工程力学基础试全解.docx
- 文档编号:2364272
- 上传时间:2023-05-03
- 格式:DOCX
- 页数:39
- 大小:305.60KB
工程力学基础试全解.docx
《工程力学基础试全解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工程力学基础试全解.docx(39页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
工程力学基础试全解
工程力学基础试卷1
一、概念题(25分)
1、考虑力对刚体作用的效果,力是()矢量。
A.滑动;B.自由;C.定位;D.不能确定
2、关于力偶,以下说法中哪个是正确的?
()
A.组成力偶的两个力大小相等、方向相反,是一对作用力与反作用力
B.组成力偶的两个力大小相等、方向相反,是平衡力系
C.力偶对任一点之矩等于力偶矩矢量
D.力偶在任一坐标轴的投影,等于该力偶矩的大小
3、利用平面一般力系的平衡方程最多可求解几个未知量。
()
C内力为矢量,应力为标量
D应力是分布内力的集度
A.一个B.二个
C.三个
D.四个
4、内力和应力的关系(
)
A内力小与应力
B内力等于应力的代数和
5、图示结构为()
A.静定结构B.—次超静定结构
C.二次超静定结构
D.三次超静定结构
、已知结构尺寸和受力如图示,设AB和CD杆为刚体,BC和EF杆为圆截面杆,
直径均为d。
若已知Fp=39kN,杆的直径d=25mm,杆的材料为Q235钢,许用应
力匕I-160MPa
试校核此结构是否安全。
(15分)
—1:
9
3000
750
网►
600
3200
4
三、已知变截面钢轴上的外力偶矩mb=18°°Nm,m^1200Nm,剪切弹性模量
G=801o9pa,轴的尺寸见图,试求最大切应力max和最大相对扭转角'AC。
(15分)
750r500$
四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。
(15分)
1
l2P,
aI
La]
五、矩形截面悬臂梁受力如图所示,试计算I—I截面上ABCD各点处的正应力,并
指出是拉应力还是压应力。
(15分)
300
A
六、已知直径为d=0.1m的圆杆受力如图,P=50kN,T=7kNm,许用正应力
iJOOMPa,试用第三强度理论校核此杆的强度。
(15分)
T
参考答案
一、概念题(25分)
1、A;2、C;3、C;4、D;5、B
二、(15分)
解:
1)由AB梁的平衡求出BC杆的轴力
、'Ma=03.75Fbc-3Fp=0
FBC
=g^31.2kN
3.75
2)由ED梁的平衡求出EF杆的轴力
'Md=03.8Fbc—3.2Fefsin30=0
Fef
3.831.2k17
3.2sin30
4.1kN
3)计算应力
EF杆的轴力比BC杆的轴力大,因此计算应力大的杆满足强度条件即可
3
Fef4Fef474.110N
-EF
二d2
二0.025m
22=151106Pa=151MPa 三、(15分) 解: 1)画扭矩图 最大扭矩值3kNm 2)最大切应力 3kNm1.2kNm ■ABmax Tmax16Tab16310伽=36.2106Pa=36.2MPa AB段: ■: d3 二0.0753m3 -BC max Tmax 16Tbc BC段: WP 二d3 16>d2><103Nm6 =48.8106Pa=48.8MPa 二0.05m3 3)最大相对扭转角 AB段: BC段: Tab1ab 32TABlAB 3231030.75 GIAB 一G二d4 _8010°二0.0754 TBC1BC 32TBClBC 321.21030.5 GIBC Gd4 _8010°二0.054 =0.6810^rad 「BC 'AB =0.61110‘rad 最大切应力为 •Bcmax=48.8MPa,最大相对扭转角■ ABmax=0.6810^rad 四、(15分) Fs P + 一 解: 1)约束反力Fy=P 2)画剪力图和弯矩图 P 五、(15分) 解: 1)弯矩M=0.2? =0.21=50.3kN 2)正应力 M6M60.3103 WZ bh-0W^03-111106Pa=111MPa =0 My単y「12°.3103°.01一74106Pa=-74MPa IZbh 0.0180.033 六、(15分) 解: 1)内力 FN=P=50kN 2)校核杆的强度 4Wp ‘4X50X103" ‘16X7X103'2 2 二0.1 二0.13 =71.310—71.3MPa ;「r3=71.3MPal;<丄 100MP安全 工程力学基础试卷2 、概念题(25分) 1、作用与反作用定律适用下列哪一种情况() A.只适用于刚体系统;B.只适用于刚体; C.只适用于平衡状态;D.物体系统 2、F1、F2、F3及F4是作用在刚体上的平面汇交力系,其力矢量之间有如图的关系, 合力为Fr,下列哪种情况正确() =2F4 B. 3、利用空间力系的平衡方程最多可求解几个未知量。 () A.四个B.五个C.六个D.八个 4、圆轴扭转,直径为d,极惯性矩是()。 AIp=^d3/16Blp=^d3/32 CIp=^d4/16Dlp=nd4/32 5、铸铁梁载荷如图示,横截面为T字形,截面放置方式_更为合理。 (a) (b) 2 、图示结构由梁DC、CEA两构件铰接而成,尺寸和载荷如图。 已知: M二qa,P=2qa 1P旷 乂 A Tv―— ji a 1 BA C K ”aE. i 丿M 3 a aa 求A、B处约束反力。 (15分) D 三、实心圆轴外力偶矩如图示,已知材料=100Mpa,G=80109pa,bl=2m d=60mm,试校核此轴的强度和刚度。 (15分) mi=1kNm 四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。 (15分) 五、(15分) 六、已知直径d=0.1m的圆杆受力如图,P=5kN,力偶矢量m=2kNm与杆轴线平 行,LlTOOMPa,试用第三强度理论校核此杆的强度。 (15分) 参考答案 、概念题(25分) 1、D;2、A;3、C; 5、(a) 、(15分)解: 1)以DC梁为研究对象 12 Paqa-FCya二02 Fey=P一£qa二2qa—£qa=-||a 'Fy=0 FBy-P-qa_Fey =0 aqacyFqa 2)由CEA折杆为研究对象 二Fy=0Fey-FAy=0 FCy二Fat|qa 'Ma=0Ma-FCya-Mma Ma FCya_M=-qa2_qa2 2 =1qa2逆时针 三、(15分) 2kNm 解: 1)画扭矩图 最大扭矩值2kNm 1kNm 2)最大切应力 max Tmax 16Tbc 162103Nm BC段: Wp 二d3 33=47.2><106Pa=47.2MPa■: 0.063m3 3)最大单位长度扭转角 %x Tbc180 32Tbc 180322103180 BC段: GIP二Gd4 80109二20.0641.13m max=47.2MPavLl-100MPa max =1.13: /mvB】=2/m安全。 四、(15分) Fa=^qa,FB=5qa 解: 1)约束反力22 ;2)画剪力图和弯矩图 五、(15分) 1-IH'' (1-0.6*} 10" 159-93.7 159 4U❻空心戯m比实匕截as最大疋应力减小r4i 六、(15分)解: 1)内力 危险截面在固定端处: M-1m5kN=5kNmT=2kNm r3 2)校核杆的强度 =54.8106 =54.8MPa f=54.8MPa〔;M,=100MP安全 工程力学试卷3 、概念题(25分) 1、仅受力作用且处于 状态的构件为二力构件。 2、fi、 Fi、F2及F3是作用在刚体上的平面汇交力系,其力矢量之间有如图的关系,合 力为Fr,下列哪种情况正确( T =Fa; 7 A. B. Fa Fi CFr=-F3. D.Fr=-2F3 3、利用平面汇交力系的平衡方程最多可求解几个未知量 A.一个 B.二个 C.三个 D.四个 4、圆轴弯曲,直径为d, 截面对形心轴z的惯性矩是 A.lz"d3/32 B1卩=刚3/64 CIp=兀d/64 5、应力状态如图示, 用第三强度理论计算相当应力,选( B<\3=坊1_卩(^2+^3 D.-3=屆2+4『 、直杆ACD与杆BC铰链连接,各杆自重不计,直杆AD上作用均匀载荷q,在D 点作用力偶M°已知: M-400Nm,q10ON/m,a-1m。 试求bc杆的力和A 支座的反力。 (15分) 三、实心圆轴外力偶矩如图示,已知材料U"0°MPa,d=60mm,试校核此轴的强 度;在不改变轴的直径情况下,如何使轴满足强度条件。 (15分) g=5kNmbm3=2kNm m2 =3kNm 四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。 IJ —c q 2a z b A 2Pa 2;i <1 B .aJ —► a. (15分) 五、 已知矩形截面梁,高度h=80mm,宽度b=60mm,a=1m,=170MPa,求 分布载荷q。 (15分) 六、已知直径d=0.1m的圆杆受力如图,P=5kN,力偶矢量m=2kNm与杆轴线平 行,Ll^OOMPa,试用第三强度理论校核此杆的强度。 (15分) 参考答案 、概念题(25分) 1、二力、平衡;2、A;3、B;4、C; 、(15分)解: 1)以AD杆为研究对象,求CB杆的力 Ma=0M-q4a2aFcbcos45、2a=0 22 21cos45m 8qa-MJ81001-400)Nm.282.8N压力2acos45'小’ 2)以AD杆为研究对象,求A点约束反力 Fx=0Fcbcos45-Fax=0Fax二Fccos45282.8Cos45工一200 Fy=0FAy-4qaFCBcos45=0 FAy=4qa-FCBcos45=4100282.8cos45200N 三、(15分) 解: 1)画扭矩图 最大扭矩值5kNm 5kNm 2kNm 2)最大切应力 AB段: Tmax16TBc16510Nm wp max一一3 二d3 33=117.9X06Pa=117.9MPa二0.063m3 max=117.9MPa>100M不安a全 3)交换外力偶矩m1和m2的位置 最大扭矩值3kNm '2kNm + 一 3kNm 3 Tmax16TBC16x3x10Nm707“06Pa_707MPamax33370.710Pa=70.7MPa AB段: maxWP二d3二0.063m3 imax=70.7MPavk]=lOOMPa安全。 四、(15分) 解: 1)约束反力 FA=2P,MA二Pa逆时针). 7 画剪力图和弯矩图 Fs 2P 五、 (15分) 解: 求约束反力 Fy=0Fa Fb + FB2a=9qa2 2 2a#qa q3 93 二q3a_Fb二3qaqaqa 44 内力 危险截面在 B处: Mmax 六、 解: 匚max M6M6尹<|;-|bh2 2 Wzbh 一: bh2q’^- (15分) 1)内力 1701060.060.082 312 21.8103N.m=21.8kN;m 危险截面在固定端处: M=2m5kN=10kNmT=2kNm 2)校核杆的强度 =103.910—103.9MPa -r3=103.9MPa>HOOMPa D.截面的上(或下)边缘。 不安全 工程力学试卷4 一、概念题(25分) 1.已知F1,F2,F3,F4为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为 平行四边形。 由此可知() A.力系可合成为一个力偶;B.力系可合成为一个力; C.力系简化为一个力和一个力偶;D.力系的合力为零,力系平衡 2、当平面力系可以合成为一个合力时,则其对于作用面内任一点之矩,等于 力系中各对于同一点之矩的代数和。 3、利用空间汇交力系的平衡方程最多可求解几个未知量。 () A.一个B.二个C.三个D.四个 4、梁发生平面弯曲时,其横截面绕()旋转。 A.梁的轴线;B.中性轴; C.截面的对称轴; 5、圆轴弯扭组合变形,应力状态如图示,其中匚=MW,汀Wp,用第三强度理 论计算相当应力,选( A. r3 B. r3 C. D. r3 =: ;1-J 2 2a q A 、直杆ACD与杆BC铰链连接,各杆自重不计,直杆AD上作用均匀载荷q,在D 点作用力偶M。 已知: q100N/m,a=1m。 试求BC杆的力和A支座的反力。 (15分) dAB 圆轴受力如图示,已知材料门=10°MPa,G=80109Pa,⑺=*m =60mm,dBC=50mm,试校核此轴的强度和刚度。 (15分) g=3kNmm3=2kNm m2二5kNm 四、 绘图示梁的剪力图和弯矩图。 (15分) 4P 2Pa VB 五、 T形截面悬臂梁,材料的许用拉应力匕1=40MPa,许用压应力匚1=160MPa, 64 截面对形心轴z的惯性矩Iz=101.810cm,y1=9.64cm,试计算梁的许可载荷F。 (15分) 六、正交圆截面刚架在同一水平面内,尺寸及受力如图,已知截面直径 d=100mm R=2KN [二]"00MPa。 按第三强度理论校核强度。 (15分) P 参考答案 、概念题(25分) 1、A;2、合力、分力;3、C;4、B;5、C 、(15分)解: 1)以AD杆为研究对象,CB杆为二力杆,求CB杆所受的力 'Ma=0-q4a2aFcbcos452a=0 2 8qa 2acos45' 2 (81001)Nm 21cos45m =565.68N压力 FAy二4qa-FCBcos45: =4100-565.68cos45: =0 三、(15分) 解: 1)画扭矩图 J 12kNm + 3kNm,BC段扭矩2kN m— 3kNm AB段扭矩 2)最大切应力 AB段: BC段: Tmax 16Tab 163103Nm Wp nd3 33 二0.06m Tmax 16Tbc 162103Nm WP nd3 兀x0.053m3 =81.5106Pa=81.5MPa BC 6 =70.710Pa=70.7MPa 3)最大单位长度扭转角 AB段: Tab 180 32Tab 180 GIP JI -4 G二dAB JI Tbc 180 32Tbc 180 71 71 322103180 71AB GIP 80109二20.064 G二d4 3 323103180 =1.69、m BC段: 80109二20.054 =2.31m max=81.5MPaVLI-100MPa ■'max =2.33"/m>[e】=2"/m不安全。 四、(15分) 解: 1)约束反力 Fa=2P,Ma 二Pa逆时针); 7 2)画剪力图和弯矩图 4P 2Pa 五、(15分) 六、 解: 解作MfH如图(b)所承. 叫・ 52800N•: 52.KkN (I)SSA碍(F]» (15分) 1)内力 呃-I. W[Fh= (2)WtC IF]S■ JtfUlF]- 氐40MP* 危险截面在固定端A处: M=2m2kN=4kNm T=2m2kN=4kNm 2)校核杆的强度 -r3 Wz4Wp ■3 324103 •3 164103 、2 ■: 0.13 二0.13 -57.6106Pa=57.6MPa =57.6MPa 100MP安全 工程力学试卷5 、概念题(25分) 1、一个物体上的作用力系,满足()条件,就称这种力系称为平面汇交力系 A•作用线都在同一平面内,且汇交于一点; B.作用线都在同一平面内,但不交于一点; C•作用线在不同一平面内,且汇交于一点; D•作用线在不同一平面内,且不交于一点。 2、力偶矩的大小取决于() A.力偶合力与力偶臂; C.力偶中任一力与矩心位置; 3、空间力偶矩是()。 A.代数量;B.滑动矢量; B.力偶中任一力和力偶臂; D.力偶在其平面内位置及方向。 C.定位矢量;D.自由矢量 4、空心圆轴扭转,外直径为D,内直径为d,抗扭截面系数是( AWp=兀(D3_d3『16 B舛=ir(D3-d3卩32 Wp罟1一: 4 C.16 Wp弓—4 D.32 5、梁在某截面处Q=0,则该截面处弯矩有()。 A、极值;B、最大值;C、最小值;D、有零值 、已知P=2qa,试求图示梁的支座反力(15分) P B 三、实心圆轴外力偶矩如图示,已知材料门WOMPa,G=80109Pa,b1 D=60mm,d=50mm试校核此轴的强度和刚度。 (15分) m2=2kNm /B m3=1kNm m3=3kNm 四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。 (15分) 五、 已知矩形截面梁,高度h=8°mm ,宽度brOmm,a"m,分布载荷 (15分) q=6kN.m,匕IWOMPa,试校核梁的强度 0 六、直角折杆AD放置水平面内,A端固定,D端自由。 已知折杆直径d^OHm受力 如图,F=5kN、P=3kN,"20MPa,试用第三强度理论校核此杆的强度。 (15 分) 参考答案 、概念题(25分) 1、A;2、B;3、D;4、C;5、A 、(15分) 解: 1)约束反力 二Fy=0FAy-P-qa=0 FAy=Pqa=3qa 'Ma 二0Ma■Pa qa =0 Ma Pa- 2小 qa=2 qa- qe; 、(15分) 解: 1)画扭矩图 最大扭矩值2kNm *t 1kNm + 一 2kNm 2)最大切应力 Tmax max WP 16Tab 二d31y4 3 16210Nm 4 -0.051-0.6m =93.6MPa 3)最大单位长度扭转角 Tab GlP 180 32Tab180 G二D41-: 4■: 32x2"03x180 80109二20.051-0.6 亍2.681m max=93.6MPavL丨-100MPa “ax二2.681m: : 山I-31m 安全 四、(15分) 解: 1)约束反力Fa厂"ONM尸950N;m2)画剪力图和弯矩图 Fs 五、(15分) 1)约束反力 2qa,FB 2 2)画剪力图和弯矩图 1 3)危险截面在B处, Mb=qa? =6103平=6kNm max Wz 6M bh2 2 6qa bh2 0^=93.8106Pa=93.8MPa 二max=93.8MPd<: - 六、(15分)解: 1)内力 危险截面在固定端处: M-1F2P=1m5kN+2m3kN=11kNm T-1m3kN=3kNm 2)校核杆的强度 -r3 酊+4任丫 WzWp 3211103 163103 JTX0.13丿 ■: 0.13 =116106=116MPa —=116MPa〔<丄 120MP安全 工程力学基础复习题B 空心圆轴外力偶矩如图示,已知材料LI-100MPa,G=80109Pa,归丨-31m,D=60mm, d=50mm,试校核此轴的强度和刚度。 解: 1)画扭矩图 最大扭矩值2kNm 1kNm + 2kNm 2)最大切应力 max Tmax16TAB Wp二d31->4 162103Nm 343 二0.051-0.6m 二93.6MPa 3)最大单位长度扭转角 ^max Tab GlP 18032Tab _44 兀G応D(1—a) 180 兀 32x2S03x180 80109二20.051-0.64 2.68〔m max=93.6MPav! .丨-100MPa,rmax=2.64m: : b丨-3[m,安全。 200N150Nm A1 1 4C ——2m_, 梁受力如图示,求约束反力并画出剪力图和弯矩图。 解: 1)约束反力 Fy=0,FBy—200N=0;FBy=200N MB=0,200N4m150Nm=0;MB=950Nm顺时针 2)画剪力图和弯矩图 200N 400Nm 550Nm 950Nm
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工程力学 基础 试全解