《2023年工程力学复习题及参考超详细解析超详细解析答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年工程力学复习题及参考超详细解析超详细解析答案.pdf（16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、第1页共 6 页 2011 年课程考试复习题及参考答案 工程力学 一、填空题：1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为 。2.构件抵抗 的能力称为强度。3.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。4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为 。5.偏心压缩为 的组合变形。6.柔索的约束反力沿 离开物体。7.构件保持 的能力称为稳定性。8.力对轴之矩在 情况下为零。9.梁的中性层与横截面的交线称为 。10.图所示点的应力状态，其最大切应力是 。11.物体在外力作用下产生两种效应分别是 。12.外力解除后可消失的变形，称为 。13.力偶对任意点之矩都 。14.阶梯杆受力如下图，设
2、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 。15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有 。16.光滑接触面约束的约束力沿 指向物体。17.外力解除后不能消失的变形，称为 。18.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。19.图所示，梁最大拉应力的位置在 点处。20.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 。第2页共 6 页 21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为 。22.在截面突变的位置存在 集中现象。23.梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有 。24.图所示点的应
3、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 。25.临界应力的欧拉公式只适用于 杆。26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为 。27.作用力与反作用力的关系是 。28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是 。29.阶梯杆受力如下图，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 。30.假设一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为 。二、计算题：1.梁结构尺寸、受力如下图，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kNm，求A、B、C处的约束力。2.铸铁 T梁的载荷及横截面尺寸如下图，C为截面形心。已知Iz=60125000mm4，yC=1
4、57.5mm，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.传动轴如下图。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。第3页共 6 页 4.图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知 Iz=4500cm4，y1=7.14cm，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
5、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。6.图所示结构，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=40M
6、Pa，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。第4页共 6 页 8.第七大题，应力状态图 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，=140MPa。试求：作图示圆轴外表点的应力状态图。求圆轴外表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
7、安全。10.如下图的平面桁架，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。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=700N m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 ns
8、t=3.0。试由 BC 杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载 F。第5页共 6 页 13.槽形截面梁尺寸及受力图如下图，AB=3m，BC=1m，z 轴为截面形心轴，Iz=1.73 108mm4，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.
9、图所示由 5 根圆钢组成正方形结构，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。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.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。第6页共 6 页 18.如下图，AB=800mm，AC=600mm，BC=1000mm，杆
10、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。第0页共 10 页 参考答案 一、填空题：1.刚体 2.破坏 3.正 4.二次抛物线 5.轴向压缩与弯曲 6.柔索轴线 7.原有平衡状态 8.力与轴相交或平行 9.中性轴 10.100MPa 11.变形效应 内效应 与运动效应 外效应 12.弹性变形 13.相等 14.5F/2A 15.突变 16.接触面的公法线 17.塑性变形 18.不共线
11、 19.C 20.2x 22.平衡 22.应力 23.突变 24.224 25.大柔度 细长 26.二力构件 27.等值、反向、共线 28.力、力偶、平衡 29.7Fa/2EA 30.斜直线 二、计算题：1.解：以 CB 为研究对象，建立平衡方程 B()0:MF C10 1 0.520 F :0yF BC10 10 FF 解得：B7.5kNF C2.5kNF 以 AC 为研究对象，建立平衡方程:0yF AC0yFF A()0:MF AC1020MF 解得：A2.5kNyF A5kN m M 2.解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图 B()0:MF D10 2 1 20 340 F :0yF BD
12、10 2200 FF 解得：B30kNF D10kNF 第1页共 10 页 梁的强度校核 1157.5mmy 2230 157.572.5mmy 拉应力强度校核 B 截面 33B2tmaxt1220 1072.5 1024.1MPa60125000 10zM yI C 截面 33C1tmaxt1210 10157.5 1026.2MPa60125000 10zM yI 压应力强度校核经分析最大压应力在 B 截面 33B1cmaxc1220 10157.5 1052.4MPa60125000 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，建立平衡方程()0:xMF t02
13、 DFM 解得：1kN mM 3 分 求支座约束力，作内力图 由题可得：AB1kNyyFF AB2.5kNzzFF 由内力图可判断危险截面在 C 处 22222r3332()yzMMTMTWd 222332()5.1mm yzMMTd 第2页共 10 页 4.解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图 A()0:MF D22130yFPP :0yF AD20yyFFPP 解得：A12yFP D52yFP 梁的强度校核 拉应力强度校核 C截面 C22tmaxt0.5zzM yPa yII 24.5kNP D截面 D11tmaxtzzM yPa yII 22.1kNP 压应力强度校核经分析最大压应力在D截
14、面 D22cmaxczzM yPa yII 42.0kNP 所以梁载荷22.1kNP 第3页共 10 页 5.解：由内力图可判断危险截面在 A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 2221N22332()()4F aFlFFMAWdd 13p16FaTWd 2221222221r323332()()4164()4()F aFlFFaddd 6.解：以 CD 杆为研究对象，建立平衡方程 C()0:MF AB0.80.6 50 0.90F 解得：AB93.75kNF AB杆柔度 1 100010040/4li 229p6p200 1099.3200 10E 由于p，所以压杆 AB 属于大柔
15、度杆 222926crcr22200 104010248.1kN41004EdFA 工作安全因数 crstAB248.12.6593.75FnnF 所以 AB杆安全 第4页共 10 页 7.解：梁的强度校核 196.4mmy 225096.4153.6mmy 拉应力强度校核 A截面 A11tmaxt0.8zzM yP yII 52.8kNP C 截面 C22tmaxt0.6zzM yP yII 44.2kNP 压应力强度校核经分析最大压应力在 A截面 A22cmaxc0.8zzM yP yII 132.6kNP 所以梁载荷44.2kNP 8.解：点在横截面上正应力、切应力 3N24 700 1
16、089.1MPa0.1FA 33P16 6 1030.6MPa0.1TW 点的应力状态图如下列图：第5页共 10 页 由应力状态图可知 x=89.1MPa，y=0，x=30.6MPa cos 2sin 222xyxyx o4513.95MPa o4575.15MPa 由广义胡克定律 ooo6594545451113 950 3 75 15104 2975 10200 10()(.).E 强度校核 2222r4389 13 30 6103 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:MF AB420 5 2.50F 解得：BC62.5kNF BC 杆柔
17、度 1 400020080/4li 229p6p200 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 xF E200 xF :0yF AE600yyFF A()0:MF E8 20 3 60 60yF 解得：E20kNxF E52.5kNyF A7.5kNyF 第6页共 10 页 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:MF AH
18、F12405yFF 解得：HF12.5kNF 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 1029.84MPa0.080.08zzFMAW 3p16 7006.96MPa0.08TW 2222r3429.844 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 BCFF BC 杆柔度 1 100020020/4li 229p6p200 1099.3200 10E 由于p，所以压杆 BC 属于大柔度杆 222926crcr22200 10201015.5kN42004Ed
19、FA crstAB15.53.0FnnFF 解得：5.17kNF 第7页共 10 页 13.解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图 A()0:MF B3 15 4 20yF :0yF AB15 40yyFF 解得：A20kNyF B40kNyF 梁的强度校核 拉应力强度校核 D 截面 33D1tmaxt81240/3 10183 1014.1MPa1.73 1010zM yI B 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 10
20、10zM yI 所以梁的强度满足要求 14.解：由内力图可判断危险截面在 A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 第8页共 10 页 22332604897.8MPa0.02MW 3p16 6038.2MPa0.02TW 2222r3497.84 38.2124.1MPa 所以刚架 AB段的强度满足要求 15.解：以节点为研究对象，由平衡条件可求 1235.36kN2FP 1 杆柔度 1 100010040/4li 229p6p200 1099.3200 10E 由于p，所以压杆 AB 属于大柔度杆 222926crcr22200 104010248.1kN41004EdFA 工作安全
21、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:MF Ccos02aFaq a 0:xF BCsin0 xFF C()0:MF B02yaq aFa 解得：Btan2xqaF B2yqaF C2cosqaF 以 AB 为研究对象，建立平衡方程 0:xF AB0 xxFF :0yF AB0yyFF 第9页共 10 页 A()0:MF AB0yMFa 解得：Atan2xqaF A2yqaF 2A2qaM 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 lFFMAWdd 3p16eMTWd 222322221r323332(2)()1644()4()eF lF lMFddd 18.解：以节点 B 为研究对象，由平衡条件可求 BC53FF BC 杆柔度 1 100020020/4li 229p6p200 1099.3200 10E 由于p，所以压杆 AB 属于大柔度杆 222926crcr22200 10201015.5kN42004EdFA crstBC15.535/3FnnFF 解得：3.1kNF