昆明理工大学工程力学练习册80.doc

工程力学 练习册 昆明理工大学专业 学号 姓名 日期 成绩第一章 静力学基础一、是非判断题1.1 在任何情况下，体内任意两点距离保持不变的物体称为刚体。 ( )1.2 物体在两个力作用下平衡的必要与充分条件是这两个力大小相等、方向相反，沿同一直线。 ( )1.3 加减平衡力系公理不但适用于刚体，而且也适用于变形体。 ( )1.4 力的可传性只适用于刚体，不适用于变形体。 ( )1.5 两点受力的构件都是二力杆。 ( )1.6 只要作用于刚体上的三个力汇交于一点，该刚体一定平衡。 ( )1.7 力的平行四边形法则只适用于刚体。 ( )1.8 凡矢量都可以应用平行四边形法则合成。 ( )1.9 只要物体平衡，都能应用加减平衡力系公理。 ( )1.10 凡是平衡力系，它的作用效果都等于零。 ( )1.11 合力总是比分力大。 ( )1.12 只要两个力大小相等，方向相同，则它们对物体的作用效果相同。 ( )1.13 若物体相对于地面保持静止或匀速直线运动状态，则物体处于平衡。 ( )1.14 当软绳受两个等值反向的压力时，可以平衡。 ( )1.15 静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。 ( )1.16 静力学公理中，作用力与反作用力公理和力的平行四边形公理适用于任何物体。 ( )1.17 凡是两端用铰链连接的直杆都是二力杆。 ( )是非题1.18图FABCF11.18 如图所示三铰拱，受力F，F1作用，其中F作用于铰C的销子上，则AC、BC构件都不是二力构件。 ( )yxF1F4F2F3O填题2.1图二、填空题2.1 如图所示，F1在x轴上的投影为 ；F1在y轴上的投影为 ；F2在x轴上的投影为 ；F2在y轴上的投影为 ；F3在x轴上的投影为 ；F3在y轴上的投影为 ；F4在x轴上的投影为 ；F4在y轴上的投影为 。FyxO填题2.2图2.2 将力F沿x, y 方向分解，已知F = 100 N, F 在x轴上的投影为86.6 N, 而沿x方向的分力的大小为115.47 N， 则F的y方向分量与x轴的夹角为 ，F在y轴上的投影为 。2.3 力对物体的作用效应一般分为 效应和 效应。2.4 对非自由体的运动所预加的限制条件称为 ； 约束力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势 的方向 ；约束力由 力引 起，且随 力的改变而改变。2.5 平面问题的固定端约束，其约束反力的个数有 个，2.6 平面力偶的等效条件为 。三、选择题3.1 如图所示，求A、B和C处的约束反力时，力F不能沿其作用线滑动的情况应 为 图。(a)FABFCBAFCBA(b)(c)3.2 凡是力偶 。A. 都不能用一个力来平衡；B. 都能用一个力来平衡；C. 有时能用一个力来平衡。3.3 刚体受三力作用而处于平衡状态，则此三力的作用线 。 A. 必汇交于一点 B. 必互相平行 C. 必都为零 D. 必位于同一平面内3.4 如果力FR是F1、F2二力的合力，用矢量方程表示为FR = F1 + F2，则三力大小之间的关系为 。 A. 必有FR = F1 + F2 B. 不可能有FR = F1 + F2 C. 必有FR F1，FR F2 D. 可能有FR F1，FR(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)(c)第五章 轴向拉压的应力与变形一、是非判断题1.1 强度条件是针对杆的危险截面而建立的。 ( )1.2 位移是变形的量度。 ( )1.3 甲、乙两杆几何尺寸相同，轴向拉力相同 ，材料不同，则它们的应力和变形均相同。 ( )1.4 空心圆杆受轴向拉伸时,在弹性范围内,其外径与壁厚的变形关系是外径增大而壁厚大。( )1.5 已知低碳钢的p200MPa，E=200GPa，现测得试件上0.002，能用虎克定律计算：E=2001030.002=400MPa 。 ( )1.6 图示三种情况下的轴力图是不相同的。 ( ) 钢FF木FF钢FF1.7 杆件受轴向力F的作用，C、D、E为杆长AB的三个等分点。在杆件变形过程中，此三点的位移相等。 ( )ABCDFE1.7 对材料力学研究的构件，作用于其上的力可沿力作用线任意滑动。 ( ) 二、填空题2.1 轴向拉伸与压缩的受力特点是 ；变形特点是 。2.2 轴力正负符号规定的依据是 。2.3 受轴向拉压的直杆，其最大正应力位于 截面，值为 ；最大切应力位于 截面，值为 。2.4 强度条件主要解决的三个方面问题是（1） ； （2） ；（3） 。2.5 轴向拉压胡克定理的表示形式有 种，其应用条件是 。2.6 由于安全系数是一个_数，因此许用应力总是比极限应力要_。三、选择题3.1 构件的承载能力取决于_。A. 强度； B. 刚度； C. 稳定性； D. 同时满足A.B.C.3.2 杆件受力如图所示，在变形过程中，B、C两截面位置的变化情况是 。A. C，B；ABCF2F B. C不动，B； C. B、C ； D. B不动，C。3.3 在轴力不变的情况下，改变拉杆的长度，则 。A. 拉杆应力将发生变化； B. 拉杆绝对变形将发生变化；C. 拉杆纵向应变将发生变化； D. 拉杆横向应变将发生变化。3.4 空心圆杆受轴向拉伸时，受力在弹性范围内，外径与壁厚的变形关系是 。 A. 外径和壁厚都增大； B. 外径和壁厚都减小；C. 外径减小，壁厚增大； D. 外径增大，壁厚减小。3.5 在相同轴力作用下的二拉杆，有_。A. 粗杆强度一定大于细杆； B. 材料好的杆件强度、刚度都大；C. 短杆刚度一定大于长杆； D. 相同材料下，粗杆强度、刚度都大于细杆。3.6 公式 的应用条件是 。A. 应力在比例极限内； B. 外力合力作用线必须沿着杆的轴线； C. 杆件必须为矩形截面杆； D. 小变形。3.7 长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，另一为铝杆，在相同的轴向拉力作用下，两杆的应力与变形有四种情况；正确的是 。A. 铝杆的应力和钢杆相同，变形大于钢杆；B. 铝杆的应力和钢杆相同，变形小于钢杆； C. 铝杆的应力和变形均大于钢杆；D. 铝杆的应力和变形均小于钢杆。四、计算题4.1 画出下列各杆的轴力图。2FF2FF3F2FFaaaqF=qaF=qa30kN80kN50kNFa2a4.2 已知等截面直杆的横截面面积A，长度 3a，材料的容重g和载荷F=10gAa，试绘出杆的轴力图（考虑自重）。4.3 求图示阶梯状直杆横截面1-1、2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。如横截面面积A1=200mm2，A2=300 mm2，A3=400 mm2，求各横截面上的应力。aaa33221120kN20kN10kN4.4 一根等直杆受力如图所示。已知杆的横截面面积A和材料的弹性模量E。试作轴力图，并求端点D的位移。A2FD2Fll/3l/3BCF 4.5 一木柱受力如图所示。柱的横截面为边长200mm的正方形，材料可认为符合胡克定律，其弹性模量E=100GPa。如不计柱的自重，试求下列各项：（1）作轴力图；（2）各段柱横截面上的应力；（3）各段柱的纵向线应变；（4）柱的总变形。1.5m3mACB100kN160kN4.6 简易起重设备的计算简图如图所示。已知斜杆AB用两根不等边角钢63404组成。如钢的许用应力=170MPa，问这个起重设备在提起重量为W=15kN的重物时，斜杆AB是否满足强度条件？30CABFWnmFF4.7 拉杆沿斜截面m-n由两部分胶合而成。设在胶合面上许用拉应力=100MPa，许用切应力=50MPa。并设胶合面的强度控制杆件的拉力。试问：为使杆件承受最大拉力F，角的值应为多少？若杆件横截面面积为4cm2，并规定60，试确定许可载荷F。4.8 一结构受力如图所示，杆件AB、AD均由两根等边角钢组成。已知材料的许用应力=170MPa，试选择AB、AD杆的截面型号。BC30AD2m300kN/m4.9 如图所示，刚性杆AB的左端较支，两钢杆CD和EF长度相等、横截面面积相同。如已知F=50kN，两根钢杆的横截面面积A=1000mm2，求这两杆的轴力和应力。aaaADFCE12BF第六章 材料拉伸和压缩时的力学性能一、是非判断题1.1 低碳钢的拉伸应力-应变图完整地描述了低碳钢这种材料的力学性能。 （ ） 1.2 对于塑性材料和脆性材料，在确定许用应力时，有相同的考虑。 （ ）1.3 一托架如图所示，若AB杆的材料选用铸铁，BC杆选用低碳钢，从材料力学性能的观点看是合理的。 （ ）FBCA seOabc二、填空题2.1 三根试件的尺寸相同，材料不同，其应力-应变曲线如图所示。试问强度最高的材料是 ，刚度最大的材料是 ，塑性最好的材料是 。2.2 低碳钢在拉伸过程中依次表现为 、 、 、 四个阶段，其特征点分别是 。2.3 衡量材料的塑性性质的主要指标是 、 。2.4 延伸率（L1L）/L100中L1 指的是 。2.5 塑性材料与脆性材料的判别标准是 。2.6 在拉伸试验时，使用标距为5d和10d的试件，对 指标有影响。如果用标距为100d的试件，将产生 的结果。2.7 塑性材料的极限应力是 ；脆性材料的极限应力是 。seOD2.8 钢杆受轴向拉力作用，横截面上的正应力超过了材料的屈服极限，此时轴向线应变为1，现开始卸载，轴向拉力全部卸掉后，轴向残余应变为2，则该钢材的弹性模量 E= 。2.9 标出图示应力应变曲线上D点的弹性应变 e，塑性应变 p，及材料的延伸率。2.10 标距为100mm的标准试件， 直径为10mm，拉断后测得伸长后的标距为123mm，颈缩处的最小直径为6.4mm，则该材料的 ，_。2.11 0.2是 确定的。2.12 铸铁压缩是沿 截面破坏，由 应力引起的。三、选择题3.1 钢筋经过冷拉处理后，提高的是_。A. b B. p C. D. E3.2 比较低碳钢拉伸和压缩的两种-曲线，可看出_。A. 弹性阶段相同； B. 弹性阶段和屈服阶段均相同；C. 屈服阶段相同； D. 四个阶段均相同。3.3 相应连线。A. 塑性材料的强度指标 B. s 脆性材料的强度指标 C. b 刚度指标 D. E 塑性指标3.4 当低碳钢试件的实验应力s时，试件将 。 A. 完全失去承载能力； B. 发生局部颈缩现象；C. 破断； D. 产生很大的塑性变形。四、计算题4. 1 一钢试件，弹性模量 E=200GPa，比例极限p=200MPa，直径d=10mm。当用放大倍数K=500的引伸仪在标距l0=100mm内测量伸长变形时，引伸仪的读数为25mm。试求此时试件沿轴线方向的正应变、横截面上的应力以及所受的拉力。第七章 剪 切一、是非判断题1.1 连接件承受剪切时产生的应力与杆承受轴向拉伸时在斜截面上产生的切应力是相同的。 （ ）1.2 连接件产生的挤压应力与一般的压应力是不相同的。 （ ）二、填空题2.1 剪切与挤压假定计算方法的根据是 。2.2 在应用假定计算方法对连接件进行剪切或挤压的强度计算的关键是 。2.3 图示销钉连接中，2t2 t1，销钉的切应力 ，销钉的最大挤压应力bs= 。2.4 螺栓受拉力F作用，尺寸如图。若螺栓材料的拉伸许用应力为，许用切应力为，按拉伸与剪切等强度设计，螺栓杆直径d与螺栓头高度h的比值应取d/ h = 。 题2.4图题2.3图2.5 木榫接头尺寸如图示，受轴向拉力F作用。接头的剪切面积A= ，切应力 ；挤压面积Abs= ，挤压应力bs= 。2.6 两矩形截面木杆通过钢连接器连接(如图示)，在轴向力F作用下，木杆上下两侧的剪切面积A= ，切应力 ；挤压面积Abs= ，挤压应力bs= 。题2.5图题2.6图FFFFhhllbacbddFF三、计算题3.1 试校核图示连接销钉的剪切强度。已知F = 500kN，销钉直径d =30mm，材料的许用切应力= 60MPa。若强度不够，应改用多大直径的销钉？3.2 图示凸缘联轴节传递的力偶矩为m =200Nm，凸缘之间由四只螺栓联接，螺栓内径d =10mm，对称地分布在D0 = 80mm的圆周上。如螺栓的剪切许用应力= 60 MPa，试校核螺栓的剪切强度。mm 3.3 0.952MPa可倾式压力机为防止过载采用了压环式保险器如图。当过载时，保险器先被剪断，以保护其他主要零件。设环式保险器以剪切的形式破坏，且剪切面的高度=20 mm，材料为HT21-40，其剪切极限应力u=200 MPa，压力机的最大许可压力F = 630 kN。试确定保险器剪切部分的直径D。F DdFh3.4 设计图示拉杆的尺寸d、D和h。已知F=50kN，拉杆材料的许用应力分别为=120MPa，=100 MPa， bs=240 MPa。 第八章 杆件的扭转一、是非判断题1.1 空心圆轴的外径为D 、内径为d ，其极惯性矩和扭转截面系数分别为。 （ ）1.2 单元体上同时存在正应力和切应力时，切应力互等定理不成立。 （ ）1.3 材料不同而截面和长度相同的二圆轴，在相同外力偶作用下，其扭矩图、切应力及相对扭转角都是相同的。 （ ）1.4 传动轴的转速越高，则轴横截面上所受的扭矩也越大。 （ ）1.5 圆截面杆扭转时的平面假设，仅在线弹性范围成立。 （ ）1.6 圆截面杆扭转时，横截面和纵截面均将保持为平面。 （ ）二、填空题2.1 保持扭矩不变，长度不变，圆轴的直径增大一倍，则最大切应力max是原来的 倍，单位长度扭转角是原来的 倍。 2.2 两根不同材料制成的圆轴直径和长度均相同，所受扭矩也相同，两者的最大切应力_，单位长度扭转角_。2.3 公式的适用范围是 。2.4 对于实心轴和空心轴，如果二者的材料、长度及横截面的面积相同，则它们的抗扭能力 ；抗拉（压）能力 。2.5 GIp称为圆轴的_；它反映圆轴的 能力。2.6 当轴传递的功率一定时，轴的转速愈小，则轴受到的外力偶距愈_，当外力偶距一定时，传递的功率愈大，则轴的转速愈 。2.7 等截面圆轴上装有四个皮带轮，合理安排应为 。2.8 图中T 为横截面上的扭矩，试画出图示各截面上的切应力分布图。ABCD0.20.20.61.0（单位：kNm）T题2.8图（a）（b）（c）TT题2.7图三、选择题3.1 三根圆轴受扭，已知材料、直径、扭矩均相同，而长度分别为L；2L；4L，则单位扭转角必为 。A.第一根最大；B.第三根最大；C.第二根为第一和第三之和的一半； D.相同。3.2 满足平衡条件，但切应力超过比例极限时，下列说法正确的是 。A B C D 切应力互等定理： 成立 不成立 不成立 成立剪切虎克定律： 成立 不成立 成立 不成立3.3 一低碳钢受扭圆轴，其他因素不变，仅将轴的材料换成优质钢（如45钢），这样对于提高轴的强度 ，对于提高轴