2019工程力学复习题-10资料

1、工程力学复习题一、填空1. 力对物体的作用效应，取决于力的（大小）、（方向）和（作用点或作用线）。这三个因素称为力的三要素。2. 作用于同一刚体的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线（相 同），大小（相等），方向（相反 ）。3. 大小（相等）、方向（相反）、作用线（平行）但不重合的两个力组成的特殊平衡力系，称为力偶。4. 工程中对其（纵向） 尺寸大于（横向 ） 尺寸的构件称为杆件。5. 拉（压）杆工作应力的最大允许值，只能是材料极限应力u的若干分之一，此允许值称为材料的（许用应力），用表示，即（）。n6 .使直杆产生拉伸或压缩的外力特征是：外力合力的作用线与杆件轴线（重 合 ）

2、；变形特征是：杆沿轴线方向（伸长）或（缩短）。7. 剪切的变形特点：杆件剪切面的两侧部分沿剪切面发生相对（错动）。8. 梁的力学模型分为三种：简支梁、（外伸梁）和（悬臂梁）。9. 在外力作用下，联接件和被联接件的构件之间，在接触面上相互压紧的现象，称为（挤压）。二、判断题1. 所谓物体的平衡，是指物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直线平移的状态。（v ）2. 作用于物体上同一点的两个力，不能合成为一个合力。（）3. 两两物体间相互作用的力（作用力与反作用力）同时存在，大小相等，作用线相同且指向相同，称为作用力与反作用力定律。（）第1页4. 力偶矩为自由矢量，只有大小和方向两个要素。（V ）5.

3、 大多数情况下，梁都有一个纵向对称面。 当所有外力都作用在该平面内时，梁的轴线也在该平面内弯曲成一条平面曲线，这就是平面弯曲。（V）三、画图1重G的球体A，用绳子BC系在墙壁上。画球体 A的受力图。2杆自重为G,各接触面均为光滑面。试画出其受力图。3. 画出三角架铰链A的受力图。4. 重量为G的均质杆AB其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处， A端放在光滑的水平面 上，在点D处用一水平绳索拉住，试画出杆 AB的受力图。四、计算题1. 悬臂刚架ABC A处为固定端约束，在左侧作用均布载荷 q=2kN?m,在C处作 用集中载荷P=10kN,其他尺寸和角度如图（题 1图）所示。求固定端约束 A的约束反 力（

4、不计刚架自重）。解: （1）取悬臂刚架ABC为研究对象。（2）画刚架ABC的受力图如图 ，假设约束力的指向和约束力偶的转向如图所示。取图示坐标系Axy,列方程:(a)X 0，Xa QPcos30 0(b)Y 0，Ya Psi n300以A点为矩心列方程：(c)mA(F)0， mA Q 2pcos30 4 Psin 3020由式得：由(b)式得：由(c)式得：Xa和Ya为正值，说明假设方向与实际方向一致；mA为负值，说明原假设的转向与实际方向相反，即应为逆时针方向。2. 如图所示，杆件在 A、C、D三处受力，B处为固定端约束。试求此杆各段的轴力，并绘出轴力图 解：画杆件各段受力图(a) (b)

5、(c)图r?rlF、图(b)图(c)(2) AC 段：如图(a)，假想用1-1截面将杆截幵，取左段为研究对象，设其上轴力第4页为正方向，由静力平衡条件:解得AC段轴力为：Fni F （拉力）（3）CD 段：如图（b），假想用2-2截面将杆截幵，取左段为研究对象，设其上轴力 为正方向，由静力平衡条件：解得AC段轴力为：Fn22F （压力）（4）DB 段：如图（c），假想用3-3截面将杆截幵，取左段为研究对象，设其上轴力 为正方向，由静力平衡条件：解得AC段轴力为：Fn34F （压力） 画该杆的轴力图如图（d）.图(d)3. 车辆的挂钩由插销连接，如图所示。插销材料的t =30Mpa，直径d=20

6、mm挂钩及被联结的板件厚度分别为3=8mmffi 1.5 3 =12mm牵引力F=15kN。试校核该插销的剪切强度解：（1）画插销受力图（a）图（2）从图可以看出，插销有 m-m和n-n两个剪切面，称为双剪切。根据平衡条 件可以求出：（3）插销两个剪切面上的切应力相等，其数值为：所以插销满足剪切强度。4如图所示简支梁受集中力 F作用。试写出剪力方程和弯矩方程，并作出剪力第4页图和弯矩图图解：(1)求支座反力:根据平衡方程：Mb(F) 0，RAl Fb 0，得：RA Fb同理，得：RbFa(2)求AC段剪力及弯矩，假设在AC之间距A处x位置截幵，保留左部分，见图(a)第13页根据平衡方程：匚KF

7、y 0，Ra Fs! 0,得：F® Ra 根据平衡方程：FbMa(F) 0，M! Fs!0，得：M! Fsi(0 <X <a)图(b)Fy 0，Ra F Fs2 0，得：Fs2 Ra F根据平衡方程:根据平衡方程:F(l a)lMa(F)0，Fa F S2M2 0得：M 2FaFal(a <x作剪力图和弯矩图如图(c)图(d)所示。|Fshax y F(设a<b)，发生在AC段;abF，发生在C处F-L r1 '图(c)丄R剪力图(3) 求CB段剪力及弯矩，假设在CB指尖距A处x位置截幵，保留左部分，见图(b)M p图(d)I urflfliiiii

8、inmiiiriril IiJit I IIMiieiiii 小弯矩图-、 填空1. 所谓刚体，是指在力的作用下（不变形（距离）不变。2. 力偶的作用效果是改变刚体的（转动）的物体，即缸体内部任意两点间的）状态，或引起变形体的（扭曲）这种效果可以用力偶对任意点的（矩）来衡量3.力偶只有（转动）效应、无（移动（等效）或平衡。4对轴线是（直线），且各（横截面杆。5.变形的基本形式有：轴向拉伸或压缩、（剪切）效应。所以力偶不可能与一个力）都相等的杆件，称为等截面直）、（扭转）与（弯曲）成正比。6. 如果已知杆件尺寸和材料许用应力，则根据强度条件可以确定该杆所能承受的最大轴力Fn（ A）7. 当（挤压

9、力）超过一定限度时，联接件或被联接件在（接触面）上将产生明显的（塑性变形8梁的支座有固定铰、（活动铰、或被压溃，称为挤压破坏。）、（固定端、等。9.假设剪切面上的切应力均匀分布，剪切强度条件为t= （ Fs二、判断题1. 大小相等，方向相反，且在一条直线上的一对平衡力所组成的力系，称为力偶2. 在任意力系中加上或减去任何一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的运动效应。（V ）3. 力的转动效应是用力矩来度量的。（V ）4. 力偶对任一点的矩都相等，且都等于力F与力偶臂d的乘积，该乘积定义为力偶 矩，并用m表示。（V ）5. 内力是指物体内部各部分之间相互作用的力。物体在未受到外力作用时， 其内部

10、各质点之间是没有作用力的。（）三、画图1. 用力F拉碾子，碾子重P，由于受到路面石块 A的阻挡而静止不动。如不计摩擦， 试画出碾子的受力图。2. 梁AB自重不计，试画出其受力图。3. 如图所示三角支架中，A、C均为固定铰支座，B处为铰练连接，不计杆重，试 画出水平杆AB斜杆BC及整体的受力图。4. 梁的自重不计，试画出其受力图 。四、计算题1. 组合梁由AB杆和BC杆在B处用铰（称为中间铰）连接而成，如图所示。其中C为辊轴支座，A为固定端支座。已知 m=10kNm q=2 kN/m，a=1 m。求支座 A C处 的约束力。解：（1）画组合梁整体受力图，如图（a）所示。（2） 将两刚体拆幵，共有

11、六个未知约束力，分别画每个刚体的受力图，如图（b）所示，每个刚体有三个独立的平衡方程，因此这是一个静定结构。图（a）图（b） 根据图（b），由平衡条件:求得：YC兰0.5kN4(4) 以整体为研究对象，如图(a)所示，此时中间铰B的约束力是内力，因而不必考虑， 可由：解得：由：解得：其中，负值表示约束力偶的实际方向与图中所设的方向相反。2. 如图所示气动夹具，最大拉力F=300kN。活塞用40铬合金钢制成，其许用应力a =300MPa,活塞杆的直径d=44mm试校核该活塞杆的强度。解：(1)活塞杆的受力情况如图(a)所示。图(a) J戸(2)活塞杆内各横截面的轴力均为：(2)根据公式可知，活塞

12、杆截面上的正应力为：可见，工作应力小于许用应力，活塞杆符合拉伸强度要求。3. 结构如图所示，已知杆件材料的 a =120Mpa, t =90Mpa， bs=230Mpao试计算杆件的许可拉力P o解：(1)拉力强度分析：(2) 剪切强度分析：(3) 挤压强度分析：综合(1)、(2)、(3)可知，拉杆要同时满足拉伸强度、剪切强度和挤压强度，则杆 件的许可拉力为：P=38kN4如图所示，简支梁受集中力偶作用。试写出剪力方程和弯矩方程，并作出剪力图和弯矩图。解：(1)求支座反力：根据平衡方程：Mb(F) 0，Rm 0，得：Ra m同理，得：Rb m(2)求AC段剪力及弯矩，假设在AC之间距A处x位置截幵，保留左部分，见图(a)图IMj根据平衡方程:Fy0，RAF S10，得：FsiRa根据平衡方程：Ma（F） 0，Mi Fsi0，得：Mi Fsim (0 <x <a)（3） 求CB段剪力及弯矩，假设在CB指尖距A处x位置截幵,保留左部分，见图（b）图(b)Fy 0， RA FS2 0，得：Fs2 RA根据平衡方程:根据平衡方程：Ma（F） 0， m Fs2M2 0，得:m2作剪力图和弯矩图如图 （C）、图（d）所示。|Fs|maxm （ a x l ）l，发生在梁全长段