工程力學(xué)自測(cè)題(2)

1、工程力學(xué)自測(cè)題二題 1-1 圖3、如圖所示四個(gè)力偶中，（ A） a、 b ；（ B） a、6F6d6Fb、 d 。12F3d12F( b )( c )( d )2 分，共 20 分）1 、在剛體同一平面內(nèi)A ， B ， C 三點(diǎn)上分別作用的F 1 、F 2 、F 3 三個(gè)力，構(gòu)成封閉三角 形。則該力系屬于下面哪種情形？（ A）力系平衡；（ B ）為一平面任意力系；（ C）F1F2F3；（ D ）為一平面匯交力系。2、以下說(shuō)法中正確的是（） 。（ A ）物體在兩個(gè)力作用下平衡的充分必要條件是這兩個(gè)力等值、反向、共線(xiàn)。（ B ）凡是受到兩個(gè)力作用的剛體都是二力構(gòu)件。（ C）力對(duì)物體的作用效應(yīng)包括力

2、的外效應(yīng)和內(nèi)效應(yīng)。（ D ）力可沿其作用線(xiàn)滑移而不會(huì)改變對(duì)物體的作用效應(yīng)。題 1-3 圖4、低碳鋼拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)大致可分為四個(gè)階段，這四個(gè)階段是（ A ）線(xiàn)彈性階段、屈服階段、塑性變形階段、斷裂階段；（ B ）線(xiàn)彈性階段、塑性變形階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段；（ C）線(xiàn)彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、斷裂階段；（ D ）線(xiàn)彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段。FABC題 1-5 圖5、圖示受力構(gòu)件，下列結(jié)論中正確的是（） 。（ A ） AB 段無(wú)變形；（ B ） BC 段無(wú)變形；（ C） AB 段在任意橫截面均無(wú)位移；（ D） BC 段在任意橫截面均無(wú)位移。6、兩根圓軸，外徑相同，軸1

3、是實(shí)心的，軸2 是空心的。當(dāng)兩軸承受相同扭矩時(shí)，關(guān)于兩軸最大切應(yīng)力的正確說(shuō)法是（） 。（ A）相等；（ B）軸1 大；（ C）軸2 大；7、對(duì)于工字形截面梁，以下結(jié)論中錯(cuò)誤的是（） 。（ A）正應(yīng)力最大的點(diǎn)處，切應(yīng)力等于零；（B ）切應(yīng)力最大的點(diǎn)處，正應(yīng)力等于零；（ C）正應(yīng)力最大的點(diǎn)和切應(yīng)力最大的點(diǎn)不一定在同一截面上；（ D ）危險(xiǎn)點(diǎn)必在同一截面上正應(yīng)力最大的點(diǎn)或切應(yīng)力最大的點(diǎn)處。8、圖示簡(jiǎn)支梁中間截面上的內(nèi)力為（ A） M 0, Fs 0 ；（ B） M 0,Fs 0；（ C） M 0 , Fs 0 ；（ D） M 0, Fs 0。9、單元體處于純剪切應(yīng)力狀態(tài)，其主應(yīng)力的特點(diǎn)為（ A） 1

4、20 ，30 ；（ B） 10 ，230 ；（ C） 10 ，20 ，30 ，|1 | |3 | ；（ D） 10，20，30，|1| |3|。D ）無(wú)法確定。10、下列結(jié)論中正確的有（） 。A ）只有 FFcr 時(shí)，壓桿才不會(huì)失穩(wěn)；B ）當(dāng) F Fcr 時(shí)，壓桿仍處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)；C）當(dāng) F Fcr時(shí)，壓桿不可能處于平衡狀態(tài)；（ D ）為保證壓桿處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，應(yīng)使F F 。cr二、填空題：（每題 2 分，共 16分）1、在剛體上增加或減去一組力系，不會(huì)改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效應(yīng)。2、平面任意力系簡(jiǎn)化的最后結(jié)果可能是、或。3、 平面匯交力系的平衡方程為； 平面力偶系的平衡方程是；平面任意力

5、系平衡方程的基本形式為。4、 應(yīng)力是。 沿截面法向的應(yīng)力分量稱(chēng)為；沿截面切向的應(yīng)力分量稱(chēng)為。5、 低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)分為、個(gè)階段。6、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上某點(diǎn)處的切應(yīng)力與該點(diǎn)到圓心的距離成比；最大扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力位于。7、 某梁段的彎矩方程為M （x） 2x2 5x 8， 則此梁段的剪力方程Fs（x）。8、如圖所示單元體，主應(yīng)力為；70MPa40MPa最大切應(yīng)力為。題 2-8 圖1m，試求桿1， 2， 3 的內(nèi)力。題四圖、 （ 12 分 ） 某鑄鐵構(gòu)件危題五圖（ 12 分） 已知F1 10kN ， F2 7kN ，各桿長(zhǎng)度均為險(xiǎn)點(diǎn)處的應(yīng)力情況如圖所示，已知鑄鐵的許用拉應(yīng)力 40MPa 。

6、試用最大拉應(yīng)力理論（即第一強(qiáng)度理論）校核其強(qiáng)度。五、 （ 12 分） 如圖所示右端固定階梯形桿，承受軸向載荷F1 和 F2所用，已知F1 20KN ，六、 （ 16 分） 外伸梁 ABC 所受載荷及矩形截面尺寸如圖所示，試求：1）繪制梁的剪力圖和彎矩圖；（ 2）計(jì)算梁中最大彎曲拉應(yīng)力、最大彎曲壓應(yīng)力和最大彎曲切應(yīng)力，并指出它們所F2 50KN ，試畫(huà)出桿的軸力圖，并求出最大軸力值。作用的位置。M=10kN.mA2mF=20kN6060題六圖七、 （ 16 分） 圖中所示托架，BD 桿為實(shí)心圓截面桿，直徑為d 32mm，長(zhǎng)度 l 1m，兩端可視為球鉸，材料為Q235 鋼， E 200GPa， s

7、 240MPa ， p 100 ，0 60，臨界應(yīng)力經(jīng)驗(yàn)公式為cr a b ，其中 a 310MPa，定性條件求托架的臨界力Pcr ； （ 2）若實(shí)際載荷P 30kN ，穩(wěn)定安全系數(shù)nst 2 ，問(wèn)此托架是否滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。b 1.14MPa 。求：（ 1）試按桿BD 的穩(wěn)1、 B；6、 C；2 分，共2、 C；7、 D ；20 分）3、 B；8、 C；4、 D；9、 C；5、 B；10、 A 。工程力學(xué)自測(cè)題二二、填空題：1、 平衡2、 合力、合力偶或平衡3、 Fx 0, Fy 0 ； M 0；Fx 0,Fy 0, MO(F) 0 。4、 內(nèi)力的分布集度；正應(yīng)力；切應(yīng)力。5、 線(xiàn)彈性階段、屈

8、服階段、硬化階段和頸縮階段。6、 正比；圓截面外邊緣。7、 Fs（x） 4x 5。8、 1 70MPa , 2 0, 3 40MPa ；55MPa 。1, 2,3max（ 1）求支座反力。以整體為研究對(duì)象，受力分析如圖（a）所示。列寫(xiě)平衡方程：Fx0FAx0MA(F) 0FB 3 F1 1 F2 2 0Fy0FAyFB F1F20聯(lián)立求解得：FAx 0, FAy 9kN , FB 8kN（ 2）以m-m 截面截開(kāi)桁架，并取左半部分為研究對(duì)象，受力分析如圖（b）所示。列寫(xiě)平衡方程：M E （F ） 0FAy 1 S1 1 sin60 0S110.4kN (壓力)Fy0FAyF1S2 sin600

9、S2 1.15kN (拉力)Fx0FAxS1S2 cos60S30S3 9.82kN （拉力）（ 1）計(jì)算主應(yīng)力則極值應(yīng)力為危險(xiǎn)點(diǎn)處的應(yīng)力情況可知x 10MPa , y 30MPa , x 20MPaxyxy22)2x210 3010 3022)2 ( 20)2 38.28MPaxy(xy2 2 )x2）計(jì)算相當(dāng)應(yīng)力并進(jìn)行強(qiáng)度校核30MPa10MPa題四圖20MPa10 3010 3022)2 ( 20)218.28MPa1 38.28MPa , 2 0, 318.28MPa最大拉應(yīng)力強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力：r1 1 38.28 MPa因?yàn)?r1 ，所以滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。五、解： （ 1）求支座反力設(shè)

10、桿右端的支座反力為FR，則由桿件ACa）Fx 0F2 F1 FR 0得FR F2 F1 30KN（ 2）求各段的軸力首先，假設(shè)AB 和 BC 段的軸力為拉力。用截面 1-1 在 AB 段內(nèi)將桿件截開(kāi)，并取左段為研究對(duì)象，1-1 截面上的內(nèi)力用FN1 表示， 如圖 （ b）2b）c）x所示。則Fx 0FN1F1 0軸力圖圖（ d）FN1 F1 20KN （拉力）同理，用截面2-2 在 BC 段內(nèi)將桿件截開(kāi)，2-2 截面上的內(nèi)力用FN2表示，如圖（c）所示。則Fx 0FN2 F2 0得FN2F230KN （壓力）所得FN2為負(fù)值，說(shuō)明BC段軸力的實(shí)際方向與假設(shè)的方向相反，即應(yīng)為壓力。（ 3）繪制桿

11、的軸力圖用平行于桿軸線(xiàn)的坐標(biāo)軸來(lái)表示桿件橫截面的位置，垂直于桿軸線(xiàn)的坐標(biāo)軸表示截面上的內(nèi)力。根據(jù)各段的軸力，繪制出軸力圖。如圖（d）所示?？梢?jiàn)，軸力的最大絕對(duì)值為|FN |max 30KN六、解： （ 1）求支座反力。M=10kN.mF=20kNAF axF ayFby圖（a）以外伸梁ABC 為研究對(duì)象，受力圖如圖（a）所示。列寫(xiě)平衡方程Fx 0FAx 0xxMA（F） 0FBy 2 20 3 10 0FBy 35kNM B（F） 0FAy 2 20 1 10 0FAy15kN（ 2）繪制外伸梁ABC 的剪力圖和彎矩圖。剪力圖彎矩圖（ 3）截面的幾何性質(zhì)截面的抗彎截面系數(shù)Wz 和對(duì)中性軸z 軸

12、的慣性矩I z分別為1 Wz z6Iz 1 z 12(80 103) (120 103)2 1.92 104m3(80 103) (120 103)3 1.152 105m44）確定最大彎曲拉應(yīng)力和最大彎曲壓應(yīng)力的大小及所在位置。對(duì)于矩形等截面梁，最大彎曲拉應(yīng)力t,max和最大彎曲壓應(yīng)力c,max發(fā)生在彎矩絕對(duì)值最大所在截面B 上。 因 M B 20kN m ， 則截面 B 的中性軸以上部分受拉，中性軸以下部分受壓。t,max發(fā)生在 B 截面的上邊緣各點(diǎn)處（y h/2 ） ，最大彎曲壓應(yīng)力 c,max 發(fā)生在 B 截面的下邊緣各點(diǎn)處（y h / 2） 。t,max c,maxMBWz20 10

13、3104.2MPa1.92 10 4（ 5）確定最大彎曲切應(yīng)力及所在位置。最大彎曲切應(yīng)力發(fā)生在剪力絕對(duì)值最大的截面上的中性軸上各點(diǎn)處，即性軸上各點(diǎn)處。即BC 段各截面的中max3Fsmax2A3 20 10333 3.125MPa2 80 10 3 120 10 3七、解：（ 1）求BD 桿件內(nèi)力。AC 為研究對(duì)象，受力分析如圖（a）所示，其中BD 桿為二力構(gòu)件。列寫(xiě)平衡方程：MA(F) 0FBD sin 0.6 P 0.9 0其中 sin0.8，則FBD 1.875P說(shuō)明 BD 桿為軸向受壓桿件。（ 2）判斷BD 桿的壓桿類(lèi)型。因?yàn)?BD 桿為兩端鉸支桿件，所以長(zhǎng)度系數(shù)F ax1 。對(duì)于實(shí)心圓截面桿件而言，慣性半徑為F ayBF bdi d /4。則BD 桿的柔度為a）l l 1143 125id / 4 32 10 3p ，所以 BD 桿屬于大柔度桿。3）計(jì)算托架的臨界載荷PcrBD 桿為大柔度