工程力學考試題目

1、 哪些是二力構(gòu)件哪些是二力構(gòu)件(設(shè)所有接觸處均為光滑，未畫出重力的設(shè)所有接觸處均為光滑，未畫出重力的物體，都不計自重物體，都不計自重)。并說明什么是二力構(gòu)件？。并說明什么是二力構(gòu)件？ 如下圖所示，將作用于剛體上如下圖所示，將作用于剛體上A點的力點的力F移到移到B點，點，該力對剛體的作用效應(yīng)是否相同？為什么？該力對剛體的作用效應(yīng)是否相同？為什么？畫受力圖畫受力圖匯交力系平衡方程：匯交力系平衡方程：00yxFF滑輪滑輪圖示簡易起重機用鋼絲繩吊起重力圖示簡易起重機用鋼絲繩吊起重力G=4kN的重物，的重物，不計桿件自重、摩擦及大小不計桿件自重、摩擦及大小 A，B，C三處簡化為鉸鏈連接；三處簡化為鉸鏈連

2、接；求求AB和和AC所受的力所受的力0)(00FoyxMFF任意力系平衡方程：任意力系平衡方程：試計算圖示支架中試計算圖示支架中A A、C C 處的約束反力。已知處的約束反力。已知G=10kN, , 不計桿的自不計桿的自重力重力。軸向拉伸和壓縮桿件的軸向拉伸和壓縮桿件的受力特點受力特點是：是： -作用在桿件上力的作用線與桿件軸線重合；作用在桿件上力的作用線與桿件軸線重合；軸向拉伸和壓縮的軸向拉伸和壓縮的變形特點變形特點是：是： -沿桿件軸線方向伸長或縮短沿桿件軸線方向伸長或縮短 軸向拉伸和壓縮的內(nèi)力軸向拉伸和壓縮的內(nèi)力-。 軸向拉壓時橫截面上的正應(yīng)力計算公式為：軸向拉壓時橫截面上的正應(yīng)力計算公

3、式為： FN為橫截面上的軸力，為橫截面上的軸力，A為橫截面積為橫截面積 -拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負。拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負。AFN軸向拉壓橫截面上的內(nèi)力是軸向拉壓橫截面上的內(nèi)力是均勻分布均勻分布的的軸向拉壓時橫截面上的是軸向拉壓時橫截面上的是正應(yīng)力正應(yīng)力強度條件強度條件maxmaxAFN 用繩索吊起重物如圖所示。已知用繩索吊起重物如圖所示。已知F=20kN，繩索橫，繩索橫截面面積截面面積A=12.6cm2，許用應(yīng)力，許用應(yīng)力=10MPa。試校。試校核核=60情況下繩索的強度。情況下繩索的強度。 起重機吊鉤的上端用螺母固定起重機吊鉤的上端用螺母固定(如圖如圖)。若吊鉤螺栓。若吊鉤螺栓部分的內(nèi)徑部分

4、的內(nèi)徑d=40mm，拉力，拉力F=50KN，材料許用應(yīng)力，材料許用應(yīng)力80MPa，試校核螺栓部分的強度。，試校核螺栓部分的強度。 氣動夾具如圖所示，已知氣缸內(nèi)徑氣動夾具如圖所示，已知氣缸內(nèi)徑D=140mm,缸內(nèi)氣壓缸內(nèi)氣壓p=0.8MPa，活塞材料的，活塞材料的=80MPa，試，試設(shè)計活塞桿的直徑。設(shè)計活塞桿的直徑。 某懸臂吊車如圖所示。最大起重荷載某懸臂吊車如圖所示。最大起重荷載G=62.8kN，桿桿BC為為Q235A圓鋼，許用應(yīng)力圓鋼，許用應(yīng)力=100MPa。試按。試按圖示位置設(shè)計圖示位置設(shè)計BC桿的直徑桿的直徑d。 30-胡克定律胡克定律 當桿件橫截面上的應(yīng)力不超過某一限度時，當桿件橫截

5、面上的應(yīng)力不超過某一限度時，桿的縱向絕對變形桿的縱向絕對變形l 與軸力與軸力FN、桿長、桿長l 成正成正比，而與橫截面積比，而與橫截面積A成反比。成反比。EAlFlNE為材料的彈性模量為材料的彈性模量絕對變形絕對變形EA稱為桿的抗拉稱為桿的抗拉(壓壓)剛度剛度。應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系E -胡克定律的另一形式。胡克定律的另一形式。 當桿件橫截面上的應(yīng)力不超過某一限度時，當桿件橫截面上的應(yīng)力不超過某一限度時，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。應(yīng)力與應(yīng)變成正比。低碳鋼的拉伸時的力學性能低碳鋼的拉伸時的力學性能彈性模量彈性模量 E比例極限比例極限p p 彈性極限彈性極限e e屈服強度屈服強度s s 強度極限

6、強度極限b b伸長率伸長率斷面收縮率斷面收縮率 其它材料拉伸時的力學性能其它材料拉伸時的力學性能其它材料的其它材料的-曲線曲線 圖中：錳鋼、硬鋁圖中：錳鋼、硬鋁和退火球墨鑄鐵均無和退火球墨鑄鐵均無明顯的屈服階段。明顯的屈服階段。低碳鋼低碳鋼鑄鐵鑄鐵思考題：思考題： 現(xiàn)有低碳鋼和鑄鐵兩種材料，若桿現(xiàn)有低碳鋼和鑄鐵兩種材料，若桿2選用選用低碳鋼，桿低碳鋼，桿1選用鑄鐵，你認為合理嗎？選用鑄鐵，你認為合理嗎？ ？兩根不同材料的直桿，其橫截面積和長度均相等，兩根不同材料的直桿，其橫截面積和長度均相等，在相同軸向拉力的作用下，它們的內(nèi)力是否相等在相同軸向拉力的作用下，它們的內(nèi)力是否相等?應(yīng)應(yīng)力是否相等力

7、是否相等?變形是否相等？為什么？變形是否相等？為什么？剪切的受力特點：剪切的受力特點： -大小相等、方向相反、作用線平行且相距大小相等、方向相反、作用線平行且相距很近很近剪切的變形特點：剪切的變形特點： -介于兩作用力間的橫截面發(fā)生相對錯動介于兩作用力間的橫截面發(fā)生相對錯動 聯(lián)接件在發(fā)生剪切變形的同時，在傳遞聯(lián)接件在發(fā)生剪切變形的同時，在傳遞力的接觸面上會發(fā)生擠壓。力的接觸面上會發(fā)生擠壓。剪切的內(nèi)力？剪切的內(nèi)力？內(nèi)力內(nèi)力-剪力剪力FQ剪切的應(yīng)力？剪切的應(yīng)力？剪切變形時橫截面上的應(yīng)力剪切變形時橫截面上的應(yīng)力-切應(yīng)力切應(yīng)力AFQFS-剪力剪力 A-剪切面積剪切面積AFQ 擠壓強度條件為：擠壓強度條

8、件為：jyjyjyAF jy擠壓面為平面擠壓面為平面-實際擠壓面積實際擠壓面積擠壓面為圓柱面擠壓面為圓柱面-半圓柱的正投影面積半圓柱的正投影面積 剪切強度計算公式 能解決工程中那些問題？ 兩塊鋼板用螺栓連接兩塊鋼板用螺栓連接(如圖所示如圖所示)，每塊厚，每塊厚t=10mm，螺栓直徑螺栓直徑d=16mm，許用剪應(yīng)力，許用剪應(yīng)力=60MPa，許用擠，許用擠壓應(yīng)力壓應(yīng)力jy=100MPa，試計算許可載荷，試計算許可載荷F。 兩塊厚度兩塊厚度6mm的鋼板用的鋼板用3個鉚釘連接，如圖所個鉚釘連接，如圖所示。若載荷示。若載荷F40kN，許用剪應(yīng)力，許用剪應(yīng)力 =100MPa，許用擠壓應(yīng)力許用擠壓應(yīng)力jy=

9、280MPa，求鉚釘直徑，求鉚釘直徑 木榫接頭如圖所示，木榫接頭如圖所示，a = b =12cm，h=35cm，c=4.5cm，P=40KN，木桿的許用剪應(yīng)力，木桿的許用剪應(yīng)力= 1.5MPa，許用擠壓應(yīng)力，許用擠壓應(yīng)力jy=12Mpa，試校核接頭，試校核接頭的強度。的強度。 在垂直于桿軸線的平面內(nèi)，作用著一對在垂直于桿軸線的平面內(nèi)，作用著一對大小相等、轉(zhuǎn)向相反的力偶。大小相等、轉(zhuǎn)向相反的力偶。 桿件的各橫截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。桿件的各橫截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。 扭矩的正負號規(guī)定：扭矩的正負號規(guī)定：扭轉(zhuǎn)變形的內(nèi)力扭轉(zhuǎn)變形的內(nèi)力-扭矩扭矩 Mn傳動軸承受外力偶作用，試畫出扭矩圖。傳動軸承受外力

10、偶作用，試畫出扭矩圖。畫扭矩圖畫扭矩圖 圖示的兩個軸，哪一種輪的布置對提高軸的圖示的兩個軸，哪一種輪的布置對提高軸的承載能力有利，為什么？承載能力有利，為什么？ 橫截面上的應(yīng)力橫截面上的應(yīng)力-切應(yīng)力切應(yīng)力pnIMMn橫截面上的扭矩橫截面上的扭矩應(yīng)力點到圓心距離應(yīng)力點到圓心距離I橫截面對圓心的極慣性矩橫截面對圓心的極慣性矩(m(m4 4) )切應(yīng)力的分布？切應(yīng)力的分布？橫截面上最大應(yīng)力計算橫截面上最大應(yīng)力計算pWMmaxWp-為扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)為扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)(m3)332 . 016DDWn強度條件：強度條件： pWTmaxmax外力偶距的計算外力偶距的計算 nPMe9550Me-外力偶距外力偶距(

11、N.m) P-軸傳遞的功率軸傳遞的功率(kW) n-軸的轉(zhuǎn)速軸的轉(zhuǎn)速(r/min)1.一圓軸的直徑一圓軸的直徑d=60mm，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=300r/min，軸材，軸材料的許用切應(yīng)力料的許用切應(yīng)力=240Mpa，求軸所能傳遞的功率。，求軸所能傳遞的功率。. 2.機器傳動軸的直徑機器傳動軸的直徑D=80mm ，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=200r/min ，傳遞的最大功率為傳遞的最大功率為 ，材料的，材料的=50MPa ，校核該軸，校核該軸的強度的強度 3.如下圖所示轉(zhuǎn)軸，其功率由如下圖所示轉(zhuǎn)軸，其功率由B輪輸入，輪輸入，A、C輪輸輪輸出。已知出。已知 ， ，軸的許用剪應(yīng)力，軸的許用剪應(yīng)力為為 ，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為

12、 。試設(shè)計軸的直。試設(shè)計軸的直徑。徑。kWpA60kWpC20 MPa40min955rn 受力特點受力特點-在通過桿軸線的面內(nèi)，受在通過桿軸線的面內(nèi)，受到力偶或垂直于軸線的外力作用。到力偶或垂直于軸線的外力作用。 變形特點變形特點-桿的軸線被彎成一條曲線。桿的軸線被彎成一條曲線。 -在外力作用產(chǎn)生彎曲變形的桿件，在外力作用產(chǎn)生彎曲變形的桿件，稱為稱為梁梁。剪力和彎矩的正負號規(guī)定：剪力和彎矩的正負號規(guī)定：左上右下左上右下為正為正左順右逆左順右逆為正為正FL純彎曲橫截面上只有純彎曲橫截面上只有正應(yīng)力正應(yīng)力。最大正應(yīng)力計算？最大正應(yīng)力計算？zW為彎曲截面系數(shù)為彎曲截面系數(shù)zWMmax矩形截面：矩形

13、截面：62bhWz彎曲正應(yīng)力強度條件彎曲正應(yīng)力強度條件 zWMmaxmax 一吊車梁由一吊車梁由32B工字（工字（Wz=726cm3）鋼制成，梁）鋼制成，梁跨度跨度l=10m，梁材料的許用應(yīng)力，梁材料的許用應(yīng)力 =140Mpa，電葫，電葫蘆自重蘆自重G=15 kN，梁自重不計，求該梁能夠承擔的，梁自重不計，求該梁能夠承擔的起重量起重量Q。 由由20b（Wz=250cm3）工字鋼制成的外伸梁，）工字鋼制成的外伸梁，在外伸端在外伸端C處作用集中力處作用集中力F，F(xiàn)=25 kN，已知，已知=160MPa，尺寸如圖所示，校核梁的強度。，尺寸如圖所示，校核梁的強度。 一橋式行車如圖所示，粱為一橋式行車如圖所示，粱為NO.28b工字鋼，工字鋼，其彎曲截面系數(shù)其彎曲截面系數(shù)WZ=534cm3，電動葫蘆和起重量總重，電動葫蘆和起重量總重F=30kN，l=6m，材料的材