《工程力学(一)》期末考试复习题

1、机密启用前大连理工大学网络教育学院2016年秋工程力学（一）期末考试复习题注意事项：本复习题满分共：400分。一、1、平面一般力系的平衡条件是：力系的和其对任一点的均为零。答案：合力，合力矩知识点解析：本题考查平面一般力系的平衡条件。2、一般情况下，梁的设计是由强度条件决定的，而用强度条件进行校核。答案：正应力，切应力3、若某梁上作用着均布载荷，则该梁的剪力图为。答案：斜直线知识点解析：本题考查作用在梁上的荷载与内力之间的关系，当梁上作用均布荷载时，梁的弯矩图为抛物线，剪力图为斜直线。1、位移法是以为基本未知量，位移法方程实质上是方程。答案：独立结点位移，静力平衡知识点解析：本题考查位移法的基

2、本概念。2、静定结构是的体系。答案：无多余约束，几何不变3、只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。答案：二力构件知识点解析：本题考查二力构件的基本概念。1、一个单铰或铰支座相当于个约束，一个刚结点或固定支座相当个约束。答案：2,3知识点解析：本题考查支座对刚体的约束，单铰或铰支座约束刚体的水平位移和竖向位移,但不约束刚体的转动，刚节点或固定支座约束刚体的水平和竖向位移以及刚体的转动。2、临界应力的欧拉公式只适用于杆。答案：细长3、力法是以为基本未知量，力法方程的实质方程。答案：多余未知力，位移协调知识点解析：本题考查力法的基本概念。在材料力学中，为了简化对问题的研究，特对变形固体作出三个假

3、设，分别TOC o 1-5 h z为，。答案：连续性，均匀性，各向同性图中分布力的合力的大小为，对点A之矩大小为。答案：ql/2(l)，ql2/3(顺时针)知识点解析：本题考查分布力大小及合力作用点的计算，三角形分布力合理大小为三角形的面积，合力作用点为形心处。3将圆截面压杆改为面积相等的圆环截面压杆，其他条件不变，则其柔度将，临界荷载将。答案：降低，增大知识点解析：本题考查压杆柔度和临界荷载与截面形状的关系，将圆截面压杆改为面积相等的圆环截面压杆，截面惯性矩增大，柔度降低而临界荷载增大。对于空间力偶系，独立的平衡方程个数为。答案：3个知识点解析：空间力偶系独立平衡方程的个数解决超静定问题需要

4、采用变形体模型，进行力、变形以关系的研究三方面的分析工作。答案：力与变形图示销钉受轴向拉力P作用，尺寸如图所示，则销钉内的剪应力=，支承、P答案：,兀dh面的挤压应力b=bs/4P、知识点解析：本题考查连接件剪应力与挤压应力的计算。Cd2d2)一受扭圆棒如图所示，其mm截面上的扭矩等于,若该圆棒直径为d,则其扭转时横截面上最大切应力t=。max3MmM(CZLLZDm答案：M，48M兀d3知识点解析:本题考查圆轴扭转时扭矩和切应力的计算方法，首先取隔离体，根据扭矩平衡和右手螺旋法则计算出mm截面的扭矩为M,根据切应力计算公式计算出截面的最大切48M应力T=。max兀d3&图示阶梯杆AD受三个集

5、中力F作用，设AB、BC、CD段的横截面面积分别为A、2A、3A,则三段杆的横截面上轴力，正应力。答案：不相等，相等知识点解析：本题考查受拉杆件内力和应力的计算，首先分段取隔离体计算出AB、BC、CD三段杆所受轴力分别为F、2F、3F，正应力为轴力除以受力面积，三段杆正应力均为F/A。图示正方形截面简支梁，若荷载不变而将截面边长增加一倍，则其最大弯曲正应力为原来的，最大弯曲剪应力为原来的。答案：1/8,1/4知识点解析：本题考查简支梁受弯截面弯曲正应力和弯曲剪应力与截面尺寸的关系，弯曲正应力与正方形截面边长的三次方成反比，弯曲剪应力与正方形截面边长的平方成反比，因此当截面边长变为原来的2倍，弯

6、曲正应力变为原来的1/8，弯曲剪应力变为原来的1/4力和是两个不同的、相互独立的基本力学量，它们是组成力系的两个基本答案：力偶作用于弹性体一小块面积（或体积）上的载荷所引起的应力，在离载荷作用区较远处基本上只同载荷的主矢和主矩有关；载荷的具体分布只影响作用区域附近的应力分布。这就是著名的原理。答案：圣维南知识点解析：本题考查圣维南原理的概念。在工程力学范畴内，为保证工程结构或机械的正常工作，要求构件应具备足够的强度和。答案：刚度，稳定性下图为低碳钢Q235的应力-应变曲线，当应力加至曲线上k点后卸载时，相应的弹性答案：oi，ij知识点解析：本题主要考查低碳钢拉伸试验的变形阶段，弹性变形和塑性变

7、形的定义。图示圆截面悬臂梁，若梁的长度l减小一半（其它条件不变），则梁的最大弯曲正应力降至原来的，最大挠度降至原来的。知B答案：1/4，1/16知识点解析：受均布荷载的悬臂梁，截面抗弯刚度不变的条件下，最大弯曲正应力与最大弯矩成正比，弯矩与l的二次幕成正比，当l减小一半时，最大弯矩变为原来的1/4,最大弯曲应力也就相应的变为原来的1/4。挠度与l的四次幕成正比，当l减小一半时，挠度变为原来的1/16。15、位移法是以为基本未知量，位移法方程实质上方程。答案：独立结点位移，静力平衡知识点解析：本题考查位移法和位移法方程的基本概念。16、静定结构是的体系。答案：无多余约束，几何不变二、选择题1、力

8、偶在（）的坐标轴上的投影之和为零。任意正交与力垂直与力平行答案：A知识点解析：力偶为一对大小相等，方向相反，作用线平行的力，所以在任意坐标轴上的投影之和均为零。2、下列哪个现象不是低碳钢材料拉伸试验出现的现象。（）强化屈服C颈缩D.斜截面拉断答案：D知识点解析：低碳钢拉伸可分为四个阶段，弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。3、平面汇交力系平衡的（）是力系的合力为零。充分条件必要条件充要条件以上选项均不对答案：C知识点解析：本题考查平面汇交力系的平衡条件，平面汇交力系平衡的充要条件为力系的合力为零。4、弯曲梁，当某截面的剪力Q0时，（）。此截面上弯矩有突变此截面上弯矩有极值此截面上弯矩一定为

9、该梁的最大值此截面上的弯矩一定为零答案：B5、认为材料发生脆断破坏的主要因素是最大拉应力的强度理论是（）。第一强度理论第二强度理论第三强度理论第四强度理论答案：A知识点解析：本题考查各强度理论的基本概念。6、下列关于轴向拉压杆的说法正确的是（）。A杆内各点位移均为零则杆无变形杆的总伸长量为零则各截面无位移某一段杆内变形为零则该段内各截面无位移某一截面位移为零则该截面上各点无应力答案：A知识点解析：本题考查轴向拉压杆内力、各点位移和变形之间的关系。7、矩形截面梁发生横力弯曲时，在横截面的中性轴处（）。正应力最大，剪应力为零正应力和剪应力均为零正应力和剪应力均最大正应力为零，剪应力最大答案：D知识

10、点解析：本题考查矩形截面梁不同荷载作用下横截面正应力和剪应力的分布，当梁发生横力弯曲时，截面中性轴处的正应力为零，剪应力最大。8、低碳钢试件扭转破坏是（）。沿横截面拉断沿45。螺旋面拉断沿横截面剪断沿45。螺旋面剪断答案：CAvC19、如图所示梁，BC梁段（）。有变形，无位移有位移，无变形既有位移，又有变形既无位移，又无变形答案：B知识点解析：BC段属于梁的附属结构，当荷载作用于主结构时，附属部分不产生内力，所以BC段无变形，但由于支座B处产生了角位移，所以BC梁段有位移。10、关于内力与应力的关系中，下列选项正确的是（）。内力是应力的矢量和应力是内力的平均值内力是应力的代数和应力是内力的分布

11、集度答案：D知识点解析：本题考查内力和应力的基本概念。11、各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的（）外力变形位移力学性质答案：D精品文档知识点解析：本题考查各向同性假设的内容，各向同性假设材料沿各个方向具有相同的力学性质。12、关于应变，下列选项不正确的是（）。应变分正应变和切应变两种应变是变形的度量应变的量纲是一应变是位移的度量答案：D知识点解析：本题考查应变的基本概念，应变是变形的度量而非位移的度量。13、受扭实心圆轴最大剪应力发生在（）。横截面边缘中轴线横截面圆心处均匀分布于横截面答案：A知识点解析：本题考查受扭实心圆轴截面的剪应力分布，最大剪应力发生在横截面边缘处TOC o 1-

12、5 h z14、固定端支座可提供的约束反力个数为（）。1234答案：C知识点解析：固端约束可以限制刚体的水平、竖向位移和转动，因此约束反力为3个15、如图所示阶梯形杆的总变形二（）。A.Fl2EAB.FlEA0D.3Fl2EA答案：C精品文档知识点解析：本题考查肥等截面杆的变形计算，首先分别计算两段杆的内力分别为-F和2F,-Fl2Fl门总变形为莎+2EA=。）项，其他各项是工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（必须满足的条件。强度条件刚度条件稳定性条件硬度条件答案：D内力和应力的关系是（）。内力大于应力内力等于应力的代数和内力是矢量，应力是标量应力是分布内力的集度答案：D知识

13、点解析：本题考查内力和应力的基本概念和关系。根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（）。形状尺寸不变，直径线仍为直线尺寸形状改变，直径线仍为直线形状尺寸不变，直径线不保持直线形状尺寸改变，直径线不保持直线答案：A建立平面弯曲正应力公式b二My/1，需要考虑的关系有（）。z平衡关系，物理关系，变形几何关系变形几何关系，物理关系，静力关系变形几何关系，平衡关系，静力关系平衡关系，物理关系，静力关系答案：C知识点解析：本题考查弯曲正应力计算公式考虑的关系。利用积分法求梁的变形，不需要用到下面哪类条件来确定积分常数（）精品文档平衡条件边界条件连续性条件光滑性条件答案：A知识点解析：利用积分

14、法求梁的变形，考虑的条件有边界条件、连续性条件和光滑性条件压杆临界应力的大小（）。与压杆承受的轴向压力大小有关与压杆的柔度大小有关与压杆材料无关与压杆的柔度大小无关答案：B知识点解析：压杆临界应力的大小与压杆的材料和柔度大小有关，而与压杆承受的轴向压力大小无关。利用图乘法计算弹性梁或刚架的位移，要求结构满足三个条件，以下哪个条件不是必需的（）。EI为常量结构轴线必须为直线c.M图必须是直线M和M至少有一个是直线答案：C材料的失效模式（）。只与材料本身有关，而与应力状态无关与材料本身、应力状态均有关只与应力状态有关，而与材料本身无关与材料本身、应力状态均无关答案：B知识点解析：材料的实效模式不仅

15、与材料本身有关，与应力状态也相关。点的应力状态如图所示，则其主应力、分别为（）。123A30MPa、100MPa、50MPa50MPa、30MPa、-50MPa50MPa、OMPa、-50MPa-50MPa、30MPa、50MPa答案：B知识点解析：本题考查单元体主应力计算。轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面（）。分别是横截面、45斜截面都是横截面分别是45。斜截面、横截面都是45斜截面答案：A在连接件上，剪切面和挤压面分别（）于外力方向。垂直、平行平行、垂直平行垂直答案：B知识点解析：连接件剪切面平行于外力方向，挤压面垂直于外力方向T轴的扭转剪应力公式e二4适用于（）。pIP矩形

16、截面轴椭圆截面轴圆形截面轴任意形状截面轴答案：C知识点解析：本题考查圆轴的扭转剪应力计算公式。图示梁，若力偶矩Me在梁上移动，则梁的（）。A.约束力变化，B端位移不变B.约束力不变，B端位移变化C.约束力和B端位移都不变约束力和B端位移都变化D.答案：B29.图示简支梁中间截面上的内力为（）。A.B.C.D.M=0、F=0；SM=0、FH0；SF=0；SFH0。SMHO、MHO、答案：知识点解析：本题主要考查简支梁内力的计算，如图所示受力，A、B支座处支反力均为qa，qa2跨中截面弯矩为厂，剪力为0。30.一拉伸钢杆，弹性模量E=200GPa,比例极限为200MPa,今测得其轴向应变=0.00

17、15,则横截面上的正应力（）。A.o=E&=300MPa；B.o300MPa；C.200MPaVoV300MPa；D.oV200MPa。答案：31低碳钢试样拉伸试验中，试件变形完全是弹性，全部卸除荷载后试样恢复其原长的阶段是（）。弹性阶段屈服阶段强化阶段颈缩阶段答案：A知识点解析：本题主要考查低碳钢拉伸试验中各变形阶段的变形特点。32杆件的线应变是（）杆的变形，反应变形的程度。任意宽度单位宽度C单位长度D.任意长度答案：C知识点解析：本题主要考查线应变的概念。关于内力对称性，下列说法正确的是（）。轴力是反对称力剪力是正对称力弯矩是正对称力以上都不对答案：C知识点解析：本题主要考查内力的对称性，

18、轴力和弯矩为正对称力，剪力为反对称力。对于刚结点下列说法中不正确的是（）。刚结点可传递弯矩刚结点处各杆端可发生相对转动刚结点处各杆端不可发生相对移动刚结点连接各杆间夹角保持不变答案：B知识点解析：本题主要考查刚结点的特性，刚节点可以传递弯矩，但是刚节点连接处各杆端不可发生相对移动且各杆间的夹角保持不变。对于由4个刚体组成的系统，若其中每个刚体都受到平面力系的作用，则该系统最多可以建立（）个独立的平衡方程。A8B9C12D16答案：C知识点解析：一个刚体受到平面力系的作用最多可以建立3个独立的平衡方程，所以4个刚体组成的系统受到平面力系的作用最多可以建立12个独立的平衡方程。三、判断题1、物体相

19、对于地球静止时，它一定平衡；物体相对于地球运动时，它一定不平衡。答案：错2、平面一般力系的主矢与简化中心无关。答案：对3、线应变是构件中单位长度的变形量。答案：对4、弯曲应力有正应力和剪应力之分。一般正应力由弯矩引起，剪应力由剪力引起。答案：对5、多跨静定梁若附属部分受力，则只有附属部分产生内力。答案：错知识点解析：多跨静定梁附属部分受力时，主结构和附属部分均会产生内力。6、只有当力的作用线与轴相交时，力对轴之矩才等于零。答案：错知识点解析：当力的作用线与轴相交或平行时，力对轴之矩均为零。7、梁弯曲变形时，其横截面的形心沿着轴线方向的线位移被称为挠度。答案：错知识点解析：本题考查梁弯曲变形挠度

20、的基本概念。8、合理布置支撑和荷载可以减小梁上的最大弯矩，对于梁上的集中荷载，如能适当分散，可有效降低最大弯矩。答案：对9、柔索约束的约束力沿着柔索的轴线方向，指向物体。答案：错知识点解析：柔索约束的约束力沿着柔索的轴线方向，背离物体。10、截面形状尺寸改变得越急剧，应力集中程度就越严重。答案：对11、平面应力状态单元体中，相互垂直的两个截面上的正应力之和等于常量。答案：对12、利用欧拉公式计算临界应力时，稳定性具有方向性，惯性矩取截面各方向惯性矩的最大值。答案：错知识点解析：利用欧拉公式计算临界应力时，惯性矩取截面各方向惯性矩的最小值。13、当力沿其作用线滑动时，并不改变力对某指定点的矩。答

21、案：对14、杆件弯矩图上某点处的斜率数值上等于相应剪力图上该点的剪力值。答案：对15、最理想的变截面梁是使梁的各个截面上的最大切应力均达到材料的许用切应力。答案：错约束力是主动力，它会主动地引起物体运动或使物体有运动趋势。答案：错知识点解析：本题主要考查约束力的概念和特点。柔索约束的约束力沿着柔索的轴线方向，指向物体。答案：错知识点解析：本题考查柔索约束的特点，其约束力沿着柔索的轴线方向背离物体。只在两点受力的刚性杆都是二力杆。答案：错知识点解析：本题主要考查二力杆的定义。若一力系的主矢为零，对某一点的主矩也为零，则该力系为平衡力系。答案：错力偶对刚体的作用无法用一个力来代替，力偶同力一样，是

22、组成力系的基本元素。力偶的三要素为力偶矩矢的大小、方向、作用点。答案：错只有当力的作用线与轴相交时，力对轴之矩才等于零。答案：错精品文档精品文档答案：不正确，正确弯矩图如下所示答案：对知识点解析：当力的作用线与轴相交或是与轴平行时，力对轴之矩的均为零。工程中，主要承受扭转变形的细长杆件通常被称为梁。答案：错知识点解析：梁主要承受弯曲变形，内力主要是弯矩和剪力。稳定性失效是指构件发生过大的弹性变形而无法正常工作。答案：错知识点解析：本题考查稳定失效的概念，中心受压直杆在临界力作用下，压杆直线形态的平衡开始丧失稳定性的现象称为失稳。EIz为杆的拉压刚度，EA为梁的抗弯刚度。答案：错知识点解析：EI

23、z为杆的抗弯刚度，EA为杆的拉压刚度。提高梁的承载能力可以通过选择合理的横截面形状以降低码。答案：错知识点解析：截面最大应力与wz成反比，所以想要提高截面承载力应该选择合理截面形状增大WZ，而不是降低WZ。在某种特殊受力状态下，脆性材料也可能发生屈服现象。答案：对铸铁是一种典型的脆性材料，其抗拉性能远优于其抗压性能。答案：错知识点解析：本题考查铸铁材料的受力性能，其抗压性能优于其抗拉性能。梁弯曲变形时，其横截面绕中性轴偏转的角度被称为转角。答案：对截面形状尺寸改变得越急剧，应力集中程度就越严重。答案：对梁弯曲变形时，其横截面的形心沿着轴线方向的线位移被称为挠度。答案：错知识点解析：本题考查梁弯

24、曲变形时挠度的概念，应该是截面形心沿垂直轴线方向的位移称为挠度。经过预先加载至强化阶段处理的材料，比例极限提高，即弹性范围扩大，断裂时的塑性变形减小，即延性降低。这种现象被称为“冷作硬化”或“加工硬化”。使非对称截面梁在受横向力作用发生横力弯曲时，梁只发生弯曲不发生扭转的条件是横向力必须通过截面的弯曲中心。答案：对33、受多个轴向外力作用的杆件，轴力最大的横截面一定是危险截面。答案：错知识点解析：判断危险截面应以其应力为判断准则，而不是以内力为判断准则。34、力是矢量，所以力在坐标轴上的投影也是矢量。答案：错知识点解析：力是矢量，但力在坐标轴上的投影是标量。35、地球上，只要作用于物体上的力系

25、是平衡力系，必能保证物体相对地球静止不动。答案：错知识点解析：作用于物体上的力系是平衡力系时，物体可以相对地球静止也可以保持匀速直线运动。四、分析简答题作图示拉压杆的轴力图答案：知识点解析：分段取隔离体计算出各杆段轴力，受拉为正受压为负，作出轴力图即可。判断题如图所示刚架的弯矩图是否正确，若不正确，作出正确的弯矩图。精品文档精品文档答案：该体系为几何不变体系，有一个多余约束。3、简述力法求解超静定结构的步骤。答案：（1）确定结构的超静定次数，选取基本未知量并确定基本体系。（2）列出力法方程（3）计算系数与自由项。（4）将求得的系数与自由项代入力法方程，求解基本未知量。（5）应用叠加法作原结构弯

26、矩图，并根据弯矩图绘制剪力图和轴力图。（6）校核。4、判断如图所示M图的正误，若不正确加以改正。答案：不正确，5、分析如图所示平面体系的几何组成，判断是否为几何不变体系。如果是几何不变体系确定有无多余约束，有几个多余约束。6、简述等直梁弯曲时的两个强度条件及其表达式，梁的设计是由哪个强度条件决定的？答案：等直梁弯曲时的正应力强度条件为rMy_M心Omaxmaxmax亠|_MmaxIJWzz切应力强度条件为FS*riTS,maxz,max比maxblz一般情况下，梁的设计是由正应力强度条件决定的，而用切应力强度条件进行校核。分析图所示梁的受力，作出剪力图和弯矩图。答案：弯矩图剪力图8.作图示轴的

27、扭矩图。答案：(+)(+)M(-)M知识点解析：分段取隔离体，根据扭矩平衡计算出各段扭矩大小，并根据右手螺旋法则判断处扭矩的正负。9、简述塑性材料的力学性能。答案：（1）在弹性变形范围内，多数塑性材料应力与应变成正比关系，符合胡克定律；（1精品文档分）（2）塑性材料断裂时伸长率大，塑性好；（1分）（3）多数塑性材料在屈服阶段以前，抗拉和抗压性能基本相同，故可作为受拉或受压构件；（2分）（4）塑性材料承受动荷载能力强；（2分）（5）表征塑性材料力学性能的指标有弹性极限、屈服极限、抗拉强度极限、弹性模量、断后伸长率和截面收缩率等。（2分）（6）对于塑性材料，当应力达到屈服极限时，将发生较大的塑性变

28、形，此时虽未发生破坏，但因变形过大将影响构件的正常工作，所以通常把屈服极限定义为极限应力。（2分）10.作图示拉压杆的轴力图。答案：3F|=|N圏知识点解析：分段取隔离体计算出各杆段轴力，受拉为正受压为负，作出轴力图即可。五、计算题X6+A=01111P611EIl2axaxa+axaxa4a33EIAipEl5qa48EI解得x1=1532刚架弯矩图如下：2.图示矩形截面简支梁，已知载荷F=4kN,梁跨度l=400mm，横截面宽度b=50mm,高度h=80mm，材料的许用弯曲正应力o=7MPa,许用切应力T=5MPa,试校核其强度。答案：2l解：YM(F)=0:Fx-Fxl=03BYF=0:F+FF=0yAB精品文档解得：F