《工程力学》复习题答案

《工程力学》复习题

一、填空题

1、力的三要素是力的大小、方向和作用点。

2、工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件，称为二力构件。 3、力偶的三要素是力偶矩的大小、力偶的转向、力偶作用面的方位。

4、平面任意力系的主矢，它的大小和方向与简化中心的位置无关；平面任意力系的主矩一般与简化中心的位置有关。

5、构件抵抗破坏的能力称为强度；构件抵抗变形的能力称为刚度；构件这种保持其原有几何平衡状态的能力称为稳定性。

6、载荷卸除后能消失的变形称为弹性变形；载荷卸除后不能消失的变形称为塑性变形。 7、轴向拉伸或压缩时杆件的内力称为轴力；圆轴扭转时的内力偶矩称为扭矩；平面弯曲的内力为剪力和弯矩。

8、归纳起来，杆件变形的基本形式有以下四种，即轴向拉伸或压缩；剪切；扭转；弯曲。 9、力在空间坐标轴上的投影有两种方法，即直接投影法和二次投影法。

10、低碳钢在整个拉伸过程中大致可分为4个阶段，分别为线弹性阶段，屈服 阶段，强化阶段和缩颈阶段。

11、工程上通常把伸长率??5%的材料称为塑性材料材料；把??5%的材料称为脆性材料材料。 12、纯弯曲时，沿梁的高度一定有一层纵向纤维既不伸长又不缩短。这一纤维层称为中型层。其与横截面的交线称为中性轴。

13、为便于材料力学问题的理论分析，对变形固体作了连续性假设、均匀性假设和各向同性假设。

14、矩形截面梁的高度增加一倍，梁的承载能力增加 4 倍，宽度增加一倍，承载能力又增加 2 倍。 二、单项选择题

1、两种不同材料制成的等截面直杆，在相同的拉力作用下，则（ C ）。

A、轴力不相同，应力相同；B、轴力相同，应力不相同；C、轴力相同，应力也相同。 2、低碳钢在整个拉伸过程中大致可分为（ B ） A、3个阶段 B、4个阶段 C、5个阶段 3、对于等截面杆件，利用强度条件（?max?FNmaxA?[?]）可以解决（ C ）强度计

算问题。 A、一种 B、二种 C、三种 4、剪切的实用计算公式为??FS,已知FS =12KN，A =300㎜2，切应力??（ B ） A、A35MPa B、40MPa C、45MPa 5、传动轴的转速n =200 r/min，其传动的功率P =20kw，作用于该轴的外力偶矩为（ B ） A、95.49N.m B、954.9N.m C、9549N.m

FN 6、应用拉压正应力公式 ??的条件是（ C ）

AA应力小于弹性极限 B、应力小于屈服极限 C、外力的作用线与轴线重合

7、如图所示受扭圆轴横截面上的切应力分布图中，正确的结果是（ A ）

MeMeMeA

8、实心圆轴受扭转，若将轴的直径减小一半时，圆轴的扭转角是原来的（ C ） A、4倍 B、8倍 C、16倍

9、梁的某一段内作用有均布载荷时，该段内的内力图为（ B ）

A、Fs图水平线，M图倾斜线 ； B、Fs图倾斜线，M图曲线 C、Fs图曲线，M图曲线 10、矩形截面梁的高度增加一倍，梁的承载能力增加（ B ） A、2倍 B、4倍 C、8倍 11、已知空间力F在3个坐标轴上的投影：Fx=5，Fy=4，Fz=3，力F的大小为（ A ） A、

BC52 B、42 C、53

12、简支梁长为L，若当集中力F作用在跨度中间时，其最大弯矩为（ B ）

FLPLPLA、 B、 C、

24813、简支梁长为L，若受向下均布载荷q作用时，其最大弯矩为（ C ）

qL2qL2qL2A、 B、 C、

248三、判断题

（ √ ）1、力是矢量，力在直角坐标轴上的投影是代数量。 （ × ）2、凡两端用铰链连接的直杆均为二力杆。

（ √ ）3、以系统为研究对象时，受力图上只画外力，不画内力。

（ × ）4、平面力系向一点简化后得一力偶，若选择另一简化中心简化力系，结果是得一力和一力偶。

（ √ ）5、力对轴之矩为代数量，正负号用右手螺旋法则判定。

（ √ ）6、只要保持力偶矩的大小和转向不变，且可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变其作用效应。

（ √ ）7、当杆横截面上的正应力不超过某一限度时，杆的绝对变形△L与轴力FN 、杆长L成正比，而与横截面面积A、材料的弹性模量E成反比。

（ √ ）8、低碳钢是很好的塑性材料；铸铁是典型的脆性材料。

9、空心轴截面如图所示，它的极惯性矩Ip和抗扭截面系数是否按下式计算：

dDIp?Ip外?Ip内??D432??d432( Y )Wp?Wp外?Wp内??D316??d316( N )

10、梁的横截面如图所示，Z为中性轴。它的二次矩Iz和弯曲截面系数Wz是否按

2

22BH3bh3BHbh?( Y ) WZ?下式计算：IZ??( N )

121266cbBZ

（ √ ）11、在表示力矩时，必须标明矩心；力偶在其作用面内与矩心的位置无关，它恒等于力偶矩。

（ × ）12、当弯矩不变时，矩形截面梁横放、竖放不会影响最大弯曲正应力的大小。 （ √ ）13、EA称为杆的抗拉（压）刚度；EIz称为梁截面的抗弯刚度。 （ √ ）14、低碳钢的强度指标有?s和?b?，塑性指标有?和?。?四、简答题

1、二力平衡条件，作用和反作用定律的异同？

答：相同：两力等值、反向、共线；不同：二力平衡条件是二力作用于一个刚体；作用和反作用定律是分别作用于两个物体。

2、工程上常见的约束类型有哪些？ 答：工程上常见的约束类型有：（1）柔性约束 （2）光滑接触面约束 （3）圆柱形铰链约束 （4）固定端约束

3、两根不同材料制成的等截面直杆，承受相同的轴向拉力，它们的横截面积和长度都相等。 1）、横截面上的应力是否相等？ 2）、强度是否相同？ 3）、绝对变形是否相同？

答：横截面上的应力相等。强度和绝对变形都不相同。 4、三种材料的σ-ε曲线如图所示。 1）、试说明哪种材料的强度高？ 2）、哪种材料的塑性好？ 3）、在弹性范围内哪种材料的弹性模量大？

?Hh123O答：第2种材料的强度高；第3种材料的塑性好；第1种材料的弹

性摸量大。

5、低碳钢拉伸试验时分哪几个变形阶段？

答：线弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。

6、减速箱中，高速轴直径大还是低速轴直径大？为什么？

答：减速箱中，高速轴直径小，低速轴直径大。根据外力偶矩的计算公式知，轴的转速与外力偶矩成反比。

7、剪力和弯矩的正负号是按什么原则确定的？

答：使微段梁产生左侧截面向上、右侧截面向下相对错动的剪力为正，反之为负；使微段梁产生上凹下凸弯曲变形的弯矩为正，反之为负。 8、提高梁的强度和刚度主要有哪些措施？ 答：提高梁的强度和刚度主要措施有：（1）合理安排梁的支承 （2）合理地布置载荷 （3）选择梁的合理截面等。 五、计算题

1、如图所示。已知：梁长L = 2m，F = 100 N，求固定端A处的约束力。

3

FALBFAx=86.6NFAy=50NMA=100N.m30°

2、如图所示，求：A和B处的约束力。

（FA=192KN,FB=288KN）

3、阶梯状直杆受力如图所示，试求各段杆横截面上的内力和应力。AC段的截面面积AAB =ABC= 500 ㎜2，CD段的截面面积ACD=200 ㎜2。

AB30KNCD10KNFN(+)20KNX(-)10KN?=40MPa?BC=-20MPa?=-50MPa??CD

4、求截面1-1，2-2，3-3的轴力，作轴力图

4

N1=-F,FN2=-3F,FN3=-F)

5、试画出图示该轴的扭矩图。

4.5KN.m1.5KN.m2KN.mT3.5KN.m2KN.m(+)X(-)1KN.m

6、作剪力和弯矩图

5

7、矩形截面简支梁受载如图所示，试求出梁的最大正应力。

F=20KN?max100BMmax?WZ4

ACFl?bh21.5m1.5m506?180MPa 6

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