工程力學(xué)復(fù)習(xí)題及參考答案

1、精品文檔2011 年課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案工程力學(xué)一、填空題 ：1.受力后幾何形狀和尺寸均保持不變的物體稱為剛體。2.構(gòu)件抵抗破壞的能力稱為強度。3.圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上各點的切應(yīng)力與其到圓心的距離成正比。4.梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為。5.偏心壓縮為的組合變形。6.柔索的約束反力沿離開物體。7.構(gòu)件保持的能力稱為穩(wěn)定性。8.力對軸之矩在情況下為零。9.梁的中性層與橫截面的交線稱為。10. 圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是。11.物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是。12.外力解除后可消失的變形，稱為。13.力偶對任意點之矩都。14.階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB 和 BC段的橫截面

2、面積分別為2A 和 A，彈性模量為E，則桿中最大正應(yīng)力為。15.梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有。16.光滑接觸面約束的約束力沿指向物體。17.外力解除后不能消失的變形，稱為。18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三個矩心的條件時，才能成為力系平衡的充要條件。19.圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在點處。20. 圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力 ，其第三強度理論的強度條件是。1歡迎下載精品文檔21.物體相對于地球處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，稱為。22.在截面突變的位置存在集中現(xiàn)象。23.梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該位置有。24.圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力 ，其

3、第三強度理論的強度條件是。25.臨界應(yīng)力的歐拉公式只適用于桿。26.只受兩個力作用而處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱為。27.作用力與反作用力的關(guān)系是。28.平面任意力系向一點簡化的結(jié)果的三種情形是。29.階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB 和 BC段的橫截面面積分別為2A 和 A，彈性模量為E，則截面 C 的位移為。30. 若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為。二、計算題：1. 梁結(jié)構(gòu)尺寸、受力如圖所示，不計梁重，已知q=10kN/m， M=10kN· m，求 A、 B、 C處的約束力。42. 鑄鐵 T 梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示， C為截面形心。已知 I z=60125000mm，yC

4、=157.5mm，材料許用壓應(yīng)力 c=160MPa，許用拉應(yīng)力 t =40MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件校核梁的強度。3. 傳動軸如圖所示。 已知 Fr =2KN，F(xiàn)t =5KN，M=1KN·m，l =600mm，齒輪直徑 D=400mm，軸的 =100MPa。試求： 力偶 M的大小； 作 AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。 用第三強度理論設(shè)計軸 AB的直徑 d。2歡迎下載精品文檔4. 圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知 I z=4500cm4， y1=7.14cm， y2=12.86cm ，材料許用壓應(yīng)力 c=120MPa，許用拉應(yīng)力 t=35MPa， a=1

5、m。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件確定梁截荷 P。5. 如圖 6 所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力F1，水平力F2，實心軸 AB的直徑 d，長度 l ，拐臂的長度a。試求：作AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。計算AB軸危險點的第三強度理論相當(dāng)應(yīng)力。6. 圖所示結(jié)構(gòu)，載荷 P=50KkN，AB桿的直徑 d=40mm，長度 l =1000mm，兩端鉸支。已知材料 E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa， a=304MPa， b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst =2.0 ， =140MPa。試校核 AB桿是否安全。7. 鑄鐵梁如圖5，單位為 mm，已知 I z =10180cm

6、4，材料許用壓應(yīng)力 c=160MPa，許用拉應(yīng)力 t=40MPa，試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件確定梁截荷P。8. 圖所示直徑d=100mm的圓軸受軸向力F=700kN與力偶 M=6kN·m的作用。已知 M=200GPa，=0.3 ， =140MPa。3歡迎下載精品文檔試求：作圖示圓軸表面點的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點圖示方向的正應(yīng)變。按第四強度理論校核圓軸強度。9. 圖所示結(jié)構(gòu)中，q=20kN/m，柱的截面為圓形d=80mm，材料為 Q235鋼。已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa， a=304MPa， b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst =

7、3.0 ， =140MPa。試校核柱BC是否安全。10. 如圖所示的平面桁架，在鉸鏈 H處作用了一個 20kN 的水平力，在鉸鏈 D處作用了一個 60kN 的垂直力。求 A、 E 處的約束力和 FH桿的內(nèi)力。11. 圖所示圓截面桿件d=80mm，長度 l =1000mm，承受軸向力F1=30kN，橫向力F2=1.2kN ，外力偶M=700N·m的作用，材料的許用應(yīng)力 =40MPa，試求：作桿件內(nèi)力圖。按第三強度理論校核桿的強度。12. 圖所示三角桁架由Q235 鋼制成，已知AB、 AC、BC 為 1m，桿直徑均為d=20mm，已知材料E=200GPa，p=200MPa， s=235M

8、Pa， a=304MPa， b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst =3.0 。試由 BC桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載F。13. 槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示，AB=3m， BC=1m， z 軸為截面形心軸，84I z=1.73 ×10 mm， q=15kN/m。4歡迎下載精品文檔材料許用壓應(yīng)力 c=160MPa，許用拉應(yīng)力 t=80MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件校核梁的強度。14. 圖所示平面直角剛架 ABC在水平面 xz 內(nèi)， AB段為直徑 d=20mm的圓截面桿。在垂直平面內(nèi) F1=0.4kN ，在水平面內(nèi)沿 z 軸方向 F2=0.5kN ，材料

9、的 =140MPa。試求：作 AB段各基本變形的內(nèi)力圖。按第三強度理論校核剛架 AB段強度。15. 圖所示由 5 根圓鋼組成正方形結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkN，l =1000mm，桿的直徑 d=40mm，聯(lián)結(jié)處均為鉸鏈。已知材料 E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù) nst =2.5 ， =140MPa。試校核 1 桿是否安全。（ 15 分）16. 圖所示為一連續(xù)梁，已知q、 a 及 ，不計梁的自重，求A、 B、C三處的約束力。17. 圖所示直徑為d 的實心圓軸，受力如圖示，試求： 作軸各基本變形的內(nèi)力圖。 用第三強度理論導(dǎo)出此軸

10、危險點相當(dāng)應(yīng)力的表達(dá)式。5歡迎下載精品文檔18. 如圖所示， AB=800mm， AC=600mm， BC=1000mm，桿件均為等直圓桿，直徑d=20mm，材料為Q235 鋼。已知材料的彈性模量E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù)nst =3，試由 CB桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載F。6歡迎下載精品文檔參考答案一、填空題：1. 剛體2.破壞3.正4.二次拋物線5.軸向壓縮與彎曲6. 柔索軸線7.原有平衡狀態(tài) 8.力與軸相交或平行9. 中性軸 10.100MPa 11.變形效應(yīng) （內(nèi)效應(yīng)） 與運動效應(yīng) （外效應(yīng)）

11、12. 彈性變形13.相等14.5F/2 A 15.突變16.接觸面的公法線17.塑性變形18. 不共線19.C20.2x 22.平衡22.應(yīng)力23.突變 24.24 2 25.大柔度（細(xì)長） 26.二力構(gòu)件 27.等值、反向、共線28. 力、力偶、平衡29.7Fa/2 EA30.斜直線二、計算題：1. 解：以 CB為研究對象，建立平衡方程MB(F) 0:1010.5FC2 0Fy 0:FBFC101 0解得：FB 7.5kNFC2.5kN以 AC為研究對象，建立平衡方程Fy0:FA y FC0MA(F) 0: MA 10 FC 2 0解得：FA y2.5kNM A5kN m2. 解：求支座約

12、束力，作剪力圖、彎矩圖MB(F) 0: 1021203FD4 0Fy0:FBFD102200解得：FB30kNFD 10kN。1歡迎下載精品文檔梁的強度校核y1157.5mmy2230157.572.5mm拉應(yīng)力強度校核B 截面M B y220 10372.5 10 3t tmax60125000 10 1224.1MPaI zC截面M C y110 103157.5 103t tmax60125000 10 1226.2MPaI z壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B 截面）M B y120 103157.5 103ccmax60125000 10 1252.4MPaI z所以梁的強度滿足要

13、求3. 解：以整個系統(tǒng)為為研究對象，建立平衡方程M x (F ) 0: FtD0M2解得：M1kN m（3 分）求支座約束力，作內(nèi)力圖由題可得：FA yFB y 1kNFA zFB z2.5kN由內(nèi)力圖可判斷危險截面在C處M 2T 232 (M y2M z2 ) T 2 r3Wd3d32(M y2M z2 ) T 25.1mm3。2歡迎下載精品文檔4. 解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖M A (F ) 0: FDy 2 2P 1 P30Fy 0:FA y FD y 2P P 0解得：FA y1 PFDy5 P22梁的強度校核拉應(yīng)力強度校核C截面M C y20.5Pa y2 t tmaxI z

14、I zP 24.5kND截面M D y1Pa y1 t tmaxI zI zP22.1kN壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）M D y2Pa y2 c cmaxI zI zP42.0kN所以梁載荷P22.1kN。3歡迎下載精品文檔5. 解： 由內(nèi)力圖可判斷危險截面在A處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為FNM4F232(F a)2( Fl )221AWd2d3T 16F1aWpd324F232 (F2 a)2(Fl )2216F1a 224(1)4(3 )r32d3dd6. 解：以 CD桿為研究對象，建立平衡方程MC(F)0:0.8 FAB0.6 500.90解得：FAB 93

15、.75kNAB桿柔度l11000100i40/ 42 E2200109p200 10699.3p由于p ，所以壓桿 AB屬于大柔度桿Fcrcr A2 Ed22 200109402 1062410024248.1kN工作安全因數(shù)Fcr248.12.65nstn93.75FAB所以 AB桿安全。4歡迎下載精品文檔7. 解：梁的強度校核y196.4mmy225096.4153.6mm拉應(yīng)力強度校核A 截面M A y10.8P y1 t tmaxI zI zP 52.8kNC截面M C y20.6P y2 t tmaxI zI zP44.2kN壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在A 截面）M A y20

16、.8P y2 c cmaxI zI zP132.6kN所以梁載荷P44.2kN8. 解：點在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力FN4700 10389.1MPaA0.12T166 10330.6MPa點的應(yīng)力狀態(tài)圖如下圖：WP0.13。5歡迎下載精品文檔由應(yīng)力狀態(tài)圖可知x=89.1MPa，y=0， x=30.6MPaxyxy cos2x sin 22245 o13.95MPa45 o75.15MPa由廣義胡克定律45 o1 (45o45 o )19(13.95 0.375.15 ) 1064.2975 10 5E200 10強度校核r423 289.123 30.62103.7MPa 所以圓軸強度滿足要求

17、9. 解：以梁 AD為研究對象，建立平衡方程MA(F)0:FAB 4205 2.50解得：FBC62.5kNBC桿柔度l14000i80/ 42002 E2 20010999.3p200 106p由于p ，所以壓桿 BC屬于大柔度桿Fcrcr A2 Ed22200 109802 1062420024248.1kN工作安全因數(shù)nFcr248.13.97nstFAB62.5所以柱 BC安全10. 解：以整個系統(tǒng)為研究對象，建立平衡方程Fx0:FE x200Fy0:FAyFEy600MA(F) 0:FEy820 3606 0解得：FE x20kNFE y52.5kNFA y7.5kN。6歡迎下載精品

18、文檔過桿 FH、 FC、BC作截面，取左半部分為研究對象，建立平衡方程MC(F) 0:FAy4 FHF12 05解得：FHF12.5kN11. 解：由內(nèi)力圖可判斷危險截面在固定端處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為FNM z430 103321.2 10329.84MPaAWz0.0820.083T167006.96MPaWp0.083r324 229.8424 6.96232.9MPa 所以桿的強度滿足要求12. 解：以節(jié)點 C為研究對象，由平衡條件可求FBCFBC桿柔度l 11000200i20/ 42 E220010999.3p200 106p由于p ，所以壓桿 BC屬于大柔度桿

19、Fcrcr A2 Ed 22 200 109202 106242002415.5kNnFcr15.5nst3.0FABF解得： F5.17kN。7歡迎下載精品文檔13. 解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖MA(F) 0:FB y 3 15 4 2 0Fy 0:FAy FB y 15 4 0解得：FA y20kNFBy40kN梁的強度校核拉應(yīng)力強度校核D截面M D y140/ 3 103183 103t tmax1.73 10810 1214.1MPa I zB 截面M B y27.5 103 400 103t tmax1.73 108 10 1217.3MPa I z壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）M D y240/ 3 103400 103ctmax1.73 10810 1230.8MPa I z所以梁的強度滿足要求14. 解：由內(nèi)力圖可判斷危險截面在A 處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為。8歡迎下載精品文檔M32602482W0.02397.8MPaT166038.2MPaWp0.023r324 297.82 4 38.22124.1MPa 所以剛架 AB段的強度滿足要求15. 解：以節(jié)點為研究對象，由平衡條件可求2F1P