工程力学复习题1

1、一、判断题（正确的打，错误的打）1. 作用力与反作用力是一组平衡力系。 ( )2. 两个力在同一轴上的投影相等，此两力相等。 ( )3. 有摩擦力时，全约束力与法线间的夹角称为摩擦角。 ( )4. 柔性约束的约束反力，其作用线是沿柔索轴向，指向可任意假设。 ( )5. 光滑铰链类约束反力，可以用任意两个相互垂直的分力表示。 ( )6. 光滑接触面类约束反力，其作用线沿支承面公法线方向，指向可任意假设。 ( )7. 活动铰支座约束反力，其作用线沿支承面公法线方向，指向可任意假设。 ( )ab8. 如图一矩形刚板，长边为a，短边为b，为使刚板转一角度，须施加一力偶，此力偶沿短边施加最省力。 ( )

2、 9. 在保持力偶矩不变的前提下，力偶可在同一平面内，或相互平行的平面内任意移动，不改变力偶对刚体的作用效果。 ( )10. 一般脆性材料的抗压强度比抗拉强度小。 ( )11. 在连接件上，剪切面和挤压面分别垂直和平行于外力方向。 ( )12. 矩形截面梁弯曲时，在横截面的中性轴处的正应力最大。 ( )13. 材料和横截面积相同，扭转时空心圆筒比实心圆轴承载能力更强。 ( )14. 从弯曲强度的角度考虑，梁横截面合理设计的原则是：采用抗弯截面模量与截面积之比尽可能大的截面。 ( ) 15. 作用力与反作用力是一对平衡力系。 ( )16. 静力学和材料力学研究的对象都是刚体。 ( )17. 力系

3、的合力一定比各分力大。 ( )18. 剪切工程计算中，剪切强度极限是真实应力。 ( )19. 工程上通常把延伸率5%的材料称为脆性材料。 ( )20. 线应变 e 的单位是长度。 ( )21. 几何形状完全相同的两根梁，一根为钢材，一根为铝材。若两根梁受力情况也相同，则它们的弯曲应力相同，弯曲变形也相同。 ( )22. 在单元体两个相互垂直的截面上，剪应力大小可以相等也可以不等。 ( )23. 梁端铰支座处无集中力偶作用，该端的铰支座处的弯矩必为零。 ( )24. 梁的最大挠度处横截面转角一定等于零。 ( )25. 压杆的临界压力（或临界应力）与作用载荷大小有关。 ( )二、填空题1. 力对物

4、体的作用效果一般分为 _ 效应和 _ 效应。2. 力的平移定理的适用条件是 。3. 平面汇交力系有 个独立的平衡方程；平面力偶系有 个独立的平衡方程；平面一般力系有 个独立的平衡方程。4. 同一平面内的两个力偶，只要_ 相等，则两力偶彼此等效。5. 为保证构件的正常工作,构件应满足_要求 , _要求和 要求 。6. 对于低碳钢，虎克定律E成立，则单向拉伸应力不大于_7. 在微体的两相互_平面上的切应力和，其数值_，且均指向（或背离）该两平面的交线，称为切应力互等定理。8. 研究杆件内力的基本方法是 。9. 杆件的应变有 _ 和 _ 两种。10.设空心圆轴的内径为d，外径为D，d/D，则其横截面

5、的极惯性矩Ip=_，抗扭截面模量Wt = 。10. 梁的挠曲线方程w(x)和转角方程的(x)关系是 _ 。 a L P C B A b x 12.简支梁受集中力作用，如图所示，AC段，弯矩表达式M（x）= 。13.T形截面梁，两端受力偶矩M0作用，如图示。梁的最大压应力出现在截面的_（填上或下)边缘，梁的最大压应力与最大拉应力数值_（相等或不相等）。 M0 M0 14.圆轴扭转时，其横截面绕_旋转。15.梁发生平面弯曲时，其横截面绕_轴旋转。16. 等截面梁，最大正应力必出现在 为最大的截面上。17. 等强度梁各个横截面上的_相等，均等于_。 q C B A xx L a 18.等截面梁如图所

6、示。若用积分法求解梁的转角和挠度，则边界条件为_。19.由四根相同的等边角钢组成一组合截面压杆。若组合截面的形状分别如图a、b所示，则稳定性好的是_图的组合；而两种组合的抗压强度_。20.在杆件长度、材料、约束条件和横截面面积等条件均相同的情况下，压杆采用图（ ）所示的截面形状，其稳定性最好；而采用图（ ）所示的截面形状，其稳定性最差。三、选择题1. 作用于刚体上的平衡力系，如果作用在变形体上，则变形体( ) ；反之，作用于变形体上的平衡力系，如果作用到刚体上，则刚体( )。A. 平衡； B. 不平衡； C. 不一定平衡。2以下所给四组平衡方程中，哪一组不是平面一般力系的平衡方程？（ ）A F

7、x=0 BFx =0 Fy=0 MA(F)=0 (A、B两点连线与x轴不垂直) M0(F)=0 MB(F)=0CFx=0 DMA(F )=0 Fy=0 MB(F)=0 （A、B、C三点不共线） Fz=0 MC(F)=03. 三根试件的尺寸相同，材料不同，其应力应变关系如图所示，则( )。123A. 1的塑性最差，强度最高B. 2的塑性最好，强度最高C. 2的塑性最差，强度最高 D. 3的塑性最好，强度最差4.现有钢、铸铁两种棒材，其直径相同。从承载能力和经济效益两方面考虑，图示结构中的两杆的合理选材方案是(A) 1杆为钢，2杆为铸铁； (B) 1杆为铸铁，2杆为钢；(C) 两杆均为钢；(D)

8、两杆均为铸铁。5.变截面杆AD受集中力作用，如图所示。设NAB、NBC、NCD分别表示该杆AB段，BC段和CD段的轴力，则下列结论中哪些是正确的？答： 。 P P D C B A (A) NAB NBC NCD 。 (B) NAB =NBC=NCD 。 (C) NAB=NBC NCD 。 (D) NABNBC=NCD 。6.在图中，若板和铆钉为同一材料，且已知jy2，为了充分提高材料的利用率。则铆钉的直径d应该为(A) d=2t； (B) d=4t；(C) d4t； (D) d8t。7. 一直径为d的实心圆轴，按强度条件计算其受扭转时的许用转力矩为T，当此轴的直径为d增加一倍时，其许用扭转力矩

9、将为( )。A. 2T B. T; C. 4T. D. 8T8. 单元体变形后的形状如图中虚线所示，则A点的切应变分别是 ( )。 A. 0，2，2 B. ，2C. ，2，2 D. 0，29.图示传动轴的转速n=300r/min,主动轮A的输入功率NA=500kW，从动轮B，C，D的输出功率分别为NB=NC=150 kW，ND=200 kW（不计轴承摩擦所耗的功率）。则从动轮B上作用的外力偶矩为_ ，轴内最大扭矩为_。TC TB TA D C B A TD 10. 对于细长圆截面压杆，当其直径为原来的两倍时，则柔度为原来的多少倍？（ ）A. 2倍； B. 1/2倍； C. 1倍； D. 1/4

10、倍。11. 等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的曲率最大发生在( )。A.挠度最大处B.转角最大处C.剪力最大处D.弯矩最大处12. 高度等于宽度两倍的矩形截面梁，在载荷作用下发生平面弯曲，若将竖放改为平放，其它条件不变，则梁的正应力强度( )。A提高到原来的2倍； B提高到原来的4倍；C降低到原来的12； D降低到原来的1413. 插销穿过水平放置平板上的圆孔（如图），在其下端受有拉力P。则插销的剪切面面积和挤压面面积分别等于（ ）A ； BC ； D14.影响圆轴扭转角的因素是( ) A扭矩、材料、轴长 B扭矩、轴长、抗扭刚度C扭矩、材料、截面尺寸 D扭矩、轴长、截面尺寸15. 低碳钢拉伸试验

11、的应力应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段依次是 ( )。A.弹性阶段、屈服阶段、塑性变形阶段、断裂阶段B.弹性阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段D.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段16. 如横截面上的弯矩为正弯矩，用抗压强度大于抗拉强度的材料制成的横梁，则采用哪种形状的截面最为合理？( ) A. B. C. D.17. 图示简支梁，当集中力偶在CB段上移动时，AC段任截面上的 A .M改变，Q不变； B .M不变，Q改变；C. M、Q都改变； D .M、Q都不变。18.关于梁中内力变化规律，下列哪种说法是正确的？（ ）。A. 集中外力作用

12、的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值也有突变。B. 集中外力作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值无突变。C. 集中外力偶作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值也有突变。D. 集中外力偶作用的横截面，剪力Q值无突变，弯矩M值也无突变。19.将桥式起重机的主钢梁设计成两端外伸的外伸梁较简支梁有利，其理由是（ ）。A.减小了梁的最大弯矩值B.减小了梁的最大剪力值C.减小了梁的最大挠度值D.增加了梁的抗弯刚度值20.为提高梁的抗弯刚度，可通过（ ）来实现。A.选择优质材料 B.合理安排梁的支座，减小梁的跨长C.减少梁上作用的载荷 D.选择合理截面形状四、作图题AB1.画出下列指定物体的受力图，除注明者

13、外，各物体自重不计。DBAC（a）杆AB (b)杆AB(c) 杆AB、杆DC、滑块D (d) 刚架整体、AD部分、DBE部分、EC梁D60CBAABDEC40kN20kN30kN(a)P4P(b)2.画出下列各杆的轴力图x201050N ( KN )(+)(-)解：(a) (b)xN(+)4P3P3. 作出图示各杆的扭矩图。3MeMe(b)MeMe(a)(c)10kNm15kNm20kNm30kNm(-)Tx2MeMex(+)TMeMe(-)解：（a） (b)(+)T(kNm)x15(-)51030(c) 4.已知图示各梁的载荷P、q、M0和尺寸a。(1)作剪力图和弯矩图；(2)确定Qmax和

14、Mmax。(b)aaPCBAa2PD(a)aa2PM0=2PCBAQ(-)4P/3M(+)4Pa/3xxP/35P/3(+)5Pa/3解：（a） (b)xQ2P(+)xMPa(+)(-)Pa五、计算题1、无重水平梁的支承和载荷如图所示。已知力F=10kN，力偶矩M=10kNm，均布载荷q=10kN/m，a=1m。求支座A和B处的约束力。 解：作受力图。由 2、 图示外伸梁，已知F=400N,M=20Nm,a=500mm。求A、B两处的约束反力。 解：画ABC梁的受力图，列出平衡方程1.5m121.5mBA1m1mDC10kN1.5m3.图示结构中，1、2两杆的横截面直径分别为10mm和20mm

15、，试求两杆内的应力。设两根横梁皆为刚体。解：（1）以整体为研究对象，易见A处的水平约束反力为零；（2）以AB为研究对象BAXBYBRA由平衡方程知BN2N11m1mDC10kN（3）以杆BD为研究对象由平衡方程求得（4）杆内的应力为ABbhP4.冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压工件时连杆接近水平位置，承受的镦压力P=1100kN。连杆的截面为矩形，高与宽之比为h/b=1.4。材料为45钢，许用应力为s=58MPa，试确定截面尺寸h和b。解：强度条件为又因为 A = bh = 1.4b2 , 所以5. 如图托架，AB为圆钢杆，BC为正方形木杆a=140mm。杆端均用铰链连接。结点B作用一载荷P

16、=60kN。已知钢的许用应力。木材的许用压应力为，试校核托架能否正常工作。 解：取B点为研究对象。由平衡条件钢杆AB木杆BC该托架不满足强度要求。6.实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起，如图所示。已知轴的转速n=100r/min，传递的功率P=7.5kW，材料的许用应力=40MPa。试选择实心轴的直径d1和内外径比值为1/2的空心轴的外径D2。解：轴受到的外力偶矩圆轴的扭矩等于外力偶矩，即实心轴的强度空心轴的强度为故实心轴直径取45mm，空心轴直径取46mm。1M3CBAM2M1320.5m1m0.3mDd2d17.阶梯形圆轴直径分别为d1=40mm，d2=70mm，轴上装有三个皮带轮。已知由轮3输入的功率为N3=30kW,轮1输出的功率为N1=13kW，轴作匀速转动，转速n=200 r/min，材料的许用剪应力=60MPa，G=80GPa，许用扭转角=2o/m。试校核轴的强度和刚度。解：（1）计算外力扭矩（2）计算内力扭矩 （3）计算抗扭截面模量 （4）强度校核 强度足够。（5）刚度校核 刚度足够。8. 矩形截面梁如图，已知截面的宽高比为b:h =2:3，l=1m，q=10kN/m,木材的许用应力=10MPa，试选择截面尺寸b 、h 。解：最大弯矩：由 故截面宽为0.182m，高为0.273m。9.20a工字钢梁的支承和受