《2023年《工程力学》期末复习题及超详细解析答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年《工程力学》期末复习题及超详细解析答案.pdf（24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、优秀学习资料 欢迎下载 工程力学期末复习题 1 选择题：(1)下面哪一选项是材料的刚度指标？A 弹性模量 E；B 屈服极限s；C 强度极限b；D 断后伸长率(延伸率)。(2)下面哪一选项是材料的塑性指标？A 弹性模量 E；B 屈服极限s；C 强度极限b；D 断后伸长率(延伸率)。(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？A 拉应力最大；B 拉应力最小；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？A 断口平齐、与轴线垂直；B 断口平齐、与轴线近似成 45；C 断口呈螺旋面、与轴线垂直；
2、D 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，铸铁的扭转破坏和什么因素有很大的关系？A 最大拉应力；B 最小拉应力；C 最大剪应力；D 最小剪应力。(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？A 压电；B 光的衍射；C 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 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；优秀学习资料 欢迎下载 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
3、称轴和水平对称轴方向上分别作用有PF，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 是正确的。A max发生在 a 点，max发生在 b 点；B max发生在 c 点，max发生在 d 点；C max发生在 b 点，max发生在 a 点；D max发生在 d 点，max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：x=45MPa，y=135MPa，z=0，xy=0，许用应力=160MPa。则下面关于构件强度的说法中正确的是 。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
4、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：x=20MPa，y=-25MPa，z=40MPa，xy=0，许用应力=30MPa。则下面关于构件强度的说法中正确的是 。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 。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
5、形的最大轴向压力。坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载(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 。A 压杆约束愈强，压杆的临界载荷PcrF愈高，其稳定性愈好；B 压杆约束愈强，压杆的临界载荷PcrF愈低，其稳定性愈好；C 压杆约束愈强，压杆的临界载荷PcrF愈高，其稳定性愈差；D 压杆约束愈强，压杆的临界载荷PcrF愈低，其稳定性愈差。(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界载荷，
6、可采用欧拉公式22/lEIFPcr计算。该压杆的长度系数的取值范围为 。A 5.0；B 7.05.0；C 0.27.0；D 0.2。(14)冲击动荷系数是 。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 。A 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，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
7、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：。A 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；PF EI lk坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 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
8、和颗粒状区域。(18)构件的疲劳破坏是 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 。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 。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
9、部分组成，每部分的重量均为150N，重心在杆子的中点，AC与 BC两部分用铰链 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点铰接。已知：砖的重量为W；提砖的合力为FP，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sf=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)。坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射
10、金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 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d和q。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 kNm)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。qa a a C B A qa2 q A C B ddqdd坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成
11、根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 题 8 图 9 图示结构中 BC和 AC都是圆截面直杆，直径均为d20mm，材料都是 Q235钢，其许用应力 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mm。若已知mNMe 17651，mNMe 11712，材料的切变模量GPaG4.80，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max。题 10图 11 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 11 截面上 A、B两点的正应力。A C
12、B q2qlllql坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 题 11 图 12 图示外伸梁承受集中载荷PF作用，尺寸如图所示。已知PF=20kN，许用应力=200MPa，所使用的工字钢的型号是 14，试校核梁的强度。题 12 图 附表：13 图示外伸梁承受集中载荷PF作用，尺寸如图所示。已知PF=20kN，许用应力=160MPa，试选择所用工字钢的型号。A B C PFm4m1No.14（部分）坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴
13、线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 题 13 图 附表：14 图示之 AB为简支梁，当载荷PF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a。题 14 图 15 图中q、l、EI等为已知。试用叠加法求图示梁中截面 B的挠度和转角。A B C PFm4m1（部分）坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂
14、直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 题 15 图 已知：16 图中P、q、l、EI等为已知。试用叠加法求图示梁中截面 B的挠度和转角。题 16 图 已知：17 试求图示梁的 A、B端约束力。P B q EI lB EI l(a)(b)wwA A EIPlB22EIqlB63EIPlwB33EIqlwB84PA B EI2l2lqA B EI2l2lq221qlB EI lB EI l(a)(b)wwA A EIqlB63EIqlwB84qMEIMlBEIMlwB22坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴
15、线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 题 17 图 已知：18 矩形截面悬臂梁受力如图所示，其中力PF的作用线通过截面形心。已知PF、b、h、l和。(1)试求图中虚线所示截面上点a处的正应力。(2)当为何值时，点a处正应力为零。题 18 图 19 煤气罐所用材料的屈服应力为s=170MPa，若煤气罐的外径为D=32cm，壁厚为=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p。B EI l(b)wA MEIMlBEIMlwB22P B
16、 EI l(a)wA EIPlB22EIPlwB33坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 题 19 图 坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 AFBFACWBCWPWBFTFBCWCxFCyF工程力学期末复习题答案 1 答：(1)A (2)D (3)C (
17、4)D (5)A (6)C (7)A (8)D (9)C (10)B (11)B (12)A (13)C (14)A (15)B (16)A (17)A (18)B (19)D (20)D 2 答：(1)以整体为研究对象，作受力图如右上。NFWWWFMBACPBCBA37505.075cos4.275cos6.04.25.175cos4.2275cos4.20F NFWWWFFFAPBCACBAy52500 (2)以 BC为研究对象，作受力图如右下。NFWFFMTBCTBC10705.075cos4.275sin6.04.275cos4.20F 坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该
18、断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 AFNAFNDFDFNAFAFGxFGyF3 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。00WFFPy (a)(2)以砖为研究对象，作受力图如右中。01252500WFMADF (b)NAsAFfF (c)(3)以砖夹 AGB部分为研究对象，作受力图如右下。030950dFFFMNAAPGF (d)将式(a)、(b)、(c)、(d)联立，可得 mmd110 4 答：(1)先分析 BC杆，作受力图。00B
19、xxFF 402/20qdFdqddFMCyCyBF qdFqdFFFByCyByy4300 (2)分析 AB杆，作受力图。23022/30qdMdFdqdMMAByAAF 00AxxFF B A C B CyFByFBxFByFBxFAxFAyFAMqdqd2d23d2d23d()坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 qdFFqdFFAyByAyy4700 5 答：6 答：7 答：xO30mkNMx/10155-+kNFN
20、/xO301020+a a C B A qa2 q FQ +2qa qa M -223qa2qaqa xx坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 8 答：9 答：(1)受力分析，确定各杆的轴力 研究销子 C，由平衡方程 0 xF，030sin45sinNBCNACFF，0yF，030cos45cosPNBCNACFFF，得PNACFF518.0，PNBCFF732.0 (2)求该结构的许用载荷 保证 AC杆强度安全的结构许用载
21、荷为 xyCPFNACFNBCF3045A C B q2qlllqlxOxO4ql4ql45ql2ql42ql+QFM坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 ACPAF518.0，518.0AFP 保证 BC杆强度安全的结构许用载荷为 BCPAF732.0，732.0AFP 取较小的 kNNAFP106.75732.01020410175732.0626 10 答：(1)作扭矩图 (2)求轴内最大剪应力及其作用位置 AB段：3
22、1111max16dMWMABxPx43.595MPa107029361693Pa BC段：32222max16dMWMBCxPx47.711MPa105011711693Pa 可见，BCmaxmax47.711MPa(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 rad102.271321050104.80105001171321070104.8010700293621249312493222111maxradGIlMGIlMBCABACPxPx xO mNMx/29361171-坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈
23、螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 11 答：(1)确定梁的 11 截面上的弯矩数值 应用截面法可得 mNmNM13005.016001100011(2)计算惯性矩 45433102.81251215.01.012mmbhIz(3)求梁的 11 截面上 A、B两点的正应力 A点：MPaPaIyMAzA542.2102.8125105513005311（拉）B点：MPaPaIyMBzB618.1102.8125103513005311（压）12 答：(1)先求约束反力 kNFFFFMPByPByA25450
24、540F kNFFFFMPAyPAyB5410140F(2)作弯矩图 坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 (3)强度分析 危险截面在 B 处，mkNM 20max，查表得 No.14工字钢的弯曲截面模量3610102mWz，得 MPaMPaPaWMz2001.19610102102063maxmax 安全 13 答：(1)先求约束反力（部分）A C B PFm4m1No.14 A C B PFm4m1AyFByFxO-Mm
25、kN20坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 kNFFFFMPByPByA25450540F kNFFFFMPAyPAyB5410140F(2)作弯矩图 (3)强度分析 危险截面在 B处，mkNM 20max，由强度条件 zWMmaxmax得 336363max12510125101601020cmmmMWz 查表知应选择 No.16 工字钢。A C B PFm4m1A C B PFm4m1AyFByFxO-MmkN20坏后
26、的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 14 答：分别作出 AB梁在没有和配置辅助梁 CD情况下的弯矩图如下，可见两种情况下的最大弯矩数值分别是PF5.1和aFP5.035.0，由梁内最大弯曲正应力公式zzWMmax可知，最大弯曲正应力与最大弯矩成正比，有 aFFPP5.035.05.13.1 得ma385.1（部分）坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件
27、扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 15 答：+=PF2PF2PFxOzMPF5.1xOzMaFP5.035.0+A B EI2l2lqEIqlEIqlEIqlB1264333EIqlEIqlEIqlwB168163444221qlA B EI2l2lqEIqlB63EIqlwB84A B EI2l2l221qlEIqlEIlqlB4212132EIqllEIlqlwBB16322221422坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射
28、金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 16 答：+=17 答：(1)静定基 +A B EI2l2l0MEIlMlEIlMEIlMwB83222220020PA B EI2l2lqEIPlEIqlB24823EIPlEIqlwB3384734A B EI2l2lqEIqlEIlqB486233EIqllEIlqwBB384728244PA B EI2l2lEIPlB22EIPlwB33坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力
29、优秀学习资料 欢迎下载 =(2)变形协调条件 0892402lRMEIlwBB lMRB890（）(3)平衡分析 00AxxRF lMRRRRFBAyBAyy89000（）800000MlRMMlRMMMBABAA（顺时针）18 答：BRA B EI2l2lEIlRwBB33A B EI2l2l0MBRAxRAyRAMBRlRMEIlEIlREIlMwBBB892438302320坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力优秀学习资料 欢迎下载 tm(1)sincos66sin6cos2222hbbhlFhblFbhlFaPPP(2)0sincos622hbbhlFaP hb1tan 19 答：如图所示，危险点在煤气罐外表面。04pDm 02pDt 所以 21pDt 42pDm 03 根据第三强度理论 s31 spD2 MPaDps975.21703228.022 坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性与轴线近似成破坏前该断口所在斜截面螺旋面与轴线垂直断口呈螺旋面与轴线近似成根据铸铁试件扭转破坏断现电测的压电光的衍射金属丝的电阻随机械变形而发生变化当轴向压力