(完整版)工程力学课程试题库和参考答案

1、WORD格式整理工程力学课程试题库及参考答案一、判断题：1. 力对点之矩与矩心位置有关，而力偶矩则与矩心位置无关。2. 轴向拉压时无论杆件产生多大的变形，正应力与正应变成正比。3. 纯弯曲的梁，横截面上只有剪力，没有弯矩。4. 弯曲正应力在横截面上是均匀分布的。5. 集中力所在截面上，剪力图在该位置有突变，且突变的大小等于该集中力。6. 构件只要具有足够的强度，就可以安全、可靠的工作。7. 施加载荷使低碳钢试件超过屈服阶段后再卸载，材料的比例极限将会提高。8. 在集中力偶所在截面上，剪力图在该位置有突变。9. 小柔度杆应按强度问题处理。10. 应用平面任意力系的二矩式方程解平衡问题时，两矩心位

2、置均可任意选择，无任何限制。11. 纯弯曲梁横截面上任一点，既有正应力也有剪应力。12. 最大切应力作用面上无正应力。13. 平面平行力系有 3个独立的平衡方程。14. 低碳钢试件在拉断时的应力为其强度极限。15. 若在一段梁上作用着均布载荷，则该段梁的弯矩图为倾斜直线。16. 仅靠静力学平衡方程，无法求得静不定问题中的全部未知量。17. 无论杆件产生多大的变形，胡克定律都成立。18. 在集中力所在截面上，弯矩图将出现突变。二、单项选择题：1. 图1所示杆件受力，1-1、2-2、3-3截面上轴力分别是A.O, 4F，3F B.-4F，4F，3F图1C.O, F， 0D.0， 4F， 3F2.图

3、2所示板和铆钉为同一材料,已知bs2。为充分提高材料利用率则铆钉的直径应该是A. d 2B. d 43. 光滑支承面对物体的约束力作用于接触点，其方向沿接触面的公法线A. 指向受力物体，为压力B.指向受力物体，为拉力C.背离受力物体，为压力D.背离受力物体，为拉力4. 一等直拉杆在两端承受轴向拉力作用，若其一半为钢，另一半为铝，则两段的A.应力相同，变形相同B.应力相同，变形不同C.应力不同，变形相同5. 铸铁试件扭转破坏是A.沿横截面拉断B.D.应力不同，变形不同沿45螺旋面拉断沿45螺旋面剪断C.沿横截面剪断D.学习参考 资料分享6.图2跨度为I的简支梁，整个梁承受均布载荷q时，梁中点挠度

4、是Wc5q|4 ，图示简支梁跨中挠度384 EI44A.旦 B. 5ql768EI192EI1536EI384EI7. 塑性材料冷作硬化后，材料的力学性能变化的是A.比例极限提高，弹性模量降低B.比例极限提高，塑性降低D.比例极限不变，塑性不变沿45。斜截面拉断沿45斜截面剪断C.比例极限不变，弹性模量不变8. 铸铁试件轴向拉伸破坏是A.沿横截面拉断B.C.沿横截面剪断D.9. 各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的A.外力 B. 变形 C. 位移 D.力学性质10. 材料不同的两根受扭圆轴，其直径和长度均相同，在扭矩相同的情况下，它们的最大切应力 和相对扭转角之间的关系正确的是A. 最大

5、切应力相等，相对扭转角相等B. 最大切应力相等，相对扭转角不相等C. 最大切应力不相等，相对扭转角相等D. 最大切应力不相等，相对扭转角不相等11低碳钢试件扭转破坏是A.沿横截面拉断B.沿45螺旋面拉断C.沿横截面剪断D.沿45螺旋面剪断12.整根承受均布载荷的简支梁，在跨度中间处A.剪力最大，弯矩等于零B.剪力等于零，弯矩也等于零C.剪力等于零，弯矩为最大D.剪力最大，弯矩也最大 三、填空题：1. 圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成 比。2. 梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为 。3. 偏心压缩为的组合变形。4. 柔索的约束反力沿 离开物体。5. 构件保持的能力称为稳定性

6、。6. 图所示点的应力状态，其最大切应力是 。innrPaIWIMFj7. 物体在外力作用下产生两种效应分别是。8. 阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的性模量为为E,则杆中最大正应力9.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有10. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心 充要条件。11. 图所示，梁最大拉应力的位置在11o的条件时,才能成为力系平衡的点处。12.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力(T ，其第三强度理论的强度条件是13. 梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有 。14. 图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力(T ，其第三强度理论的强度条件是15临界应力的欧拉

7、公式只适用于 杆。16. 平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是 。E,则截面C的位移17. 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,弹性模量为为 。18. 若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为 四、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。fTTOACS(.tm1叫 |1. Im .r *r 12. 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lz=60125000mm4, yc=157.5mm，材料许用压应力=160MPa，许用拉应力a=40MPa。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按

8、正应力强度条 件校核梁的强度。3m3. 传动轴如图所示。 已知 Fr=2KN ,Ft=5KN , M=1KN m, l=600mm，齿轮直径 D=400mm，轴的q|=1OOMPa。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do4. 图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知lz=4500cm4, y1=7.14cm, y2=12.86cm，材料许用压应力怎=120MPa，许用拉应力a=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PoA5. 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

9、I，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, op=2OOMPa， e=235MPa , a=304MPa , b=1.12MPa，稳定安全系数 nst=2.0, d=14OMPa。试校核 AB 杆 是否安全。7. 铸铁梁如图5，单位为mm,已知lz=10180cm4，材料许用压应力cc=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。F=700kN与力偶M=6kN

10、 - m的作用。已知8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力M=200GPa,厅0.3,d=14OMPa。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, qp=200MPa ,cs=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

11、的约束力和 FH杆的内力。11. 图所示圆截面杆件 d=80mm长度l=1000mn,承受轴向力Fi=30kN,横向力F2=1.2kN，外力偶M=700N -m 的作用，材料的许用应力d=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=20mn,已知材料 E=200GPad p=200MPa d 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

12、, z轴为截面形心轴，lz=1.73 X 10务用，q=15kN/m。材料许用压应力dc=160MPa，许用拉应力dt=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 在水平面内沿 z轴方向F2=0.5kN , 第三强度理论校核刚架xz 内,材料的AB段为直径d=20mnt勺圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN ,d =140MPa。试求：作 AB段各基本变形的内力图。按15.图所示由5根圆钢组成正方形结构，载荷F=50KkN, |=1000mm杆的直径 d=40mm联结处均为铰链。已知材料 E=200GPad p=200MP

13、a d s=235MPaa=304MPab=1.12MPa,稳定安全系数 nt=2.5, d =140MPa。试校核1杆是否安全。(15分)16.图所示为一连续梁，已知gq、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达式。18.如图所示，AB=800mm A(=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 (T p=200MPa (Ts=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

14、三角架所能承受的外载F。6.100MPa11.C、力偶、平衡参考答案2OkM、判断题：1. V 2. X3.X 4. X5.V6.X 7.V8. X 9. V 10. X11. X 12. X13.X 14. X15.X16.V 17.X18. X二、单项选择题:1.A 2.D 3.A4.B5.B 6.A7.B8.A9.D10.B11.C12.C三、填空题：1.正 2.二次抛物线3.轴向压缩与弯曲4.柔索轴线5.原有平衡状态7.变形效应（内效应）与运动效应（外效应）8.5 F/2A 9. 突变 10. 不共线12.2 t xW13. 突变 14.24 2 15.大柔度（细长） 16. 力17.

15、7 Fa/2 EA 18. 斜直线四、计算题：1.解：以CB为研究对象，建立平衡方程Mb(F)0:10 1 0.5 Fc 2 0Fy 0:Fb Fc 10 10解得：Fb7.5kNFc 2.5kN以AC为研究对象，建立平衡方程Fy 0:FayFc0Ma(F) 0:Ma 10 Fc 20解得：Fay 2.5kNMa5kN m2.解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图Mb(F)0: 10 2 120 3Fd4 0Fy0:FbFd10 2200解得：Fb30kNFd10kNKILN梁的强度校核y1157.5mm y 230 157.5 72.5mm拉应力强度校核B截面MBy220 103 72.5 10

16、 3tmaxIz60125000 1012241MPa tC截面Mcyitmax I z10 103157.5 10 360125000 1026.2MPa t压应力强度校核（经分析最大压应力在B截面）cmaxM b yi3201033157.5 10 360125000 101252.4MPa c所以梁的强度满足要求3.解：以整个系统为为研究对象，建立平衡方程Mx（F） 0:Ft D M 02解得：M 1kN m（ 3 分）求支座约束力，作内力图由题可得：FAy Fsy 1kNFaz Fbz 2.5kNIkNni由内力图可判断危险截面在C处r3.M2 T2W32 (My Mz) T2d332

17、j(M： M；) T25.1mm4.解： 求支座约束力，作剪力图、弯矩图Ma(F) 0: FDy 2 2P 1 P 3 0Fy 0:FAy FDy 2P P 0解得:03P1+梁的强度校核 拉应力强度校核 C截面M c y20.5Pa ytmaxIzIztD截面24.5kNM d yiPa yitmaxIzIzt22.1kN压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面）cmaxMd2 Pa y2IzIzcP 42.0kN 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M 4F232 ,(F2a) (FJ)16RaWpd3r3門 3/(F2a)2 (F1)d2d36.解：以

18、CD杆为研究对象，建立平衡方程Mc(F)0:0.8 Fab 0.650 0.9 0解得:Fab 93.75kNAB杆柔度皿10040/4ipp2E2 200 109200 10699.3由于所以压杆AB属于大柔度杆2 2A E dcr2 200 109100240 比 248.1kN4工作安全因数FcrnFab逊 2.6593.75nst所以AB杆安全7.解：梁的强度校核%96.4mmy 25096.4 153.6mm拉应力强度校核A截面tmaxMa%0.8P yiIzIzt52.8kNC截面tmaxm c y20.6P yIzIzt44.2kN压应力强度校核（经分析最大压应力在A截面）Ma2

19、0.8P ycmaxIzIzcP 132.6kN所以梁载荷P 44.2kN8.解：点在横截面上正应力、切应力FnA34 700 100.1289.1MPa16 6 1030.1330.6MPa(y=0, T=30.6MPa点的应力状态图如图30 6MF3由应力状态图可知$=89.1MPa ,由广义胡克定律-cos2x sin 213.95MPa45o75.15MPa45o45o )19200 10(13.95 0.3 75.15) 1064.2975 10强度校核r4389.12 3 30.62103.7MPa 9.所以圆轴强度满足要求解：以梁AD为研究对象，建立平衡方程Ma(F) 0:Fab

20、 4 20 52.5 0解得:Fbc62.5kN10.BC杆柔度由于工作安全因数4 20080/4Epp所以压杆cr A29200 10200 106BC属于大柔度杆2e d2n旦竺13.97Fab62.5所以柱BC安全解：以整个系统为研究对象,Fx 0:Fy 0:Ma(F)0:解得:Fex 20kN过杆FH、FC、BC作截面,Mc(F)0:解得:FhF12.5kN99.32 200 1092002nst建立平衡方程FexF AyFEy20 0FEy608 20 352.5kN60 6F Ay取左半部分为研究对象,12FAy 4 FhF057.5kN248.1kN4建立平衡方程11. 解： 由

21、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FnA33Mz 4 30 1032 1.2 1029.84MPaWz0.0820.083T167006.96MPaWp0.083r324 2.29.84 46.96232.9MPa 所以杆的强度满足要求12.解：以节点C为研究对象，由平衡条件可求BC杆柔度由于解得：13.解：l 皿 20020/4iEpp所以压杆200 106Fcrcr AFcrnF ABF 5.17kN求支座约束力,Ma(F)9200 1099.3BC属于大柔度杆2e d215.5nst2 200 1092002辽他15.5kN3.0作剪力图、弯矩图0:F By3 15 4 2 0Fy 0:解得：FAy 20kNFAyFBy 15 4 0FBy 40kN梁的强度校核 拉应力强度校核D截面M D yitmaxI z40/3 103183 10381.73 10121014.1MPa tB截面tmaxM By27.5 103400 10 381.73 10121017.3MPa t压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面）M