工程力学试卷及答案样本.doc

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《工程力学》模拟试卷A卷及答案
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
总分
得分

一、 单项选择题( 本大题共10小题, 每小题2分, 共20分)
1. 某简支梁AB受载荷如图所示, 现分别用RA、 RB表示支座A、 B处的约束反力, 则它们的关系为( C )。
A.RA<RB
B.RA>RB
C.RA=RB
D.无法比较
D.作用线沿过B的铅垂线
2.图示平面机构, 正方形平板与直角弯杆ABC在C处铰接。平板在板面内受矩为M=8N·m的力偶作用, 若不计平板与弯杆的重量, 则当系统平衡时, 直角弯杆对板的约束反力大小为( C )
A.2N
B.4N
C.2N
D.4N
3.平面平行力系合成的结果是 ( D )
A.合力 B.合力偶 C.主矩 D.主矢和主矩
4.一折杆受力如图所示。其中AB杆的变形为( B )
A. 扭转
B. 弯曲与扭转组合
C. 弯曲
D. 弯曲与弯曲
5. .判断压杆属于细长杆、 中长杆、 还是短粗杆的依据是 ( A )
A．柔度 B．长度 C．横截面尺寸 D．临界应力
6.图示轴向受力杆件中n-n截面上的轴力为( C )
A.-3P B.-4P C.+4P D.+8P

7.图示受扭圆杆中的最大剪应力为( C )
A. B. C. D.
8. 图示矩形截面对z、 y两形心轴的惯性矩分别为( D )
A
B
C
D
9.某直梁横截面面积一定, 下图所示的四种截面形状中, 抗弯能力最强( B )

A．矩形 B．工字形 C．圆形 D．正方形
10．拉压胡克定律σ=Eε的另一表示式为( 　D　　)
A B. C ; D
二、 填空题(本大题共4小题, 每空2分, 共10分)
11.图示杆件剪切面的面积为___dt____。
12.胡克定律σ=Eε只在σ≤___________时才成立.
13.作用于平面内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__10kN ___和主矩大小为___5Kn.m _____。
14.图示斜五面体OABCDE沿坐标轴正向三个棱边的长度OA＝4, OC＝3, OE＝3( 单位m) , 斜平面ABDE沿对角线EB间作用一力P＝10kN,
则该力在x轴上的投影Px=___6.86_kN。

三、 计算题(本大题共5小题, 共70分)
15.四杆机构在图示位置平衡。已知OA=60cm, BC=40cm, 作用BC上的力偶的力偶矩大小为M2=1N.m, 试求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力FAB所受的力。各杆重量不计。( 15分)
O
A
C
B
M2
M1
30o

解: (1) 研究BC杆, 受力分析, 画受力图:
C
B
M2
30o
FB
FC

列平衡方程:

(2) 研究AB( 二力杆) , 受力如图:
A
B
F’B
F’A

可知:
O
A
M1
FA
FO

(3) 研究OA杆, 受力分析, 画受力图:

列平衡方程:

16. 图示起重架的最大起吊重量( 包括行走小车等) 为P=40 kN, 横梁AC由两根No18槽钢组成, 材料为Q235钢, 许用应力[s]=120MPa。试校核梁的强度。
P
30o
3.5m
A
B
C
z
y
No18×2

解: (1) 受力分析
当小车行走至横梁中间时最危险, 此时梁AC的受力为
30o
A
C
P
D
SA
YC
XC

由平衡方程求得

(2) 作梁的弯矩图和轴力图
35kNm
(+)
x
M
(-)—
34.64kN
x
N

此时横梁发生压弯组合变形, D截面为危险截面,

(3) 由型钢表查得 No.18工字钢

(4) 强度校核

故梁AC满足强度要求。

17.槽形铸铁梁受力如图所示, 槽形截面对中性轴z的惯性矩Iz＝40×106mm4, 材
料的许用拉应力, 材料的许用压应力。试
( 1) 画出梁的剪力图和弯矩图;
( 2) 校核此梁的强度。 ( 15分)

( 1) 支座反力

( 4分)

( 5分)

( 2)

( 3分)
( 3分)

\此梁不安全。
18.两端铰支压杆, 材料为Q235A钢, , 长, 直径为, 承受压力, 规定稳定安全系数, 校核此压杆的稳定性。( 10分)
解: ( 1)

采用欧拉公式计算临界力

稳定性不足
19.如图所示轴AB上装有两个轮子, C轮和D轮分别作用W、 F, 轴处于平衡状态。已知C轮直径为, D轮直径为, ,轴的许用应力, 按第三轻度理论确定轴直径d。( 15分)

解: ( 1) 轴CD段 为弯扭组合变形, 画出弯矩、 扭矩图

解得:
( 2) 扭矩:
弯矩:
( 3) 按强度公式计算轴径

代入数据:

取