工程力学试题与答案.docx
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工程力学试题与答案
工程力学试题及答案
一、填空题
1.物体的平衡是指物体相对于地面或作运动的状态
2.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是:
。
该力系中各力构成的力多边形
3•—物块重600N,放在不光滑的平面上,摩擦系数f=0.3,
在左侧有一推力150N,物块有向右滑动的趋势
Fmax=,所以此物块处于静止状态,而其
F=。
4.刚体在作平动过程中,其上各点的相同,每一
瞬时,各点具有的速度和加速度。
5.
AB杆质量为m,长为L,曲柄OiA、O2B质量不计,且
OiA=O2B=R,OiO2=L,当$=60°时,OiA杆绕Oi轴转动,角速度3为常量,则该瞬时AB杆应加的惯性力大小为,方向为
6.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。
工程上一
般把作为塑性材料的极限应力;对于脆性材
料,则把作为极限应力。
7.面称为主平面。
主平面上的正应力称为。
8.当圆环匀速转动时,环的动应力只与材料的密度p和有关,而与
无关。
二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,题干的括号。
每小题3分,共i8分)
i.某简支梁AB受载荷如图所示,现分别用关系为()。
A.Ra B.Ra>Rb C.Ra=Rb D.无法比较 选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在 Ra、Rb表示支座A、B处的约束反力,则它们的 m ― 卜纠为 2.材料不同的两物块A和B叠放在水平面上,已知物块A重0.5kN,物块B重0.2kN,物块 A、B间的摩擦系数fi=0.25,物块B与地面间的摩擦系数f2=0.2,拉动B物块所需要的最小力为()― A.0.14kNA— B.0.265kNJ~P c.o.2i3kN///7T7///////////77 D.0.237kN 5. 梁的截面为T字型,Z轴通过横截面的形心,弯矩图如图所示,则有( A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面C pa B.最大拉应力位于截面C,最大压应力位于截面D C.最大拉应力位于截面D,最大压应力位于截面C D.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D 6.圆轴扭转时,表面上任一点处于()应力状态。 A.单向B.二向C.三向D.零 三、简答题(每小题4分,共16分) 1. ? 为什么? 平面图形在什么情况下作瞬时平动? 瞬时平动的特征是什么? 2.一质点在铅垂平面作圆周运动,当质点恰好转过一周时,其重力的功为零,对吗 3.何谓纯弯曲和平面弯曲? 4.试述构件发生疲劳破坏时的主要特点。 四、计算题洪50分) 2.杆AB的A端沿水平线以等速度v运动,运动时杆恒与一半圆周相切,半圆周的半径为R, 如图所示。 如杆与水平线间夹角为试以角B表示杆的角速度。 (8分) 5.求图示应力状态的主应力和最大剪应力。 (8分) 力力申f立Mfd 省2002年1月高等教育自学考试 工程力学 (一)试题参考答案 课程代码: 02159 一、填空题(每空1分,共16分) 1•保持静止匀速直线 2.该力系的合力为零自行封闭 3.180N150N 4.轨迹形状相同 5.Fgh=mR32过质心C平行O1A指向向下 6.屈服点bs抗拉和抗压强度bb 7.剪应力为零的面主应力 8.转动线速度v横截面面积A 二、单项选择题(每小题3分,共18分) 1.C2.A3.C4.C5.B6.B 三、简答题(每小题4分,共16分) 1.某瞬时,若平面图形的转动角速度等于零(如有两点的速度vaVb,而该两点的连线 AB不垂直于速度矢时)而该瞬时图形上的速度分布规律与刚体平动时速度分布规律相同,称平面图形在该瞬时作瞬时平动。 瞬时平动的特征是: 平面图形在该瞬时的角速度为零; 平面图形在该瞬时的各点的速度相同;平面图形在该瞬时的各点的加速度不相同。 2.对的 当高度差为零时,重力 因为重力的功等于质点的质量与其始末位置的高度差的乘积,的功为零。 3.梁的横截面上只有弯矩而无剪力时称纯弯曲;梁上的外力作用在梁的纵向对称平面时, 梁的轴线将在平面弯成一条曲线,这种弯曲称之平面弯曲。 4. (1)工作应力水平较低; (2)无明显塑性变形; (3)断面上明显分为光滑区和粗糙区。 四、计算题洪50分) 1•解: AC杆为二力杆受力图如⑻所示。 再画整体受力图,如(b)图所示。 工m=0 Ra•AD=M M --Ra=Rb=— AD 方向如图所示。 2•解: 选A点作为基点,则C点的速度有 VCVAVCA 由图中几何关系,可解得 vca=va•sin0=vsin0 又vca=AC・3 _Vcavsin2 •・3=— ACRcos T2=Ta+Tb=-Pv2-Qv2 2g2g Ti=0 系统外力作功之和 工Wi2=PS•sina-QS 由动能定理,得 PQ2 vPSsinQS2g v2=2(PsinQ)Sg =PQ 对上式两边求导,并注意 dv dt ds a,=v dt 得a=3如 PQ 两杆均为二力杆,取结点 受力图如图所示。 工y=0,Nisin30°-P=0 •Ni=P/sin30°=80kN 工x=0,-Nicos30°+N2=0 •N2=Nicos30°=69.3kN 1杆: 3 N18010L1 (T1=-—=133MPa<[门i Ai6102 3 N269.310 2杆: c2=亏=6.93MPa<[c]2 A210010 两杆均满足强度。 5.RA=2qa,RB=qa 6.解: 求主应力 x y± (xy)2 2 max x min 2 \2 70 0± —-11 (70 0)2502 2 2 =26MPa 96 •・ci=26MPa,(T2=0,(T3=-96MPa, 13 工程力学复习资料 一、单项选择题(每小题2分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号。 1•三个刚片用三个铰两两相联,所得的体系 A.—定为几何不变体系 B.一定为几何瞬变体系 C.一定为几何常变体系 D.不能确定 2•图示体系是() A.无多余联系的几何不变体系 B.有多余联系的几何不变体系 C.瞬变体系 D.常变体系 3•图示三铰拱,已知三个铰的位置,左半跨受均 布荷载,其合理拱轴的形状为() A.全跨圆弧 B.全跨抛物线 C.AC段为园弧,CB段为直线 D.AC段为抛物线,CB段为直线4•图示结构 ml A. 6EI A端作用力偶m,贝UB端转角 mlml B.C.—— 3EI2EI C点水平位移的值为 A. EA 1 Pa B. —• 2 EA 1 Pa C. 一- 4 EA D. 0 5•图示桁架 -Pa 6•图示刚架的超静定次数为 A.1 B.2 C.3 D.4 7•图示超静定则架,用力法计算时, 不能选为基本体系的是图( ) ( ml D.—EI a? ® 13•图示对称结构,截面K弯矩的绝对值为. 14•图示结构,作用荷载P,不计轴向变形时,支座A的反力矩Ma等于。 15•已知图示连续梁(a)的弯矩图(b),则 、填空题(每小题2分,共16分) 11•在具有一个自由度的体系上加上一个二元体 所得新体系的自由度为。 12.位移互等定理的表达式是 A端剪力等于kN。 iOj (二杆结点)时, El B 2 m V2 n ■1 打[B丄 ^jrTI2i 軌IX」A— 1P=1K 」[]丨时 “图 «9: r 5>5.52 衡力矩(约束力矩)等于kN.m 150 JOO 鹿 £ c IBC 8m2m 17ffi 分耙系數 10kN 057】血西 圃瑞弯也(tN・mJ P-IOkN 20.计算图示刚架A、C两截面的相对转角 (£20IS 故松給点匚 18•图中给出了截面 K弯矩Mk影响线的形状,该影响线在截面K下面的纵标等于 、计算题(19〜22小题,每小题7分,23〜25小题,每小题12分, 共64分) 19.计算图示桁架指定杆件1、2、3的力。 AC。 —-57.1-42.9_0 17.力P在梁ABC 上移动过程中,截面 K中产生的变矩(绝对值)的最大值为 kN•m 21.计算图示结构,并绘弯矩图,各杆EI=常数。 22.用力矩分配法计算图示结构,并绘弯矩图。 题21图 EI=常数 360kN40kN/m 题22图 23.计算图示结构,绘弯矩图、剪力图、 25•用位移法计算图示结构,并绘弯矩图。 全国2002年4月高等教育自学考试 结构力学 (一)试题参考答案 课程代码: 02393 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) I.D2.D3.B4.A5.A 6.B7.B8.B9.D10.C 二、填空题(本大题共8小题,每小题2分,共16分) II.112.Sij=Sij或312=S21 13.Pa/214.0 15.13.6216.21.4 1 17.2018.—I 3 12分,共 三、计算题(本大题共7小题,19〜22小题,每小题7分,23〜25小题,每小题 64分) 19.N1=20kN,N2=-10kN,N3=30、2kN 20. (1)绘Mp图 (2)作虚拟状态绘M图(3)计算ac 21.门1Z1+R1p=0 rn=8iRip=-pl Zi=— 8i M=MiZiMp M图 分配系数 固奉弯矩 结点不平為办矩 分配与传递杆甥弯柜 M图 23. N图 24.iiXi12X2ip0 M1,M2,Mp图 ⑶ 11, 12,22 1p- 2p (4) X, X2值 (5) M图 (2)建立方程rnZ1+Rp=0 (3)计算系数与自由项 r11=— 骨R1p (4)解方程: R1p X1=- Pl r11 18i (5)绘M图. 工程力学复习资料 一、填空题(每空1分,共44分) 1.在分析两个或多个构件之间互相作用时,要注意力与力的关系。 2.作用于平面A点的力F=10kN,如图示,向距A点为100cm的O点平移后,得到主矢量的 大小为和主矩大小为。 3.设有一个力F,当力F与轴但时有力F在X轴上的投影Fx=0, 力F对x轴之矩mx(F)工0。 4.由平面假设所得到的轴向变形时,截面上的计算公式b=N/A中的b是,这个公式 不仅适用于变形,而且也适用于变形。 5.已知主动轮A输入功率为80马力,从动轮B和C输出功率为30马力和50马力,传动轴 的转速n=1400转/分,那么,各轮上的外力偶矩的大小分别为mA=,mB= mc=。 6•图示结构中固定端A的反力为、、。 7.图示各结构是静定还是静不定,及其静不定次数。 图(a)是,(b)是,(c)是 8•力的可传原理只适用于体,而不适用于体,因此不适用于研究力对物体 的效应。 9.若截面对于y轴和z轴的惯性积lyz=0,则此对轴称为轴,若此对轴又通过形心, 则称此对轴为轴。 对称图形中含有对称轴的一对坐标轴必为轴。 10.图示是梁的左段,A点力2P为反力,B点作用力P,C点作用力偶Pa,此时截面C的剪力Qc=,弯矩Mc=。 S 11.矩形截面弯曲剪应力公式为T=—Z,其中S*z是所求剪应力的点,画平行于中性轴的横 Izb 线截面面积对中性轴的面积矩,因此S*z是量,截面上的最大剪应力发 生在。 12.用积分法求图示梁的变形时,以A为原点写出AB梁的微分方程及边界条件 P 、。 注: B点为弹簧支撑,已知弹簧的位移入=-,P为作用在弹簧上的 C力,C为弹簧的刚性系数。 rTzfZZI 13.单元体是由三对的面组成,由于单元体极其微小,可以认为它的每个面上的应力 是分布的,而且在的面上。 14.图示折杆ABCD,在自由端A作用水平力P1及铅垂力P2,请分别写出各段的变形,AB 段为变形,BC段为变形,CD段为 15.压杆稳定的欧拉公式适用于围,用柔度入来表示则入》。 16.动荷载、动应力是指荷载随不断地变化,或构件在荷载作用下随不断运 动。 但只要应力不超过材料的比例极限,定律仍适用于动应力、动应变的计算。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其填在题干的括号。 每小题1分,共16分) 1.图示中四个力F1、F2、F3、F4对B点之矩是() A. mb(F1)=0 B.mB(F2)=F2| C.mB(F3)=F3lcos45° D.mB(F4)=F4l 2.图示中力多边形自行封闭的是( A.图⑻ B.图(b) C.图(c) D.图(d) ) ()不会改变原力系对物体的外效应。 B.去掉由二个力组成的力系 3.物体在一个力系作用下,此时只能 A.加上由二个力组成的力系 C.加上或去掉由二个力组成的力系 D.加上或去掉另一平衡力系 4.图示ABC杆,固定端A的反力是( A.Xa=P,Ya=0 B.Ya=P,mA=Pa C.Xa=P,Ya=0 D.Xa=P,YA=O,mA=Pa 5.构件在外力作用下平衡时,可以利用 A.平衡条件求出所有未知力 C.力系的简化求未知力 B.平衡条件求出某些未知力 D.力系的合成或分解求未知力 6.图示传动轴中各轮的外力偶矩分别为 mA=20kN•m,mB=5kN•m,mc=10kN•m,mD=5kN•m, 那么四个轮子布局中最合理的是 A.图(a) B.图(b) C.图(c) D.图(d) 7.关于轴力() A.是杆件轴线上的荷载 B.是杆件截面上的力 8.由AB和CD两杆组成,现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择,正确的选择是( A.AB杆为铸铁,CD杆为铸铁 B.AB杆为铸铁,CD杆为低碳钢 C.AB杆为低碳钢,CD杆为铸铁 D.AB杆为低碳钢,CD杆为低碳钢 矩Iz=( ) nD4 a4 A. 32 12 nD4 4a B. 64 12 nD4 4a C. 32 6 D nD4 2a4 D・ 16 12 9•图示截面,在圆截面中挖去 10.弯曲梁,当某截面的剪力Q=0时,() A.此截面上弯矩有突变 B.此截面上弯矩有极值 C.此截面上弯矩一定为该梁的最大值 D.此截面上的弯矩一定为零 11.为了合理的利用钢材,在梁的弯曲问题中,在同样面积情况下,以下四种截面形状钢 梁,使用哪种较为合理() A.(a) B.(b) C.(c) D.(d) 12•图示悬臂梁,其梁截面转角关系为 A.0A=0B=0 B.0A=0,0B=0max C.从A到B各截面的转角均相等 D.0A=0B=-B l 13•图示应力圆,其主应力及用第三强度理论求得相当应力b MPa。 r3(),题中应力单位均为 A.CT1=70,CT2=70,(T3=0,(Xr3=35 B.CC1=0,C2=0,C3=-70,Cr3=70 C.C1=0,C2=0,c3=-70,Cr3=-70 E.C1=-70,C2=-70,C3=0,Cr3=70 14.竖立的折杆ABC,C端固定,A端作用一垂直于AB的水平力P=500N,BC杆为空心圆杆,外径D=80mm,径d=70mm,用第四强度理论计算相当应力cr4为() A. 64MPa B.25.45MPa C.101.8MPa D.50.9Mpa 15.压杆稳定的欧拉公式适用的围,以下四种情况哪种是错误的() A.细长杆B.入》入1 C.弹性围D.屈服极限围 16.(a),(b)二根简支梁,E、I、W均同,同样的重物Q从h高度自由落下冲击梁,两根梁的动应力Cd与动荷系数Kd的比较应为() A. Cad>cbd,Kad>Kbd B.Cad C.Cad>Cbd,Kad D.Cad E. 三、计算题(每小题5分,共40分) 2.两块钢板各厚t1=8mm,t2=10mm,用5个直径相同的铆钉搭接,受拉力P=200kN的作用,女口图所示。 设铆钉的许用应力分别为〔t〕=140MPa,〔cbs〕=320MPa,试求铆钉的直径d。 3. 一正方形的混凝土短柱,受轴向压力P的作用,如图示,柱高为I,截面边长为a=400mm, 柱埋有直径d=30mm的钢筋四根。 已知柱受压后混凝土的应力混=6MPa,试求P值,设 钢筋与混凝土的弹性模量之比为E钢: E混=15。 4.图示桁架。 Gi=G2=20kN,Wi=W2=10kN,试求A、B的反力和杆①、杆②的力。 6.圆截面简支梁中间-处,梁的下边缘,用标距S=20mm的应变仪测得纵向伸长厶S=0.01mm, 2 梁长I=2m,梁截面直径D=80mm,弹性模量E=2.0x105MPa,试求均布荷载q的大小。 7.梁AB,A端为固定端,点的支座反力Rb。 B端为动铰支座,AC段作用均布荷载q,已知抗弯刚度EI,求B 8.已知平面应力状态中的b三强度理论的相当应力b x=50MPa,by=30MPa,txy=40MPa,试求其单元体的主应力及第r3。 省2002年4月高等教育自学考试 工程力学 (二)试题参考答案 图(c)为静定 课程代码: 02391 1. 作用 反作用 2. 主矢 F'=F=10kN 主矩m0(F)=5kN•m 3. x 垂直 不相交 4. 常量 拉伸 压缩 80 、填空题(每空1分,共44分) 5.mA=7024x而=40仆•mmB=150.5N•mmC=250.86N•m 6.xa=0Ya=0mA=Pa 7.图(a)为一次静不定图(b)为静定 8.刚体变形体效应 9.主轴形心主轴主轴 10.Qc=PMC=2Pa 11.以外部分 变量 中性轴 ql yB=入=— 2c 13.互相垂直 均匀互相平行 压、弯、扭变形拉、弯、扭变形 14.弯曲变形 15.弹性 入1 16.时间 时间 胡克 12.Ely"=-RAX+12qx2yA=0 1.A 2.B 3.D 4.D 5.B 6.B 7.B 8.C 9.B 10.B 11.B 12.B 13.B 14.D 15.D 16.A 、单项选择题(每小题1分,共16分) 三、计算题(每小题5分,共40分) 1.YA=G/2=1kNYB=1kN XB=3.32kN XA=3.32kN 2.0=P/5=40kN Fbs=P/5=40kN d>40X103X4=19.1mm \n^140 40X103 erbs=— d-8 W〔cbs〕=320 d>15.63mm取d=20mm 3.N1=15.1N2=0.79P N2=P/19.1 P=1214.3kN cr钢=90MPa 4.Rbx=0RBy=35kN RA=25kN S1=-30kNS2=25.98kN〜26kN 5. 100X106 —nX803X10 32 q= 100X106XnX803X10-9 16 =10.05KN/m 7qa4 24EI 44 qaqa 7.fBq= 8EI6EI fBRB=M 3EI fBq+fBRB=0 7Rb=qa 64 max81.23 8.ermin=1.23MPa er1=81.23MPa,e2=0,e3=-1.23MPa er3=82.46MPa
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