工程力学作业参考答案样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。工程力学作业1参考答案说明: 本次作业对应于文字教材第03章, 应按相应教学进度完成。一、 单项选择题( 每小题2分, 共30分) 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案, 并将其代号填在题干后面的括号内。不选、 错选或多选者, 该题无分。1三刚片组成几何不变体系的规则是( B ) A 三链杆相连, 不平行也不相交于一点 B 三铰两两相连, 三铰不在一直线上C 三铰三链杆相连, 杆不经过铰 D 一铰一链杆相连, 杆不经过铰2在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成( C ) A 可变体系B 瞬变体系C 无多余约束的几何不变体系D 有多余约束的几何不变体系3图示体系为( D ) 。A 瞬变体系B 常变体系C 有多余约束的几何不变体系D 无多余约束的几何不变体系4下图所示平面杆件体系是何种杆件体系( A ) A 常变B 瞬变C 不变且无多余联系D 不变且有一个多余联系5图示桁架有几根零杆( D ) A 0B 2C 4D 66图1所示结构的弯矩图形状应为( A ) 7图示结构中C截面弯矩等于( B ) A ( 上拉) ; B ( 上拉) C ( 下拉) ; D ( 下拉) 8图示刚架杆端弯矩MBA等于( A ) A 30kNm( 左侧受拉) B 30kNm( 右侧受拉) C 10kNm( 左侧受拉) D 10kNm( 右侧受拉) 9下图所示伸出梁弯矩图的正确形状为( C ) 10图示刚架截面C右的弯矩等于( D ) A ( 上侧受拉) B ( 下侧受拉) C ( 下侧受拉) D 011图示多跨静定梁的基本部分是( B ) A AB部分 B BC部分 C CD部分 D DE部分12悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示, 图乘结果是( C ) A B C D 13对图( a) 所示结构, 按虚拟力状态图( b) 将求出( D ) A 截面B的转角B 截面D的转角C BD两点间的相对移动D BD两截面间的相对转动14悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示, 图乘结果是( A ) A B C D 15图示虚拟状态是为了求( B ) A A点线位移B A截面转角C A点竖向位移D A点水平位移二、 判断题 ( 每小题1分, 共10分) 你认为正确的在题干后括号内划”, 反之划”。1两刚片用三链杆相连, 且三链杆平行不等长, 则构成瞬变体系。 ( ) 2两刚片之间以三根链杆相连均能组成无多余约束的几何不变体系。 ( ) 3图示体系, 三刚片以共线的三个铰( A、 B、 C) 相连, 故构成几何瞬变体系( ) 4图示两个单跨梁, 同跨度同荷载。但横截面形状不同, 故其内力也不相同。( ) 5三铰拱水平推力的大小, 不但与拱高f有关, 而且与拱轴线形状有关 ( ) 6判断下列M图形状对否。( ) 7尽管拱高f, 跨度l相同, 但荷载不同, 三铰拱的合理拱轴线也不同。( ) 8试判断下列弯矩图是否正确。( ) 9静定桁架位移的计算能够把积分公式改成求和运算, 而静定刚架则不能( ) 10图示两根梁的内力相同, 变形也相同。( ) 三、 填空题 ( 每空2分, 共20分) 1定向支座的反力分量是一个力和 一个反力偶 。2连接两个刚片的单铰相当于 两 个约束。3平面内一点有 两 个自由度。4不能作为结构使用的是几何常变体系和 瞬变 体系。5图示多跨静定梁C截面弯矩= FPa/2 (上侧受拉) 。6在竖向荷载作用下, 拱愈扁平, 水平推力 愈大 。7图2所示刚架支反力FVA= qa/2 。图28判断图3所示桁架结构有 4 根零杆。图39求图3所示桁架a杆的内力FNa= 5kN ( 拉力 ) 。10位移计算公式是由变形体虚功原理推出来的。四、 计算题 ( 共40分) 1作下图刚架的弯矩图( 8分) 解: (1).求支座反力: FA= FB= m/a (2).作刚架的弯矩图 FA A m m a FB a a M图 FB y=0 2作下图刚架的弯矩图( 8分) 解: ( 1) .求支座反力: FA= FP/2 , FB= 3FP/2 . ( 2) .作刚架的弯矩图 FL F FL L 3FL/4 A B L/2 F/2 M图 FA FB 3绘图示刚架的弯矩图( 8分) 解: ( 1) 求支座反力: FA= FB= ; ( 2) 作刚架的弯矩图. m m L/2 B L/2 A F B M图 FA L 4绘制图示静定刚架弯矩图( 8分) 解: ( 1) 求支座反力: FAx=ql, FA y=0 , FB=ql ; ( 2) 作刚架的弯矩图。 qL qL2/2 q L qL2/2 FAx A B L/2 L/2 M图FA y F B 5试作图示刚架的剪力图与弯矩图( 本题8分) 。解: ( 1) 求支座反力: FAx=20kN , FA y=FB=10kN 。 方向如图 ( 2) 作刚架的弯矩图: MEA=MEB= MBE= MBC=40 (内侧受拉) ( 3) 作刚架的剪力图: AE段: Q=20kN EB段: Q=0 BC段: Q=-10kN CD段: Q=0 40 10 kN _ 2m 40 40 20 kN + 2m FAx A B M图 20 kN Q图 4m () FA y FB 工程力学作业2参考答案说明: 本次作业对应于文字教材第4章, 应按相应教学进度完成。一、 单项选择题( 每小题2分, 共30分) 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案, 并将其代号填在题干后面的括号内。不选、 错选或多选者, 该题无分。1力法计算的基本未知量为( D ) A 杆端弯矩B 结点角位移C 结点线位移D 多余未知力2超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度( B ) A 无关 B 相对值有关 C 绝对值有关 D 相对值绝对值都有关3图4所示结构的超静定次数为 ( D ) A 1 B 2 C 3 D 4图44力法方程中的系数代表基本体系在作用下产生的( C ) A 次开发 B C 方向的位移 D 方向的位移5在力法方程的系数和自由项中( B ) A 恒大于零 B 恒大于零 C 恒大于零 D 恒大于零6图5所示对称结构的等代结构为( A ) 7超静定结构在支座移动作用下产生的内力与刚度( C ) A 无关 B 相对值有关 C 绝对值有关 D 相对值绝对值都有关8力法典型方程中的自由项是基本体系在荷载作用下产生的( C ) A B C 方向的位移 D 方向的位移9下图所示对称结构的等代结构为( D ) 10一结构的超静定次数等于结构中( B ) A 约束的数目 B 多余约束的数目C 结点数 D 杆件数11力法的基本体系是( D ) A 一组单跨度超静定梁 B 瞬变体系C 可变体系 D 几何不变体系12撤去一单铰相当于去掉了多少个约束( C ) A 1个 B 3个 C 2个 D 4个13图示刚架的超静定次数为( C ) A 1次; B 2次; C 3次; D 4次14用力法计算超静定结构时, 其基本未知量为( D ) A 杆端弯矩 B 结点角位移 C 结点线位移 D 多余未知力15力法方程中的系数代表基本体系在作用下产生的( C ) A B C 方向的位移 D 方向的位移二、 判断题 ( 每小题1分, 共10分) 你认为正确的在题干后括号内划”, 反之划”。1超静定次数一般不等于多余约束的个数。 ( ) 2力法计算的基本体系不能是可变体系。 ( ) 3同一结构选不同的力法基本体系, 所得到的力法方程代表的位移条件相同。( ) 4同一结构的力法基本体系不是唯一的。 ( ) 5同一结构选不同的力法基本体系所得到的最后结果是相同的。 ( ) 6图示超静定结构去掉杆件、 、 后为一静定梁, 故它是三次超静定结构。( ) 7用力法计算超静定结构, 选取的基本结构不同, 所得到的最后弯矩图也不同。( ) 8用力法计算超静定结构, 选取的基本结构不同, 则典型方程中的系数和自由项数值也不同。 ( ) 9在荷载作用下, 超静定结构的内力分布与各杆刚度的绝对值有关。 ( ) 10图示结构有两次超静定。 ( ) 三、 填空题 ( 每空2分, 共20分) 1确定超静定结构的次数时, 若撤去一个单铰, 相当于去掉 两个 约束。2超静定结构的几何组成特征是 有多余约束的几何不变体系 。3温度改变对超静定结构 产生 内力和反力。4力法基本结构是 无多余约束的几何不变体系 静定结构 。5超静定结构的内力不但满足平衡条件, 而且还要满足 位移协调 条件。6静定结构的反力和内力用 静力平衡条件 可全部求出。7力法的基本未知量是多余未知力, 其典型方程是根据多余未知力处的 位移 条件建立的。8对称结构在对称荷载作用下内力中 弯矩、 轴力是对称的, 剪力是反对称的 。9力法的基本体系是无多余约束的几何不变体系 。10力法的基本方程使用的是 位移协调条件; 该方法只适用于解 超静定 结构。四、 计算题 ( 共40分) 1对下面图a所示的超静定结构, 选图b所示的力法基本体系, 要求( 1) 列出力法典型方程; ( 2) 画, , 图; ( 3) 求出各系数及自由项。( 10分) 解: ( 1) 列出力法典型方程: ( 2) , , 图如下; q 1 x1 1 x1=1 X2 x2=1 图 图 1 ( 3) 求出各系数及自由项。( 10分) MF图 2用力法计算图示刚架( 求出系数及自由项列出方程即可) ( 10分) 20kN/m 1 x1 x1=1 x2 基本体系 图 x 2=1 图 1解: ( 1) 图示刚架为两次超静定结构, 选力法基本体系如图, ( 2) 列出力法典型方程: 22.5( 3) 作, , 图, 求出各系数及自由项。 MF图 ; ; (4) 力法典型方程为: 3建立图示结构的力法方程( 不求解) 。( 10分) 解: ( 1) 这是一个对称刚架, 取半结构如图所示。 ( 2) 半刚架为两次超静定结构, 选力法基本体系如图, q( 3) 列出力法典型方程: x1 ( 4) 作, , 图, 求出各系数及自由项。 X2 基本体系 1 1 x1=1 MF图 图 x2=1 图 1 ( 5) 力法典型方程简化为: 4用力法计算图示对称结构, 并作弯矩图( EI=常数) 。( 10分) 解: ( 1) 这是一个对称刚架, 取半结构如图( ) 所示。 ( 2) 半刚架为一次超静定结构, 选力法基本体系如图, 15 kN 15 kN 3m x1 x1=1 半刚架 基本体系 图 MF图 图( a) 图( b) 3m 60 ( 3) 列出力法典型方程: (4) 作, 图, 求出各系数及自由项。 24 24 M图( ) (5)解方程得 kN 36 36 (6)用叠加法作弯矩图工程力学作业3参考答案说明: 本次作业对应于文字教材第56章, 应按相应教学进度完成。一、 单项选择题( 每小题2分, 共30分) 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案, 并将其代号填在题干后面的括号内。不选、 错选或多选者, 该题无分。1图示超静定结构结点角位移的个数是( C ) A 2 B 3 C 4 D 52用位移法求解图示结构时, 基本未知量的个数是( B ) A 8 B 10 C 11 D 123图示超静定结构, 结点线位移( 独立) 的个数是( B ) A 0 B 1 C 2 D 3 4位移法典型方程实质上是( A ) A 平衡方程 B 位移条件 C 物理关系 D 位移互等定理5位移法典型方程中的系数代表在基本体系上产生的( C ) A B C 第i个附加约束中的约束反力 D 第j个附加约束中的约束反力6图6所示结构的位移法基本未知量数目为( D ) A 2 B 3 C 4 D 6 7位移法基本方程中的自由项, 代表荷载在基本体系作用下产生的( C ) A B C 第i个附加约束中的约束反力 D 第j个附加约束中的约束反力8图示超静定结构结点角位移的个数是( B ) A 2 B 3 C 4 D 59用位移法求解图示结构时, 基本未知量个数是( C ) A 1 B 2 C 3 D 410用位移法计算超静定结构时, 其基本未知量为( D ) A 多余未知力 B 杆端内力 C 杆端弯矩 D 结点位移11在位移法计算中规定正的杆端弯矩是( A ) A 绕杆端顺时针转动 B 绕结点顺时针转动C 绕杆端逆时针转动 D 使梁的下侧受拉12力矩分配法的直接对象是( A ) A 杆端弯矩 B 结点位移 C 多余未知力 D 未知反力13汇交于一刚结点的各杆端弯矩分配系数之和等于( A ) A 1 B 0 C 1/2 D -114一般情况下结点的不平衡力矩总等于( A ) A 汇交于该结点的固定端弯矩之和 B 传递弯矩之和C 结点集中力偶荷载 D 附加约束中的约束力矩15下图所示连续梁结点B的不平衡力矩为( A ) A -10kNm B 46 kNmC 18 kNm D -28 kNm二、 判断题 ( 每小题1分, 共10分) 你认为正确的在题干后括号内划”, 反之划”。1位移法典型方程中的主系数恒为正值, 付系数恒为负值。( ) 2图示结构有三个位移法基本未知量。 ( ) 3位移法典型方程中的主系数恒为正值, 付系数可正可负。( ) 4位移法可用来计算超静定结构也可用来计算静定结构。 ( ) 5位移法只能用于超静定结构。 ( ) 6在力矩分配法中, 结点各杆端分配系数之和恒等于1。 ( ) 7图示结构中MAB=8kNm上拉。 ( ) 8在力矩分配中, 当远端为定向支座时, 其传递系数为0 ( ) 9在多结点结构的力矩分配法计算中, 能够同时放松所有不相邻的结点以加速收敛速度。 ( ) 10位移法只能用于静定结构。 ( ) 三、 填空题 ( 每空2分, 共20分) 1位移法基本体系是一组 单跨超静定梁 。2单跨超静定梁的形常数是指由杆端位移引起的 杆端力 。3图示刚架有 6 个角位移。4位移法的基本方程使用的是 平衡 条件; 该方法可解 超静定结构与 静定 结构。5在力矩分配法中, 当远端为铰支座时, 其传递系数为 0 。6力矩分配法适用于连续梁和 无侧移刚架 。7在力矩分配法中, 当远端为定向支座时, 其传递系数为 1 。8图1所示连续梁BC杆件B端分配系数BC= 1/3 。图19图1所示连续梁B点各梁分配系数之和BA+BC= 1.0 。10图1所示连续梁BC杆件B端弯矩向C端传递的传递系数CBC= - 1。四、 计算题 ( 共40分) 1用位移法计算图示刚架并画M图( 10分) 解: 此刚架具有一个角位移 , 取基本结构如图所示, 位移法方程为=0; 作图得=5, 作MF图得=, 解方程得= 利用叠加法作最后M图。 B EI C q EI L q 基本结构 A MF图 L 4 2 图 M图 2用位移法计算图示刚架并画弯矩图( 10分) 解: 1、 基本未知量为结点B的转角2、 在结点B施加转动约束, 得基本体系如图( a) 所示3、 列力法方程+=04、 计算系数及自由项 设=1, 则=4=4, =2=2 =4=4, =2=2 图=32=6 图 作图及图 M图 =4+4+3=4+4+6=14=由、 、 得=5、 作M图=2=4+= =6=4= =2=3用力矩分配法计算连续梁画M图( 10分) 杆端 AB BA BC CB CD DC S 4 4 4 6 0.5 0.5 0.4 0.6 MF 0 0 0 0 90.0 0 分 18 36 54 配 4.5 9 9 4.5 传 0.9 1.8 2.7 递 0.23 0.45 0.45 0.22 计 0.04 0.09 0.13 算 0.01 0.02 0.02 M 4.74 9.47 9.47 33.17 33.17 0 33.17 4.74 9.47 M图( ) 4用力矩分配法计算图示连续梁并画弯矩图( 10分) 工程力学作业4参考答案说明: 本次作业对应于文字教材第712章, 应按相应教学进度完成。一、 单项选择题( 每小题3分, 共30分) 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案, 并将其代号填在题干后面的括号内。不选、 错选或多选者, 该题无分。1绘制影响线采用的是( D ) A 实际荷载B 移动荷载C 单位荷载D 单位移动荷载2静定结构的影响线的形状特征是( A ) A 直线段组成B 曲线段组成C 直线曲线混合D 变形体虚位移图3单元刚度矩阵中第一列元素的物理意义是( B ) A 各杆端产生单位位移时, 在1端产生的力B 1杆端产生单位位移时, 在各杆端产生的力C 各杆端产生单位位移时, 在各杆端产生的力 D 1杆端产生单位位移时, 在1端产生的力4单元刚度矩阵表示的是( B ) A 杆端力与荷载之间的刚度关系B 杆端力与杆端位移之间的刚度关系C 杆端力与结点力之间的刚度关系D 杆端力与结点位移之间的刚度关系5单元刚度矩阵中某元素Kij的物理意义是( B ) A i端产生单位位移时, 在j端产生的力B j端产生单位位移时, 在i端产生的力C i端产生单位位移时, 在i端产生的力D j端产生单位位移时, 在j端产生的力6在弹性力学平面应力问题( xy平面) 中, 下列结论不正确的是( D ) 。A. ; B. ; C. ; D. ; 7在弹性力学平面应变问题( xy平面) 中, 下列结论不正确的是( B ) 。 A. ; B. ; C. ; D. 和均为0。 8在弹性力学平面问题的几何方程中, 正应变与位移分量的关系为AA ; B ; C ; D 。9在弹性力学平面问题的几何方程中, 正应变与位移分量的关系为DA ; B ; C ; D 10 在弹性力学平面问题的几何方程中, 剪应变与位移分量的关系为DA ; B ; C ; D 二、 判断题 ( 共10分) 你认为正确的在题干后括号内划”, 反之划”。1图示伸臂梁影响线如图示。( ) ( 4分) 2刚度矩阵中各元素的物理意义是单位力( 偶) 引起的位移。( ) ( 4分) 3 在弹性力学平面问题中, 圆孔的孔边应力集中, 不是因为圆孔的存在使得平板的截面面积减小所致。( ) ( 2分) 三、 填空题 ( 每空2分, 共20分) 1单跨静定梁影响线的作法是( 机动法) , 撤去相应约束, 正向内力引起的 虚位移图 。2从形状上看连续梁影响线是 曲线 图形。3简支梁的剪力影响线为两条 平行 直线。4弯矩影响线竖标的量纲是 长度单位 。5单元刚度矩阵是 单元杆端力 与 单元杆端位移 间的关系矩阵。6矩阵位移法是适应 计算机发展的 要求, 用矩阵分析表示的位移法。7单位杆端位移产生的单跨超静定梁的杆端力称为 形常数 。8弹性力学平面问题一般分为 平面应力 问题和 平面应变 问题。9按应力求解弹性力学问题时,