西南交大考试高等工程力学C考试复习题.doc

工程力学复习题一、填空1平衡一般是指物体相对地面保持（ 静止 ）或作（ 直线匀速运动 ）的状态。2力学中的刚体是指在任何外力作用下，（ 大小 ）和（ 形状 ）始终保持不变的物体。3当加速度与速度同向时，点作（ 加速运动 ）运动，当加速度与速度反向时，点作（ 减速运动 ）运动。4拉压胡克定律的表达形式为（ L ）或（ E ）。5利用强度条件可以解决的三类问题是（ 强度校核 ）、（ 设计截面尺寸 ） 、（ 计算允许载荷 ）。6梁弯曲正应力公式的应用条件是（ 平面弯曲 ）、（ 弹性范围内 ）。7力的可传性只有对（ 刚体 ）是正确的，而对于（变形体 ）力的可传性便不再成立。8力的作用线在（ 同一平面）内，且力作用线（汇交于）一点的力系叫平面汇交力系。9作用在刚体上的两个力，其平衡条件是两个力（ 等值 ）、（反向）、（ 共线 ）。10、在设计梁时，通常由梁的( 强度 )条件选择截面，然后再进行( 刚度 ) 校核。11、求杆件任一截面上的内力时，通常采用( 截面 )法。12、第一和第二强度理论适用于( 脆性 )材料，而第三和第四强度理论适用于( 塑性 )材料。13、欧拉公式用来计算压杆的( 临界力 )，它只适用于( 大柔度 )杆。14、在解超静定问题时，补充方程要根据( 变形协调 )条件来建立。15、当梁上某段的剪力图为一水平直线时，则该段梁上的分布荷载q（x）=( 0 )，其弯矩图为( 一斜直线 )。16、长度系数反映拉压杆的( 杆端约束 )情况。17材料力学对变形固体所作的基本假设是连续性假设、( 均匀性 )假设和( 各向同性假设)。 18在推导梁平面弯曲的正应力公式时，是从几何方面、( 物理 ) 方面和( 静力学 ) 方面综合考虑的。19受横力弯曲的梁横截面上的正应力沿截面高度按( 线性 )规律变化，在( 在距离中性轴最远处 )最大。20对由一定材料制成的压该来说，临界应力取决定于杆的柔度，柔度值愈大，临界应力值( 愈小 )，压杆就愈 ( 易矢 )失稳。21低碳钢在屈服阶段呈现应力(增大 )而应变( 几乎不变 )；冷作硬化将使材料的比例极限提高而塑性性能降低。22根据杆件的( 受力 )不同，其变形也不同。其中基本变形为( 轴向拉伸和压缩 ) 、( 扭转 )、( 弯曲 )。23等截面梁用积分法计算其挠度和转角时，积分常数根据( 边界 )条件和( 连续性 )条件决定。24拉伸变形时，铸铁沿( 横截面 )破坏，压缩变形时，铸铁沿( 45斜截面 )破坏。25 材料的破坏形式分( 脆性断裂 )、( 塑性屈服 )。26当压杆横截面有局部削弱时，在进行稳定计算中，采用( 未削弱 )的横截面面积；进行强度计算中，采用( 削弱 )的横截面面积。27、工程力学来源于生产实践，是一门研究物体（机械运动规律）和（构件承载能力）的科学。28、力是物体间的（相互作用），力不能脱离（物体）而存在。29、作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要且充分条件是这两个力的大小（相等），方向（相反），作用在（同一直线上）。30、平面力偶系可以合成一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的（代数和）。31作用在刚体上的两个力，其平衡条件是两个力（ 等值 ），（ 反向 ），（共线 ）32约束限制物体运动或运动趋势的力称为（ 约束反力 ）。33飞轮匀速转动，若半径增大一倍，边缘上点的速度则增大（ 一 ）倍，而加速度增加（一 ）倍。34提高弯曲强度的主要措施为（ 选择合理截面形状 ），（ 采用变截面梁 ），（ 改善梁的受力情况 ）。35截面法是求内力的基本方法。其方法要点归纳为（截开 ），（ 代替 ），（ 平衡 ）。36杆件受轴向拉伸时，在（ 横 ）截面上有最大正应力，在（ 与轴线成45角的斜 ）截面上有最大剪应力。其最大剪应力值为（ max= ）。37加减平衡力系原理对于（ 刚体 ）是正确的，而对于（ 变形体 ）是不成立的。38利用强度条件，可以解决的三类问题是（强度校核 ），（截面尺与设计），（计算允许载荷）。二、选择填空1、关于剪力、弯矩的正负号规定以下说法中正确的是：（ B ） A剪力、弯矩的正负号与坐标系的选择有关。 B按照变形规定剪力、弯矩的正负号。 C剪力正负号与坐标系的选择有关，而弯矩则无关。 D剪力正负号与坐标系的选择无关，而弯矩则有关。2、低碳钢的拉伸过程中，（ B ）阶段的特点是应力几乎不变。A弹性B屈服C强化D颈缩3、若使三铰拱的轴线形状为合理轴线则拱中各截面（ A ）。 A只有轴力 B只有弯矩 C只有剪力 D三种内力都有4、刚体平动时，同一瞬时，其上各点：（ D ） A速度相同，加速度不同。 B加速度相同，速度不同。C速度和加速度都不相同。 D速度和加速度相同。5、下列关于力和力偶矩说法中正确的是：（ B ） A力对矩心之矩，仅于力的大小和方向有关，而与矩心位置无关。 B只要保持力偶矩的大小和转向不变，力偶可以在其作用面内任意转移，而不改变它对刚体的效应。C当力的数值为零，力矩不一定为零。 D力偶使物体逆时针方向转动者，其力偶矩为负，反之为正。6作用于同一个物体的两个或两上以上的力称为（ A ）。 A、力系 B、力偶 C、力矩7用扳手拧螺母，方向盘上的双手均可使物体转动，则下列说法正确的是（ B ）。 A、一个力与一个力偶等效 B、一个力与一个力偶不等效 C、一个力偶可用一个力平衡8最大静摩擦力大小与法向反力正压力 成（ A ）。 A、正比 B、反比 C、相等9物体在外力作用下，产生变形，当去掉外力后，物体的变形消除而恢复原来的形状的性质称为（ B ）。 A、塑性 B、弹性 C、强度10平面弯曲时，中性轴的位置为（ A ） A、梁横截面与中性层的交线 B、梁的对称面与中性层的交线 11应力公式=N/A应用范围是（ B ）。A、杆内各横截面上的轴力必须相等 B、外力合力的作用线沿杆轴线 C、杆件的横截面为园形截面12 某平面上作用一平面平行力系，A、B是该平面上的两点，且A、B连线不与力作用线平行，下述有可能的情况为（ B ）A. 向A、B两点简化都得到一合力B. 向A、B两点简化都得到一力偶C. 向A点简化得一合力，向B点简化得一力偶13 刚体绕定轴转动时，下列陈述正确的为（ A）A. 当与同号时为加速转动，当与异号时为减速转动 B. 当0时，角速度为正C. 当角速度0时，角加速度为正 D. 当0、0时，必有014 铅垂面内有四个均质圆盘，尺寸形状及质量都完全相同。各圆盘受力大小皆为P，力的作用点及方向如图15所示，若四个圆盘皆在水平面上作纯滚动，则圆盘质心加速度ac最大的为（ B ）15 受力物体内一点处，其最大正应力所在平面上的剪应力（ B ）A. 一定为最大 B. 一定为零 C. 不一定为零 D. 一定不为零16一木质拉杆如图17所示，截面原为边长a的正方形，拉力P与杆轴重合。后因使用上的需要，在杆的某一段范围内开一a/2宽的切口。mm截面上的最大拉应力是截面削弱以前的拉应力值的几倍（ B ）A. 6倍 B. 8倍 C. 4倍 D. 10倍17、 某平面力系由三个力组成，设这三个力互不平行，下述结论正确的为（ C ）A. 若力系向某点简化，主矩为零，则此三个力必汇交于一点 B. 若力系主矢为零，则此三个力必汇交于一点C. 若这三个力不汇交于一点，则此力系一定不平衡 D. 此力系绝不能简化为一合力偶18、 所谓“刚体作平动”，指的是刚体运动时（ C ）A. 刚体内有一直线始终保持与它原来的位置平行B. 刚体内有无数条直线始终保持与它原来的位置平行C. 刚体内任一直线始终保持与它原来的位置平行 D. 某瞬时，刚体内各点的速度相同19、矩形截面梁在形心主惯性平面（xy平面、xz平面）内分别发生平面弯曲，若梁中某截面上的弯矩分别为Mz和My，则截面上的最大正应力max为（ A ）A. B. C. D. 20、两圆轴的材料、受力、横截面尺寸及其支承情况均相同，但两轴的长度不同，其中轴长为a ，轴长为2a ，则两轴的最大剪应力之比和最大扭转角之比分别为（ C ）A.max/max = 12 , max/max = 11 B.max/max = 11 , max/max = 11C.max/max = 11 , max/max = 12 D.max/max = 12 , max/max = 12三、判断题（ ）1、梁的抗弯截面系数愈大 ，最大正应力愈小。 （ ）2、圆轴扭转时，各点均为纯剪应力状态 。 （ X ）3、力向一点平移，平移前的一个力与平移后的一个力等效。 （ ）4、刚体定轴转动时，其上各点的速度和加速度大小均与点到转轴的垂直距离成正比。 （ X ）5、对轴的动量矩是矢量，对点的动量矩是代数量。 （ ）6平面汇交力系可用一个合力代替，当物体平衡时，该合力必等于零。（ ）7不受外力作用的质点，将保持原来的静止状态或作匀速直线运动。（ X ）8两杆的受力和截面积都相等，则二者的变形相等。（ ）9力偶无合力，力偶只能与另一个力偶相平衡。（ X ）10各力作用线在同一平面内，既不全部交于一点，也不全部平行，而是任意分布的力系称之为空间力系。（ X ）11作用力与反作用力大小相等，方向相反，而且作用线在同一直线上，因此这两个力互相平衡。 （ ）12、物体的机械运动，是指物体在空间的位置随时间的变化。（ ） 13、平面汇交力系可用一个合力来代替，当物体处于平衡时，则合力等于零。 （ ）14、力系的合力一定比每一个分力大。（ ）15、力使物体绕矩心逆时针方向转动时为负，使物体绕矩心顺时针方向转动时为正。（ ）16、所谓足够的强度是指构件具有足够的抵抗破坏的能力。（ ）17、安全系数是一个必须等于1的数。（ ）18、构件在工作时所允许产生的最大应力称为许用应力。（ ）19、任何机器的机械效率总是大于1。（ ）20、把合力代换成几个分力的过程，称为力的简化。（ ）21.力的可传性原理只适用于刚体而不适用于变形体。（ ）22、作用力与反作用力大小相等，方向相反，因此这两个力互相成平衡。（ ）23、所有力的作用线不在同一平面内的力系，称为平面力系。（ ）24、力偶无合力，力偶只能与另一个力偶相平衡。（ ）25、各力作用线在同一平面内既不全部相交于一点，也不全部平行，而是任意分布的力系称为空间力系。（ ）26、重力加速度随物体在地球上所处位置不同而改变。（ ）27、刚体的质量越大或质量分布越远离转轴，转动惯量越大，反之则越小。（ ）28、重力的功等于物体重量与物体始末位置高度差的乘积，而与物体运动的轨迹无关。四、简答题（）1.在集中力作用处，梁的剪力图和弯矩图各有何特点？在集中力偶处，梁的剪力图和弯矩图各有何特点？答：在集中力处，梁的剪力图发生突变，其突变值等于集中力的数值；梁的弯矩图发生转折。在集中力偶处，剪力图无变化，弯矩图发生突变，其突变值等于集中力偶的力偶矩值。2.若在受力物体内某点处，测得y方向无线应变，问是否y方向也无正应力？ 答：若y方向无线应变，在y方向可能有正应力，也可能无正应力。从广义虎克定律 x= y= z= 中可以看出，若y=0，并不能确定是否等于零。3.临界应力总图反映拉什么关系？图中有一段虚曲线，它的含义是什么？答：临界应力总图反映了压杆的柔度与其临界应力之间的关系。图中的一段虚曲线也是欧拉公式的函数图形，但其p，欧拉公式不适用，故用虚线示意出。4.何谓平面假设？答：杆件变形前的横截面在变形后仍为平面，且仍与杆件的轴线垂直，此假设称为平面假设。5.材料的三个弹性常数是什么？它们有何关系？答：材料的三个弹性常数是弹性模量E，剪切弹性模量G和泊松比，它们的关系是G=E/2（1+）。6.梁的变形用什么来度量？这些量的几何意义各是什么？答： 梁的变形用横截面的挠度和转角这两个位移量来度量。挠度是指梁轴线上的点沿竖直方向的位移；转角是指梁横截面绕其中性轴转过的角度。7.何谓应力状态？答：某点的应力状态就是该点处的位于各个截面上的应力情况及其变化规律。8.试述压杆稳定的含义。答：压杆的稳定是指受压杆件保持其原有平衡形式的稳定性。即当压力P小于某一临界值Pcr时，压杆可始终保持直性形式的平衡，即使对该压杆加一横向干扰力使杆弯曲，但在横向干扰力去掉后。杆仍能恢复到原来的直线形式。9.何谓名义屈服极限。答：某些塑性材料没有明显的屈服阶段，对这类塑性材料，人为地规定某个应力值作为材料的名义屈服极限。以产生0.2%塑性应变时所对应的应力作为名义屈服极限并以0.2表示。10.材料的三个弹性常数是什么？它们有何关系？ 答： 材料的三个弹性常数是弹性模量E，剪切弹性模量G和泊松比，它们的关系是G=E/2（1+）。11.用叠加法求梁的位移，应具备什么条件？ 答： 用叠加法求梁的位移，其限制条件是，梁在荷载作用下产生的变形是微小的，且材料在线弹性范围内工作。具备了这两个条件后。梁的位移和荷载成线性关系。因此梁上每个荷载引起的位移将不受其他荷载的影响。12.简述提高压杆承载能力的措施。答：提高压杆承载能力的措施有：减小压杆的长度：选择合理的截面形状；增加支承的刚性；合理选用材料。13.何谓应力集中现象？应力集中现象对脆性材料和塑性材料的不利影响是否相同？答：杆件在受力时，由于杆件截面尺寸的突然改变而使局部区域出现应力急剧增大的现象称为应力集中。对脆性材料杆件，应力集中现象是非常不利的，而塑性材料杆件对应力集中现象的反应则缓和的多。14.在集中力作用处，梁的剪力图和弯矩图各有何特点？在集中力偶处，梁的剪力图和弯矩图各有何特点？答：在集中力处，梁的剪力图发生突变，其突变值等于集中力的数值；梁的弯矩图发生转折。在集中力偶处，剪力图无变化，弯矩图发生突变，其突变值等于集中力偶的力偶矩值。15.在极值剪应力截面上，其正应力是否等于零？答：在极值剪应力面上，其正应力的值并没有是否等于零的特性，故正应力可能等于零，也可能不等于零。16.压杆的柔度反映了对临界应力影响的哪些因素？答：压杆的临界应力的大小主要取决于压杆的柔度的值，比如对于大柔度杆，。压杆的柔度，而，故压杆的柔度综合地反映了压杆的长度、截面的形状与尺寸以及压杆的杆端约束对临界应力的影响。三、计算题1.图示结构中，AC和BC均为边长a=100mm正方形截面木杆，AB为直径d=14mm的圆形截面钢杆。已知P=16kN，木材的容许应力木=10MPa，钢材的容许应力钢=160 MPa，试分别校核木杆和钢杆的强度。（15分）解：对整体进行分析易得： NA=kN NB=kN 对C点进行受力分析： NAC+NBC=P=16 NAC-NBC=0 得NAC=kN NBC=kN 对B点进行受力分析： NAB=kN 因此得AB=65.9MPa钢，AC=1.4MPa 木，BC=1.2MPa 木2、图示结构中，A端为固定约束，B、C端为铰支。AB为圆截面杆，直径d80mm,BC为正方形截面杆，边长a70 mm。 两杆材料均为低碳钢，l3m。材料的弹性模量E200Gpa，p100。若稳定安全系数nst2.5，试按稳定性要求确定结构的容许荷载。1.5ldaaABClP解：计算柔度 计算表明：杆AB、BC均为大柔度杆 计算临界荷载 计算许用荷载取两杆临界荷载中较小值计算许用荷载：3.图示外伸梁中已知q=4kN/m，l=2.4m，材料的容许应力= 10MPa。若截面的高宽比h/b=3/2，试确定截面的尺寸b和h。（20分）解：画出弯矩图。可知最大弯矩发生在跨中截面，其值为： Mmax=2.16kNm 矩形截面的抗弯截面模量为：Wz= 故有正应力强度条件： max= 得： b=0.083m=83mm 那么h=1.5b=125mm4.某单元体上的应力情况如图所示，已知x=30MPa，y=50MPa，z=20MPa，xy=40MPa，yz=zx =0MPa，材料的弹性模量E=2105MPa，泊松比=0.3，试求：（1）该点的主应力；（2）该点处沿x、y、z方向的线应变x、y和z。（20分） 解：（1）因为z本身就是主应力，故在xy平面内按平面应力状态求出另外两个主应力： 主1=81.2MPa主2=-1.2MPa由于z=20MPa，故按主应力大小排列，该点的三个主应力为1=81.2 MPa，2=20 MPa，2=-1.2 MPa（2）由广义胡克定律得： x=0.4510-4 y=0.4510-4 z=0.4510-45、如图所示，ABC为刚性梁，而CD杆为圆截面的钢杆，直径d=20mm。许用应力= 160MPa。梁B端作用有集中力P=25kN，（1）校核CD杆的强度；（2）若P=50kN，设计CD杆的直径。解：（1）校核CD杆强度 以ACB梁为研究对象，其隔离体和受力图如所示。 由： MA =0 NCD2aP3a=0 得： NCD=P 于是，CD杆的轴力为：NCD = NCD= P。 CD杆横截面应力为： = = = 119.88MPa 因为=160 MPa，所以CD杆强度安全。 （2）当P=50kN时，设计CD杆的直径d。根据强度条件：则 ，而NCD