《工程力学》第二学期期末试题及答案

1、工程力学第二学期期末试题（一）ABBC，B可动铰链支座。试: 梁的分离体受力图。PqCAB45o答：（二）已知：结构如图所示，受力P 。（二）已知：结构如图所示，受力P 。CPDEBDEAABC 为中间铰链连接。试分别画出ADC 杆和BEC 杆的受力图。（三）已知：实心圆截面轴，两端承受弯矩M 和扭矩T 的联合作用，轴n=100 r/min10 马力，弯矩 MP200 Nm。许用应力6 0 MPa 。试求: 按第三 强度理论确定轴的直径d 。TTMTT解：对于实心圆截面轴有：WP d332同时由书中公式知：T 7.02NP 0.702KN m ；M2 MM2 M2maxC32M3 r33230

2、.22 0.7022 103 60Mr3 r3WZ(d)3 / 32d 4.99cm（四）已知：梁ABC 受均布力q 作用。试求：铰链支座A 的反力和拉杆BD 的拉力。DDqABC2m1m四题图四题图（五ABCqBDd40 mm， BD 杆长L800 mm , 两端铰链连接，稳定安全系数n=3 , 临st界应力的欧拉公式为= 2 E / 2 ， 经验公式为= 3041.12crcr， E = 2 0 0 GPa ， =2 0 0 MPa ， =2 3 5 MPa 。ps试求：根据压杆BD 的稳定性，计算分布载荷的许可值q。提示：先求分布载荷q 与压杆BD 的静力关系，再求BD 杆的稳定许可压力

3、ABABC2m1mD答：将BD 杆件截开，以上半部分为研究对象进行受力分析，假设BD 杆的轴力N(均假设为压力)，对A 点取矩，列力的平衡方程为：BDM(F)0,Aq 32 N2 2 0 NBD 2.25q (为压力)由于 i dIAIA4 464 d21 4 80 ，a=304，b=1.12，Sa a=304，b=1.12，Sa bs 304 235 61.61 1.12P 2 E 99.35PPS PS，由此可知，=3041.12 =214.4 MPacrPN BDnP crnA 214.4103 A 4 3,所以有：stst2.25q 89.8 q 89.8 39.91KN / m2.2

4、5（六）已知： 传动轴如图所示，C 轮外力矩 M c=1.2 kN m ，E 轮上的紧边皮带拉力为T12=2T12D=40cm轴的直径d=8cm，许用应力=120 Mpa 。求：试用第三强度理论校核该轴的强度。CdCdDCAE0. 5mTT210. 5mB答：首先将皮带拉力向截面形心简化，其中作用在轴上的扭转外力矩为 M c=1.2 kN m，判断CB 轴为弯扭组合变形，而：m D T )T 6KN ，T 12KN ，T 18KN21221212ABRA RB 9KN 。由其中的受力分析可知Emax RA 0.5 0.5 9 4.5KN ，按照第三强度理论校核该轴强度：r3WZ4.52 1.2

5、2M2 Mmax2CM2 Mmax2C 92.65MPa120MPa，所以满足要求。TT+T12ABMcRARB0.5m0.5m（七）概念问答题什么是二力平衡原理？构件的失效方式有哪三种？平面汇交力系的平衡条件是什么？什么是挤压破坏？什么是合力投影定理？材料的基本假设有哪几个？什么是静不定梁？平面任意力系作用下，固定端约束可能有哪几个反力？ 答1）相等，方向相反，并沿同一直线作用。强度失效：构件所受荷载大于本身抵抗破坏的能力；刚度失效：构件的变形，超出了正常工作所允许的限度； 稳定性失效：构件丧失原有直线形式平衡的稳定性。平面汇交力系的平衡条件：力系的合力等于零，或力系的矢量和等于零，即：R

6、F 0ii1在剪切问题中，除了联结件（螺栓、铆钉等）为“挤压破坏”。合力在某轴的投影等于各分力在同一坐标轴投影的代数和。在材料力学中，对于变形固体，通常有以下几个基本假设：材料的连续性假设，认为在变形固体的整个体积内，毫无空隙地充满着物质。材料的均匀性假设，认为在变形固体的整个体积内，各点处材料的机械性质完全一致。材料的各向同性假设，认为固体在各个方向上的机械性质完全形同。构件的小变形条件工程上常常在静定梁上增添支承，使之变成静不定梁。XY方向的约束反力和作用在固定端的约束力偶距。（八）证明题请说明什么是“力线平移定理P48化（九）应用题：车轴的计算简图如图所示，此轴中间段ABI ，两外伸1段的惯性矩为I ，试用叠加法求中点F的挠度y及2F外伸端断电D的挠度y。DP1687-5，弯曲变形，叠加法求弯曲变形试求下图空心圆对其形心轴的惯性