大連理工工程力學期末考試

1、一、填空題1、如圖所示圓截面懸臂梁，若梁的長度l減小一半（其它條件不變），J1梁的最大彎曲正應力降至原來的 ,最大撓度降至原來二Ijrf.的。H匕111答案：1,416知識點解析：本題考查梁的彎曲正應力、撓度與梁的長度之間的關系，彎曲正應力與12成正比，所以當l變11為原來的1/2,彎曲正應力則為原來的 一，撓度與14成正比，當1變?yōu)樵瓉淼?/2,撓度變?yōu)樵瓉淼?一。4162、在工程力學范疇內，對變形固體作出了如下假設：連續(xù)性假設、假設、假設、完全彈性和線彈性假設以及小變形假設。答案：均勻性，各向同性知識點解析：本題考查工程力學研究范圍內對變形固體所作的假設。3、工程力學范疇內為保證工程結構或

2、機械的正常工作，要求構件具有足夠的強度、和。答案：剛度，穩(wěn)定性4、原為幾何可變體系，經 位移后成為幾何不變的體系稱為 體系。答案：微小，瞬變知識點解析：本題考查瞬變體系的概念。5、用虛功原理導出計算結構在荷載作用下位移的單位荷載法時，其虛功方程中的位移和變形是由引起的，而作虛功的力是 及其產生的內力。答案：實際荷載，虛功的單位力知識點解析：本題考查虛功原理的概念。6、對于空間力偶系，獨立的平衡方程個數為 。答案：3個知識點解析：本題考查空間力偶系的獨立平衡方程個數，空間力偶系獨立平衡方程只有3個，x,y,z三個方向力偶的平衡方程。7、用位移法計算如圖所示剛架時，假定忽略所有桿件的軸向變形，有

3、個獨立的角位移未知量和 個獨立的線位移未知量。i* i Pi f答案：4,28、力法方程中柔度系數 苗代表,自由項 4。代表。答案：單位力Xj =1產生的沿Xi方向的位移，由荷載產生的沿Xi方向的位移9、從幾何組成上講，靜定和超靜定結構都是 體系，前者 多余約束而后者 多余 約束。答案：幾何不變，無，有知識點解析：本題考查靜定結構和超靜定結構的基本概念。10、平面匯交力系、空間匯交力系和空間任意力系的獨立平衡方程數目分別為 個、個和 個。答案：2, 3, 6知識點解析：本題考查各力系可列獨立平衡方程的數目。知識點解析：本題考查力法與位移法的基本概念。11、按強度理論校核桿件強度時，第三、第四強

4、度理論適用于 材料。答案：塑性知識點解析：強度理論共有四個，第一、第二強度理論適用于彈性材料，第三、第四強度理論適用于塑性材料。12、平面內一根鏈桿自由運動時的自由度等于 。答案：3知識點解析：平面內一根鏈桿自由運動時，有兩個方向移動和轉動3個自由度。13、線應變指的是 的改變，而切應變指的是 的改變。答案：長度，角度知識點解析：本題考查線應變和切應變的概念。14、計算超靜定結構時，以多余未知力作為基本未知量的方法稱為 ,以未知的結點位移作為基本未知量的方法稱為 。答案：力法，位移法知識點解析：本題考查力法和位移法的基本概念。15、低碳鋼拉伸時，其應力與應變曲線的四個特征階段為 階段，階段，階

5、段，階段。答案：彈性，屈服，強化，頸縮16、圖示階梯桿 AD受三個集中力F作用，設AB、BC、CD段的橫截面面積分別為 A、2A、3A,則三段桿的橫截面上軸力 ,應 力。答案：不相等，相等 知識點解析：本題考查桿件內力和橫截面應力的計算，根據力的平衡可分別計算出 內力分別為F、2F、3F,應力等于內力除以截面面積，所以三段桿橫截面應力均為AB、BC、CD段桿件F/A。17、對于鑄鐵而言，其抗拉能力低于抗剪能力，抗剪能力 抗壓能力。答案：低于 知識點解析：對于脆性材料，抗壓能力最強，抗剪能力次之，抗拉能力最差。答案:3ql22ql18、懸臂梁作用荷載如圖所示，支座A處的彎矩為 ,剪力為 知識點解

6、析：根據力合力矩的平衡條件可以得出，支座A處的彎矩大小為 網L ,方向為逆時針，所以為23ql2_, ,剪力大小為ql ,方向為使桿順時針旋轉，因此為正。 219、長度為l的兩端固定等截面直桿 AB ,截面轉動剛度EI為常數。當桿端A有角位移8時，在A端和B端引起的固端彎矩分別為 和。答案：4a , 2920、在常溫、靜載情況下，材料的強度失效主要有兩種形式：一種是 , 一種是。答案：塑性屈服，脆性斷裂二、選擇題1、作用在桿件上的外力，如果其作用線與桿的軸線重合，則稱為（）。A.彎矩B.剪力C.軸力D.均布荷載答案：C知識點解析：本題考查軸力的基本概念。2、兩端錢支的等直細長壓桿，選取的長度因

7、數為（）。A. 0.5B. 0.7C. 1.0D. 2.0答案：C知識點解析：本題考查不同約束下細長壓桿長度因數的大小，兩端錢支情況下長度因數為1.0。3、在平面平行力系中，不論采用哪種形式，都只能寫出（）個獨立的平衡方程。A. 1B. 2C. 3D. 4答案：B知識點解析：平面平行力系有兩個平衡方程，即平行于力方向的軸上力的投影之和為零，力矩之和為零。4、能夠反映材料在彈性變形階段抵抗變形能力的量為（）。A.泊松比E. 極限應力C.彈性模量D.許用應力答案：C5、拉壓桿的最大正應力發(fā)生在橫截面上，最大切應力發(fā)生在與桿軸成（）的斜截面上。A. ±15°B. 土 30

8、6;C. 土 45°D. 土 60°答案：答案：C知識點解析：本題考查拉壓桿橫截面正應力和切應力分布，最大正應力發(fā)生在橫截面上，最大切應力發(fā)生 在與桿軸成土 45°的斜截面上。6、剛體上共面且不平行的三個力若平衡，則此三力的作用線必（）。A.匯交于一點B.互相平行C.都為零D.互相垂直答案：A知識點解析：本題考查平面力系力的平衡條件。7、等圓截面桿的橫截面直徑 D =40mm,兩端軸向拉力P=16kN ,則桿件橫截面上的應力為（）。A. 6.37MPaB. 12.74MPaC. 25.47MPaD. 40MPa答案：B知識點解析：應力大小為力除以受力面積。8、當兩

9、個物體接觸面之間有相對滑動趨勢或有相對滑動時出現的阻礙力，稱為（）。A. 一般摩擦力B.特殊摩擦力C.滾動摩擦力D.滑動摩擦力知識點解析：本題考查摩擦力的基本概念。答案：D9、關于材料的冷作硬化現象有以下四種結論，正確的是（）。A.由于溫度降低，其比例極限提高，塑性降低B.由于溫度降低，其彈性模量提高，泊松比減小C.經過塑性變形，其比例極限提高，塑性降低D.經過塑性變形，其彈性模量提高，泊松比減小答案：C知識點解析：本題考查材料冷作硬化時其性能的變化。10、切應力互等定理是由單元體的（）導出的。A.靜力平衡關系B.幾何關系C.物理關系D.強度條件答案：A）無關。11、細長桿承受軸向壓力 P的作

10、用，其臨界壓力與（A.桿的材質B.桿的長度C.桿承受壓力的大小D.桿的橫截面形狀和尺寸答案：C知識點解析：細長桿臨界壓力的大小取決于桿的長度、彈性模量，橫截面形狀和尺寸，與所承受的壓力無關。知識點解析：力的三要素為大小、方向和作用點。12、組成力偶的一對力所不具有的特點是（）。A.方向相同B.方向相反C.作用線平行不共線D.大小相等答案：A知識點解析：本題考查力偶的特點，組成力偶的一對力大小相等、方向相反、作用線平行不共線。13、在下列四種材料中，哪種不適合各向同性假設。（）A.鑄鐵B.玻璃C.松木D.鑄銅答案：C14、材料力學中，對固體材料的基本假設不包括（）。A.大變形B.連續(xù)性C.均勻性

11、D.各向同性答案：A15、關于內力的對稱性，下列選項正確的是（）。A.軸力為反對稱B.剪力為正對稱C.彎矩為反對稱D.彎矩為正對稱#答案：D知識點解析：本題考查內力的對稱性，軸力和彎矩為正對稱，剪力為反對稱。16、當力與軸共面時，力對該軸之矩為（）。A.最大B. 1C. 0D.不確定答案：C知識點解析：力與軸共面時，力對該軸之矩為零。17、若梁上無分布載荷，只受到一常量剪力載荷，則其彎矩圖為（）。A.水平直線B.斜直線C.拋物線D.橢圓曲線答案：B知識點解析：本題考查梁彎矩與荷載之間的關系。18、靜定結構因支座移動，（）。A.會產生內力，但無位移B.會產生位移，但無內力C.內力和位移均不會產生

12、D.內力和位移均會產生答案：B知識點解析：靜定結構支座移動時僅會產生位移，不會產生內力。19、梁在集中力作用的截面處，它的內力圖為（）。A. Q圖有突變，M圖光滑連續(xù)B. Q圖光滑連續(xù)， M圖有突變C. Q圖有突變，M圖有轉折D. Q圖有轉折變，M圖有突變答案：C知識點解析：本題考查彎矩圖和剪力圖與作用力的關系。20、提高壓桿穩(wěn)定性的關鍵在于提高壓桿的（）。大工工程力學（二）課程考試 試卷（A）第7頁 共25頁A.長度B.橫截面尺寸C.臨界力或臨界應力D.以上選項均不對答案：C21、未知量的數目少于平衡方程的個數，全部未知量均可由平衡方程求出，這樣的問題稱為（）。A.靜定問題B.超靜定問題C.

13、平衡問題D.不平衡問題答案：A知識點解析：本題考查靜定的基本概念。22、如圖所示結構截面 K剪力影響線是（）。答案：C23、求解梁橫截面內力首先應（）。A.計算梁支座反力B.用截面法求梁橫截面上的內力C.用結點法求梁橫截面上的內力D.以上都不對答案：A知識點解析：本題考查求解靜定梁的步驟，首先需要求解支座反力。24、結構動力學中，動力計算的基本未知量是（）。A.質量的速度B.質量的加速度C.質量的位移D.以上都不對答案：C知識點解析：本題考查動力學計算的基本未知量是質量的位移這一基本概念。25、若對稱截面直梁發(fā)生純彎曲，其彎曲剛度 EI沿桿軸為常量，則變形后梁軸（）。A.為圓弧線，且長度不變B

14、.為圓弧線，長度改變C.不為圓弧線，但長度不變D.不為圓弧線，且長度改變答案：A26、第一強度理論認為材料破壞的原因是（）。A.拉應力過大B.剪應力過大C.彎矩過大D.扭矩過大答案：A知識點解析：本題考查第一強度理論的基本概念。27、截面面積相等，材料不同的兩等截面直桿，承受相同的軸向拉力，則兩桿的（）。A.軸力相同，橫截面上的正應力不同B.軸力相同，橫截面上的正應力也相同C.軸力不同，橫截面上的正應力相同D.軸力不同，橫截面上的正應力也不同答案：B知識點解析：兩桿受力相同則其軸力相同，正應力為軸力除以受力面積，與材料無關，因此其橫截面上的 正應力也相同。知識點解析：本題考查對稱截面直梁發(fā)生純

15、彎曲時，梁軸為圓弧線且長度不變。28、作用于物體上某一點的力，若要平移至物體上的其它位置，需要（）。A.增加該力的大小B.減小該力的大小C.附加一個力偶D.以上均不正確29、下列選項中，關于虛功的說法不正確的是（）。A.虛功是力在與它無關的位移上作的功B.虛功大小為力與位移的乘積C.其力-位移曲線為過原點的斜線D.其力-位移曲線為平行于位移軸的水平直線答案：C知識點解析：本題考查虛功的基本概念。30、圖示結構是（）。A.有一個多余約束的幾何不變體系B.無多余約束的幾何不變體系於/源C.幾何可變體系D.幾何瞬變體系答案：B知識點解析：根據二元體法則，可判斷圖示結構為無多余約束的幾何不變體系。三、

16、判斷題1、一般情況下，脆性材料的安全系數要比塑性材料取得小些。答案：錯知識點解析：脆性材料的破壞較塑性材料來說更加突然，所以其安全系數要比塑性材料取得大些。2、在單元體的兩個互相垂直的截面上，切應力必然成對出現，其大小相等，方向相反，同時指向（或背 離）兩截面的交線。答案：對3、幾何不變且無多余約束的體系其自由度必定等于零。答案：對4、應用圖乘法時，兩個 M圖均必須為直線形。答案：錯知識點解析：應用圖乘法時有一個彎矩圖必須為直線形，另一個彎矩圖不要求一定為直線形。5、拱結構與梁的區(qū)別在于，豎向荷載作用下是否存在水平推力。答案：對6、力矩分配法適用于連續(xù)梁和有側移剛架。答案：錯知識點解析：力矩分

17、配法適用于連續(xù)梁和無側移剛架。7、用力法求解超靜定剛架在荷載和支座移動作用下的內力，只需知道各桿剛度的相對值。答案：對8、力偶對剛體的作用無法用一個力來代替，力偶同力一樣，是組成力系的基本元素，其三要素為力偶矩 矢的大小、方向和作用點。答案：錯知識點解析：力偶的三要素與力的要素不同，力偶的要素為大小、轉向合作用平面。9、任何三校拱的合理拱軸線都是二次拋物線。答案：錯知識點解析：本題考查三較拱的合理軸線，不同形式的三較拱合理拱軸線不同。10、若平面圖形對某一軸的靜矩不等于零，則該軸一定不通過平面圖形的形心。答案：對11、合理布置支撐和載荷可以減小梁上的最大彎矩，對于梁上的集中載荷，如能適當分散，

18、可有效降低最 大彎矩。答案：對12、構件的許用應力等于極限應力除以安全因數。答案：對13、橫力彎曲時，梁橫截面上的內力除彎矩外還有剪力，相應地在橫截面上除有正應力外還有切應力。答案：對14、在截面上彎矩一定的情況下，抗彎剛度越大，梁的彎曲程度越小，也就是梁越不容易變形。答案：對15、作用于某物體上的力，若將它平移到另一點，會使物體的內力和變形發(fā)生改變，所以在研究內力和變 形時，力的平移定理不能任意采用。答案：對16、力對點的矩在通過該點的軸上的投影等于力對該軸的矩。答案：對17、平面力偶系平衡的充要條件是合力偶矩等于零。答案：對18、對稱剛架在反對稱荷載作用下的內力圖都是反對稱圖形。答案：錯知

19、識點解析：對稱剛架在反對稱荷載作用下軸力和彎矩圖為反對稱圖形，剪力圖為對稱圖形。19、在互相垂直平面上既有切應力又有正應力單元體的應力狀態(tài)，通常稱為純剪切應力狀態(tài)。答案：錯知識點解析：本題考查單元體應力狀態(tài)的基本概念，純剪應力狀態(tài)為在互相垂直平面上只有切應力單元體的應力狀態(tài)。20、桿件剪切變形的變形特點為：以兩作用力間的橫截面為分界面，桿件兩部分沿該面發(fā)生相對錯動。答案：對21、匯交力系中各個力的作用點為同一點。答案：錯知識點解析：匯交力系中各力的作用點不一定是同一點，其作用線匯交于同一點則為匯交力系。22、線應變是構件中單位長度的變形量。答案：對23、力法計算超靜定結構時選取的基本結構不同，

20、典型方程中的系數和自由項數值也不同。答案：對24、多跨靜定梁若附屬部分受力，則只有附屬部分產生內力。答案：錯知識點解析：多跨靜定梁附屬部分受力時，附屬部分和基本部分都會產生內力。25、利用歐拉公式對壓桿進行穩(wěn)定分析時要求臨界應力不能超過材料的比例極限。答案：對26、桿件的內力可以作為材料強度指標。答案：錯知識點解析：作為材料強度指標的是桿件的應力而非內力。27、對靜定結構，支座移動或溫度改變會產生內力。答案：錯知識點解析：對于靜定結構，支座移動會產生位移但不會產生內力。28、功的互等定理成立的條件是小變形和線彈性。答案：對29、平面一般力系向其作用平面內任一點簡化得到的主矢就是原力系的合力。答

21、案：錯知識點解析：本題考查平面一般力系像平面內任一點的簡化，合力不止是主矢還有主矩。30、均質物體的重心與其幾何形心重合。答案：對四、分析簡答題1、拉(壓)桿通過釧釘連接在一起時，連接處的強度計算包括哪些？答案： 拉(壓)桿通過釧釘連接在一起時，連接處的強度計算包括:(1)拉桿本身的受拉或者受壓強度計算；(2)挪釘所受剪切力引起的剪切強度計算；(3)桿件與挪釘之間的剪切強度計算。2.圖示桁架有幾根零桿，分別為那幾根桿件？27答案：圖示桁架中有 4根零桿，分別為 CE BE、BF、AF。3、判斷如圖所示 M圖的正誤，若不正確加以改正。答案：錯誤，正確彎矩圖如下:知識點解析：本題考查校接處彎矩為零

22、這一知識點，C點彎矩應為零根據平衡條件可以算出A、B支座處的水平力和豎向力，進而作出正確的彎矩圖。4、分析上圖所示平面體系的幾何組成，判斷是否為幾何不變體系。如果是幾何不變體系，確定有無多余 約束，有幾個多余約束。知識點解析：去掉G點處的鏈桿約束后，根據二元體法則可判斷體系為幾何不變體系，因此該體系為有一個多余約束的幾何不變體系。5、什么是強度理論？強度理論是如何分類的？常用的強度理論有哪些？答案： 強度理論是關于材料發(fā)生強度失效力學因素的假說。在常溫、靜載情況下，一般是按材料的強度失效形式進行分類的。常用的強度理論有適用于脆性斷裂的強度理論：最大拉應力理論（第一強度理論）和最大拉應變理論（第

23、二強度理論），以及適用于塑性屈服的強度理論：最大切應力理論（第三強度理論）和畸變能理論（第四強度理論）。6、簡述力法求解超靜定結構的步驟。答案：（1）確定結構的超靜定次數，選取基本未知量并確定基本體系。（2）列出力法方程。（3）計算系數與自由項。（4）將求得的系數與自由項代入力法方程，求解基本未知量。（5）應用疊加法作原結構彎矩圖，并根據彎矩圖繪制剪力圖和軸力圖。（6）校核。7、 ABC梁的支座反力已經算出，如題四、2圖所示。繪出該梁的剪力圖和彎矩圖。14、呷w=3kN，mSOkN|H4 e*4* 2m U答案：8k4kN m彎矩圖8.已知荷載作用下結構的彎矩圖如圖所示，作出即N m6kNN1

24、0kN剪力圖g力圖。答案:A點處彎矩MA=ql ；剪力圖如下9.作出圖示桿件的軸力圖。答案:10.作如圖所示軸的扭矩圖。知識點解析：分段取隔離體,五、計算題10kN20kN35kN25kN.10iii mi iii inT2510M根據扭矩平衡計算出各段扭矩大小,1.求圖示剛架 A、B兩截面的相對轉角,EI為常數。并根據右手螺旋法則判斷處扭矩的正負。解：剛架在外力作用下和 A B兩截面作用單位彎矩時的彎矩分別如圖（ a）和圖（b）所示。MK工2l/3l /3Pl/3 Pl /3IlItt（a）用圖乘法計算 A B兩截面的相對轉角:(b)-AB1 1 旦 1 1 2 且 l 14Pl2EI 2

25、3 39EI2、用力法求解圖示結構并作 M圖。20kN/m44)k解：（1）選取基本體系，如圖（a）所示。（2）單位荷載及外荷載作用下結構的彎矩圖分別如下（3）列力法方程，求多余未知力,1區(qū), " =03609360&i = EeC1 p = _ei-解得 X1 =26kN彎矩圖如下：3、用圖乘法求圖示剛架結點B的豎向位移&By、水平位移ABx和總位移金。只考慮彎曲變形，EI為常M p和B點作用單位豎向荷載和單位水平荷載時的彎矩圖。解：作出荷載作用下的彎矩圖1 qaa州， 、，。，一=()EI 224/i/4.求如圖所示三校剛架 E點的水平位移和 B點的轉角，設各桿

26、EI為常數。解：外荷載作用下的彎矩圖如下所示。M p, E點作用水平單位力時的彎矩圖M e和B點作用單位彎矩時的彎矩圖MbMpMbM E1'122qw6211243qE =4父一父6M9q-M3十一父6MY-父一父3 |=EI 23382)EI0B3MlM6M 9qM2M0.5 + 1M6M9qM232M6MqM6><0.5= 49.5q (順時針)EI 2323 382 J EI5、槽形截面梁尺寸及受力如圖所示,AB=3m, BC=1m, z 軸為截面形心軸，I z = 1.73父 108mm4,q =15kN/m 。材料許用壓應力bc】 = 160MPa,許用拉應力 b

27、t】=80MPa。求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應力強度條件校核梁的強度。IIIlHIlimHU-4口口mitt183ihm解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖、Ma(F) =0:FBy 3-15 4 2-0'、Fy =0:FAy FBy _15 4 =0解得：FAy =20kNFBy =40kN梁的強度校核 拉應力強度校核 D截面"-tmaxMdWIz40/3 103 183 10812- =14.1MPa_ct1.73 108 10B截面"-tmaxM By2Iz337.5 10 400 10812- =17.3MPa_ 0t1.73 108 10,2壓應力強度校

28、核（經分析最大壓應力在D截面）_ M D y2 ,tmax =Iz40/3 103 400 10，8=30.8MPa£；:c1.73 10 10所以梁的強度滿足要求。6、如圖所示懸臂梁，橫截面為矩形（圖中單位為mn）,已知Fi =5kN , F2=2.5kN。（1）計算固定端所在截面K點處的彎曲正應力；（2）若材料的許用彎曲正應力 b = 200MPa,許用切應力 k = 90MPa,試校核其強度。JO解：懸臂梁彎矩圖和剪力圖如下所示彎矩圖K點處的彎曲正應力：5kNMkIz7.5kN m 30mm340mm 80mm=131.8MPa12彎曲正應力強度校核（固端截面）二 tmax =

29、I zMymax7.5kN m 40mm340mm 80mm= 175.8MPaM 司=200MPa12切應力強度校核:cmax*F S,maxSz,maxblZ3 5kN2A 2 40mm 80mm=2.34MPa£.=90MPa所以梁的強度滿足要求。7、用力法求解圖所示剛架，并作出彎矩圖，EI為常數。3 m解：力法基本體系，單位荷載及外荷載作用下彎矩圖如下8.用力法計算圖示剛架，并作出彎矩圖。解：（1）去除多余約束，建立基本體系。列力法方程、；iiXi ap =031(3)求系數和自由項，分別作荷載和單位力作用下的彎矩圖4P =J2.E1-x6x22.5x3xl 1.25 x3270kN.n?EJ【2濟。X =3,75 kN(4)A/ = A/*Ar1+A/p =3.75A/1+A/P9、作圖示靜定結構的彎