应力最小的面必互相垂直
3.应力状态如图(a)和(b),按第三强度理论应是
(
)。
A.图(a)较图(b)危险
B.图(b)较图(a)危险
C.两者危险程度相同
题3
图
D.难以判断
4.已知材料的比例极限为
P,屈服极限为
S,强度极限为
b,强度许用应力为
[],那么
用此材料制作的压杆,当柔度
大于(
)时,可用欧拉公式计算。
2E
B.
2E
A.
P
s
2E
D.
2E
C.
b
[]
5.金属构件在交变应力下发生疲劳破坏的主要特征是()
A.无明显的塑性变形,断口表面呈粗粒状
B.无明显的塑性变形,断口表面分为光滑区及粗粒状区
C.有明显的塑性变形,断口表面分为光滑区及粗粒状区
D.有明显的塑性变形,断口表面呈光滑状
二、填空题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
1.在常温、静载荷条件下,不论危险点处于什么应力状态下,材料破坏的基本形式为
和
两种。
2.钢质构件的危险点接近于三向均匀受拉应力状态,因材料的破坏形式为
,
故应选用
强度理论进行计算。
3.强度条件表达式eq3
1
M2
T2
和eq4
1
M2
0.75T2
只
W
W
适用于
的情况。
4.若两根细长压杆的惯性半径
i
I相等,当
相同时,它们的柔度
相等。
若
A
两杆的柔度相等,当
相同时,它们的临界应力相等。
5.对称循环时,构件疲劳极限
1与构件静强度极限
b的关系是
1
b(填大于
或小于)。
三、简答题(每小题10
分,共20
分)
1.图示(a)、(d)构件的AB段分别处于什么变形状态,是哪些基本变形的组合?
写出指定截面B上的内力。
2.简述压杆的三种类型,写出相应的临界应力计算公式。
四、计算题(每小题20分,共60分)
1.已知平面应力状态如图所示(单位为MPa),试计算:
(1)主应力的大小及主平面的位置;
(2)该平面内的最大切应力;(3)画出主应力单元。
20
40
40
题1图
2.手摇绞车的车轴AB如图所示。
轴材料的许用应力80MPa,试按第三强度理论校核轴
的强度。
题2图
3.两端铰支压杆长3m,由Q235钢管制成,外径D76mm,内径d64mm。
材料的弹性
模量E200GPa,经查得Q235钢的λ值为100,求该杆的临界应力和临界力。
p
附参考答案:
一.
单项选择题(每小题
2
分,共10
分)
1.A;2.B
;3.C
;4.A;5.B
;
二.
填空题
(每小题2
分,
共10分)
2.塑性屈服,脆性断裂;
3.脆性断裂,第一强度理论(最大拉应力理论);
4.塑性材料圆轴的弯扭组合变形;
5.相当长度l,材料;
6.小于。
三.简答题(每小题10分,共20分)
1.答:
(a)图AB段发生弯曲、扭转的组合变形。
(2分)B截面:
扭矩T
FP2l2FPl,
MxFP2l
2FPl。
(2分)
(d)图AB段发生拉伸、弯曲的组合变形。
(2分)
B截面:
轴力
N=Fp,(2分)
弯矩Mz
FPl,MyFP2l2FPl
。
(2分)
2.答:
压杆分:
(1)大柔度杆,
p,
2E
cr2(4分)
(2)中柔度杆,
p
s
,
(3)小柔度杆,
s,
强度问题
cr
a
b
(4分)
cr
s
b
(2分)
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