工程力學(xué)期末考

1、工程力學(xué)期末考工程力學(xué)（一）期末復(fù)習(xí)題一、填空題1. 在材料力學(xué)中，為了簡(jiǎn)化對(duì)問(wèn)題的研究，特對(duì)變形固體作出三個(gè)假設(shè)，分別為 ， ， 。答案：連續(xù)性，均勻性，各向同性2. 圖中分布力的合力的大小為 ，對(duì)點(diǎn)A之矩大小為 。 答案：， (順時(shí)針)知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查分布力大小及合力作用點(diǎn)的計(jì)算，三角形分布力合理大小為三角形的面積，合力作用點(diǎn)為形心處。3. 將圓截面壓桿改為面積相等的圓環(huán)截面壓桿，其他條件不變，則其柔度將 ，臨界荷載將 。答案：降低，增大知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查壓桿柔度和臨界荷載與截面形狀的關(guān)系，將圓截面壓桿改為面積相等的圓環(huán)截面壓桿，截面慣性矩增大，柔度降低而臨界荷載增大。4. 對(duì)于空間

2、力偶系，獨(dú)立的平衡方程個(gè)數(shù)為 。答案：3個(gè)知識(shí)點(diǎn)解析：空間力偶系獨(dú)立平衡方程的個(gè)數(shù)5. 解決超靜定問(wèn)題需要采用變形體模型，進(jìn)行力、變形以及 關(guān)系的研究三方面的分析工作。答案：力與變形6. 圖示銷釘受軸向拉力作用，尺寸如圖所示，則銷釘內(nèi)的剪應(yīng)力 ，支承面的擠壓應(yīng)力 。答案：， 知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查連接件剪應(yīng)力與擠壓應(yīng)力的計(jì)算。7. 一受扭圓棒如圖4所示，其mm截面上的扭矩等于 ，若該圓棒直徑為d，則其扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上最大切應(yīng)力tmax = 。圖4答案：，知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)扭矩和切應(yīng)力的計(jì)算方法，首先取隔離體，根據(jù)扭矩平衡和右手螺旋法則計(jì)算出mm截面的扭矩為，根據(jù)切應(yīng)力計(jì)算公式計(jì)算出截面

3、的最大切應(yīng)力tmax =。8. 圖5示階梯桿AD受三個(gè)集中力F作用，設(shè)AB、BC、CD段的橫截面面積分別為A、2A、3A，則三段桿的橫截面上軸力 ，正應(yīng)力 。圖5答案：不相等，相等知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查受拉桿件內(nèi)力和應(yīng)力的計(jì)算，首先分段取隔離體計(jì)算出AB、BC、CD三段桿所受軸力分別為F、2F、3F，正應(yīng)力為軸力除以受力面積，三段桿正應(yīng)力均為F/A。9. 圖示正方形截面簡(jiǎn)支梁，若荷載不變而將截面邊長(zhǎng)增加一倍，則其最大彎曲正應(yīng)力為原來(lái)的 ，最大彎曲剪應(yīng)力為原來(lái)的 。答案：1/8, 1/4知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查簡(jiǎn)支梁受彎截面彎曲正應(yīng)力和彎曲剪應(yīng)力與截面尺寸的關(guān)系，彎曲正應(yīng)力與正方形截面邊長(zhǎng)的三次方成反

4、比，彎曲剪應(yīng)力與正方形截面邊長(zhǎng)的平方成反比，因此當(dāng)截面邊長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，彎曲正應(yīng)力變?yōu)樵瓉?lái)的1/8，彎曲剪應(yīng)力變?yōu)樵瓉?lái)的1/4。10. 力和 是兩個(gè)不同的、相互獨(dú)立的基本力學(xué)量，它們是組成力系的兩個(gè)基本元素。答案：力偶11. 作用于彈性體一小塊面積（或體積）上的載荷所引起的應(yīng)力，在離載荷作用區(qū)較遠(yuǎn)處，基本上只同載荷的主矢和主矩有關(guān)；載荷的具體分布只影響作用區(qū)域附近的應(yīng)力分布。這就是著名的 原理。答案：圣維南知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查圣維南原理的概念。12. 在工程力學(xué)范疇內(nèi)，為保證工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的正常工作，要求構(gòu)件應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、 和 。答案：剛度，穩(wěn)定性13. 圖6為低碳鋼Q235的應(yīng)力-應(yīng)變

5、曲線，當(dāng)應(yīng)力加至曲線上k點(diǎn)后卸載時(shí)，相應(yīng)的彈性應(yīng)變?nèi)鐖D中的 所示，塑性應(yīng)變?nèi)鐖D中 所示。i j 圖6 答案： oi ，ij知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查低碳鋼拉伸試驗(yàn)的變形階段，彈性變形和塑性變形的定義。14. 圖7示圓截面懸臂梁，若梁的長(zhǎng)度減小一半（其它條件不變），則梁的最大彎曲正應(yīng)力降至原來(lái)的 ，最大撓度降至原來(lái)的 。dqABl 圖7答案：，知識(shí)點(diǎn)解析：受均布荷載的懸臂梁，截面抗彎剛度不變的條件下，最大彎曲正應(yīng)力與最大彎矩成正比，彎矩與的二次冪成正比，當(dāng)減小一半時(shí)，最大彎矩變?yōu)樵瓉?lái)的，最大彎曲應(yīng)力也就相應(yīng)的變?yōu)樵瓉?lái)的。撓度與的四次冪成正比，當(dāng)減小一半時(shí)，撓度變?yōu)樵瓉?lái)的。15、位移法是以 為基本未

6、知量，位移法方程實(shí)質(zhì)上是 方程。答案：獨(dú)立結(jié)點(diǎn)位移，靜力平衡知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查位移法和位移法方程的基本概念。16、靜定結(jié)構(gòu)是 的 系。答案：無(wú)多余約束，幾何不變二、選擇題1. 工程構(gòu)件要正常安全的工作，必須滿尊一定的條件。下列除（ ）項(xiàng)，其他各項(xiàng)是必須滿足的條件。A強(qiáng)度條件 B剛度條件 C穩(wěn)定性條件 D硬度條件答案：D2. 內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系是（ ）。A.內(nèi)力大于應(yīng)力 B.內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)和 C.內(nèi)力是矢量，應(yīng)力是標(biāo)量 D.應(yīng)力是分布內(nèi)力的集度 答案：D知識(shí)點(diǎn)解析： 本題考查內(nèi)力和應(yīng)力的基本概念和關(guān)系。3.根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平面假設(shè)，可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面（ ）。A.形狀尺寸不變，直徑線仍為

7、直線 B.尺寸形狀改變，直徑線仍為直線C.形狀尺寸不變，直徑線不保持直線 D. 形狀尺寸改變，直徑線不保持直線答案：A4.建立平面彎曲正應(yīng)力公式，需要考慮的關(guān)系有（ ）。A. 平衡關(guān)系，物理關(guān)系，變形幾何關(guān)系 B. 變形幾何關(guān)系，物理關(guān)系，靜力關(guān)系C. 變形幾何關(guān)系，平衡關(guān)系，靜力關(guān)系 D. 平衡關(guān)系，物理關(guān)系，靜力關(guān)系答案：C知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式考慮的關(guān)系。5. 利用積分法求梁的變形，不需要用到下面哪類條件來(lái)確定積分常數(shù)（ ）。A.平衡條件 B. 邊界條件 C. 連續(xù)性條件 D. 光滑性條件答案：A知識(shí)點(diǎn)解析：利用積分法求梁的變形，考慮的條件有邊界條件、連續(xù)性條件和光滑性條

8、件。6. 壓桿臨界應(yīng)力的大?。?）。A.與壓桿承受的軸向壓力大小有關(guān) B.與壓桿的柔度大小有關(guān) C.與壓桿材料無(wú)關(guān) D.與壓桿的柔度大小無(wú)關(guān)答案：B知識(shí)點(diǎn)解析：壓桿臨界應(yīng)力的大小與壓桿的材料和柔度大小有關(guān)，而與壓桿承受的軸向壓力大小無(wú)關(guān)。7. 利用圖乘法計(jì)算彈性梁或剛架的位移，要求結(jié)構(gòu)滿足三個(gè)條件，以下哪個(gè)條件不是必需的（ ）。A. 為常量 B. 結(jié)構(gòu)軸線必須為直線C. 圖必須是直線 D. 和至少有一個(gè)是直線答案：C8. 材料的失效模式（ ）。A.只與材料本身有關(guān)，而與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)B. 與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均有關(guān)C.只與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，而與材料本身無(wú)關(guān) D. 與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均無(wú)關(guān)答案：B知

9、識(shí)點(diǎn)解析：材料的實(shí)效模式不僅與材料本身有關(guān)，與應(yīng)力狀態(tài)也相關(guān)。9. 一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，則其主應(yīng)力分別為（ ）。A BC D答案：B知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查單元體主應(yīng)力計(jì)算。10. 軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截面（ ）。A.分別是橫截面、45斜截面B. 都是橫截面 C.分別是45斜截面、橫截面 D. 都是45斜截面答案：A11. 在連接件上，剪切面和擠壓面分別（ ）于外力方向。A. 垂直、平行 B. 平行、垂直 C. 平行 D. 垂直答案：B知識(shí)點(diǎn)解析：連接件剪切面平行于外力方向，擠壓面垂直于外力方向。12. 軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力公式適用于（ ）。 A. 矩形截面軸 B. 橢圓截面軸

10、 C. 圓形截面軸 D. 任意形狀截面軸答案：C知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查圓軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力計(jì)算公式。13. 圖示梁，若力偶矩Me在梁上移動(dòng)，則梁的（ ）。A. 約束力變化，B端位移不變 B. 約束力不變，B端位移變化 C. 約束力和B端位移都不變 D. 約束力和B端位移都變化 答案：B14. 圖14示簡(jiǎn)支梁中間截面上的內(nèi)力為（ ）。A. M=0、FS=0；B. M=0、FS0；C. M0、FS=0；D. M0、FS0。qA qaaa/2a/2B圖14答案：C知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查簡(jiǎn)支梁內(nèi)力的計(jì)算，如圖所示受力，A、B支座處支反力均為，跨中截面彎矩為，剪力為0。15. 一拉伸鋼桿，彈性模量E200G

11、Pa，比例極限為200MPa，今測(cè)得其軸向應(yīng)變0.0015，則橫截面上的正應(yīng)力（ ）。A. E300MPa； B. 300MPa；C. 200MPa300MPa； D. 200MPa。答案：C16低碳鋼試樣拉伸試驗(yàn)中，試件變形完全是彈性，全部卸除荷載后試樣恢復(fù)其原長(zhǎng)的階段是（ ）。A彈性階段 B屈服階段 C強(qiáng)化階段 D頸縮階段答案：A知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查低碳鋼拉伸試驗(yàn)中各變形階段的變形特點(diǎn)。17桿件的線應(yīng)變是（ ）桿的變形，反應(yīng)變形的程度。A任意寬度 B單位寬度 C單位長(zhǎng)度 D任意長(zhǎng)度答案：C知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查線應(yīng)變的概念。18關(guān)于內(nèi)力對(duì)稱性，下列說(shuō)法正確的是（ ）。A軸力是反對(duì)稱力

12、 B剪力是正對(duì)稱力C彎矩是正對(duì)稱力 D以上都不對(duì) 答案：C知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查內(nèi)力的對(duì)稱性，軸力和彎矩為正對(duì)稱力，剪力為反對(duì)稱力。 19對(duì)于剛結(jié)點(diǎn)下列說(shuō)法中不正確的是（ ）。A剛結(jié)點(diǎn)可傳遞彎矩 B剛結(jié)點(diǎn)處各桿端可發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)C剛結(jié)點(diǎn)處各桿端不可發(fā)生相對(duì)移動(dòng) D剛結(jié)點(diǎn)連接各桿間夾角保持不變答案：B知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查剛結(jié)點(diǎn)的特性，剛節(jié)點(diǎn)可以傳遞彎矩，但是剛節(jié)點(diǎn)連接處各桿端不可發(fā)生相對(duì)移動(dòng)且各桿間的夾角保持不變。20對(duì)于由4個(gè)剛體組成的系統(tǒng)，若其中每個(gè)剛體都受到平面力系的作用，則該系統(tǒng)最多可以建立（ ）個(gè)獨(dú)立的平衡方程。A8 B9 C12 D16答案：C知識(shí)點(diǎn)解析：一個(gè)剛體受到平面力系的作

13、用最多可以建立3個(gè)獨(dú)立的平衡方程，所以4個(gè)剛體組成的系統(tǒng)受到平面力系的作用最多可以建立12個(gè)獨(dú)立的平衡方程。三、判斷題1. 約束力是主動(dòng)力，它會(huì)主動(dòng)地引起物體運(yùn)動(dòng)或使物體有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查約束力的概念和特點(diǎn)。2. 柔索約束的約束力沿著柔索的軸線方向，指向物體。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查柔索約束的特點(diǎn)，其約束力沿著柔索的軸線方向背離物體。3. 只在兩點(diǎn)受力的剛性桿都是二力桿。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查二力桿的定義。4. 若一力系的主矢為零，對(duì)某一點(diǎn)的主矩也為零，則該力系為平衡力系。 答案：錯(cuò)5. 力偶對(duì)剛體的作用無(wú)法用一個(gè)力來(lái)代替，力偶同力一樣，是組成力系

14、的基本元素。力偶的三要素為力偶矩矢的大小、方向、作用點(diǎn)。 答案：錯(cuò)6. 只有當(dāng)力的作用線與軸相交時(shí)，力對(duì)軸之矩才等于零。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：當(dāng)力的作用線與軸相交或是與軸平行時(shí)，力對(duì)軸之矩的均為零。 7. 工程中，主要承受扭轉(zhuǎn)變形的細(xì)長(zhǎng)桿件通常被稱為梁。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：梁主要承受彎曲變形，內(nèi)力主要是彎矩和剪力。 8. 穩(wěn)定性失效是指構(gòu)件發(fā)生過(guò)大的彈性變形而無(wú)法正常工作。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查穩(wěn)定失效的概念，中心受壓直桿在臨界力作用下，壓桿直線形態(tài)的平衡開(kāi)始喪失穩(wěn)定性的現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。 9. EIZ為桿的拉壓剛度，EA為梁的抗彎剛度。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：EIZ為桿的抗彎剛度，EA為

15、桿的拉壓剛度。10. 提高梁的承載能力可以通過(guò)選擇合理的橫截面形狀以降低WZ。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：截面最大應(yīng)力與WZ成反比，所以想要提高截面承載力應(yīng)該選擇合理截面形狀增大 WZ，而不是降低WZ。11. 在某種特殊受力狀態(tài)下，脆性材料也可能發(fā)生屈服現(xiàn)象。 答案：對(duì)12. 鑄鐵是一種典型的脆性材料，其抗拉性能遠(yuǎn)優(yōu)于其抗壓性能。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查鑄鐵材料的受力性能，其抗壓性能優(yōu)于其抗拉性能。 13. 梁彎曲變形時(shí)，其橫截面繞中性軸偏轉(zhuǎn)的角度被稱為轉(zhuǎn)角。 答案：對(duì)14. 截面形狀尺寸改變得越急劇，應(yīng)力集中程度就越嚴(yán)重。 答案：對(duì) 15. 梁彎曲變形時(shí)，其橫截面的形心沿著軸線方向的線位移被

16、稱為撓度。 答案：錯(cuò) 知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查梁彎曲變形時(shí)撓度的概念，應(yīng)該是截面形心沿垂直軸線方向的位移稱為撓度。 16. 經(jīng)過(guò)預(yù)先加載至強(qiáng)化階段處理的材料，比例極限提高，即彈性范圍擴(kuò)大，斷裂時(shí)的塑性變形減小，即延性降低。這種現(xiàn)象被稱為“冷作硬化”或“加工硬化”。 答案：對(duì) 17.使非對(duì)稱截面梁在受橫向力作用發(fā)生橫力彎曲時(shí)，梁只發(fā)生彎曲不發(fā)生扭轉(zhuǎn)的條件是橫向力必須通過(guò)截面的彎曲中心。 答案：對(duì)18.受多個(gè)軸向外力作用的桿件，軸力最大的橫截面一定是危險(xiǎn)截面。 答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：判斷危險(xiǎn)截面應(yīng)以其應(yīng)力為判斷準(zhǔn)則，而不是以內(nèi)力為判斷準(zhǔn)則。 19、力是矢量，所以力在坐標(biāo)軸上的投影也是矢量。 答案：錯(cuò) 知

17、識(shí)點(diǎn)解析：力是矢量，但力在坐標(biāo)軸上的投影是標(biāo)量。 20、地球上，只要作用于物體上的力系是平衡力系，必能保證物體相對(duì)地球靜止不動(dòng)。答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：作用于物體上的力系是平衡力系時(shí)，物體可以相對(duì)地球靜止也可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。四、分析簡(jiǎn)答題1. 作圖示拉壓桿的軸力圖。答案：知識(shí)點(diǎn)解析：分段取隔離體計(jì)算出各桿段軸力，受拉為正受壓為負(fù)，作出軸力圖即可。2.分析圖所示梁的受力，作出剪力圖和彎矩圖。答案： 彎矩圖 剪力圖3. 作圖示軸的扭矩圖。答案：知識(shí)點(diǎn)解析：分段取隔離體，根據(jù)扭矩平衡計(jì)算出各段扭矩大小，并根據(jù)右手螺旋法則判斷處扭矩的正負(fù)。4、簡(jiǎn)述塑性材料的力學(xué)性能。答案：（1）在彈性變形范圍內(nèi)，多數(shù)

18、塑性材料應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系，符合胡克定律；（1分）（2）塑性材料斷裂時(shí)伸長(zhǎng)率大，塑性好；（1分）（3）多數(shù)塑性材料在屈服階段以前，抗拉和抗壓性能基本相同，故可作為受拉或受壓構(gòu)件；（2分）（4）塑性材料承受動(dòng)荷載能力強(qiáng)；（2分）（5）表征塑性材料力學(xué)性能的指標(biāo)有彈性極限、屈服極限、抗拉強(qiáng)度極限、彈性模量、斷后伸長(zhǎng)率和截面收縮率等。（2分）（6）對(duì)于塑性材料，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服極限時(shí)，將發(fā)生較大的塑性變形，此時(shí)雖未發(fā)生破壞，但因變形過(guò)大將影響構(gòu)件的正常工作，所以通常把屈服極限定義為極限應(yīng)力。（2分）5. 作圖示拉壓桿的軸力圖。答案：知識(shí)點(diǎn)解析：分段取隔離體計(jì)算出各桿段軸力，受拉為正受壓為負(fù)，作出軸力

19、圖即可。6. 分析圖所示梁的受力，作出剪力圖和彎矩圖。答案： 彎矩圖 剪力圖五、計(jì)算題1.平面剛架如圖所示，為常數(shù)，試用力法作其彎矩圖。解：以C處的約束為多與約束，原結(jié)構(gòu)的基本體系如下單位荷載和外荷載作用下彎矩圖如下 力法典型方程解得剛架彎矩圖如下：2. 圖示矩形截面簡(jiǎn)支梁，已知載荷F = 4kN，梁跨度l = 400mm，橫截面寬度b = 50mm，高度h = 80mm，材料的許用彎曲正應(yīng)力=7MPa，許用切應(yīng)力=5MPa，試校核其強(qiáng)度。bhFCA B答案：解： ： ： 解得：， 彎矩圖 剪力圖彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度校核（截面）： 切應(yīng)力強(qiáng)度校核（段截面）： 所以梁的強(qiáng)度滿足要求。3. 如圖所示結(jié)構(gòu)中，、兩桿均為鋼桿，許用應(yīng)力為，橫截面面積分別為，結(jié)點(diǎn)處懸掛重物，求該結(jié)構(gòu)的許用荷載