《工程力学》期末复习题及答案()

1、工程力学期末复习题1选择题：(1)下面哪一选项是材料的刚度指标？AA弹性模里E；B屈服极限a s；C强度极限a b；D断后伸长率(延伸率)3下面哪一选项是材料的塑性指标？DA弹性模里E；B屈服极限a s；C强度极限a b；D断后伸长率(延伸率)3(3) 在铸铁压缩试验中，破坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性，与轴线近似成45破坏前，该断口所在斜截面的应力有何特点？CA拉应力最大；B拉应力最小；C 剪应力最大；D 剪应力最小。(4) 在铸铁扭转试验中，铸铁断口的形态是什么样的？DA 断口平齐、与轴线垂直；B断口平齐、与轴线近似成 45 ;C断口呈螺旋面、与轴线垂直；D断口呈螺旋面、与轴线近似成 45(

2、5) 根据铸铁试件扭转破坏断口可以推断，铸铁的扭转破坏和什么因素有很大的 关系？AA 最大拉应力；B 最小拉应力；C最大剪应力；D最小剪应力。(6) 电阻应变片(简称电阻片或应变片)应用广泛，它是利用什么原理实现电测的？ CA压电;B光的衍射；C金属丝的电阻随机械变形而发生变化；D当轴向压力达到某一临界值时，压杆失稳。(7) 冲击韧性的物理意义是 AoA试样断裂过程中断面单位面积吸收的能量；B试样断裂过程中断面吸收的能量；C试样在冲击过程中受到的最大冲击力；D试样在冲击过程中产生的最大变形。(8) 矩形截面梁在截面 B处沿铅垂对称轴和水平对称轴方向上分别作用有Fp，如图所示。关于最大拉应力和最

3、大压应力发生在危险截面A的哪些点上，有4种答案，请判断A-max发生在a点，讥发生在b点;B打max发生在c点，讥发生在d点;C二max发生在b点，-m；x发生在a点;D-max发生在d点，二max发生在b点。(9)构件中危险点的应力状态如图所示构件为钢制：匚x=45MPa ；y=135MPa 二z=0,D是正确的。说法 =0,许用应力k】=160MPa则下面关于构件强度的 中正确的是CA选用第一强度理论，构件满足强度要求；B选用第一强度理论，构件不满足强度要求;C选用第三强度理论，构件满足强度要求;D选用第三强度理论，构件满不足强度要求。(10) 构件中危险点的应力状态如图所示。构件材料为铸

4、铁：G=20MPa二y=-25MPanz=40MPa 3=0,许用应力k=30MPa则下面关于构件强度的说法中正确的是BoA选用第一强度理论，构件满足强度要求；B选用第一强度理论，构件不满足强度要求;C选用第三强度理论，构件满足强度要求;D选用第三强度理论，构件满不足强度要求(11) 压杆的临界载荷是BoA使压杆保持稳定的直线平衡构形的最小轴向压力; B使压杆保持稳定的直线平衡构形的最大轴向压力; C使压杆保持稳定的直线平衡构形的平均轴向压力; D使压杆保持稳定的曲线平衡构形的最大轴向压力。Ao(12) 下面关于压杆约束强弱对其稳定性影响的说法中，正确的是压杆约束愈强，压杆的临界载荷FPcr愈

5、高，其稳定性愈好;压杆约束愈强，压杆的临界载荷Fpcr愈低，其稳定性愈好;压杆约束愈强，压杆的临界载荷Fpw愈咼，其稳定性愈差;压杆约束愈强，压杆的临界载荷FPcr愈低，其稳定性愈差。细长计算。(13) 如图所示，一端固定、另一端由弹簧侧向支撑的压杆的临界载荷，可采用欧拉公式Fpcr = El /(円f该压杆的长度系数的取值范围为CoA ：0.5 ;B 0.5：0.7 ;C 0.7 ： 2.0 ;D 2.0。(14) 冲击动荷系数是A。A构件承受的冲击载荷和相应静载荷之比；B构件承受的相应静载荷和冲击载荷之比；C构件承受的相应静应力和冲击应力之比；D构件承受的相应静位移和冲击位移之比。(15)

6、 构件在突加载荷作用下引起的应力和位移是相应静载荷作用下的BoA 一倍；B 二倍；C 三倍；D 三分之一。(16) 将重物突然放到结构上和将重物缓慢放到结构上，下面关于这两种情形下结构产生的最大变形的说法中，A是正确的。A前者产生的最大变形大；B后者产生的最大变形大；C二者产生的最大变形相同；D有可能前者产生的最大变形大，也有可能后者产生的最大变形大。(17) 下面关于疲劳失效的说法中，不正确的是：AoA疲劳失效时的名义应力值高于材料在静载荷作用下的强度极限；B构件在疲劳失效前需要经过一定数量的应力循环；C构件在疲劳失效前没有明显的塑性变形，即使塑性很好的材料也会呈现脆性断裂;D构件疲劳失效时

7、，同一疲劳破坏断口， 一般都有明显的光滑区域和颗粒状区域(18) 构件的疲劳破坏是 旦的结果。A构件材料性质变化；B构件中裂纹的形成和逐渐扩展；C构件中最大拉应力的作用； D构件中最大剪应力的作用。(19) 影响实际构件疲劳寿命的三个主要因素为DoA温度、压力、体积；B位移、速度、加速度；C材料、质量、密度；D应力集中、零件尺寸、表面加工质量。(20) 持久极限是D。A经过有限多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值；B经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值；C经过有限多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值；D经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值。2 一活动梯子放在光滑的水平地

8、面上，梯子由AC与BC两部分组成，每部分的重量均为150N,重心在杆子的中点，AC与BC两部分用铰链C和绳子EF相连接。 今有一重量为600N的人，站在梯子的 D处，试求绳子EF的拉力和A B两处 的约束力。题2图3 砖夹的宽度为250mm杆件AGB和GCED在 G点铰接。已知：砖的重量为 W 提 砖的合力为Fp，作用在砖夹的对称中心线上；尺寸如图所示；砖夹与砖之间的 静摩擦因数fs=0.5 o试确定能将砖夹起的 d值(d是G点到砖块上所受正压力作用线的距离)4 试求图示静定梁在 A、B、C三处的全部约束力。已知 d和qA:qC1 一 dd -一 d 一 |Bd题4图试画出图示（图中各数单位为

9、kN）杆件的轴力图。一端固定另一端自由的圆轴承受4个外力偶作用，如图所示。各力偶的力偶矩数值（单位为kN - m）均示于图中试画出圆轴的扭矩图。试画出图示梁的剪力图、弯矩图。Na8 试画出图示梁的剪力图、弯矩图题8图9 图示结构中BC和AC都是圆截面直杆，直径均为 d = 20mm材料都是Q235钢,其许用应力157MPa试求该结构的许用载荷。10变截面轴受力如图所示，图中尺寸单位为mm若已知M引=1765N m ,M e2 = 1171N m，材料的切变模量 G =80.4GPa，求:11 (1)轴内最大剪应力，并指出其作用位置；12 (2)轴内最大相对扭转角:爲o题10图13悬臂梁受力及截

10、面尺寸如图所示。图中未标示的尺寸单位为mm求梁的1 1截面上A、B两点的正应力。题11图14图示外伸梁承受集中载荷Fp作用，尺寸如图所示。已知Fp=20kN,许用应力k=200MPa所使用的工字钢的型号是 14,试校核梁的强度。FpNo.14题13图附表:尺寸4t老敷on面祀j-x-hbd/r/tmaZj/rm.h 2 SP.cm匚心101004巧L66.S魚14.3JL2245494. 14乩593.39 . 721.52I3.fi745歇47乳5地】U.248乩 4377.B295. 19510.8S45r勺朋12. 6J7L 8MTTT405tSJ：H 53.821. 516. 9712

11、LO2SP ?612仇416.1i731608S6轧9晶4码t20, S11306f崩13+&帆】1,曲18180A;6.510.78.54.324,116601B57. 315.41222622Us200100711.49札*瓯*27.92370?378. T517,2issai,52. 1220B200102g1L494. 53&.,531.12i(Ki25Q化9616.916933. 1 0622a220nt7.512.39.54.8壮3.33400309&岡18. &22Z46 92. JI22b2201129.512.39-54. 8也436.43i7O3358.7818.72392

12、-272in爵0lieaL-：105猛5誌15023. 5441.8810,1621.582S0x 0164乱2“阳25b250IIS10I”：105氨55?83. 96422.729+ 91S21-27309P29751.4282. 4Q*打HU | b-R/E； d-膿耳建，i一内 IffiaittiEn-屉端團卫半栓,IAt 性 Si lW一一張血系敕:惆性半捽；5 主覗面舸静距+15图示外伸梁承受集中载荷 Fp作用，尺寸如图所示。已知Fp=20kN,许用应力h】=160MPa试选择所用工字钢的型号FpCon面祀-ryyhbdr/tmaf3 SP/mJy/tm1幫 Jet3匚心10100

13、4巧L66.S魚14.3JL2245494. 14乩593.39. 721.52I3.fi745歇47乳5UF U.248乩 4377.B295.19510.8S45,勺朋12. 677L 60STTT405tSJ9?1:?, 51821. 516. 9712LO2SP ?612仇416.1L73168SS9.9晶4那20, S11301416f崩i3+a帆】2L21,曲181806.510.78.54.324,116E01時7. 315.41222622Us2001007il.49札s瓯*27.92370?378. T517,21S8ai,52. 1220B200102g1L494. 53&

14、.S31.1打07.512.39.5以壮3.33400309&岡18. &22Z也m2. JI22b2201129.512.39-54.8也436.43S7O3358.7818.7239呢72-272in禹0lieaL-：105猛5誌1502 3. 54401.8810,1621.5JI2S0x 0164 出2川阳25b250IIS10I”：10s53.5425?83. 96422.72轧91S21.27309P297&X4282. 4CHkHU Ib-R/E；d-膿耳崖，tTNJFRi一内 Ualtti：n-屉端團卫半栓,IAt 性 Si lW一一張血系敕:惆性半捽；5距 +16图示之AB为

15、简支梁，当载荷Fp直接作用在梁的跨度中点时，梁内最大弯曲正应力超过许用应力30%。为减小AB梁内的最大正应力，在 AB梁配置一辅助梁CD CD也可以看作是简支梁。试求辅助梁的长度a o题14图17图中q、丨、EI等为已知。试用叠加法求图示梁中截面B的挠度和转角题15图已知:(b)2aEIl1 rwlq|TH；EIl *(a)*wBB-B =MlElql36EI18图中P、q、丨、El等为已知试用叠加法求图示梁中截面已知:(a)Ml2Wb = 2EIWb8EIB的挠度和转角AEIEl题16图Pl22EIBpWbPl3EIlw(b)Bwqi6EIWb =qi8EI19试求图示梁的A、B端约束力题1

16、7图已知:(a) 2AEI1wl彳M(b)纟AEIl 1Bw口Pl2Pl3=：Wb =B 2EIB 3EIMl2wBBB EI2EI20矩形截面悬臂梁受力如图所示， 其中力Fp的作用线通过截面形心。已知Fp、b、h、丨和-(1)试求图中虚线所示截面上点 a处的正应力。(2)当为何值时, 点a处正应力为零。题18图21煤气罐所用材料的屈服应力为 d=170MPa若煤气罐的外径为D=32cm,壁厚为、=0.28cm，试用第三强度理论计算煤气罐不发生屈服所能承受的最大内压p(题19图工程力学期末复习题答案1答：2(1) ADcDA3CA(8) D(9) C(10) B4(11) B(12) A(13

17、) C(14) A(15) B5(16) A(17) A(18) B(19) D(20) D6答：(1) 以整体为研究对象，作受力图如右上。(2) 以BC为研究对象，作受力图如右下。7答：砖被夹起时砖夹和砖能保持平衡。(1) 以整体为研究对象，作受力图如右上。7 Fy =0 Fp _W =0(2) 以砖为研究对象，作受力图如右中。x Md F =0-Fa 250 W 125=0(b)Fa - fsFna(3) 以砖夹AGB部分为研究对象，作受力图、Mg F =0 FP 95 FA 30-FNAd =0 (d)o将式、(b)、(c)、(d)联立，可得8 答:(1) 先分析BC杆，作受力图(2)

18、分析AB杆，作受力图x Ma F =0 MA-qd 3d/2-FBy 2d = 0M9答：Fn / kN30201010 答:11 答:12答:13 答:(1)xqiiqi受力分析，确定各杆的轴力研究销子C,由平衡方程送 Fx=O- Fnac sin45+FNBcSin30 = 0Z Fy=OFNac cos45FNbc cos30 * - Fp = 0得 Fnac =0.518Fp , Fnbc =0.732Fp(2)求该结构的许用载荷保证AC杆强度安全的结构许用载荷为0.518 Fp I -AACFpA0.51832保证BC杆强度安全的结构许用载荷为0.732 Fp 1 -卜 AbcFpA

19、0.7326 兀2aL A175X06 沃X2O2X1O取较小的 Fp-4N =75.106kN0.7320.73214答:(1)作扭矩图OMx/ N m(2)求轴内最大剪应力及其作用位置AB段:BC段:max AB喘号x1x216Mx216 況2936匕汇703 X10a =43.595MPa16 1171如3503 10Pa =47.711MPa可见,max = max BC =47.711MPa(3) 求轴内最大相对扭转角轴内最大相对扭转角为 AC两截面相对扭转角，为15答：(1)确定梁的1 1截面上的弯矩数值应用截面法可得(2)计算惯性矩(3)求梁的1 1截面上A B两点的正应力A点：

20、列A）/一1305这伕pa=2.542MPa （拉）Iz、2.8125X0丿B点：（-13。5 Vpa一 1&8MPa （压）IzJ 2.8125如0丿16答：(1) 先求约束反力(2) 作弯矩图Fp4m 11ml1,FBy4m丁厂-1m*CCFpNo.14FAy(3) 强度分析危险截面在 B处，Mmax =20kN m，查表得 No.14工字钢的弯曲截面模量Wz =102 10m3，得安全軒号tii一一fiFTr尺寸戟面理樂事舜數值时.xypAbtft巧/Wjj/cmJj = Sf/cm101WtiH57. 66.53. J14.311.2245494. 148. 5ft33fl.7ZL52

21、12, 126745和3.518.114.2488. 4377. 5295. 195J0.8S4 6. 90612. 6771.5091414005.5I?.:：3,82L516.9712(亜5-751264一 416.1L7316160S9.98426. 120. S113014J6.5813.893. 12L2L891BIRQ:凤6.5IOB?6, S姬624- 1ifica1857, 3615.4122262SOf200loo7J1/49刁叮527.92370237E. 1517,21闊3L5監1220bzoo102g11.494.S31+125002Sfl7.死16. 91砂鉞12r

22、062 SO1107, $12. 3IM4233S40G309R. 9914.42354吸2r 31哋电inBSJ2J黑54.84.4 1范435703258.78?394SP72r27d一-r r一一ri一l一一fflitKi：W截疋務*-flt性半轻：5半,17答:(1)先求约束反力作弯矩图c JFp(3)强度分析危险截面在B处，Mmax =20kN m，由强度条件-max1得Wz查表知应选择 No.16工字钢工富：和-啊(部分)腎号*_SLh高 ft Ib-購龙厲；d-展耳團，I内醸虹挙柱:心一-屉竭劇6半检, I惧性Sb 附一硯血系敕:Iff性半棒；S 盘観面跑範+尺寸4th咽齡面和j

23、i-rVPhbdrn/as1*如1)Ej/tniIr 1 5r/JT/cfnJ 5ID 1007,6&厂3 J14.3245494, U乩S9339. 721.S21Z. 67458.473S以】14.2碍4377a5295P倔ia as46P 90612.677L 60914140S. J?.5ars主I. 5诫9712LO2” ?6124.41乩1L7316160躺G3.9s4如20, 51130(妙6r13+8馭】2L2L曲IBISO946.510.76.54.33tr24, 1160IBS7.15. 102911.494. 53轧531.12iM7.9616. &16&J3.12.朋22a2201107-512.39.54.S程33討03058.9918.9Z2540.9Z. 3122b2201129.512. i9.54. 8也4亦3S7O335& 781,72鹑42.72. 2725s25Q1161 :10S他538, 150S 3.