工程力學(xué)課程試題庫及參考答案

1、工程力學(xué)課程試題庫及參考答案一、判斷題：1.力對點(diǎn)之矩與矩心位置有關(guān)，而力偶矩則與矩心位置無關(guān)。 2.軸向拉壓時無論桿件產(chǎn)生多大的變形，正應(yīng)力與正應(yīng)變成正比。 3.純彎曲的梁，橫截面上只有剪力，沒有彎矩。 4.彎曲正應(yīng)力在橫截面上是均勻分布的。 5.集中力所在截面上，剪力圖在該位置有突變，且突變的大小等于該集中力。 6.構(gòu)件只要具有足夠的強(qiáng)度，就可以安全、可靠的工作。 7.施加載荷使低碳鋼試件超過屈服階段后再卸載，材料的比例極限將會提高。 8.在集中力偶所在截面上，剪力圖在該位置有突變。 9.小柔度桿應(yīng)按強(qiáng)度問題處理。 10.應(yīng)用平面任意力系的二矩式方程解平衡問題時，兩矩心位置均可任意選擇，無

2、任何限制。 11.純彎曲梁橫截面上任一點(diǎn)，既有正應(yīng)力也有剪應(yīng)力。 12.最大切應(yīng)力作用面上無正應(yīng)力。 13.平面平行力系有3個獨(dú)立的平衡方程。 14.低碳鋼試件在拉斷時的應(yīng)力為其強(qiáng)度極限。 15.若在一段梁上作用著均布載荷，則該段梁的彎矩圖為傾斜直線。 16.僅靠靜力學(xué)平衡方程，無法求得靜不定問題中的全部未知量。 17.無論桿件產(chǎn)生多大的變形，胡克定律都成立。 18.在集中力所在截面上，彎矩圖將出現(xiàn)突變。 二、單項(xiàng)選擇題：1.圖1所示桿件受力，1-1、2-2、3-3截面上軸力分別是 圖1A.0，4F，3F B.-4F，4F，3F C.0，F(xiàn)，0 D.0，4F，3F2.圖2所示板和鉚釘為同一材料

3、，已知。為充分提高材料利用率，則鉚釘?shù)闹睆綉?yīng)該是 圖2A. B. C. D.3.光滑支承面對物體的約束力作用于接觸點(diǎn)，其方向沿接觸面的公法線 A.指向受力物體，為壓力 B.指向受力物體，為拉力C.背離受力物體，為壓力 D.背離受力物體，為拉力4.一等直拉桿在兩端承受軸向拉力作用，若其一半為鋼，另一半為鋁，則兩段的 A.應(yīng)力相同，變形相同 B.應(yīng)力相同，變形不同C.應(yīng)力不同，變形相同 D.應(yīng)力不同，變形不同5.鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞是 A.沿橫截面拉斷 B.沿45o螺旋面拉斷C.沿橫截面剪斷 D.沿45o螺旋面剪斷6.圖2跨度為l的簡支梁，整個梁承受均布載荷q時，梁中點(diǎn)撓度是，圖示簡支梁跨中撓度是 圖

4、2A. B. C. D.7.塑性材料冷作硬化后，材料的力學(xué)性能變化的是 A.比例極限提高，彈性模量降低 B.比例極限提高，塑性降低C.比例極限不變，彈性模量不變 D.比例極限不變，塑性不變8.鑄鐵試件軸向拉伸破壞是 A.沿橫截面拉斷 B.沿45o斜截面拉斷C.沿橫截面剪斷 D.沿45o斜截面剪斷9.各向同性假設(shè)認(rèn)為，材料沿各個方向具有相同的 A.外力 B.變形 C.位移 D.力學(xué)性質(zhì)10.材料不同的兩根受扭圓軸，其直徑和長度均相同，在扭矩相同的情況下，它們的最大切應(yīng)力和相對扭轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系正確的是 A.最大切應(yīng)力相等，相對扭轉(zhuǎn)角相等 B.最大切應(yīng)力相等，相對扭轉(zhuǎn)角不相等C.最大切應(yīng)力不相等，相

5、對扭轉(zhuǎn)角相等 D.最大切應(yīng)力不相等，相對扭轉(zhuǎn)角不相等11.低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)破壞是 A.沿橫截面拉斷 B.沿45o螺旋面拉斷 C.沿橫截面剪斷 D.沿45o螺旋面剪斷12.整根承受均布載荷的簡支梁，在跨度中間處 A.剪力最大，彎矩等于零 B.剪力等于零，彎矩也等于零C.剪力等于零，彎矩為最大 D.剪力最大，彎矩也最大三、填空題：1.圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上各點(diǎn)的切應(yīng)力與其到圓心的距離成 比。2.梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為 。3.偏心壓縮為 的組合變形。4.柔索的約束反力沿 離開物體。5.構(gòu)件保持 的能力稱為穩(wěn)定性。6.圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是 。7.物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分

6、別是 。8.階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A，彈性模量為E，則桿中最大正應(yīng)力為 。9.梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有 。10.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三個矩心 的條件時，才能成為力系平衡的充要條件。11.圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在 點(diǎn)處。12.圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是 。13.梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該位置有 。14.圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是 。15.臨界應(yīng)力的歐拉公式只適用于 桿。16.平面任意力系向一點(diǎn)簡化的結(jié)果的三種情形是 。17.階梯桿受力

7、如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A，彈性模量為E，則截面C的位移為 。18.若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 。四、計(jì)算題：1.梁結(jié)構(gòu)尺寸、受力如圖所示，不計(jì)梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C處的約束力。2.鑄鐵T梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示，C為截面形心。已知Iz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料許用壓應(yīng)力c=160MPa，許用拉應(yīng)力t=40MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。3.傳動軸如圖所示。已知Fr=2KN，F(xiàn)t=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齒輪直徑D=

8、400mm，軸的=100MPa。試求：力偶M的大小；作AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)軸AB的直徑d。4.圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知Iz=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料許用壓應(yīng)力c=120MPa，許用拉應(yīng)力t=35MPa，a=1m。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件確定梁截荷P。5.如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力F1，水平力F2，實(shí)心軸AB的直徑d，長度l，拐臂的長度a。試求：作AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。計(jì)算AB軸危險點(diǎn)的第三強(qiáng)度理論相當(dāng)應(yīng)力。6.圖所示結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkN，AB桿的直徑d=40mm，長度l=100

9、0mm，兩端鉸支。已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=2.0，=140MPa。試校核AB桿是否安全。7.鑄鐵梁如圖5，單位為mm，已知Iz=10180cm4，材料許用壓應(yīng)力c=160MPa，許用拉應(yīng)力t=40MPa，試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件確定梁截荷P。8.圖所示直徑d=100mm的圓軸受軸向力F=700kN與力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa，=0.3，=140MPa。試求：作圖示圓軸表面點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點(diǎn)圖示方向的正應(yīng)變。按第四強(qiáng)度理論校核圓軸強(qiáng)度。9.圖

10、所示結(jié)構(gòu)中，q=20kN/m，柱的截面為圓形d=80mm，材料為Q235鋼。已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3.0，=140MPa。試校核柱BC是否安全。10.如圖所示的平面桁架，在鉸鏈H處作用了一個20kN的水平力，在鉸鏈D處作用了一個60kN的垂直力。求A、E處的約束力和FH桿的內(nèi)力。11.圖所示圓截面桿件d=80mm，長度l=1000mm，承受軸向力F1=30kN，橫向力F2=1.2kN，外力偶M=700N·m的作用，材料的許用應(yīng)力=40MPa，試求：作桿件內(nèi)力圖。按第三強(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)度

11、。12.圖所示三角桁架由Q235鋼制成，已知AB、AC、BC為1m，桿直徑均為d=20mm，已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3.0。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載F。13.槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示，AB=3m，BC=1m，z軸為截面形心軸，Iz=1.73×108mm4，q=15kN/m。材料許用壓應(yīng)力c=160MPa，許用拉應(yīng)力t=80MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。14.圖所示平面直角剛架ABC在水平面xz內(nèi)，AB段為直徑d=20mm的圓截面

12、桿。在垂直平面內(nèi)F1=0.4kN，在水平面內(nèi)沿z軸方向F2=0.5kN，材料的=140MPa。試求：作AB段各基本變形的內(nèi)力圖。按第三強(qiáng)度理論校核剛架AB段強(qiáng)度。15.圖所示由5根圓鋼組成正方形結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkN，l=1000mm，桿的直徑d=40mm，聯(lián)結(jié)處均為鉸鏈。已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=2.5，=140MPa。試校核1桿是否安全。（15分）16.圖所示為一連續(xù)梁，已知q、a及，不計(jì)梁的自重，求A、B、C三處的約束力。17.圖所示直徑為d的實(shí)心圓軸，受力如圖示，試求：作軸各基本變形的內(nèi)力圖

13、。用第三強(qiáng)度理論導(dǎo)出此軸危險點(diǎn)相當(dāng)應(yīng)力的表達(dá)式。18.如圖所示，AB=800mm，AC=600mm，BC=1000mm，桿件均為等直圓桿，直徑d=20mm，材料為Q235鋼。已知材料的彈性模量E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3，試由CB桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載F。17參考答案一、判斷題：1. 2.× 3.× 4.× 5. 6.× 7. 8.× 9. 10.×11.× 12.× 13.× 14.× 1

14、5.× 16. 17.× 18.×二、單項(xiàng)選擇題：1.A 2.D 3.A 4.B 5.B 6.A 7.B 8.A 9.D 10.B 11.C 12.C三、填空題：1.正 2.二次拋物線 3.軸向壓縮與彎曲 4.柔索軸線 5.原有平衡狀態(tài) 6.100MPa 7.變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運(yùn)動效應(yīng)（外效應(yīng)） 8.5F/2A 9.突變 10.不共線 11.C12.2x 13.突變 14. 15.大柔度（細(xì)長） 16.力、力偶、平衡17.7Fa/2EA 18.斜直線四、計(jì)算題：1.解：以CB為研究對象，建立平衡方程 解得： 以AC為研究對象，建立平衡方程 解得： 2.解：求支座

15、約束力，作剪力圖、彎矩圖 解得： 梁的強(qiáng)度校核 拉應(yīng)力強(qiáng)度校核B截面 C截面 壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B截面） 所以梁的強(qiáng)度滿足要求3.解：以整個系統(tǒng)為為研究對象，建立平衡方程 解得： （3分）求支座約束力，作內(nèi)力圖由題可得： 由內(nèi)力圖可判斷危險截面在C處 4.解： 求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖 解得： 梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核C截面 D截面 壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面） 所以梁載荷5.解： 由內(nèi)力圖可判斷危險截面在A處，該截面危險點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為 6.解：以CD桿為研究對象，建立平衡方程 解得： AB桿柔度 由于，所以壓桿AB屬于大柔度桿 工作安全因

16、數(shù)所以AB桿安全 7.解： 梁的強(qiáng)度校核 拉應(yīng)力強(qiáng)度校核A截面 C截面 壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在A截面） 所以梁載荷8.解： 點(diǎn)在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖如圖 由應(yīng)力狀態(tài)圖可知x=89.1MPa，y=0，x=30.6MPa 由廣義胡克定律 強(qiáng)度校核 所以圓軸強(qiáng)度滿足要求9.解：以梁AD為研究對象，建立平衡方程 解得： BC桿柔度 由于，所以壓桿BC屬于大柔度桿 工作安全因數(shù)所以柱BC安全 10.解：以整個系統(tǒng)為研究對象，建立平衡方程 解得： 過桿FH、FC、BC作截面，取左半部分為研究對象，建立平衡方程 解得： 11.解： 由內(nèi)力圖可判斷危險截面在固定端處，該截面危險點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為 所以桿的強(qiáng)度滿足要求12.解：以節(jié)點(diǎn)C為研究對象，由平衡條件可求 BC桿柔度 由于，所以壓桿BC屬于大柔度桿 解得： 13.解： 求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖 解得： 梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核D截面 B截面 壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）