《工程力學》期末復習題_圖文

1、工程力學期末復習題1選擇題:(1 下面哪一選項是材料的剛度指標? AA 彈性模量 E ; B 屈服極限 s ;C 強度極限 b ;D 斷后伸長率 (延伸率 。(2 下面哪一選項是材料的塑性指標? DA 彈性模量 E ; B 屈服極限 s ;C 強度極限 b ;D 斷后伸長率 (延伸率 。 (3 在鑄鐵壓縮試驗中,破壞后的鑄鐵試樣斷口平滑呈韌性,與軸線近似成 45°。破壞前,該斷口所在斜截面的應力有何特點? C A 拉應力最大; B 拉應力最小; C 剪應力最大;D 剪應力最小。(4 在鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗中,鑄鐵斷口的形態(tài)是什么樣的? DA 斷口平齊、與軸線垂直; B 斷口平齊、與軸線近似成

2、 45° C 斷口呈螺旋面、與軸線垂直;D 斷口呈螺旋面、與軸線近似成 45°。(5 根據(jù)鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞斷口可以推斷,鑄鐵的扭轉(zhuǎn)破壞和什么因素有很大的關(guān)系?A 最大拉應力; B 最小拉應力; C 最大剪應力;D 最小剪應力。(6 電阻應變片(簡稱電阻片或應變片應用廣泛,它是利用什么原理實現(xiàn)電測的? CA 壓電;B 光的衍射;C 金屬絲的電阻隨機械變形而發(fā)生變化; D 當軸向壓力達到某一臨界值時,壓桿失穩(wěn)。 (7 沖擊韌性的物理意義是 A 。A 試樣斷裂過程中斷面單位面積吸收的能量; B 試樣斷裂過程中斷面吸收的能量; C 試樣在沖擊過程中受到的最大沖擊力; D 試樣在沖擊

3、過程中產(chǎn)生的最大變形。(8 矩形截面梁在截面 B 處沿鉛垂對稱軸和水平對稱軸方向上分別作用有P F ,如圖所示。關(guān)于最大拉應力和最大壓應力發(fā)生在危險截面 A的哪些 點上,有 4種答案,請判斷 是正確的。 A +max發(fā)生在 a 點, -max 發(fā)生在 b 點; B +max發(fā)生在 c 點, -max 發(fā)生在 d 點; C +max發(fā)生在 b 點, -max 發(fā)生在 a 點; D+max發(fā)生在 d 點, -max 發(fā)生在 b 點。 (9 構(gòu)件中危險點的應力狀態(tài)如圖所示。構(gòu)件為鋼制:x =45MPa, y =135MPa, z =0, xy =0,許用應力 =160MPa。 則下面關(guān)于構(gòu)件強度的說

4、法中正確的是 C 。 A 選用第一強度理論,構(gòu)件滿足強度要求; B 選用第一強度理論, 構(gòu)件不滿足強度要求; C 選用第三強度理論, 構(gòu)件滿足強度要求; D 選用第三強度理論,構(gòu)件滿不足強度要求。(10 構(gòu)件中危險點的應力狀態(tài)如圖所示。構(gòu)件材料為鑄鐵:x =20MPa, y =-25MPa, z =40MPa, xy =0,許用應力=30MPa。則下面關(guān)于構(gòu)件強度的說法中正確的是 B 。 A 選用第一強度理論,構(gòu)件滿足強度要求; B 選用第一強度理論, 構(gòu)件不滿足強度要求; C 選用第三強度理論, 構(gòu)件滿足強度要求; D 選用第三強度理論,構(gòu)件滿不足強度要求。 (11 壓桿的臨界載荷是 B 。

5、A 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的最小軸向壓力; B 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的最大軸向壓力; C 使壓桿保持穩(wěn)定的直線平衡構(gòu)形的平均軸向壓力; D 使壓桿保持穩(wěn)定的曲線平衡構(gòu)形的最大軸向壓力。(12 下面關(guān)于壓桿約束強弱對其穩(wěn)定性影響的說法中,正確的是 A 。A 壓桿約束愈強,壓桿的臨界載荷 Pcr F 愈高,其穩(wěn)定性愈好; B 壓桿約束愈強,壓桿的臨界載荷 Pcr F 愈低,其穩(wěn)定性愈好; C 壓桿約束愈強,壓桿的臨界載荷 Pcr F 愈高,其穩(wěn)定性愈差; D 壓桿約束愈強,壓桿的臨界載荷 Pcr F 愈低,其穩(wěn)定性愈差。(13 如圖所示,一端固定、另一端由彈簧側(cè)向支撐的細長壓桿的臨界

6、載荷, 可采用歐拉公式 (22/l EI F Pcr =計算。該壓桿的長度系數(shù) 的取值范圍為 。 A 5. 0< B 7. 05. 0<<C 0. 27. 0<< D 0. 2>。 (14 沖擊動荷系數(shù)是 A 。A 構(gòu)件承受的沖擊載荷 和相應靜載荷之比; B 構(gòu)件承受的相應靜載荷和沖擊載荷之比;C 構(gòu)件承受的相應靜應力和沖擊應力之比; D 構(gòu)件承受的相應靜位移和沖擊位移之比。(15 構(gòu)件在突加載荷作用下引起的應力和位移是相應靜載荷作用下的 B 。A 一倍;B 二倍;C 三倍;D 三分之一。(16 將重物突然放到結(jié)構(gòu)上和將重物緩慢放到結(jié)構(gòu)上,下面關(guān)于這兩種情形

7、下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最大變形的說法中, A是正確的。A 前者產(chǎn)生的最大變形大; B 后者產(chǎn)生的最大變形大; C 二者產(chǎn)生的最大變形相同;D 有可能前者產(chǎn)生的最大變形大,也有可能后者產(chǎn)生的最大變形大。 (17 下面關(guān)于疲勞失效的說法中,不正確的是: A 。A 疲勞失效時的名義應力值高于材料在靜載荷作用下的強度極限; B 構(gòu)件在疲勞失效前需要經(jīng)過一定數(shù)量的應力循環(huán);C 構(gòu)件在疲勞失效前沒有明顯的塑性變形,即使塑性很好的材料也會呈現(xiàn)脆性斷裂; D 構(gòu)件疲勞失效時,同一疲勞破壞斷口,一般都有明顯的光滑區(qū)域和顆粒狀區(qū)域。 (18 構(gòu)件的疲勞破壞是 B 的結(jié)果。A 構(gòu)件材料性質(zhì)變化; B 構(gòu)件中裂紋的形成和逐漸擴

8、展; C 構(gòu)件中最大拉應力的作用; D 構(gòu)件中最大剪應力的作用。 (19 影響實際構(gòu)件疲勞壽命的三個主要因素為 D 。A 溫度、壓力、體積; B 位移、速度、加速度;C 材料、質(zhì)量、密度; D 應力集中、零件尺寸、表面加工質(zhì)量。 (20 持久極限是 D 。A 經(jīng)過有限多次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的平均應力值; B 經(jīng)過無窮多次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的平均應力值;AF BF AC BCPBF TF BCCxF CyF C 經(jīng)過有限多次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的最大應力值; D 經(jīng)過無窮多次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞時的最大應力值。 2一活動梯子放在光滑的水平地面上,梯子由 AC 與 BC 兩部分組成,每部

9、分的重量均為 150N ,重心在桿子的中點, AC 與 BC 兩部分用鉸鏈 C 和繩子 EF 相連接。今有一重量為 600N 的人,站在梯子的 D 處,試求繩子 EF 的拉力和 A 、 B 兩處的約束力。題 2圖答:(1 以整體為研究對象,作受力圖如右上。(NF W W W F M B AC P BC B A37505. 075cos 4. 275cos 6. 04. 25. 175cos 4. 2275cos 4. 20=-=FN F W W W F F FA P BC B A y52500=-+=(2 以 BC 為研究對象,作受力圖如右下。(NF W F F M T BC T B C107

10、05. 075cos 4. 275sin 6. 04. 275cos 4. 20=-=F3 磚夾的寬度為 250mm ,桿件 AGB 和 GCED 在 G 點鉸接。已知:磚的重量為 W ;提磚的合力為 F P ,作用在磚夾的對稱 中心線上;尺寸如圖所示;磚夾與磚之間的靜摩擦因數(shù) s f =0.5。試確定能將磚夾起的 d 值 (d 是 G 點到磚塊上所受 正壓力作用線的距離 。( A F NAF NDF DNAF AGx Gy題 3圖答:磚被夾起時磚夾和磚能保持平衡。 (1 以整體為研究對象,作受力圖如右上。00=-=W F FP y(a(2 以磚為研究對象,作受力圖如右中。(01252500=

11、+-=W F M A DF (bNA s A F f F (c(3 以磚夾 AGB 部分為研究對象,作受力圖如右下。(030950=-+=d F F F M NA A P GF (d將式 (a、 (b、 (c、 (d聯(lián)立,可得mm d 1104試求圖示靜定梁在 A 、 B 、 C 三處的全部約束力。已知 d 和 q 。題 4圖答:(1 先分析 BC 桿,作受力圖。00=Bx xF F(42/20qdF d qd d F M Cy Cy B=-=F qdF qd F F FBy Cy By y430=-+= (2分析 AB 桿,作受力圖。(23022/30qd M d F d qd M M A

12、By A A=-=F 00=Ax xF F5試畫出圖示 (圖中各數(shù)單位為 kN 桿件的軸力圖。 題 5圖答:6一端固定另一端自由的圓軸承受 4個外力偶作用, 如圖所示。 各力偶的力偶矩數(shù)值 (單位為 kN ·m 均示于圖中。 試 畫出圓軸的扭矩圖。 題 6圖答:7試畫出圖示梁的剪力圖、彎矩圖。 CyBxF 題 7圖答:8試畫出圖示梁的剪力圖、彎矩圖。題 8圖答: F 2 9圖示結(jié)構(gòu)中 BC 和 AC 都是圓截面直桿,直徑均為 d =20mm ,材料都是 Q235鋼,其許用應力 =157MPa 。試求該 結(jié)構(gòu)的許用載荷。 題 9圖答:(1 受力分析,確定各桿的軸力 研究銷子 C ,由平

13、衡方程=0xF, 030sin 45sin =+-NBC NAC F F , =0yF,030cos 45cos =-+P NBC NAC F F F ,得 P NAC F F 518. 0=, P NBC F F 732. 0= (2 求該結(jié)構(gòu)的許用載荷保證 AC 桿強度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為AC P A F =518. 0, 518. 0AF P =F保證 BC 桿強度安全的結(jié)構(gòu)許用載荷為BC P A F =732. 0,732. 0AF P =取較小的 kN N AF P 106. 75732. 0626=-10 變截面軸受力如圖所示,圖中尺寸單位為 mm 。若已知 m N M e =17

14、651, m N M e =11712,材料的切變模量 GPa G 4. 80=,求:(1 軸內(nèi)最大剪應力,并指出其作用位置; (2 軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角 max 。 題 10圖答:(1 作扭矩圖 (2 求軸內(nèi)最大剪應力及其作用位置 AB 段:(3111=-Pa BC 段:(32222max16d M W M BC x P x = =-Pa 可見, (BC max max =47.711MPa = (3 求軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角軸內(nèi)最大相對扭轉(zhuǎn)角為 AC 兩截面相對扭轉(zhuǎn)角,為(rad312493222111max -=+=+=+=rad GI l M GI l M BC AB AC P x P x

15、11 懸臂梁受力及截面尺寸如圖所示。圖中未標示的尺寸單位為 mm 。求梁的 1 1截面上 A 、 B 兩點的正應力。 題 11圖答:(1 確定梁的 1 1截面上的彎矩數(shù)值 應用截面法可得(2 計算慣性矩45433102.81251215. 01. 012m m bh I z -= =(3 求梁的 1 1截面上 A 、 B 兩點的正應力 -=-(壓 12 圖示外伸梁承受集中載荷 P F 作用,尺寸如圖所示。已知 P F =20kN,許用應力 =200MPa,所使用的工字鋼的型號是 14,試校核梁的強度。題 12圖 P附表:答:(1 先求約束反力(kNF F F F M P By P By A25

16、45540=-=F (kNF F F F M P Ay P Ay B541140-=-=-=F (2 作彎矩圖 (3 強度分析危險截面在 B 處, m kN M =20max ,查表得 No.14工字鋼的彎曲截面模量 3610102m W z -=,得PPF (部分MPa MPa Pa W M z 2001. 19610102102063max max =<=- 安全13 圖示外伸梁承受集中載荷 P F 作用,尺寸如圖所示。已知 P F =20kN,許用應力 =160MPa,試選擇所用工字鋼的型號。 題 13圖附表:答:(部分P(部分(1 先求約束反力(kN F F F F M P By

17、 P By A25450540=-=F (kNF F F F M P Ay P Ay B 541140-=-=-=F (2 作彎矩圖 (3 強度分析危險截面在 B 處, m kN M =20max ,由強度條件 =zW M maxmax 得 336363max12510125101601020cm m m M W z =- 查表知應選擇 No.16工字鋼。(部分PPF14 圖示之 AB 為簡支梁,當載荷 P F 直接作用在梁的跨度中點時,梁內(nèi)最大彎曲正應力超過許用應力 30%。為減小 AB梁內(nèi)的最大正應力,在 AB 梁配置一輔助梁 CD , CD 也可以看作是簡支梁。試求輔助梁的長度 a 。

18、題 14圖答:分別作出 AB 梁在沒有和配置輔助梁 CD 情況下的彎矩圖如下,可見兩種情況下的最大彎矩數(shù)值分別是 P F 5. 1和(a F P 5. 035. 0-,由梁內(nèi)最大彎曲正應力公式 zzW M =max 可知,最大彎曲正應力與最大彎矩成正比,有 a F F P P5. 035. 05. 13. 1-=得 m a 385. 1= 15 圖中 q 、 l 、 EI 等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面 B 的撓度和轉(zhuǎn)角。PF題 15圖已知:答: +=16 圖中 P 、 q 、 l 、 EI 等為已知。試用疊加法求圖示梁中截面 B 的撓度和轉(zhuǎn)角。 B21 題 16圖已知: 答: + = 17 試