《工程力学》期末复习题含答案.docx
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《工程力学》期末复习题含答案
《工程力学》期末复习题
1选择题:
(1)下面哪一选项是材料的刚度指标?
_A_
A弹性模量E;B屈服极限as;
C强度极限ab;D断后伸长率(延伸率)3。
(2)下面哪一选项是材料的塑性指标?
_D_
A弹性模量E;B屈服极限as;
C强度极限ab;D断后伸长率(延伸率)3o
(3)在铸铁压缩试验中,破坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性,与轴线近似成45
破坏前,该断口所在斜截面的应力有何特点?
—J
A拉应力最大;B拉应力最小;
C剪应力最大;D剪应力最小。
(4)在铸铁扭转试验中,铸铁断口的形态是什么样的?
D
A断口平齐、与轴线垂直;B断口平齐、与轴线近似成45°;
C断口呈螺旋面、与轴线垂直;D断口呈螺旋面、与轴线近似成45°
(5)根据铸铁试件扭转破坏断口可以推断,铸铁的扭转破坏和什么因素有很大的关系?
A
A最大拉应力;B最小拉应力;
C最大剪应力;D最小剪应力。
(6)电阻应变片(简称电阻片或应变片)应用广泛,它是利用什么原理实现电测的?
C
A压电;
B光的衍射;
C金属丝的电阻随机械变形而发生变化;
D当轴向压力达到某一临界值时,压杆失稳。
(7)冲击韧性的物理意义是A。
A试样断裂过程中断面单位面积吸收的能量;
B试样断裂过程中断面吸收的能量;
C试样在冲击过程中受到的最大冲击力;
D试样在冲击过程中产生的最大变形。
(8)矩形截面梁在截面B处沿铅垂对称轴和水平对称轴方向上分别作用有Fp,如
图所示。
关于最大拉应力和最大压应力发生在危险截面A的哪些点上,有4种
答案,请判断
D是正确的。
A-max发生在a点,匚m;x发生在b点;
B-max发生在C点,匚max发生在d点;
C匚max发生在b点,二max发生在a点;
D-m'ax发生在d点,二m;x发生在b点。
(9)构件中危险点的应力状态如图所示。
构件为钢制:
6=45MPa;「y=135MPajz=0,
说法
◎=0,许用应力k】=160MPa则下面关于构件强度的
中正确的是C。
A选用第一强度理论,构件满足强度要求;
B选用第一强度理论,构件不满足强度要求;
C选用第三强度理论,构件满足强度要求;
D选用第三强度理论,构件满不足强度要求。
(10)构件中危险点的应力状态如图所示。
构件材料为铸铁:
Cx=20MPa二y=-25MPa
Gz=40MPa3=0,许用应力k]=30MPa则下面关于构件强度的说法中正确的是
(11)压杆的临界载荷是Bo
使压杆保持稳定的直线平衡构形的最小轴向压力;
使压杆保持稳定的直线平衡构形的最大轴向压力;
使压杆保持稳定的直线平衡构形的平均轴向压力;
使压杆保持稳定的曲线平衡构形的最大轴向压力。
(12)下面关于压杆约束强弱对其稳定性影响的说法中,正确的是
A」:
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0.5;
B0.5」:
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0.7;
C0.7:
:
:
•「:
:
2.0;
D—2.0。
(14)冲击动荷系数是A。
A构件承受的冲击载荷和相应静载荷之比;
B构件承受的相应静载荷和冲击载荷之比;
C构件承受的相应静应力和冲击应力之比;
D构件承受的相应静位移和冲击位移之比。
(15)构件在突加载荷作用下引起的应力和位移是相应静载荷作用下的—o
A一倍;B二倍;C三倍;D三分之一。
(16)将重物突然放到结构上和将重物缓慢放到结构上,下面关于这两种情形下结
构产生的最大变形的说法中,A是正确的。
A前者产生的最大变形大;
B后者产生的最大变形大;
C二者产生的最大变形相同;
D有可能前者产生的最大变形大,也有可能后者产生的最大变形大。
(17)下面关于疲劳失效的说法中,不正确的是:
Ao
A疲劳失效时的名义应力值高于材料在静载荷作用下的强度极限;
B构件在疲劳失效前需要经过一定数量的应力循环;
C构件在疲劳失效前没有明显的塑性变形,即使塑性很好的材料也会呈现脆性断
裂;
D构件疲劳失效时,同一疲劳破坏断口,一般都有明显的光滑区域和颗粒状区域
(18)构件的疲劳破坏是_「的结果。
A构件材料性质变化;B构件中裂纹的形成和逐渐扩展;
C构件中最大拉应力的作用;D构件中最大剪应力的作用。
(19)影响实际构件疲劳寿命的三个主要因素为_D
A温度、压力、体积;B位移、速度、加速度;
C材料、质量、密度;D应力集中、零件尺寸、表面加工质量
(20)持久极限是Do
A经过有限多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值;
B经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值;
C经过有限多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值;
D经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值。
一活动梯子放在光滑的水平地面上,梯子由AC与BC两部分组成,每部分的重
量均为150N,重心在杆子的中点,AC与BC两部分用铰链C和绳子EF相连接。
今有一重量为600N的人,站在梯子的D处,试求绳子EF的拉力和AB两处
的约束力。
2答:
(1)以整体为研究对象,作受力图如右上。
(2)以BC为研究对象,作受力图如右下。
砖夹的宽度为250mm杆件AGB和GCED4G点铰
c
D
wp
接。
已知:
砖的重量为w提砖的合力为Fp,作用
在砖夹的对称中心线上;尺寸如图所示,单位为mm砖夹
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Fb
B
Wb
B
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与砖之间的静摩擦因数fs=0.5。
试确定能将砖夹起的d值(d是G点到砖块上
所受正压力作用线的距离)。
题3图
3答:
砖被夹起时砖夹和砖能保持平衡。
(1)以整体为研究对象,作受力图如右上。
7Fy=0Fp-W=0(a)
(2)以砖为研究对象,作受力图如右中。
、MdF=0-FA250W125=0(b)
Fa一fsFna(C)
(3)以砖夹AGB部分为研究对象,作受力图如右下。
'MgF=0FP95FA30-FNAd=0(d)
将式⑻、(b)、(c)、(d)联立,可得
4试求图示静定梁在A、B、C三处的全部约束力。
已知
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4答:
(1)先分析BC杆,作受力图
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(2)分析AB杆,作受力图。
'MaF=0MA-qd3d/2-FBy2d=02
MA=3qd7
kN)杆件的轴力图。
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试画出图示(图中各数单位为
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6答:
试画出图示梁的剪力图、弯矩图。
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8试画出图示梁的剪力图、弯矩图
题8图
8答:
M
9图示结构中BC和AC都是圆截面直杆,直径均为d=20mm材料都是Q235钢,
其许用应力157MPa试求该结构的许用载荷。
题9图
9答:
(1)受力分析,确定各杆的轴力
研究销子C,由平衡方程
为Fx=0一Fnacsin4Fnbcsin30*=0
ZFy=0FnacCOS45FnbcCOS30。
一Fp=0
得Fnac-0.518Fp,Fnbc-0.732Fp
(2)求该结构的许用载荷
保证AC杆强度安全的结构许用载荷为
0.518Fp丨-!
「AacFp=0^18
保证BC杆强度安全的结构许用载荷为
0.732Fp丨-!
「AbcFp=0732
r175X0%=x202x10》
取较小的FP-4N=75.106kN
0.7320.732
10变截面轴受力如图所示,图中尺寸单位为mm。
若已知Me1=1765N・m,
Me2=1171Nm,材料的切变模量G=80.4GPa,求:
11
(1)轴内最大剪应力,并指出其作用位置;
12
(2)轴内最大相对扭转角「maxO
13
(1)作扭矩图
(2)求轴内最大剪应力及其作用位置
可见,.max二.maxBC]=47.711MPa
(3)求轴内最大相对扭转角
轴内最大相对扭转角为AC两截面相对扭转角,为
求梁的1—1
13悬臂梁受力及截面尺寸如图所示。
图中未标示的尺寸单位为mm
截面上A、B两点的正应力。
题11图
11答:
(1)确定梁的1—1截面上的弯矩数值
应用截面法可得
(2)计算惯性矩
(3)求梁的1—1截面上AB两点的正应力
A点:
二A=Ml^=二I30055510"Pa=2.542MPa(拉)
丿Iz、2.8125x10」i
B点:
二B=Ml」yB=-130035]°Pa=-1.618MPa(压)
IzI2.8125x10」丿
14图示外伸梁承受集中载荷Fp作用,尺寸如图所示。
已知Fp=20kN,许用应力
p]=200MPa所使用的工字钢的型号是14,试校核梁的强度。
Fp
题12图
附表:
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(1)先求约束反力
⑵作弯矩图
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(3)强度分析
危险截面在B处,Mmax=20kNm,查表得No.14工字钢的弯曲截面模量
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15图示外伸梁承受集中载荷Fp作用,尺寸如图所示。
已知Fp=20kN,许用应力
p]=160MPa试选择所用工字钢的型号
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16图示之AB为简支梁,当载荷Fp直接作用在梁的跨度中点时,梁内最大弯曲正
应力超过许用应力30%。
为减小AB梁内的最大正应力,在AB梁配置一辅助
梁CDCD也可以看作是简支梁。
试求辅助梁的长度ao
题14图
14答:
分别作出AB梁在没有和配置辅助梁CD情况下的弯矩图如下,可见两种情况下的最大弯矩数值分别是1.5Fp和0.5Fp3-0.5a,由梁内最大弯曲正应力公式-ma.=ML可知,最大弯曲正应力与最大弯矩成正比,有
Wz
得a=1.385m
El等为已知。
试用叠加法求图示梁中截面
B的挠度和转角。
O
z
17图中q、丨、
题15图
ZTw^zlxl
A
已知:
2
-
WB
MM曰
-
B
0
4
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E
6
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6EI
12
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2l
2-
2(
2
E
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L
2
2
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2EI
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l3
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4
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ql3
ql
3
B
0
6
E
4
Bw
Bw
-
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B
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EI
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2
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2
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+
E
6
T—
E
6
T—
B的挠度和转角
A
A
B
12
B
0
-
-
B
w
l
—►
l
2
2
l、ei等为已知。
试用叠加法求图示梁中截面
18图中p、
¥
a)
\^)
l
2
L
l‘
l]
HH
2
2[
El
P
unuq
题16图
Pl
Pl
2EI
Wb
EI
EI
If
l
1■
2
P
qi
6EI
Wb
Pl
2EI
Wb
Pl
3EI
3EI
qi
8EI
EI
T
2
■■B
J2
_ql3
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6EI
48EI
Wb
ql4/2
八7叫
8EI
2384EI
EI
ql
Pl
48EI
2EI
Wb
7ql
Pl
384EI
3EI
19试求图示梁的A、B端约束力
题17图
B
\^)
B
Ml曰
-
B
0
7T
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