课后思考题.docx

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课后思考题

思考题

1.1试说明力的分力与力的投影的区别？

1.2哪几条静力学公理只适应于刚体？

1.3常见约束有哪几种，约束反力有何特点？

1.4何谓荷载？

怎样分类？

1.5杆件有哪几种基本变形形式？

1.6杆系结构可分为那几种类型？

1.7画受力图的步骤及要点？

1.8试说明下列式子的意义和区别。

（1）F1=F2；

（2）F1=F2；

（3）力F1等于F2。

1．9二力平衡公理和作用力与反作用力定理中，都说是二力等值、反向、共线，其区别在哪里？

1.10判断下列说法是否正确，为什么？

（1）刚体是指在外力作用下变形很小的物体；

（2）凡是两端用铰链连接的直杆都是二力杆；

（3）如果作用在刚体上的三个力共面且汇交于一点，则刚体一定平衡；

（4）如果作用在刚体上的三个力共面，但不汇交于一点，则刚体不能平衡。

2.1什么是力矩？

什么是力偶？

有何异同？

举例说明。

2.2力偶有哪几条性质？

2.3力偶的三要素是什么？

2.4怎样的力偶才是等效力偶？

等效力偶是否两个力偶的的力和力臂都应该分别相等？

2.5图中轮子在力偶（F，F′）和力P的作用下处于平衡。

能否说力偶（F，F′）被力P所平衡？

为什么？

思题2.5图思题2.7图

2.6组成力偶的两个力在任一轴上的投影之和为什么必等于零？

2.7如图所示，在物体上作用两力偶（F1，F1′）和（F2，F2′），其力多边形闭合，此时物体是否平衡？

为什么？

3.1何谓力的平移定理？

3.2平面汇交力系、平面力偶系、平面一般力系、平面平行力系的合成结果是什么？

它们的平衡条件是什么？

平衡方程是什么？

3.3主矢与主矩同简化中心的关系如何？

3.4物体系的平衡条件应该如何考虑？

3.5在建立平衡方程组时，这样才能做到建列最多的独立方程？

举例说明。

3.6平面一般力系的平衡方程的其它形式有哪几种？

有何限制条件？

3.7有三个单独物体组成的一物体系。

它最多能建列几个独立的平衡方程？

3.8分力与投影有什么不同？

什么情况下它们相同？

3.9用几何法研究平面汇交力系的合成与平衡时，作图时作用力的顺序不同点对计算结果有否影响？

3.10如果平面汇交力系的各力在任意两个互不平行的坐标轴上投影的代数和等于零，该力系是否平衡？

3.11平面一般力系向简化中心简化时，可能产生几种结果？

3.12为什么说平面汇交力系、平面平行力系已包括在平面一般力系中？

3．13不平行的平面力系，已知该力系在Y轴上投影的代数和等于零，且对平面内某一点之矩的代数和等于零。

问此力系的简化结果是什么？

3.14一平面力系向A、B两点简化的结果相同，且主矢和主矩都不为零，问能否可能？

3.15对于原力系的最后简化结果为一力偶的情形，主矩与简化中心的位置无关，为什么？

3.16平面一般力系的平衡方程有几种形式？

应用时有什么限制条件？

3.17对于由

个物体组成的物体系统，便可列出

个独立的平衡方程。

这种提法对吗？

3.18如图所示的梁，先将作用于D点

的力F平移至E点成为F′，并附加

一个力偶

，然后求铰的

约束反力，对不对，为什么？

思题3.18图

3.19图示的物体系统处于平衡状态，如要计算各支座的约束反力，应怎样选取研究对象？

思题3.19图

4.1两根不同材料的拉杆，其杆长l，横截面面积A均相同，并受相同的轴向拉力F。

试问它们横截面上的正应力

及杆件的伸长量

是否相同?

4.2两根圆截面拉杆，一根为铜杆，一根为钢杆，两杆的拉压刚度EA相同，并受相同的轴向拉力F。

试问它们的伸长量

和横截面上的正应力

是否相同?

4.3如何利用材料的应力–应变图，比较材料的强度、刚度和塑性，图中哪种材料的强度高，刚度大，塑性好?

思题4.3图

4.4购买钢材时，应先查阅钢材的材质单，材质单上有哪两项强度指标和哪两项塑性指标？

试阐述其物理意义。

4.5如何判断塑性材料和脆性材料？

试比较塑性材料和脆性材料的力学性能特点。

4.6何谓应力集中？

图示一张厚纸条，若在轴线上剪一直径为d的圆孔和长度为d的横向缝隙，用手在轴向加力时，破坏从哪里开始？

为什么？

思题4.6图

4.7制造螺栓的棒材要先经过冷拔，其目的是什么？

钢材经过冷拔后有什么优点和缺点？

4.8何谓许用应力？

安全因数的确定和工程有哪些密切关系？

利用强度条件可以解决工程中的什么问题？

4.9剪切变形的受力特点和变形特点是什么？

4.10挤压变形与轴向压缩变形有什么区别？

4.11挤压面与计算挤压面有何不同？

4.12试述切应力互等定理。

5.1直径相同，材料不同的两根等长的实心圆轴，在相同的扭矩作用下，其最大切应力

和最大单位扭转角

是否相同？

5.2横截面面积相同的空心圆轴和实心圆轴相比，为什么空心圆轴的强度和刚度都较大？

5.3圆轴扭转时，横截面上的切应力沿半径方向如何分布？

6.1什么是几何可变体系？

为什么它们不能作为结构使用，试举说明。

6.2什么是几何不变体系？

为什么它们能作为结构使用，试举例说明。

6.3虚铰与实际铰链有何不同，为什么虚铰也具有实际铰链的约束性质？

6.4几何不变体有三个组成规则，其最基本的规则是什么？

6.5对结构作几何组成分析的目的是什么?

6.6试叙述二元体规则、两刚片规则、三刚片规则。

6.7静定结构、超静定结构有何特征?

7.1什么是截面法？

截面的内力（轴力、剪力和弯矩）的正负是如何假定的？

7.2如何根据荷载、剪力和弯矩的微分关系对内力图的进行校核？

7.3试比较拱与梁的受力特点。

7.4刚架的刚节点处内力图有何特点？

7.5分别说明多跨静定梁中基本部分与附属部分的几何组成和受力特点。

7.6当荷载作用在多跨静定梁的基本部分上时，附属部分为什么不受力？

7.8桁架计算中的基本假定，各起了什么样的简化作用？

7.9在刚架结点处，各杆内力有什么特殊性质？

作刚架各杆内力图时有什么规定？

7.10三铰拱在竖向荷载作用下，其水平反力等于多少？

其弯矩与相应水平简支梁的弯矩之间是何关系？

7.11什么是拱的合理拱轴线？

7.12截面不同的两个悬臂梁，承受相同的荷载，它们的内力图是否一样？

7.13在某一荷载作用下，静定桁架中若存在零杆，则表示该杆不受力，是否可以将其拆除？

7.14如图所示，同一桁架的两种受力状态，两图中对应杆件的内力是否完全相同？

思题7.14图

7.14三铰拱的水平推力大小不仅与拱高有关，而且与拱轴线形状有关，这种说法对吗？

7.15怎样识别组合结构中的链杆和梁式杆？

组合结构的计算与桁架有何不同之处？

8.1推导梁平面弯曲正应力公式时作了哪些假设？

在什么条件下才是正确的？

为什么要作这些假设？

8.2．在什么条件下梁只发生平面弯曲？

8.3什么是中性层和中性轴？

直梁平面弯曲时为什么中性轴通过截面形心？

8.4提高粱的弯曲强度有哪些措施？

8.5在横向承载力作用下，两个相同截面的梁，放置在一起。

如思考题图8.1所示，不同的放置方法有何不同？

思题8.5图

8.6何谓重心、形心？

它们之间有何关系？

8.7静矩和形心有何关系？

8.8静矩、惯性矩是怎样定义的？

它们的量纲是什么？

为什么它们的值有的恒为正？

有的可正、可负、还可为零？

8.9如思题8.9图所示，矩形截面m-m以上部分对形心轴z和m-m以下部分对形心轴z的静矩有何关系？

思题8.9图思题8.10图

8.10如思题8.10图所示，两个由N020槽钢组合成的两种截面，试比较它们对形心轴的惯性矩Iz、Iy的大小，并说明原因。

9.1思题9.1图为等截面直杆的矩形和圆形横截面，受到弯矩

和

的作用，它们的最大正应力是否

都可以用公式计算

？

为什么？

思题9.1图

9.2拉压和弯曲的组合变形，与偏心拉压有何区别和联系？

9.3试问图示各折杆各段的组合变形形式。

思题9.3图

9.4计算组合变形的基本假设是什么？

用什么方法进行计算？

9.5举例说明哪些截面受通过截面图形的形心的斜荷载作用产生的弯曲以后挠曲线仍在荷载作用平面内。

9.6举例说明截面核心的概念在工程中的应用。

10.1如何区别压杆的稳定平衡与不稳定平衡？

10.2什么叫临界力？

计算临界力的欧拉公式的应用条件是什么？

10.3由塑性材料制成的小柔度压杆，在临界力作用下是否仍处于弹性状态？

10.4实心截面改为空心截面能增大截面的惯性矩从而能提高压杆的稳定性，是否可以把材料无限制地加工使远离截面形心，以提高压杆的稳定性？

10.5只要保证压杆的稳定就能够保证其承载能力，这种说法是否正确？

10.6请你在日常生活中碰到的实例来说明压稳问题的存在？

11.1写出位移计算的一般公式，并说明式中各项的物理意义是什么？

11.2在计算不同类型的位移时，如何虚设单位力状态？

举例说明。

11.3写出荷载作用下桁架、梁、刚架的位移计算公式，并说明如何根据计算结果判定实际位移的方向。

11.4图乘法的应用条件是什么？

计算变截面梁、曲梁和拱的位移时，可否用图乘法？

11.5如何确定图乘结果的正负号？

11.6提高梁的刚度有何措施？

11.7应用单位荷载法计算出结构某处的位移△在数值上是否等于该单位荷载所作的虚功？

11.8图乘中为什么可以把图形分解，在数学上根据是什么？

11.9图（a）、（b）中各杆EA相同，则两图中C点的竖向位移是否相等？

思题11.9图

11.10图中所示斜梁EI＝常数，则截面A的转角（↓），是否正确？

思题11.10图

11.11下列图乘结果是否正确：

。

思题11.11图

11.12对于静定结构，没有变形就没有位移。

这种说法对吗？

12.1说明静定结构与超静定结构的区别。

12.2力法的定义是什么？

什么是力法的基本未知量？

什么是力法的基本结构？

一个超静定结构是否只有唯一形式的基本结构？

基本结构与原结构有何异同？

12.3在选取力法基本结构时，应掌握什么原则？

如何确定超静定次数？

12.4力法典型方程的意义是什么？

其系数和自由项的物理意义是什么？

12.5为什么力法典型方程中主系数恒大于零，而副系数则可能为正值、负值或为零？

12.6试述用力法求解超静定结构的步骤。

12.7怎样利用结构的对称性以简化计算？

12.8为什么对称结构在对称荷载作用下，反对称多余未知力等于零？

反之，对称结构在反对称荷载作用下，对称的多余未知力等于零？

12.9试比较超静结构与静定结构的不同特性。

12.10为什么静定结构的内力与

无关？

而超静定结构的内力与各杆

的相对比值有关？

12.11基本未知量求出以后，怎样求原结构的其余支座反力，绘制内力图？

13.1位移法的基本未知量是什么？

如何确定其数目？

13.2杆端弯矩的正负号如何规定？

结点弯矩的正负号如何规定？

13.3位移法求解未知量的方程是如何建立的？

13.4位移法适合解什么类型的超静定结构？

试比较力法和位移法的优缺点。

13.5力矩分配法的适用条件是什么？

力矩分配法主要适用于什么结构？

13.6什么是转动刚度？

杆端转动刚度如何确定？

13.7什么是分配系数？

分配系数如何计算？

为什么每一结点的分配系数之和等于1？

13.8什么是传递系数？

传递系数如何确定？

13.9力矩分配的含义是什么？

固端弯矩、近端弯矩、远端弯矩，分配弯矩、传递弯矩的含义又是什么？

13.10什么是节点不平衡力矩？

分配时应如何处理不平衡力矩？

13.11多结点分配计算过程中，为什么不平衡力矩会趋于0？

13.12力矩分配法和力法、位移法比较有什么优缺点？

14.1影响线的含义是什么？

弯矩影响线和弯矩图的区别是什么？

14.2静力法绘制影响线时，什么情况下，影响线方程要分段建立？

14.3机动法和静力法作影响线，各有什么优缺点？

14.4静定梁与超静定梁的影响线各有什么特点？

14.5什么是荷载最不利位置？

14.6什么是内力包络图？

内力包络图和内力图的区别是什么？

和影响线的区别又是什么？

14.7什么是绝对最大弯矩？