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2011年课程考试复习题及参考答案工程力学
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[σ],其第三强度理论的强度条件是
21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为
22.在截面突变的位置存在集中现象
23.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有
24.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是
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
二、计算题
1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力
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[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=40MPa试求
①画梁的剪力图、弯矩图
②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[σ]=100MPa试求
①力偶M的大小;
②作AB轴各基本变形的内力图
③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[σc]=120MPa,许用拉应力[σt]=35MPa,a=1m试求
①画梁的剪力图、弯矩图
②按正应力强度条件确定梁截荷P
5.如图6所示,钢制直角拐轴,已知铅垂力F1,水平力F2,实心轴AB的直径d,长度l,拐臂的长度a试求
①作AB轴各基本变形的内力图
②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力
6.图所示结构,载荷P=50KkN,AB杆的直径d=40mm,长度l=1000mm,两端铰支已知材料E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=
1.12MPa,稳定安全系数nst=
2.0,[σ]=140MPa试校核AB杆是否安全
7.铸铁梁如图5,单位为mm,已知Iz=10180cm4,材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=40MPa,试求
①画梁的剪力图、弯矩图
②按正应力强度条件确定梁截荷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,μ=
0.3,[σ]=140MPa试求
①作图示圆轴表面点的应力状态图
②求圆轴表面点图示方向的正应变
③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,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=
1.12MPa,稳定安全系数nst=
3.0,[σ]=140MPa试校核柱BC是否安全
10.如图所示的平面桁架,在铰链H处作用了一个20kN的水平力,在铰链D处作用了一个60kN的垂直力求A、E处的约束力和FH杆的内力
11.图所示圆截面杆件d=80mm,长度l=1000mm,承受轴向力F1=30kN,横向力F2=
1.2kN,外力偶M=700N·m的作用,材料的许用应力[σ]=40MPa,试求
①作杆件内力图
②按第三强度理论校核杆的强度
12.图所示三角桁架由Q235钢制成,已知AB、AC、BC为1m,杆直径均为d=20mm,已知材料E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=
1.12MPa,稳定安全系数nst=
3.0试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F
13.槽形截面梁尺寸及受力图如图所示,AB=3m,BC=1m,z轴为截面形心轴,Iz=
1.73×108mm4,q=15kN/m材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=80MPa试求
①画梁的剪力图、弯矩图
②按正应力强度条件校核梁的强度
14.图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内,AB段为直径d=20mm的圆截面杆在垂直平面内F1=
0.4kN,在水平面内沿z轴方向F2=
0.5kN,材料的[σ]=140MPa试求
①作AB段各基本变形的内力图
②按第三强度理论校核刚架AB段强度
15.图所示由5根圆钢组成正方形结构,载荷P=50KkN,l=1000mm,杆的直径d=40mm,联结处均为铰链已知材料E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=
1.12MPa,稳定安全系数nst=
2.5,[σ]=140MPa试校核1杆是否安全(15分)
16.图所示为一连续梁,已知q、a及θ,不计梁的自重,求A、B、C三处的约束力
17.图所示直径为d的实心圆轴,受力如图示,试求
①作轴各基本变形的内力图
②用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式
18.如图所示,AB=800mm,AC=600mm,BC=1000mm,杆件均为等直圆杆,直径d=20mm,材料为Q235钢已知材料的弹性模量E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=
1.12MPa压杆的稳定安全系数nst=3,试由CB杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F参考答案
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
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
20.2τx≤[σ]
22.平衡
22.应力
23.突变
24.
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
二、计算题
1.解以CB为研究对象,建立平衡方程解得以AC为研究对象,建立平衡方程解得
2.解
①求支座约束力,作剪力图、弯矩图解得
②梁的强度校核拉应力强度校核B截面C截面压应力强度校核(经分析最大压应力在B截面)所以梁的强度满足要求
3.解
①以整个系统为为研究对象,建立平衡方程解得(3分)
②求支座约束力,作内力图由题可得
③由内力图可判断危险截面在C处
4.解
①求支座约束力,作剪力图、弯矩图解得
②梁的强度校核拉应力强度校核C截面D截面压应力强度校核(经分析最大压应力在D截面)所以梁载荷
5.解
①②由内力图可判断危险截面在A处,该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为
6.解以CD杆为研究对象,建立平衡方程解得AB杆柔度由于,所以压杆AB属于大柔度杆工作安全因数所以AB杆安全
7.解
①②梁的强度校核拉应力强度校核A截面C截面压应力强度校核(经分析最大压应力在A截面)所以梁载荷
8.解
①点在横截面上正应力、切应力点的应力状态图如下图
②由应力状态图可知σx=
89.1MPa,σy=0,τx=
30.6MPa由广义胡克定律
③强度校核所以圆轴强度满足要求
9.解以梁AD为研究对象,建立平衡方程解得BC杆柔度由于,所以压杆BC属于大柔度杆工作安全因数所以柱BC安全
10.解以整个系统为研究对象,建立平衡方程解得过杆FH、FC、BC作截面,取左半部分为研究对象,建立平衡方程解得
11.解
①②由内力图可判断危险截面在固定端处,该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为所以杆的强度满足要求
12.解以节点C为研究对象,由平衡条件可求BC杆柔度由于,所以压杆BC属于大柔度杆解得
13.解
①求支座约束力,作剪力图、弯矩图解得
②梁的强度校核拉应力强度校核D截面B截面压应力强度校核(经分析最大压应力在D截面)所以梁的强度满足要求
14.解
①②由内力图可判断危险截面在A处,该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为所以刚架AB段的强度满足要求
15.解以节点为研究对象,由平衡条件可求1杆柔度由于,所以压杆AB属于大柔度杆工作安全因数所以1杆安全
16.解以BC为研究对象,建立平衡方程解得以AB为研究对象,建立平衡方程解得
17.解
①②由内力图可判断危险截面在固定端处,该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为
18.解以节点B为研究对象,由平衡条件可求BC杆柔度由于,所以压杆AB属于大柔度杆解得。