工程力学期末考试试卷（ A 卷）&参考答案.docx

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1、第 1 页 共 11 页工程力学期末考试试卷（工程力学期末考试试卷（ A A 卷）卷）& &参考答参考答 案案 一、填空题一、填空题1.1. 在研究构件强度、刚度、稳定性问题时，为使问题简化，对材料在研究构件强度、刚度、稳定性问题时，为使问题简化，对材料的性质作了三个简化假设：的性质作了三个简化假设： 、 和各向同性假设。和各向同性假设。2.2. 任意形状的物体在两个力作用下处于平衡，则这个物体被称为任意形状的物体在两个力作用下处于平衡，则这个物体被称为（3 3） 。3.3.平面一般力系的平衡方程的基本形式：平面一般力系的平衡方程的基本形式：_、_、_。4.4.根据工程力学的要求，对变形固体作

2、了三种假设根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设, ,其内容是：其内容是：_、_、_。5 5 拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：_。6.6.塑性材料在拉伸试验的过程中，其塑性材料在拉伸试验的过程中，其 曲线可分为四个阶段，即：曲线可分为四个阶段，即：_、_、_、_。7.7.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：矩的符号规定为：_。8.8.力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情

3、况的不同静定梁可分为：静定梁可分为：_、_、_三种常见三种常见第 2 页 共 11 页形式。形式。9.9.图所示的受扭圆轴横截面上最大扭矩图所示的受扭圆轴横截面上最大扭矩 ，若其横截面为实，若其横截面为实maxT心圆，直径为心圆，直径为 d d，则最大切应力，则最大切应力 。 max2M5M3M2M5M3Mqlql10.10. 图中的边长为图中的边长为 a a 的正方形截面悬臂梁，受均布荷载的正方形截面悬臂梁，受均布荷载 q q 作用，梁作用，梁的最大弯矩为的最大弯矩为 。二、选择题二、选择题1 1下列说法中不正确的是：下列说法中不正确的是： 。A A 力使物体绕矩心逆时针旋转为负力使物体绕矩

4、心逆时针旋转为负B B 平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和一点的力矩的代数和C C 力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D D 力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关2.2.低碳钢材料由于冷作硬化，会使（低碳钢材料由于冷作硬化，会使（ ）提高：）提高：A A 比例极限、屈服极限比例极限、屈服极限 B B 塑性塑性 C C 强度极限强度极限 D D 脆性脆性3.3. 下列表述中正确的是下列表

5、述中正确的是 。第 3 页 共 11 页A.A. 主矢和主矩都与简化中心有关。主矢和主矩都与简化中心有关。B.B. 主矢和主矩都与简化中心无关。主矢和主矩都与简化中心无关。C.C. 主矢与简化中心有关，而主矩与简化中心无关。主矢与简化中心有关，而主矩与简化中心无关。D D主矢与简化中心无关，而主矩与简化中心有关。主矢与简化中心无关，而主矩与简化中心有关。4 4 图所示阶梯形杆图所示阶梯形杆 ADAD 受三个集中力受三个集中力 F F 作用，设作用，设 ABAB、BCBC、CDCD 段的段的横截面面积分别为横截面面积分别为 2A2A、3A3A、A A，则三段杆的横截面上，则三段杆的横截面上 。第

6、 1 页 共 11 页A.A. 轴力相等，应力相等轴力相等，应力相等B.B. 轴力不等，应力不等轴力不等，应力不等C C . .轴力不等，应力相等轴力不等，应力相等D.D. 轴力相等，应力不等轴力相等，应力不等5.5. 下列表述中正确的是下列表述中正确的是 A.A. 桁架结构中的杆件内力只有轴力和弯矩而无剪力。桁架结构中的杆件内力只有轴力和弯矩而无剪力。B.B. 桁架结构中的杆件内力既有轴力又有弯矩和剪力。桁架结构中的杆件内力既有轴力又有弯矩和剪力。C.C. 桁架结构中的杆件内力只有轴力和剪力而无弯矩。桁架结构中的杆件内力只有轴力和剪力而无弯矩。D D桁架结构中的杆件内力只有轴力。桁架结构中的

7、杆件内力只有轴力。6.6.一受拉钢杆，弹性模量一受拉钢杆，弹性模量 E=200GPaE=200GPa，比例极限，比例极限 p=200MPap=200MPa，屈服极，屈服极限限s=235MPas=235MPa 今测得轴向应变今测得轴向应变 =0.0015=0.0015，则横截面上的正应力，则横截面上的正应力 。A A=E=300MPa=E=300MPa B B 235MPa235MPaC C200MPa200MPa 300MPa300MPa D D 200MPa200MPa7 7图图 4 4 所示简支梁所示简支梁 C C 截面上的截面上的内内力力 。A AMOMO，V0V0 B BM=OM=O，

8、V0V0C CMOMO，V=0V=0 D DM=OM=O，V=0V=0qBaaaAqaxcqBaaaAqaxqBaaaAqaxc第 2 页 共 11 页三、判断题三、判断题1 1 杆件两端受等值、反向、共线的一对力作用，杆件一定发生地是杆件两端受等值、反向、共线的一对力作用，杆件一定发生地是轴向拉（压）变形。轴向拉（压）变形。 （ ） 2.2.标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标，作为材料测定标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标，作为材料测定力学性能指标。力学性能指标。 （ ） 3 3当挤压面为圆柱形侧面时，挤压面的计算面积按该圆柱侧面的正当挤压面为圆柱形侧面时，挤压面的计算面积按

9、该圆柱侧面的正投影面积算。投影面积算。 （ ） 4.4.由于空心轴的承载能力大且节省材料，所以工程实际中的传动轴由于空心轴的承载能力大且节省材料，所以工程实际中的传动轴多采用空心截面。多采用空心截面。 （ ） 5 5 梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点受到压应梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点受到压应力作用，下侧各点受到拉应力作用。力作用，下侧各点受到拉应力作用。 （ ）四、计算题四、计算题1.1.一直径为一直径为d d10mm10mm 的拉伸试样，标距的拉伸试样，标距l l0 050mm50mm，拉伸断裂后，两，拉伸断裂后，两标点间的长度标点间的长度l l1 16

10、3.2mm63.2mm，颈缩处的直径，颈缩处的直径d d1 15.9mm5.9mm，试确定材料的，试确定材料的延伸率延伸率 和断面收缩率和断面收缩率，并判断属脆性材料还是塑性材料。，并判断属脆性材料还是塑性材料。2.2.试写出图示单元体的三个主应力试写出图示单元体的三个主应力、和和，1 2 3 若材料的弹性模量为若材料的弹性模量为，泊松比为，泊松比为GPa200 E50MPa200MPa第 3 页 共 11 页，试求最大剪应力，试求最大剪应力和该点的主应变和该点的主应变。3 . 0 max 1 3 3如图示结构，水平杆如图示结构，水平杆CBDCBD可视为刚性杆，在可视为刚性杆，在D D点点加垂

11、直向下的力加垂直向下的力F F；ABAB杆为钢杆，其直径杆为钢杆，其直径d d30mm30mm，a a1m1m，E E2102105 5MPaMPa，200MPa200MPa。若在。若在ABAB杆杆p上沿轴线方向贴一电阻应变片，结构加力后测得上沿轴线方向贴一电阻应变片，结构加力后测得其应变值为其应变值为71510715106 6，求这时所加力，求这时所加力F F的大小。的大小。4 4槽形铸铁梁受力如图所示，槽形截面对中性轴槽形铸铁梁受力如图所示，槽形截面对中性轴z z的惯性矩的惯性矩I Iz z401040106 6mmmm4 4，材料的许用拉应力，材料的许用拉应力，材料的许用压应力，材料的许

12、用压应力 MPa40t。试。试 MPa150c（1 1）画出梁的剪力图和弯矩图；）画出梁的剪力图和弯矩图；（2 2）校核此梁的强度。）校核此梁的强度。 2m1m1m2m1m1mF30kNq15kN/mABCD60140z CCFBAD aaa应应变变片片第 4 页 共 11 页5 5如图示传动轴所传递的功率如图示传动轴所传递的功率P P2kW2kW，转速，转速n n100r/min100r/min，皮带轮，皮带轮直径直径D D250mm250mm，皮带轮张力，皮带轮张力F FT T2 2F Ft t，轴材料的许用应力，轴材料的许用应力， MPa80 轴的直径轴的直径d d45mm45mm。试按

13、第三强度理论校核轴的强度。试按第三强度理论校核轴的强度0.2m0.1m FT FtMeABCllFABC6 6一悬臂梁一悬臂梁ABAB，承受集中荷载，承受集中荷载F F作用，因其刚度不够，用杆作用，因其刚度不够，用杆CBCB加加固，试计算梁固，试计算梁ABAB的最大挠度的减少量。设梁的弯曲刚度为的最大挠度的减少量。设梁的弯曲刚度为EIEI，杆，杆的拉压刚度为的拉压刚度为。23 lEI7 7图示矩形截面悬臂梁，梁材料的弹性模量图示矩形截面悬臂梁，梁材料的弹性模量E E200GPa200GPa。已知一重。已知一重物物W W50N50N 从高度从高度H H30mm30mm 处自由落下冲击悬臂梁的自由

14、端，求梁处自由落下冲击悬臂梁的自由端，求梁自由端的最大动挠度。自由端的最大动挠度。 第 5 页 共 11 页HWAB 1m2010工程力学期末考试答案工程力学期末考试答案一一 3 3 4 4 连续性假设连续性假设 均匀性假设均匀性假设 niFix10 niFiy10 niFMo10)(各向同性假设各向同性假设 5 5 轴力指向截面外部为正轴力指向截面外部为正 6 6 弹性阶段弹性阶段 屈服阶段屈服阶段 强化阶段强化阶段 局部变形阶段局部变形阶段 7 7 四指指向扭矩的转向，若大拇指指向截四指指向扭矩的转向，若大拇指指向截面的外部，则扭矩为正面的外部，则扭矩为正 8 8 简支梁简支梁 外伸梁外伸

15、梁 悬臂梁悬臂梁9 93M3M； 1010。348M d22ql二二 1A1A 2 2 A A 3 3 D D 4 4 B B 5 5 D D 6 6 C C 7.A7.A 三三 错对对错对错对对错对 四四 1 1%4.26%10050502.63%100 001lll%19.65%100109 . 510%100222010AAA%5%5 .26该材料属塑性材料该材料属塑性材料2 2 MPa200 , 0 MPa,50321MPa1252250 231 max332111055.0)2000(3.0502001)(1ECxFCyFFBAFCBDCxFCyFFBAFCBD第 6 页 共 11

16、页3 3由由CBDCBD平衡平衡又又 , 0CMFFBA2EAF llBABABAkN51.501071503. 04110221 21 216211EAFFBA测得的应变测得的应变MPa200MPa99.142 03. 014. 34121051.5023 pBA BAAF为弹性应变，上述计算是可行的。为弹性应变，上述计算是可行的。4 4 （1 1）支座反力）支座反力 , 0AFkNFB60mkNMMB30max此梁不安全。此梁不安全。10510104014.0103014.01263max maxc zcMPaIM4510104006.0103006.01263max maxt ztMPa

17、IM5 5 mkN30MmkN30MkN30kN30sFkN30kN30sFkN30kN30sFeM2)(DFFMtTetF3458.4Nm458.4NmT图191Nm191Nm191Nm第 7 页 共 11 页mN191100295509550nPMemFMMtBN4 .458152831 . 031 . 0maxmN191eMT33045.0321 321dWzMPa5 .55122 max3TMWzr故该轴强度符合要求。故该轴强度符合要求。6 6lFABFl 3/ 3EIEI未加未加 CBCB 前，前，加加 CBCB 后，后，EIFlw331max由变形协调条件由变形协调条件即即 BCBlwEAlF EIlFFBCBC3)-3（ EIlF EIlFFBCBC 33)-33 （FFBC21最大挠度减少量最大挠度减少量 EIFl EIlFFwBC 321 3)(332maxEIFlwww632max1max7 7梁自由端的静挠度：梁自由端的静挠度：N3056 2 N,152822)(tTe tetTFFDMFMDFFFABFBCFABFBCFABWAB第 8 页 共 11 页m1050 01. 002. 0121102003150 333933 EIWlst48. 205. 003. 0211211stdhKm124. 0105048. 23 d stdK