《2022年工程力学课程试题库及参考答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年工程力学课程试题库及参考答案.pdf（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习资料收集于网络，仅供参考学习资料工程力学课程试题库及参考答案一、判断题：1. 力对点之矩与矩心位置有关，而力偶矩则与矩心位置无关。 2. 轴向拉压时无论杆件产生多大的变形，正应力与正应变成正比。 3. 纯弯曲的梁，横截面上只有剪力，没有弯矩。 4. 弯曲正应力在横截面上是均匀分布的。 5. 集中力所在截面上，剪力图在该位置有突变，且突变的大小等于该集中力。 6. 构件只要具有足够的强度，就可以安全、可靠的工作。 7. 施加载荷使低碳钢试件超过屈服阶段后再卸载，材料的比例极限将会提高。 8. 在集中力偶所在截面上，剪力图在该位置有突变。 9. 小柔度杆应按强度问题处理。 10. 应用平面任意
2、力系的二矩式方程解平衡问题时，两矩心位置均可任意选择，无任何限制。 11. 纯弯曲梁横截面上任一点，既有正应力也有剪应力。 12. 最大切应力作用面上无正应力。 13. 平面平行力系有3 个独立的平衡方程。 14. 低碳钢试件在拉断时的应力为其强度极限。 15. 若在一段梁上作用着均布载荷，则该段梁的弯矩图为倾斜直线。 16. 仅靠静力学平衡方程，无法求得静不定问题中的全部未知量。 17. 无论杆件产生多大的变形，胡克定律都成立。 18. 在集中力所在截面上，弯矩图将出现突变。 二、单项选择题：1. 图 1 所示杆件受力，1-1、2-2 、3-3 截面上轴力分别是 图 1A.0，4F，3FB.
3、-4F，4F，3FC.0，F，0 D.0，4F，3F2. 图 2 所示板和铆钉为同一材料，已知bs2 。 为充分提高材料利用率，则铆钉的直径应该是 图 2A.2dB.4dC.4dD.8d3. 光滑支承面对物体的约束力作用于接触点，其方向沿接触面的公法线 A.指向受力物体，为压力 B.指向受力物体，为拉力C.背离受力物体，为压力 D.背离受力物体，为拉力精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料4. 一等
4、直拉杆在两端承受轴向拉力作用，若其一半为钢，另一半为铝，则两段的 A.应力相同，变形相同B.应力相同，变形不同C.应力不同，变形相同D.应力不同，变形不同5. 铸铁试件扭转破坏是 A.沿横截面拉断 B.沿 45o螺旋面拉断C.沿横截面剪断 D.沿 45o螺旋面剪断6. 图 2 跨度为 l 的简支梁，整个梁承受均布载荷q时，梁中点挠度是45384CqlwEI，图示简支梁跨中挠度是 图 2 A.45768qlEI B.45192qlEI C.451536qlEI D.45384qlEI7. 塑性材料冷作硬化后，材料的力学性能变化的是 A. 比例极限提高，弹性模量降低B.比例极限提高，塑性降低C.比
5、例极限不变，弹性模量不变D.比例极限不变，塑性不变8. 铸铁试件轴向拉伸破坏是 A. 沿横截面拉断 B.沿 45o斜截面拉断C.沿横截面剪断 D.沿 45o斜截面剪断9. 各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的 A. 外力 B.变形 C.位移 D.力学性质10. 材料不同的两根受扭圆轴，其直径和长度均相同，在扭矩相同的情况下，它们的最大切应力和相对扭转角之间的关系正确的是 A. 最大切应力相等，相对扭转角相等B. 最大切应力相等，相对扭转角不相等C.最大切应力不相等，相对扭转角相等D.最大切应力不相等，相对扭转角不相等11. 低碳钢试件扭转破坏是 A. 沿横截面拉断 B.沿 45o螺旋面拉
6、断C.沿横截面剪断 D.沿 45o螺旋面剪断12. 整根承受均布载荷的简支梁，在跨度中间处 A. 剪力最大，弯矩等于零 B.剪力等于零，弯矩也等于零C.剪力等于零，弯矩为最大 D.剪力最大，弯矩也最大三、填空题 ：1. 圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。2. 梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。3. 偏心压缩为的组合变形。4. 柔索的约束反力沿离开物体。5. 构件保持的能力称为稳定性。6. 图所示点的应力状态，其最大切应力是。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，
7、共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料7. 物体在外力作用下产生两种效应分别是。8. 阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力为。9. 梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。10. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。11. 图所示，梁最大拉应力的位置在点处。12. 图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力 ，其第三强度理论的强度条件是。13. 梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有。14. 图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力 ，其第
8、三强度理论的强度条件是。15. 临界应力的欧拉公式只适用于杆。16. 平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。17. 阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则截面C的位移为。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料18. 若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为。四、计算题：1. 梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m ，M=10kN m
9、，求 A、B、C 处的约束力。2. 铸铁 T 梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C 为截面形心。已知Iz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料许用压应力 c=160MPa ，许用拉应力 t=40MPa 。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件校核梁的强度。3. 传动轴如图所示。 已知 Fr=2KN ， Ft=5KN ， M=1KN m， l=600mm ， 齿轮直径D=400mm， 轴的 =100MPa 。试求：力偶M 的大小；作AB 轴各基本变形的内力图。用第三强度理论设计轴AB 的直径 d。4. 图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知Iz=4500cm4，y1=7.14
10、cm，y2=12.86cm，材料许用压应力c=120MPa ，许用拉应力 t=35MPa ，a=1m。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件确定梁截荷P。5. 如图 6 所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力 F2，实心轴AB 的直径 d，长度 l，拐臂的长度a。试求：作AB 轴各基本变形的内力图。计算AB 轴危险点的第三强度理论相当应力。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料6. 图所示
11、结构， 载荷 P=50KkN ，AB 杆的直径 d=40mm，长度 l=1000mm，两端铰支。 已知材料 E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa ，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=2.0， =140MPa 。试校核 AB 杆是否安全。7. 铸铁梁如图5，单位为 mm，已知 Iz=10180cm4，材料许用压应力c=160MPa ，许用拉应力 t=40MPa ，试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件确定梁截荷P。8. 图所示直径d=100mm 的圆轴受轴向力F=700kN 与力偶M=6kN m 的作用。已知M=200GPa， =0.3， =140M
12、Pa 。试求：作图示圆轴表面点的应力状态图。求圆轴表面点图示方向的正应变。按第四强度理论校核圆轴强度。9. 图所示结构中， q=20kN/m ， 柱的截面为圆形d=80mm， 材料为 Q235 钢。 已知材料 E=200GPa， p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=3.0， =140MPa 。试校核柱BC 是否安全。10. 如图所示的平面桁架，在铰链H处作用了一个20kN的水平力，在铰链D处作用了一个60kN的垂直力。求A、E处的约束力和FH杆的内力。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载
13、名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料11. 图所示圆截面杆件d=80mm ，长度l=1000mm ，承受轴向力F1=30kN，横向力F2=1.2kN，外力偶M=700Nm的作用，材料的许用应力 =40MPa，试求：作杆件内力图。按第三强度理论校核杆的强度。12. 图所示三角桁架由Q235 钢制成，已知AB、AC、BC为 1m ，杆直径均为d=20mm ，已知材料E=200GPa ，p=200MPa ，s=235MPa ，a=304MPa ，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=3
14、.0 。试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。13. 槽形截面梁尺寸及受力图如图所示，AB=3m ，BC=1m ，z轴为截面形心轴，Iz=1.73108mm4，q=15kN/m。材料许用压应力 c=160MPa，许用拉应力 t=80MPa。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件校核梁的强度。14. 图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内，AB段为直径d=20mm 的圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN ，在水平面内沿z轴方向F2=0.5kN ，材料的 =140MPa。试求：作AB段各基本变形的内力图。按第三强度理论校核刚架AB段强度。15. 图所示由5 根圆钢组成正方形结构，
15、载荷P=50KkN，l=1000mm ，杆的直径d=40mm ，联结处均为铰链。已知材料E=200GPa ， p=200MPa ， s=235MPa ，a=304MPa ，b=1.12MPa， 稳定安全系数nst=2.5 ， =140MPa。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料试校核 1 杆是否安全。（15 分）16. 图所示为一连续梁，已知q、a及 ，不计梁的自重，求A、B、C三处的约束力。17
16、. 图所示直径为d的实心圆轴，受力如图示，试求：作轴各基本变形的内力图。用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式。18. 如图所示，AB=800mm ，AC=600mm ，BC=1000mm ，杆件均为等直圆杆，直径d=20mm ，材料为Q235钢。已知材料的弹性模量E=200GPa ，p=200MPa ，s=235MPa ，a=304MPa ，b=1.12MPa。压杆的稳定安全系数nst=3，试由CB杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共
17、17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料参考答案一、判断题：1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 二、单项选择题：1.A 2.D 3.A 4.B 5.B 6.A 7.B 8.A 9.D 10.B 11.C 12.C 三、填空题：1. 正 2.二次抛物线 3.轴向压缩与弯曲 4.柔索轴线 5.原有平衡状态 6.100MPa 7. 变形效应（内效应）与运动效应（外效应） 8.5F/2A 9.突变 10.不共线 11.C 12.2 x 13.突变 14.224 15.
18、大柔度（细长） 16.力、力偶、平衡17.7Fa/2EA 18.斜直线四、计算题：1. 解：以 CB 为研究对象，建立平衡方程B( )0:MFC10 1 0.520F:0yFBC10 10FF解得：B7.5kNFC2.5kNF以 AC 为研究对象，建立平衡方程:0yFAC0yFFA( )0:MFAC1020MF解得：A2.5kNyFA5kN mM2. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图B( )0:MFD10 2 120 340F:0yFBD102200FF解得：B30kNFD10kNF梁的强度校核1157.5mmy2230157.572.5mmy拉应力强度校核B 截面精品资料 - - - 欢迎
19、下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料33B2tmaxt1220 1072.5 1024.1MPa 60125000 10zM yIC 截面33C1tmaxt1210 10157.5 1026.2MPa 60125000 10zM yI压应力强度校核（经分析最大压应力在B 截面）33B1cmaxc1220 10157.5 1052.4MPa 60125000 10zM yI所以梁的强度满足要求3. 解：以整个系统为为研究对象
20、，建立平衡方程()0:xMFt02DFM解得：1kN mM（ 3 分）求支座约束力，作内力图由题可得：AB1kNyyFFAB2.5kNzzFF由内力图可判断危险截面在C 处22222r3332 () yzMMTMTWd222332 ()5.1mmyzMMTd4. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图A( )0:MFD22130yFPP:0yFAD20yyFFPP解得：A12yFPD52yFP精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料
21、收集于网络，仅供参考学习资料梁的强度校核拉应力强度校核C 截面C22tmaxt0.5zzM yPa yII24.5kNPD 截面D11tmaxtzzM yPa yII22.1kNP压应力强度校核（经分析最大压应力在D 截面）D22cmaxczzM yPa yII42.0kNP所以梁载荷22.1kNP5. 解：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料 由内力图可判断危险截面在A 处，该截面危险点在横截
22、面上的正应力、切应力为2221N22332 ()()4F aFlFFMAWdd13p16F aTWd2221222221r323332 ()()4164()4()F aFlFFaddd6. 解：以 CD 杆为研究对象，建立平衡方程C( )0:MFAB0.80.650 0.90F解得：AB93.75kNFAB 杆柔度1 100010040/ 4li229p6p200 1099.3200 10E由于p，所以压杆AB 属于大柔度杆222926crcr22200 104010248.1kN41004EdFA工作安全因数crstAB248.12.6593.75FnnF所以 AB 杆安全7. 解：精品资料
23、 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料 梁的强度校核196.4mmy225096.4153.6mmy拉应力强度校核A 截面A11tmaxt0.8zzM yP yII52.8kNPC 截面C22tmaxt0.6zzM yP yII44.2kNP压应力强度校核（经分析最大压应力在A 截面）A22cmaxc0.8zzMyP yII132.6kNP所以梁载荷44.2kNP8. 解：点在横截面上正应力、切应力3N2
24、4 700 1089.1MPa0.1FA33P166 1030.6MPa0.1TW点的应力状态图如图 由应力状态图可知x=89.1MPa，y=0，x=30.6MPacos2sin222xyxyxo4513.95MPao4575.15MPa由广义胡克定律ooo6594545451113 950 3 7515104 2975 10200 10()(.).E精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料 强度校
25、核2222r4389 13 306103 7MPa.所以圆轴强度满足要求9. 解：以梁 AD 为研究对象，建立平衡方程A( )0:MFAB420 5 2.50F解得：BC62.5kNFBC 杆柔度1 400020080/ 4li229p6p200 1099.3200 10E由于p，所以压杆BC 属于大柔度杆222926crcr22200 108010248.1kN42004EdFA工作安全因数crstAB248.13.9762.5FnnF所以柱 BC 安全10. 解：以整个系统为研究对象，建立平衡方程:0 xFE200 xF:0yFAE600yyFFA( )0:MFE820 360 60yF解
26、得：E20kNxFE52.5kNyFA7.5kNyF过杆 FH 、FC、BC 作截面，取左半部分为研究对象，建立平衡方程C( )0:MFAHF12405yFF解得：HF12.5kNF精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料11. 解： 由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为33N234 30 1032 1.2 1029.84MPa0.080.08zzFMAW3p1
27、6 7006.96MPa0.08TW2222r3429.844 6.9632.9MPa 所以杆的强度满足要求12. 解：以节点C 为研究对象，由平衡条件可求BCFFBC 杆柔度1 100020020/ 4li229p6p200 1099.3200 10E由于p，所以压杆BC 属于大柔度杆222926crcr22200 10201015.5kN42004EdFAcrstAB15.53.0FnnFF解得：5.17kNF13. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图A( )0:MFB3 15 420yF:0yFAB1540yyFF解得：A20kNyFB40kNyF精品资料 - - - 欢迎下载 - -
28、- - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料 梁的强度校核拉应力强度校核D 截面33D1tmaxt81240/3 10183 1014.1MPa1.73 1010zM yIB 截面33B2tmaxt8127.5 10400 1017.3MPa1.73 1010zM yI压应力强度校核（经分析最大压应力在D 截面）33D2tmaxc81240/3 10400 1030.8MPa1.73 1010zM yI所以梁的强度满足要求14. 解：由内力图
29、可判断危险截面在A 处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为22332604897.8MPa0.02MW3p16 6038.2MPa0.02TW2222r3497.84 38.2124.1MPa 所以刚架 AB 段的强度满足要求精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料15. 解：以节点为研究对象，由平衡条件可求1235.36kN2FP1 杆柔度1 100010040/ 4li229p6p200
30、1099.3200 10E由于p，所以压杆AB 属于大柔度杆222926crcr22200 104010248.1kN41004EdFA工作安全因数crst1248.1735.36FnnF所以 1 杆安全16. 解：以 BC 为研究对象，建立平衡方程B( )0:MFCcos02aFaq a0:xFBCsin0 xFFC( )0:MFB02yaq aFa解得：Btan2xqaFB2yqaFC2cosqaF以 AB 为研究对象，建立平衡方程0:xFAB0 xxFF:0yFAB0yyFFA( )0:MFAB0yMFa解得：Atan2xqaFA2yqaF2A2qaM精品资料 - - - 欢迎下载 -
31、- - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料17. 解： 由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为2223N12332 (2)()4F lF lFFMAWdd3p16eMTWd222322221r323332 (2)()1644()4()eF lF lMFddd18. 解：以节点B 为研究对象，由平衡条件可求BC53FFBC 杆柔度1 100020020/ 4li229p6p200 1099.3200 10E由于p，所以压杆AB 属于大柔度杆222926crcr22200 10201015.5kN42004EdFAcrstBC15.535/ 3FnnFF解得：3.1kNF精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - - -