工程力學(xué)期末考

1、站新資料推薦工程力學(xué)（一）期末復(fù)習(xí)題一、填空丿1. 在材料力學(xué)中，為了簡化對(duì)問題的研究，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o答案：ql / 2（4）, q卩13 （順時(shí)針）知識(shí)點(diǎn)解析：本題考査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. 將圓截面壓桿改為而積相等的圓環(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：本題考査壓桿柔度和臨界荷載與截而形狀的關(guān)系，將圓截而壓桿改為而積相 等的圓環(huán)截而壓桿，截面慣性矩增大，柔度降低而臨界

2、荷載增大。4. 對(duì)于空間力偶系，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. 解決超靜泄問題需要采用變形體模型，進(jìn)行力、變形以及關(guān)系的研究三方而的分析工作。答案：力與變形6. 圖示銷釘受軸向拉力P作用，尺寸如圖所示，則銷釘內(nèi)的剪應(yīng)力廠=,支承面的擠壓應(yīng)力b加=O答案:4P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，英加一山截而上的扭矩等于,若該圓棒直徑為d,則其扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截而上最大切應(yīng)力丘=3M 2M m 2IVI M(0m圖4答案：一M48Mz(r知識(shí)點(diǎn)解析:本題考查圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)扭矩和切應(yīng)力的訃算方法，首先取隔離體，根據(jù)扭矩平衡和

3、右手螺旋法則計(jì)算岀葉也截而的扭矩為一M ,根據(jù)切應(yīng)力計(jì)算公式計(jì)算出截而的最大切.I 48M應(yīng)力仏：二Ondy8. 圖5示階梯桿AD受三個(gè)集中力F作用，設(shè)AB、BC、CD段的橫截面而積分別為A、2A、3A,則三段桿的橫截面上軸力.正應(yīng)力一圖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，首先分段取隔離體訃算出AB、BC、CD 三段桿所受軸力分別為F、2F、3F,正應(yīng)力為軸力除以受力而積，三段桿正應(yīng)力均為F/A。9. 圖示正方形截而簡支梁，若荷載不變而將截而邊長增加一倍，則其最大彎曲正應(yīng)力為原 來的，最大彎曲剪應(yīng)力為原來的o尸護(hù)1遜衛(wèi)答案：1/& 1/4加新資料推護(hù)知識(shí)點(diǎn)

4、解析：本題考査簡支梁受彎截面彎曲正應(yīng)力和彎曲剪應(yīng)力與截而尺寸的關(guān)系，彎曲 正應(yīng)力與正方形截而邊長的三次方成反比，彎曲剪應(yīng)力與正方形截而邊長的平方成反比， 因此當(dāng)截而邊長變?yōu)樵瓉淼?倍，彎曲正應(yīng)力變?yōu)樵瓉淼?/8,彎曲剪應(yīng)力變?yōu)樵瓉淼?/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而積（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：本題考査圣維南原理的概念。12. 在工程力學(xué)范疇內(nèi)，為保證工程結(jié)構(gòu)或

5、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)左性13. 圖6為低碳鋼Q235的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，當(dāng)應(yīng)力加至曲線上&點(diǎn)后卸載時(shí)，相應(yīng)的彈性答案：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示圓截而懸臂梁，若梁的長度/減小一半（其它條件不變），則梁的最大彎曲正應(yīng)力降至原來的,最大撓度降至原來的o圖7答案：1/4, 1/16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/的二次幕成正比，當(dāng)/減小一半時(shí)，最大彎矩變?yōu)樵瓉淼?/4,最大 彎曲應(yīng)力也就相應(yīng)的變?yōu)樵瓉淼?/4。

6、撓度與/的四次幕成正比，當(dāng)/減小一半時(shí)，撓度變 為原來的1/16。15、位移法是以為基本未知量，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：本題考査位移法和位移法方程的基本概念。16、靜進(jìn)結(jié)構(gòu)是的系。答案：無多余約束，幾何不變二、選擇題1. 工程構(gòu)件要正常安全的工作，必須滿尊一泄的條件。下列除（）項(xiàng)，苴他各項(xiàng)是必 須滿定的條件。C.穩(wěn)定性條件D.硬度條件B.內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)和D.應(yīng)力是分布內(nèi)力的集度A. 強(qiáng)度條件 B.剛度條件 答案：D2. 內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系是（）«A.內(nèi)力大于應(yīng)力C內(nèi)力是矢量，應(yīng)力是標(biāo)量答案: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。

7、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)橫截而（）。A.形狀尺寸不變，直徑線仍為直線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建立平而彎曲正應(yīng)力公式a = My/Iz,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)力訃算公式考慮的關(guān)系。垠新資料推茅5. 利用積分法求梁的變形，不需要用到下而哪類條件來確定積分常數(shù)（）。A.平衡條件B.邊界條件C.連續(xù)性條件D.

8、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)性條件和光滑性條件。6. 壓桿臨界應(yīng)力的大?。ǎ?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.與壓桿材料無關(guān)D.與壓桿的柔度大小無關(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.曰為常量B.結(jié)構(gòu)軸線必須為直線C.叼圖必須是直線D.M和叼至少有一個(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)無關(guān)B.與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均有關(guān)C.只與應(yīng)

9、力狀態(tài)有關(guān)，而與材料本身無關(guān)D.與材料本身.應(yīng)力狀態(tài)均無關(guān)答案：B知識(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5、巧分別為（）。VlMPaA. 30MPa、lOOMPa. 50MPaB. 50MPa、30MPa、-50MPaC. 50MPa、OMPa、-50MPaD. -50MPa、30MPa、50MPa答案：B知識(shí)點(diǎn)解析：本題考査單元體主應(yīng)力汁算。10. 軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截而和剪應(yīng)力最大的截而（ ）oA.分別是橫截面、45°斜截而 B.都是橫截而加新資料推污 c分別是45°斜截面、橫截面 D.都是45&#

10、176;斜截而答案：A11. 在連接件上，剪切而和擠壓而分別（）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：連接件剪切而平行于外力方向，擠壓而垂直于外力方向。12軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力公式%丄 適用于（）。p IpA.矩形截面軸 B.橢圓截面軸C.圓形截面軸D.任意形狀截而軸答案：c知識(shí)點(diǎn)解析：本題考查圓軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力il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.約朿力和B端位移都變化Me答案：B14. 圖14示簡支梁中間截而上的內(nèi)力為（ 九A. 瘧0、匹二0：B

11、. 瘧0.慮HO： C J伊0.人二0；D.獰0、氏H0。圖14答案:C知識(shí)點(diǎn)解析：本題主要考查簡支梁內(nèi)力的計(jì)算，如圖所示受力，A、B支座處支反力均為QG, 2跨中截而彎矩為剪力為0°215. 一拉伸鋼桿,彈性模量E=200GP“比例極限為200MPa,今測(cè)得英軸向應(yīng)變£=0.0015,加新資料推污 則橫截而上的正應(yīng)力（）.A. o =E e =300MPa：B o >300MPa：C. 200MPa< o <300MPa；D o <200MPaa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)其原長的階 段是（）.A

12、.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，下列說法正確的是（A.軸力是反對(duì)稱力C.彎矩是正對(duì)稱力答案:CC.單位長度D.任意長度）.B. 剪力是正對(duì)稱力D.以上都不對(duì)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

13、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：本題主要考査剛結(jié)點(diǎn)的特性，剛節(jié)點(diǎn)可以傳遞彎矩，但是剛右點(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)剛體都受到平而力系的作用，則該系統(tǒng)最多可以建立（）個(gè)獨(dú)立的平衡方程。A. 8B. 9C. 12D. 16答案：C知識(shí)點(diǎn)解析：一個(gè)剛體受到平而力系的作用最多可以建立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。加新資料推浮三、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：本題主要考查約朿力的概念和特點(diǎn)。2.

14、 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：本題考查柔索約朿的特點(diǎn)，英約朿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：本題主要考査二力桿的泄義。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)剛體的作用無法用一個(gè)力來代替，力偶同力一樣，是組成力系的基本元素。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)長桿件

15、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)生過大的彈性變形而無法正常工作。答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：本題考査穩(wěn)立失效的槪念，中心受壓直桿在臨界力作用下，壓桿直線形態(tài)的 平衡開始喪失穩(wěn)定性的現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。9. EI：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：EI：為桿的抗彎剛度，EA為桿的拉壓剛度。10. 提髙梁的承載能力可以通過選擇合理的橫截而形狀以降低W：o答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：截而最大應(yīng)力與成反比，所以想要提髙截而承載力應(yīng)該選擇介理截面形狀加新資料推護(hù)增大W：,而不是降低恥。11. 在某種特殊受力狀態(tài)下，脆性材料也可能發(fā)生屈

16、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)于英抗壓性能。答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：本題考査鑄鐵材料的受力性能，其抗壓性能優(yōu)于英抗拉性能。13. 梁彎曲變形時(shí)，其橫截而繞中性軸偏轉(zhuǎn)的角度被稱為轉(zhuǎn)角。答案：對(duì)14. 截而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)，其橫截而的形心沿著軸線方向的線位移被稱為撓度。答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：本題考査梁彎曲變形時(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)過預(yù)先加載至強(qiáng)化階段處理的材料，比例極限提髙，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”。

17、答案：對(duì)17. 使非對(duì)稱截而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 向力必須通過截而的彎曲中心。答案：對(duì)18. 受多個(gè)軸向外力作用的桿件，軸力最大的橫截而一泄是危險(xiǎn)截而。答案：錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)解析：判斷危險(xiǎn)截而應(yīng)以英應(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)。加新資料推薦四. 分析簡答題1 作圖示

18、拉壓桿的軸力圖。答案:2F知識(shí)點(diǎn)解析：分段取隔離體計(jì)算岀各桿段軸力，受拉為正受壓為負(fù)，作岀軸力圖即可。2分析圖所示梁的受力，作出剪力圖和彎矩圖。答案:3.作圖示軸的扭矩圖。M 2M 2M M()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0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、簡述塑性材料的力學(xué)性能。答案：（1）在彈性變形范由內(nèi)，多數(shù)塑性材料應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系，符合胡克左律：（1 分）（2）塑性材料斷裂時(shí)伸長率大，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

19、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、 彈性模呈:、斷后伸長率和截而收縮率等。（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，但因變形過大將影響構(gòu)件的正常工作， 所以通常把屈服極限泄義為極限應(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)算岀各桿段軸力，受拉為正受壓為負(fù)，作岀軸力圖即可。6. 分析圖所示梁的受力.作岀剪力圖和彎矩圖。答案:彎矩圖剪力圖五. 計(jì)算題1 平而剛架如圖所示，E/為常數(shù)，試用力法作其彎矩圖。單位荷載和外荷載作用下彎矩圖如下力法典型方程4/3E/1 (2axaxa+ax

20、axa5qa* 2 * 4JeTE八232圖示矩形截而簡支梁，已知載荷尸二4kN,梁跨度1 = 400nun,橫截而寬度b = 50mm, 髙度h = 80mm,材料的許用彎曲正應(yīng)力o=7MPa.許用切應(yīng)力丫 二5MPa,試校核英強(qiáng)度。答案:7/解：工Mb(F) = O： Fx -/x/ = 0EFv=o： fa+fb-f=oH , kN mx40mmolnm =皿= = 6.67MPa < o=7MPa食 50mm x (80mm)12切應(yīng)力強(qiáng)度校核（BC段截而）:T-vcmax "8F s3x-kN=5 max_)=lMPa<r=5MPabl:2A 2 x 50mm

21、x 80mm所以梁的強(qiáng)度滿足要求。3.如圖所示結(jié)構(gòu)中，AC. BC兩桿均為鋼桿，許用應(yīng)力為r = 115MPa，橫截而而積分別為厲=150mm?, A2 =120mnr,結(jié)點(diǎn)C處懸掛重物P,求該結(jié)構(gòu)的許用荷載鬥。答案：解:(I)計(jì)算內(nèi)力。選結(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，由平衡方程一 Fnac sin 30° + Fnbc sin 45° = 0工耳=0,Fn ac cos30° + Fn rc cos45° -P = 0得:Pn.ac = 0.732M 拉）,£、，眈=0518P（拉）(2) 計(jì)算許用荷載P。由AC桿的強(qiáng)度條件Fn.ac0.732P= 15

22、0xl0nrxll5xl0Pa=236kN0.732由桿2的強(qiáng)度條件Sc . a20518P“ .=A門 A b 120xl06m2xll5xl06Pa “ Z1XTP < 丄=26.6RN0.7320.518比較后，取兩者中的小者，即許用荷載P = 23.6kN。4圖示梁受均布載荷G已知M及彈簧常數(shù)a試用積分法求梁的轉(zhuǎn)角和撓度方程，并求 梁中點(diǎn)的撓度。v八qa HlllllllllllHUlKB答案：解：（1）支反力為（2）建立撓曲軸微分方程并積分:或空=MS卜色 d* 丿 22肚雖Sodx 46二些-邑/ + C + Q1224（3）確左枳分常數(shù)Ca)(b)滬山v=0,代入式（b）,

23、得D=0；耳f "妾譯，代入式，得Y唱（4）建立轉(zhuǎn)角和撓度方程磊曠曲詞* 3（5）求中點(diǎn)撓度將“ 代入式（d） * »二些（|）/2'3847 仏 V5. 圖示結(jié)構(gòu)中，BC由一束直徑為2mm的鋼絲組成，若鋼絲的許用應(yīng)力b = 160MPa,q = 30kNlm,求3C需由多少根鋼線組成。11UL3 IM解：（1）取AC為研究對(duì)象，受力分析如下圖所示:M4(F) = -Tx4-3x4x2 = 0解得 T = 00kN(2)設(shè)需要】根鋼絲由鋼絲的強(qiáng)度條件b=、4T4x100x10"1OO77 >= 199 nd1 a3.14x22x10x160x1066. 圖示工字型截而鋼梁，承受荷載P = 210kN.許用應(yīng)力b = 160MPa, r = 80MPa. 已知截而慣性矩Iz = 5250cm4 ,工字鋼上部分或下部分截而對(duì)中性軸的面積矩 S"