(完整版)工程力學(xué)課程試題庫和參考答案

1、WORD 格式 整理工程力學(xué)課程試題庫及參考答案一、判斷題：1. 力對點(diǎn)之矩與矩心位置有關(guān)，而力偶矩則與矩心位置無關(guān)。 2. 軸向拉壓時無論桿件產(chǎn)生多大的變形，正應(yīng)力與正應(yīng)變成正比。 3. 純彎曲的梁，橫截面上只有剪力，沒有彎矩。 4. 彎曲正應(yīng)力在橫截面上是均勻分布的。 5. 集中力所在截面上，剪力圖在該位置有突變，且突變的大小等于該集中力。 6. 構(gòu)件只要具有足夠的強(qiáng)度，就可以安全、可靠的工作。 7. 施加載荷使低碳鋼試件超過屈服階段后再卸載，材料的比例極限將會提高。 8. 在集中力偶所在截面上，剪力圖在該位置有突變。 9. 小柔度桿應(yīng)按強(qiáng)度問題處理。 10. 應(yīng)用平面任意力系的二矩式方程

2、解平衡問題時，兩矩心位置均可任意選擇，無任何限制。 11. 純彎曲梁橫截面上任一點(diǎn)，既有正應(yīng)力也有剪應(yīng)力。 12. 最大切應(yīng)力作用面上無正應(yīng)力。 13. 平面平行力系有3 個獨(dú)立的平衡方程。 14. 低碳鋼試件在拉斷時的應(yīng)力為其強(qiáng)度極限。 15. 若在一段梁上作用著均布載荷，則該段梁的彎矩圖為傾斜直線。 16. 僅靠靜力學(xué)平衡方程，無法求得靜不定問題中的全部未知量。 17. 無論桿件產(chǎn)生多大的變形，胡克定律都成立。 18. 在集中力所在截面上，彎矩圖將出現(xiàn)突變。 1. 圖 1 所示桿件受力，1-1 、 2-2 、 3-3 截面上軸力分別是學(xué)習(xí) 參考資料 分享圖1A.0， 4F， 3F B.-4

3、F， 4F， 3FC.0， F， 0D.0， 4F， 3F2. 圖 2 所示板和鉚釘為同一材料，已知 bs 2 。 為充分提高材料利用率，則鉚釘?shù)闹睆綉?yīng)該是 A. d 2B. d 43. 光滑支承面對物體的約束力作用于接觸點(diǎn)，其方向沿接觸面的公法線 A. 指向受力物體，為壓力B.指向受力物體，為拉力C. 背離受力物體，為壓力D.背離受力物體，為拉力4. 一等直拉桿在兩端承受軸向拉力作用，若其一半為鋼，另一半為鋁，則兩段的 B. 應(yīng)力相同，變形不同A. 應(yīng)力相同，變形相同C. 應(yīng)力不同，變形相同5. 鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞是A. 沿橫截面拉斷B.D. 應(yīng)力不同，變形不同沿 45o螺旋面拉斷沿 45o螺

4、旋面剪斷C.沿橫截面剪斷D.6. 圖 2 跨度為 l 的簡支梁，整個梁承受均布載荷q 時，梁中點(diǎn)撓度是w 5 ql 4 ，圖示簡支梁跨中撓度wC1536EI384EIC 384 EI44A. 5ql B. 5ql 768EI192EI7. 塑性材料冷作硬化后，材料的力學(xué)性能變化的是 A. 比例極限提高，彈性模量降低B. 比例極限提高，塑性降低C. 比例極限不變，彈性模量不變D. 比例極限不變，塑性不變8. 鑄鐵試件軸向拉伸破壞是 A. 沿橫截面拉斷B.沿 45o斜截面拉斷C. 沿橫截面剪斷D.沿 45o斜截面剪斷9. 各向同性假設(shè)認(rèn)為，材料沿各個方向具有相同的 A. 外力B. 變形C. 位移D

5、. 力學(xué)性質(zhì)10. 材料不同的兩根受扭圓軸，其直徑和長度均相同，在扭矩相同的情況下，它們的最大切應(yīng)力和相對扭轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系正確的是 A. 最大切應(yīng)力相等，相對扭轉(zhuǎn)角相等B. 最大切應(yīng)力相等，相對扭轉(zhuǎn)角不相等C. 最大切應(yīng)力不相等，相對扭轉(zhuǎn)角相等D. 最大切應(yīng)力不相等，相對扭轉(zhuǎn)角不相等11. 低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)破壞是 A. 沿橫截面拉斷B.沿45o螺旋面拉斷C. 沿橫截面剪斷D.沿45o螺旋面剪斷12. 整根承受均布載荷的簡支梁，在跨度中間處 A. 剪力最大，彎矩等于零B. 剪力等于零，彎矩也等于零C. 剪力等于零，彎矩為最大D. 剪力最大，彎矩也最大：1. 圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上各點(diǎn)的切應(yīng)力與其到圓

6、心的距離成比。2. 梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為。3. 偏心壓縮為的組合變形。4. 柔索的約束反力沿離開物體。5. 構(gòu)件保持的能力稱為穩(wěn)定性。6. 圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是。7. 物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是8. 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，則桿中最大正應(yīng)力為。9. 梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有。10. 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。11. 圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在點(diǎn)處。12. 圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力 ，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是1

7、3. 梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該位置有。14. 圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力 ，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是15. 臨界應(yīng)力的歐拉公式只適用于桿。16. 平面任意力系向一點(diǎn)簡化的結(jié)果的三種情形是。17. 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。18. 若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為。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。2. 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Iz=60125000mm 4

8、， yC=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(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。3. 傳動軸如圖所示。已知Fr=2KN ， F t=5KN ， M=1KN· m， l=600mm ， 齒輪直徑D=400mm， 軸的=100MPa 。試求：力偶M 的大?。蛔鰽B 軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強(qiáng)度理論設(shè)計軸AB 的直徑d。4. 圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知Iz=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=1m。試求：畫梁的剪力

9、圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)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F 1，水平力F 2，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(diǎn)的第三強(qiáng)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。8. 圖所示直徑d=100mm 的圓軸受軸向力F=700kN 與力偶M=6kN&#

10、183; m 的作用。已知7. 鑄鐵梁如圖5，單位為mm，已知I z=10180cm 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(qiáng)度條件確定梁截荷P。M=200GPa， =0.3，=140MPa 。試求：作圖示圓軸表面點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點(diǎn)圖示方向的正應(yīng)變。按第 四強(qiáng)度理論校核圓軸強(qiáng)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=3.0， =140MP

11、a。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(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)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=235MPa， a=304MPa， b=

12、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，Iz=1.73× 10 8mm4， q=15kN/m。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(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)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 ，材料的 =140MPa。試求：作AB段各基本變形的內(nèi)力圖。按第三強(qiáng)度理論校核

13、剛架AB段強(qiáng)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）16.17.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(qiáng)度理論導(dǎo)出此軸危險點(diǎn)相當(dāng)應(yīng)力的表達(dá)式。q、 a 及 ，不計梁的自重，求A、 B、 C三處的約束力。18.如圖所示，AB=800mm， AC=600mm， BC=1000mm，桿件均為等直圓

14、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。參考答案一、判斷題：I. 2.×3.× 4. ×5. 6.×7. 8. ×9. 10. ×II. × 12.×13.× 14. ×15. ×16. 17. ×18. ×二、單項選擇題：1 .A 2.D3.A4.B5.B 6.A7.B

15、 8.A9.D10.B 11.C12.C三、填空題：1. 正 2. 二次拋物線3. 軸向壓縮與彎曲4. 柔索軸線5. 原有平衡狀態(tài)6.100MPa7. 變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運(yùn)動效應(yīng)（外效應(yīng)）8.5F/2 A 9. 突變 10. 不共線11.C12.2 x 13. 突變 14.2 4 2 15. 大柔度（細(xì)長）16. 力、力偶、平衡17.7 Fa/2 EA 18. 斜直線四、計算題：1. 解：以 CB 為研究對象，建立平衡方程MB（F） 0:10 1 0.5 FC 2 0Fy 0:FB FC 10 1 0解得：FB7.5kNFC2.5kN以 AC 為研究對象，建立平衡方程Fy 0:FAy FC

16、0MA(F) 0: MA 10 FC 2 0解得：FAy 2.5kN MA 5kN m2. 解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖MB(F) 0:10 2 1 20 3 FD 4 0Fy 0:FB FD 10 2 20 0解得：FB 30kNFD 10kN梁的強(qiáng)度校核y1 157.5mmy2 230 157.5 72.5mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核B 截面C 截面M By2 tmaxIz20 103 72.5 10 360125000 10 1224.1MPa tM C y1 tmaxIz10 103 157.5 10 31260125000 10 1226.2MPa t壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B

17、 截面）cmaxM B y13320 103 157.5 10 3Iz60125000 10 1252.4MPa c3.所以梁的強(qiáng)度滿足要求 解：以整個系統(tǒng)為為研究對象，建立平衡方程Mx（F） 0: Ft D M 0x2解得：M 1kN m（ 3 分）求支座約束力，作內(nèi)力圖 由題可得：FAy FBy 1kN FAz FBz 2.5kN4.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖解得：由內(nèi)力圖可判斷危險截面在C 處M2 T2r3WdMA(F)Fy 0:32 (M y2 M z2 ) T2 d3 M y2 Mz2) T25.1mm0:FDy 2 2P 1 P 3 0FAy FDy 2P P 0FAy12

18、 PFDy52 P梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核C 截面D 截面壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在MC y20.5Pa y2tmaxIzIz ttmaxcmax24.5kNM D y1Pa y1IzIzt22.1kND 截面）M D y2 Pa y2Iz Iz c5.P 42.0kN 由內(nèi)力圖可判斷危險截面在A 處，該截面危險點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為FN M4F2 32 (F2a)2 (F1l)2A W d2d3T16F1a3Wpd34F2 32 (F2a)2 (F1l )2 216F1a 223)4(3 )ddd6. 解：以 CD 桿為研究對象，建立平衡方程M C (F) 0:0.8 FA

19、B 0.650 0.9 0解得：FAB 93.75kNAB 桿柔度1 100010040/4i2 200 109200 10699.3AB 屬于大柔度桿工作安全因數(shù)crA222E d2242 200 109100240 10248.1kNFcr nFAB248.1 2.6593.75nst所以 AB 桿安全7. 解： 梁的強(qiáng)度校核y1 96.4mmy2 25096.4 153.6mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核A 截面M A y10.8P y1tmaxIzIztC 截面壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在tmaxcmax52.8kNM Cy20.6P y2IzIzt44.2kNA 截面）M A y20.8P

20、y2IzIzcP 132.6kN所以梁載荷P 44.2kN8. 解： 點(diǎn)在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力FNA34 700 1030.1289.1MPa點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖如圖 由應(yīng)力狀態(tài)圖可知WP16 6 103xy20.1330.6MPax=89.1MPa，x y cos2o 13.95MPa4545oy=0， x=30.6MPax sin275.15MPa45o E1 (45o45o )9200 10965(13.95 0.3 75.15) 1064.2975 10 5 強(qiáng)度校核r4 2 3 289.12 3 30.62103.7MPa 所以圓軸強(qiáng)度滿足要求9. 解：以梁AD 為研究對象，建立平衡方程

21、M A (F) 0:FAB 4 20 5 2.5 0解得：FBC62.5kNiEppBC 屬于大柔度桿200 1069200 10999.3crA2E d2242 200 1092002802 10 6248.1kN工作安全因數(shù)nFcr248.13.97FAB62.5nst所以柱 BC 安全10. 解：以整個系統(tǒng)為研究對象，建立平衡方程解得：Fx 0:Fy 0:MA(F)0:FExFAy20 0FEy 608 20 360 6FEx 20kNFEy52.5kNFAy7.5kNBC 桿柔度1 400020080/4過桿 FH 、 FC、 BC 作截面，取左半部分為研究對象，建立平衡方程12M C

22、(F) 0:FAy 4 FHF05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(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為33FN Mz 4 30 103 32 1.2 103A Wz0.0820.08329.84MPa12.13.TWp16 7003 0.0836.96MPar3 2 4 229.842 4 6.96232.9MPa 所以桿的強(qiáng)度滿足要求解：以節(jié)點(diǎn)C 為研究對象，由平衡條件可求FBC FBC 桿柔度解得：解：解得：l 1 100020020/4iFcrcrAFcr nFABF 5.17kN 求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖MA(F)Fy 0:FAy 20kNBC 屬于大柔度桿292 200 109200 1062E d215.5nst99.32 200 1092002202 10 615.5kN3.00:FByFAyFBy3 15 4 2 0FBy 15 4 040kN 梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核D 截面B 截面壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在所以梁的強(qiáng)度滿足要求14. 解：由內(nèi)力圖可判斷危險截面在M D y140/3 103 183 103tmaxtmaxIzM By2Iz8121.73 10 107.5 103 400 10 31.73 108121012D 截面）14.1MPa17.