工程力学期末复习题及答案

《工程力学》期末复习)1选择题:(1)下面哪一选项是材料的刚度指标？A屈服极限。5;A屈服极限。5;CC强度极限。b；断后伸长率(延伸率)6o(2)下面哪一选项是材料的塑性指标？D屈服极限。5;A屈服极限。5;C强度极限。b；断后伸长率(延伸率)C强度极限。b；(3)在铸铁压缩试验中，破坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性，与轴线近似成45。。破坏前,该断口所在斜截面的应力有何特点？CA拉应力最大;A拉应力最大;B拉应力最小;C剪应力最大;C剪应力最大;D剪应力最小。(4)在铸铁扭转试验中，铸铁断口的形态是什么样的？DA断口平齐、与轴线垂直;A断口平齐、与轴线垂直;断口平齐、与轴线近似成45。；C断口呈螺旋面、与轴线垂直;C断口呈螺旋面、与轴线垂直;断口呈螺旋面、与轴线近似成45。。(5)根据铸铁试件扭转破坏断口可以推断,(5)根据铸铁试件扭转破坏断口可以推断,铸铁的扭转破坏和什么因素有很大的关系?最小拉应力;最小剪应力。A最大拉应力;最小拉应力;最小剪应力。C最大剪应力;(6)电阻应变片(简称电阻片或应变片)应用广泛，它是利用什么原理实现电测的？C压电;光的衍射;金属丝的电阻随机械变形而发生变化;D当轴向压力达到某一临界值时，压杆失稳。

(7)冲击韧性的物理意义是A。A试样断裂过程中断面单位面积吸收的能量；B试样断裂过程中断面吸收的能量；C试样在冲击过程中受到的最大冲击力；D试样在冲击过程中产生的最大变形。(8)矩形截面梁在截面B处沿铅垂对称轴和水平对称轴方向上分别作用有尸…如图所示。关于最大拉应力和最大压应力发生在危险截面A的哪些点上，有4种答案，请判断A发生在a点，发生在bA发生在a点，发生在b点;B。工发生在c点，W.发生在d点;C 发生在b点，发生在a点;D 发生在d点，发生在b点。(9)构件中危险点的应力状态如图所示。构件为钢制：a=45MPa,。=135MPa,/=0,丁=0,x > xy许用应力团二160MPa。则下面关于构件强度的说法中A选用第一强度理论，构件满足强度要求；B选用第一强度理论，构件不满足强度要求；C选用第三强度理论，构件满足强度要求；D选用第三强度理论，构件满不足强度要求。(10)构件中危险点的应力状态如图所示。构件材料为铸铁：q=20MPa,a=-25MPa,y件强度的说法巴二40MPa,%=0,许用应力同二30MPa。则下面关于构中正确的是目。件强度的说法A选用第一强度理论，构件满足强度要求；B选用第一强度理论，构件不满足强度要求；C选用第三强度理论，构件满足强度要求;

D选用第三强度理论，构件满不足强度要求。(11)压杆的临界载荷是星。A使压杆保持稳定的直线平衡构形的最小轴向压力;B使压杆保持稳定的直线平衡构形的最大轴向压力;C使压杆保持稳定的直线平衡构形的平均轴向压力;D使压杆保持稳定的曲线平衡构形的最大轴向压力。(12)下面关于压杆约束强弱对其稳定性影响的说法中，正确的是小A压杆约束愈强，压杆的临界载荷匕“愈高，其稳定性愈好;B压杆约束愈强，压杆的临界载荷心“愈低，其稳定性愈好;C压杆约束愈强，压杆的临界载荷心”愈高，其稳定性愈差;D压杆约束愈强，压杆的临界载荷心“愈低，其稳定性愈差。细长压杆的临压杆的长度系(13)如图所示，一端固定、另一端由弹簧侧向支撑的细长压杆的临压杆的长度系界载荷，可采用欧拉公式七.”三石〃(〃)2计算。该数〃的取值范围为gA//<0.5；B0.5<//<0.7；C0.7<//<2.0；D//>2.0o(14)冲击动荷系数是A。A构件承受的冲击载荷和相应静载荷之比;B构件承受的相应静载荷和冲击载荷之比;C构件承受的相应静应力和冲击应力之比;D构件承受的相应静位移和冲击位移之比。(15)构件在突加载荷作用下引起的应力和位移是相应静载荷作用下的BoA一倍； B二倍；C三倍；D三分之一。(16)将重物突然放到结构上和将重物缓慢放到结构上，下面关于这两种情形下结构产生的最大变形的说法中，义是正确的。A前者产生的最大变形大；B后者产生的最大变形大；C二者产生的最大变形相同；D有可能前者产生的最大变形大，也有可能后者产生的最大变形大。(17)下面关于疲劳失效的说法中，不正确的是：AoA疲劳失效时的名义应力值高于材料在静载荷作用下的强度极限；B构件在疲劳失效前需要经过一定数量的应力循环；C构件在疲劳失效前没有明显的塑性变形，即使塑性很好的材料也会呈现脆性断裂；D构件疲劳失效时，同一疲劳破坏断口，一般都有明显的光滑区域和颗粒状区域。(18)构件的疲劳破坏是殳的结果。A构件材料性质变化； B构件中裂纹的形成和逐渐扩展；C构件中最大拉应力的作用； D构件中最大剪应力的作用。(19)影响实际构件疲劳寿命的三个主要因素为D。A温度、压力、体积；B位移、速度、加速度；C材料、质量、密度；D应力集中、零件尺寸、表面加工质量。(20)持久极限是上A经过有限多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值；B经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值；C经过有限多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值；D经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值。2一活动梯子放在光滑的水平地面上，梯子由AC与BC两部分组成，每部分的重量均为150N,重心在杆子的中点，AC与BC两部分用钱链C和绳子EF相连接。今有一重量为600N的人，站在梯子的D处，试求绳子EF的拉力和A、B两处的约束力。题2图3砖夹的宽度为250mm,杆件AGB和GCED在G点钱接。己知：砖的重量为限提砖的合力为反作用在砖夹的对称中心线上；尺寸如图所示；砖夹与砖之间的静摩擦因数力二0.5。试确定能将砖夹起的d值（d是G点到砖块上所受正压力作用线的距离）o题3图4试求图示静定梁在A、B、C三处的全部约束力。已知"和4。一"卜"小"十"T题4图5试画出图示（图中各数单位为kN）杆件的轴力图。题5图6一端固定另一端自由的圆轴承受4个外力偶作用，如图所示。各力偶的力偶矩数值（单位为kN-m）均示于图中。试画出圆轴的扭矩图。题6图7试画出图示梁的剪力图、弯矩图。题7图8试画出图示梁的剪力图、弯矩图。mini"二ql /2H—--H题8图9图示结构中BC和AC都是圆截面直杆，直径均为d=20mm,材料都是Q235钢，其许用应力同=157MPa。试求该结构的许用载荷。题9图10变截面轴受力如图所示，图中尺寸单位为〃?〃?。若已知M“=1765N.m,也材料的切变模量G=80.4GP〃，求：(1)轴内最大剪应力，并指出其作用位置；(2)轴内最大相对扭转角外十题10图13悬臂梁受力及截面尺寸如图所示。图中未标示的尺寸单位为mm。求梁的1—1截面上A、B两点的正应力。题11图14图示外伸梁承受集中载荷工,作用，尺寸如图所示。己知工,二20kN,许用应力⑸=200MPa,所使用的工字钢的型号是14,试校核梁的强度。壬。.14壬。.14题12图附表:热轧工字钢(GB706—88)(部分)符号点义：h——离俄；符号点义：h——离俄；b——版宽度：d一腰厚度；t——平均51庠度；r——内阕以半位Iri腿里身孤半径;-—惯性总卬一ftSSftie——慢性半径，5—半成血的朴矩.型号尺寸/mm截面面积/on2理公参写数值了一工Abdtrr\L/cm'W'/cm'G/cmI,1S/cmI/cnVW/cnVi/cra10100684.57.66.53314.311.2245494.148.59339.721.5212.61267458.473518.114.2488.4377.5295.19510.8546.90612.6771.60914140805.59.17.53821.516.97121025.761264.416.11.7316160SB69.98426.120.511301416.5813.893.121.21.8918180946.510.78.54330.624.116601857.3615.412226220a200100711.494535.527.923702378.1517.215831.52.1220b200102911.494539.531.125002507.9616.916933.12.0622a2201107.512.39.548423334003098.9918.922540.92.3122b2201129.512.39.54846.436.435703258.7818.723942.72.2725a25011681310548.538.15023.54401.8810.1821.58280.04648.2832.40325b250118101310553.5425283.96422.729.93821.27309.29752.4232.40415图示外伸梁承受集中载荷匕作用，尺寸如图所示。已知F『20kN,许用应力⑸=160MPa,试选择所用工字钢的型号。题13图附表：热轧工字钢(GB706—88)(部分)符号点义：h——离俄；符号点义：h——离俄；b——版宽度：d一腰厚度；t——平均51庠度；r——内阕以半位Iri腿里身孤半径;-—惯性总卬一ftSSftie——慢性半径，5—半成血的朴矩.型号尺寸/mm截面面积/on2理公参写数值了一工hbdtrr\L/cm'W'/cm'G/cmI,1S/cmI/cnVW/cnVi/cra10100684.57.66.53314.311.2245494.148.59339.721.5212.61267458.473518.114.2488.4377.5295.19510.8546.90612.6771.60914140805.59.17.53821.516.97121025.761264.416.11.7316160SB69.98426.120.511301416.5813.893.121.21.8918180946.510.78.54330.624.116601857.3615.412226220a200100711.494535.527.923702378.1517.215831.52.1220b200102911.494539.531.125002507.9616.916933.12.0622a2201107.512.39.548423334003098.9918.922540.92.3122b2201129.512.39.54846.436.435703258.7818.723942.72.2725a25011681310548.538.15023.54401.8810.1821.58280.04648.2832.40325b250118101310553.5425283.96422.729.93821.27309.29752.4232.40416图示之AB为简支梁，当载荷心直接作用在梁的跨度中点时，梁内最大弯曲正应力超过许用应力30%。为减小AB梁内的最大正应力，在AB梁配置一辅助梁CD,CD也可以看作是简支梁。试求辅助梁的长度题14图17图中心/、々等为已知。试用叠加法求图示梁中截面B的挠度和转角。■■■■■V.T1llllllllTHTTITnAq E/ RTqJ题15图已知：MTOC\o"1-5"\h\zI r〃=竺 /=上—A EI Jr bEI 2EIJ 1 Hw18图中八，八/、"等为已知。试用叠加法求图示梁中截面B的挠度和转角。ji11in111r人彳/ /1—57—51题16图已知:

19试求图示梁的A、B端约束力。已知:a=生b2EI19试求图示梁的A、B端约束力。已知:a=生b2EI题17图0=生口2EIMlPI3vt'= 3EIP/3W= b3EIMl2it、=b2EI20矩形截面悬臂梁受力如图所示，其中力F。的作用线通过截面形心。已知七、b、h、/和”(1)试求图中虚线所示截面上点。处的正应力。(2)当夕为何值时，点。处正应力为零。20题18图21煤气罐所用材料的屈服应力为q=170MPa,若煤气罐的外径为。=32cm,壁厚为5=0.28cm,试用第三强度理论计算煤气罐不发生屈服所能承受的最大内压po21题19图《工程力学》期末复习题答案1答:2 (1)A (2) D (3) 2 (1)A (2) D (3) C3 (6)C (7) A (8) D4(11)B5(16)A(12)A (13)C(17)A (18)B(4)D(9)C(14)A(19)D(5)A(10)B(15)B(20)D6答:(1)以整体为研究对象，作受力图如右上。(2)以BC为研究对象，作受力图如右下。答：砖被夹起时砖夹和砖能保持平衡。(1)以整体为研究对象，作受力图如右上。斤、=0FP-W=O(2)以病为研究对象，作受力图如右中。汇必(F)=O-f;x25O+Wxl25=O(b)Fa<(3)以砖夹AGB部分为研究对象，作受力图Z%(F)=05x95+以x30-几d=0(d)将式(a)、(b)、(c)、(d)联立，可得8答:(1)先分析BC杆，作受力图。

⑵分析AB杆，作受力图。£例八（F）=0MA-qdx3d/2-FHyx2d=0觞=3喈9答：F〉kN 30 2010 201010答:答氏答氏12答:(1)(1)作扭矩图~ql „h-L--h-L-d13答：(1)受力分析，确定各杆的轴力研究销子C,由平衡方程汇工=0,-&211】45。+尸,、211130。=。，工工二°,Ev4cCos450+/7vBecos300-Fp=0得1V*=0.518乙，%=0.732Fp(2)求该结构的许用载荷保证AC杆强度安全的结构许用载荷为［厂］_-0.518氏］=匕］4cLp\-0518保证BC杆强度安全的结构许用载荷为r][j]A0.732[尸/=匕瓦、1小一0.732L175x106x-x202x10-6取较小的[FP]=史巴= N=75.106^lP」0.732 0.73214答:#答:(1)先求约束反力(2)作弯矩图固定(2)求轴内最大剪应力及其作用位置16X2936 47cncxm \Pa16X2936 47cncxm \Pa=43.595MPak^x7O3xlO-9；寿"=432 %孙3BC段—色二竿二IVp?7Kt.可见，47.71IMPa(3)求轴内最大相对扭转角轴内最大相对扭转角为AC两截面相对扭转角，为15答：(1)确定梁的1—1截面上的弯矩数值应用截面法可得(2)计算惯性矩(3)求梁的1一1截面上A、B两点的正应力A点：b(A)=M-%=f(_]300)x(_55)：103]P4=2542MP。(拉)L[ 2.8125x107 )「J /、((-1300)x35x10-3)B点：b(8)=— ；—Pa=-1.6lSMPa(压)'，I. 2.8125x10-5(3)强度分析危险截面在B处，/九*=20枚.团，查表得No.14工字钢的弯曲截面模量W.=102x10-60,安全热轧工字钢(GB706—88)(部分)符号点义：h——商俄；符号点义：h——商俄；b腿宽度：d——腰厚度；t—平均脑源度：r——内陶祖芈枝IrI-腿次阴孤半径;1一一惯性雄；W———载面系数，r—由性半经,5―半极面的静矩。型号尺寸/mm截面面租/cm?理论/(Wm)参考数ffiAbdrr\Zz/ctn*W'/e'i,/cmL1S/ei,/ctn10100584.57.66.53.314.311.2245494.148.59339.721.5212.61267458.473.518.114.2488.4377.5295.19510.8546.90612.6771.60914140805.59.】7.53.821.516.9712《JO05.7S1264.416.11.73161608S69.98426.120.511301416.5813.893.121.21.8918180946.510.78.54.330.624.116601857.3615.412226220a200100711.494.535.527.923702378.1517.215831.52.1220b200102911.494.539.531.125002507.9616.916933.12.0622a2201107.512.39.54.8423334003098.9918.922540.92.31J2b220H2_&5_12J_LL_4.£46.436.435703258.7818.723942.72.27(3)强度分析危险截面在B处，Mmax=20kM〃7,由强度条件。小=%巫＜口］得查表知应选择No.16工字钢。热轧工字钢(GB706—88)(部分)符号京义，F h——探俄； n一腿爆身孤半径；b―腿宽度： 7一—惯性雄：腰厚度； w・一嫩面系数，1：6t——平均型季度； r——司!性半径,r——内圆以半程， S—中哉面的朴矩.-C£型号尺寸/mm截面面积/on2理论参写数值了一工Abdtrr\L/cm1G/cmIr1S/e!r/cm*W/cWi/cra1012.610012668744.557.68.46.573.33.514.318.111.214.2245488.434977.5294.145.1958.5910.853346.9069.7212.6771.521.6091416140160808S5.S69.19.97.583.8421.526.116.920.57121130 (102必5.766.587.361213.815.464.493.112216.121.2261.731.89218180946.510.78.54.330.624.1166018520a20b20020010010279J1.411.4994.54.535.539.527.931