2013工程力学复习题及参考答案

1、2013 工程力学复习题及参考答案一、填空题：1. 受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。2. 构件抵抗的能力称为强度。3. 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。4. 梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。5. 偏心压缩为 的组合变形。6. 柔索的约束反力沿离开物体。7. 构件保持的能力称为稳定性。8. 力对轴之矩在情况下为零。9. 梁的中性层与横截面的交线称为。10. 图所示点的应力状态，其最大切应力是。11. 物体在外力作用下产生两种效应分别是。12. 外力解除后可消失的变形，称为。13. 力偶对任意点之矩都。14. 阶梯杆受力如图所示，设 AB 和 BC 段的横截

2、面面积分别为 2A 和 A，弹性模量为 E，则 杆中最大正应力为 。15. 梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。16. 光滑接触面约束的约束力沿指向物体。17. 外力解除后不能消失的变形，称为。18. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件19. 图所示，梁最大拉应力的位置在点处。20. 图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力 ，其第三强度理论的强度条件是。 22. 在截面突变的位置存 ，其第三强度理论的强度条件21. 物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为 在 集中现象。23. 梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有24. 图所示点

3、的应力状态，已知材料的许用正应力25. 临界应力的欧拉公式只适用于杆。26. 只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。 27.作用力与反作用力的关系是。28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。29.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 E，则 截面 C 的位移为 。30.若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为一、填空题：1. 刚体 2. 破坏 3. 正 4.二次抛物线5.轴向压缩与弯曲6.柔索轴线7.原有平衡状态 8.力与轴相交或平行9.中性轴 10.100MPa 11. 变形效应（内效应）与运动效应（外效应） 12.弹性变形

4、13.相等 14.5F/2A 15. 突变 16.接触面的公法线17.塑性变形 18. 不 共 线 19.C 20.2 x 22. 平 衡 22. 应 力 23. 突 变 25. 大柔度（细长） 26.二力构件 27.等值、反向、共线28. 力、力偶、平衡 29.7Fa/2EA 30. 斜直线1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知 的约束力。q=10kN/m ， M=10kN ·m，求 A、B、C 处2. 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 Iz=60125000mm4 ，yC=157.5mm ，材料许用压应力 c=160MPa ，许用拉应力 t=4

5、0MPa 。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。3. 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=100MPa 。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 d。4. 图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知Iz=4500cm4 ， y1=7.14cm ， y2=12.86cm ，材料许用压应力 c=120MPa ，许用拉应力 t=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P。4解：求支座约束

6、力，作剪力图、弯矩图MA(F) = O:7×2-2P×l-P×3=0=0:瓦+伦 - 2P-P=0解得：O.5P匚1.5>梁的强度校核 拉应力强度校核 C截面_ Cy2 _ 0.5P 乃t. P24.5kN。截面t P22.1kN压应力强度校核(经分析最大压应力在0截面) P42,0kN所以梁载荷P22.1kN AB 、BC 段的变形分别为5 解 ：求杆件各段的轴力，绘出轴力图如图（ b ）所示FN1l1EA12 10 4m 0.2mmFN2l2EA220 103 0.4200 109 800 10 65 10 5 0.05mm5 变截面杆如图（ a ）所示

7、，已知 AB 、 BC 两段横截面面积分别为 A1 400mm2 ，A2 800mm2 ，材料的弹性模量 E 200GPa 。求杆各段的变形及最大线应变 max 。a）(b)题 8.2 图340 103 0.4200 109 400 10 6最大线应变 max 发生在 AB 段，其值为 max = l1 2 10 5 10 4max max l10.46 一桁架受力如图（ a ）所示，各杆均由圆钢制成，已知材料的许用应力 170MP a。试选择 AC和CD杆合适的直径。6 解 ：取整个桁架为研究对象，受力如图（ a ）所示， 由对称性知，支座反力为 FA FB 120kN 取点 A 为研究对象

8、，受力如图（ b）所示，列平衡方程(a)(b)(c)题 8.15 图5Y 0, FN1 sin FA 0得 FN1120 200kN3取点 C为研究对象，受力如图（ c）所示，列平衡方程X 0， FN2 FN1 cos0得 FN2 160kN对 AC 杆：A1 4d1 FN 1 ， ，故 d1 3.87 10 2 m 38.7mm对CD 杆：d22A24FN 2 ， ，故 d 2 3.46 10 2 m 34.6mm7. 铸铁梁如图 5，单位为 mm，已知 Iz=10180cm4 ，材料许用压应力 c=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

9、定梁截荷P。8. 图所示直径 d=100mm 的圆轴受轴向力 F=700kN 与力偶 M=6kN · m 的作用。已知M=200GPa，=0.3，=140MPa 。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， p=200MPa，s=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。D 处作用了一个10. 如图所示的平面桁架，在铰链 H

10、 处作用了一个 20kN 的水平力，在铰链 60kN 的垂直力。求 A 、E 处的约束力和 FH 杆的内力BC 段T2=80Nm11 某机器传动轴 AC如图所示，已知轴材料的切变模量 G=80GP，a 轴直径 d=45mm。求 AB、 BC及 AC间相对扭转角。TA =NmTB=NmTC= Nm22x题 10.5 图11 解： （1）内力分析AB 段T1=-120Nm2)变形分析120 0.3ABGI Prad 1.12 10 3 radBCT2.l BCGI P80 1090.04543280 0.4 4 rad 9.94 10 4rad 9480 1090.04543212 已知受扭轴如图 (a) 所示，在其外表面取出的单元体处于纯剪切应力状态，如图 (b) 所示。试求该单元体主应力的数值和方向12 解： 圆轴扭转时，最大切应力发生在圆轴的外表面，表面上的点处于纯剪切应力状态，且 xy