工程力学复习题及参考答案样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。 课程考试复习题及参考答案一、 填空题: 1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为 刚体 。2.构件抵抗 破坏 的能力称为强度。3.圆轴扭转时, 横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成 正 比。4.梁上作用着均布载荷, 该段梁上的弯矩图为 二次抛物线 。5.偏心压缩为 轴向压缩与弯曲 的组合变形。6.柔索的约束反力沿 柔索轴线 离开物体。7.构件保持 原有平衡状态 的能力称为稳定性。8.力对轴之矩在 力与轴相交或平行 情况下为零。9.梁的中性层与横截面的交线称为 中性轴 。10.图所示点的应力状态, 其最大切应力是 100MPa 。11.物体在外力作用下产生两种效应分别是 变形效应与运动效应( 外效应) 。12.外力解除后可消失的变形, 称为弹性变形 。13.力偶对任意点之矩都 相等 。14.阶梯杆受力如图所示, 设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A, 弹性模量为E, 则杆中最大正应力为 5F/2A 。15.梁上作用集中力处, 其剪力图在该位置有 突变 。16.光滑接触面约束的约束力沿 接触面的公法线 指向物体。17.外力解除后不能消失的变形, 称为 塑性变形 。18.平面任意力系平衡方程的三矩式, 只有满足三个矩心 塑性变形 的条件时, 才能成为力系平衡的充要条件。19.图所示, 梁最大拉应力的位置在 C 点处。20.图所示点的应力状态, 已知材料的许用正应力, 其第三强度理论强度条件是 2x 。21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态, 称为 平衡 。22.在截面突变的位置存在 应力 集中现象。23.梁上作用集中力偶位置处, 其弯矩图在该位置有 突变 。24.图所示点的应力状态, 已知材料的许用正应力, 其第三强度理论的强度条件是 。25.临界应力的欧拉公式只适用于 细长 杆。26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件, 称为 二力构件 。27.作用力与反作用力的关系是 等值、 反向、 共线 。28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是 力、 力偶、 平衡 。29.阶梯杆受力如图所示, 设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A, 弹性模量为E, 则截面C的位移为: 7Fa/2EA 。30.若一段梁上作用着均布载荷, 则这段梁上的剪力图为 斜直线 。二、 计算题: 1.梁结构尺寸、 受力如图所示, 不计梁重, 已知q=10kN/m, M=10kNm, 求A、 B、 C处的约束力。2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示, C为截面形心。已知Iz=60125000mm4, yC=157.5mm, 材料许用压应力c=160MPa, 许用拉应力t=40MPa。试求: 画梁的剪力图、 弯矩图。按正应力强度条件校核梁的强度。3.传动轴如图所示。已知Fr=2KN, Ft=5KN, M=1KNm, l=600mm, 齿轮直径D=400mm, 轴的=100MPa。试求: 力偶M的大小; 作AB轴各基本变形的内力图。用第三强度理论设计轴AB的直径d。4.图示外伸梁由铸铁制成, 截面形状如图示。已知Iz=4500cm4, y1=7.14cm, y2=12.86cm, 材料许用压应力c=120MPa, 许用拉应力t=35MPa, a=1m。试求: 画梁的剪力图、 弯矩图。按正应力强度条件确定梁截荷P。5.如图6所示, 钢制直角拐轴, 已知铅垂力F1, 水平力F2, 实心轴AB的直径d, 长度l, 拐臂的长度a。试求: 作AB轴各基本变形的内力图。计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。6.图所示结构, 载荷P=50KkN, AB杆的直径d=40mm, 长度l=1000mm, 两端铰支。已知材料E=200GPa, p=200MPa, s=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa, 稳定安全系数nst=2.0, =140MPa。试校核AB杆是否安全。7.铸铁梁如图5, 单位为mm, 已知Iz=10180cm4, 材料许用压应力c=160MPa, 许用拉应力t=40MPa, 试求: 画梁的剪力图、 弯矩图。按正应力强度条件确定梁截荷P。8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kNm的作用。已知M=200GPa, =0.3, =140MPa。试求: 作图示圆轴表面点的应力状态图。求圆轴表面点图示方向的正应变。按第四强度理论校核圆轴强度。9.图所示结构中, q=20kN/m, 柱的截面为圆形d=80mm, 材料为Q235钢。已知材料E=200GPa, p=200MPa, s=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa, 稳定安全系数nst=3.0, =140MPa。试校核柱BC是否安全。10.如图所示的平面桁架, 在铰链H处作用了一个20kN的水平力, 在铰链D处作用了一个60kN的垂直力。求A、 E处的约束力和FH杆的内力。11.图所示圆截面杆件d=80mm, 长度l=1000mm, 承受轴向力F1=30kN, 横向力F2=1.2kN, 外力偶M=700Nm的作用, 材料的许用应力=40MPa, 试求: 作杆件内力图。按第三强度理论校核杆的强度。12.图所示三角桁架由Q235钢制成, 已知AB、 AC、 BC为1m, 杆直径均为d=20mm, 已知材料E=200GPa, p=200MPa, s=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa, 稳定安全系数nst=3.0。试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。13.槽形截面梁尺寸及受力图如图所示, AB=3m, BC=1m, z轴为截面形心轴, Iz=1.73108mm4, q=15kN/m。材料许用压应力c=160MPa, 许用拉应力t=80MPa。试求: 画梁的剪力图、 弯矩图。按正应力强度条件校核梁的强度。14.图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内, AB段为直径d=20mm的圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN, 在水平面内沿z轴方向F2=0.5kN, 材料的=140MPa。试求: 作AB段各基本变形的内力图。按第三强度理论校核刚架AB段强度。15.图所示由5根圆钢组成正方形结构, 载荷P=50KkN, l=1000mm, 杆的直径d=40mm, 联结处均为铰链。已知材料E=200GPa, p=200MPa, s=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa, 稳定安全系数nst=2.5, =140MPa。试校核1杆是否安全。( 15分) 16.图所示为一连续梁, 已知q、 a及, 不计梁的自重, 求A、 B、 C三处的约束力。17.图所示直径为d的实心圆轴, 受力如图示, 试求: 作轴各基本变形的内力图。用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表示式。18.如图所示, AB=800mm, AC=600mm, BC=1000mm, 杆件均为等直圆杆, 直径d=20mm, 材料为Q235钢。已知材料的弹性模量E=200GPa, p=200MPa, s=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa。压杆的稳定安全系数nst=3, 试由CB杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。参考答案 二、 计算题: 1.解: 以CB为研究对象, 建立平衡方程: 解得: 以AC为研究对象, 建立平衡方程: 解得: , 2.解: 求支座约束力, 作剪力图、 弯矩图 解得: 梁的强度校核: 拉应力强度校核: B截面: C截面: 压应力强度校核( 经分析最大压应力在B截面) 因此梁的强度满足要求3.解: 以整个系统为为研究对象, 建立平衡方程得: ; 解得: ( 3分) 求支座约束力, 作内力图由题可得: 由内力图可判断危险截面在C处 4.解: 求支座约束力, 作剪力图、 弯矩图: 解得: 梁的强度校核拉应力强度校核: C截面: D截面: 压应力强度校核( 经分析最大压应力在D截面) : , 因此梁载荷5.解: 由内力图可判断危险截面在A处, 该截面危险点在横截面上的正应力、 切应力为 6.解: 以CD杆为研究对象, 建立平衡方程 解得: AB杆柔度 : 由于, 因此压杆AB属于大柔度杆: 工作安全因数: ; 因此AB杆安全 7.解: 梁的强度校核: 拉应力强度校核: A截面: C截面: 压应力强度校核( 经分析最大压应力在A截面) : ; 因此梁载荷8.解: 点在横截面上正应力、 切应力; ; 点的应力状态如图: 由应力状态图可知x=89.1MPa, y=0, x=30.6MPa 由广义胡克定律: 强度校核: ; 因此圆轴强度满足要求9.解: 以梁AD为研究对象, 建立平衡方程: 解得: BC杆柔度 : 由于, 因此压杆BC属于大柔度杆 工作安全因数: ; 因此柱BC安全 10.解: 以整个系统为研究对象, 建立平衡方程: 解得: 过杆FH、 FC、 BC作截面, 取左半部分为研究对象, 建立平衡方程 解得: 11.解: 由内力图可判断危险截面在固定端处, 该截面危险点在横截面上的正应力、 切应力为 ; 因此杆的强度满足要求12.解: 以节点C为研究对象, 由平衡条件可求 : BC杆柔度 : 由于, 因此压杆BC属于大柔度杆: ; 解得: 13.解: 求支座约束力, 作剪力图、 弯矩图 解得: 梁的强度校核拉应力强度校核: D截面: B截面: 压应力强度校核( 经分析最大压应力在D截面) : ; 因此梁的强度满足要求14.解: 由内力图可判断危险截面在A处, 该截面危险点在横截面上的正应力、 切应力为 ; 因此刚架AB段的强度满足要求15.解: 以节点为研究对象, 由平衡条件可求 : 1杆柔度: 由于, 因此压杆AB属于大柔度杆: 工作安全因数: ; 因此1杆安全 16.解: 以BC为研究对象, 建立平衡方程 : 解得; 以AB为研究对象, 建立平衡方程: 解得: , , 17.解: 由内力图可判断危险截面在固定端处, 该截面危险点在横截面上的正应力、 切应力为 18.解: 以节点B为研究对象, 由平衡条件可求 : BC杆柔度 : 由于, 因此压杆AB属于大柔度杆: ;解得: