工程力学一自考题模拟6文档格式.docx

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C．

D．

C

[考点]主要考查的知识点为力偶的概念及光滑面约束的受力分析。

[解答]力的作用线是沿约束面的公法线，本题中就是要与斜面垂直，指向被约束的物体；

又因为力偶只能与力偶平衡。

据此可推知，本题C项为正确答案。

3.如果σmin=0，则交变应力称为脉动循环交变应力，其循环特征为______

A.r=-1

B.r=0

C.r=1/2

D.r=1

[考点]主要考查的知识点为交变应力的应力循环特征。

[解答]脉动循环应力的循环特征

，故正确答案为B。

4.辊轴支座（又称为滚动支座）属于______

A.柔索约束

B.光滑面约束

C.光滑圆柱铰链约束

D.连杆约束

5.拉压胡克定律σ=Eε的另一表达式为______

[考点]主要考查的知识点为胡克定律的表达形式。

[解答]胡克定律有两种表述形式，一种即为题中所述，另一种即为答案B中的形式。

故B项为正确答案。

6.材料力学中，变形固体的基本假设不包括______

A.连续性假设

B.均匀性假设

C.塑性变形假设

D.各向同性假设

[考点]本题主要考查的知识点为材料力学中变形固体的基本假设。

[解答]材料力学中，变形固体的基本假设有：

连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变形假设，故C项为正确答案。

7.下列关于构件的几何形状说法不正确的是______

A.轴线为直线的杆称为直杆

B.轴线为曲线的杆称为曲杆

C.等截面的直杆简称等直杆

D.横截面大小不等的杆称为截面杆

D

8.当具有一定速度的物体作用到静止构件上时，物体的速度发生急剧改变，由于惯性，使构件受到很大的作用力，这种现象称为冲击，例如______

A.电梯上升

B.压杆受压

C.齿轮啮合

D.落锤打桩

[考点]主要考查的知识点为对冲击定义的理解。

[解答]根据冲击的定义：

当具有一定速度的物体作用到静止构件上时，物体的速度发生急剧改变，由于惯性，使构件受到很大的作用力，这种现象称为冲击。

只有选项D适合这种情况。

9.圆轴扭转切应力______

A.与扭矩和极惯性矩都成正比

B.与扭矩成反比，与极惯性矩成正比

C.与扭矩成正比，与极惯性矩成反比

D.与扭矩和极惯性矩都成反比

[考点]本题主要考查的知识点为圆轴扭转切应力的计算。

[解答]圆轴扭转时

，故切应力与扭矩成正比，与极惯性矩成反比，故选项C为正确答案。

10.脆性材料的极限应力是______

A.σe

B.σb

C.σs

D.σp

[考点]主要考查的知识点为脆性材料的极限应力。

[解答]脆性材料制成的构件，会因应力达到强度极限而发生断裂，断裂之前变形还很小。

构件失去正常工作能力或发生断裂破坏时的应力σb，称为极限应力。

第Ⅱ部分非选择题

二、填空题

1.减小梁的跨度、增加梁的支座、提高梁的强度、增大单位面积的抗弯截面系数都可以______梁的抗弯刚度。

提高

2.刚体平动时，其上各点的轨迹相同且平行，同一瞬时，各点具有______的速度和加速度。

相同

3.如下图所示平面结构，D、E为铰链，若不计各构件自重和各接触处摩擦，则属于二力构件的是杆______。

AD

4.刚体作平面运动时，在刚体或其延伸部分上，每一瞬时都存在一个速度等于______的点，简称瞬心。

零

5.柔索约束的约束反力通过柔索与物体的连接点，沿柔索本身，方向______。

背离被约束物体

6.求杆件内力的基本方法是______。

截面法

7.力偶不能与一个力等效，______被一个力平衡。

（填“能”或“不能”）

不能

8.物体发生自锁现象的条件为______。

0≤α≤φ

9.随时间作周期性变化的应力称为______。

交变应力

10.平面力偶系合力偶矩M等于______。

各分力偶矩之和

11.摩擦角φm是摩擦力达到______时的全约束反力与法线之间的夹角。

Fmax

12.刚体的平面运动可以分解为平动和______。

转动

13.如下图所示的三角形管道支架，管道P的重量是5kN。

若支架杆重不计，则AC杆中FA与BC杆中FB分别为______。

5.77KN，2.89kN

14.如下图所示的刚架，两个50kN的力组成一个力偶，根据力偶必须由力偶来平衡的原理，得出的反力FA与FB的大小及方向分别为______。

25kN（↑），25kN（↓）

15.已知某连接件剪切面上的剪力FS和剪切面面积A，假定切应力在剪切面上是均匀分布的，则该连接件的强度条件为______。

三、计算题

（每小题6分，共30分）

1.如下图所示，力矩M作用在均质鼓轮上，使鼓轮转动，通过绕在鼓轮上的绳子提升斜面上的重物。

已知鼓轮的质量为m1，半径为r，斜面的倾角为α，重物质量m2与斜面间的摩擦因数为f，初始时重物速度为零。

求重物完成滑动距离s时的瞬时速度。

考虑鼓轮、重物所组成的系统，初始时刻系统的动能T1=0。

重物滑动距离s时鼓轮的转角

设此时重物的速度为v，则鼓轮的角速度为

。

系统的动能等于重物与鼓轮的动能之和。

此过程中力矩M、重物重力m2g、摩擦力三者均做功，有：

∑W1，2=Mφ-m2gssinα-fm2gscosα

根据动能定理，得

，得：

2.设电动机外壳和定子质量为m1，转子质量为m2。

转子质心位于O2，由于制造和安装上的误差不在轴线上，如下图所示。

设偏心距O1O2=e，转子以匀角速度ω转动。

如电动机固定在机座上，求机座对电动机的约束反力。

选取外壳、定子及转子为质点系，作用在质点系上的外力有外壳和定子的重力G1=m1g，转子的重力G2=m2g，约束反力Fx及Fy。

取坐标系如下图所示。

外壳与定子的质点在坐标原点O1处，转子质心O2的坐标为x2=ecosωt，y2=esinωt。

质点系的质心C的坐标为

质心C的加速度为：

根据质心运动定理，有

（m1+m2）aCx=Fx

（m1+m2）aCy=Fy-G1-G2

将aCx、aCy代入公式，解得机座对电动机的约束反力为

Fx=-m2ω2cosωt

Fy=G1+G2-m2eω2sinωt

3.下图中所示外伸梁的载荷为已知，试求图示各指定截面的剪力和弯矩。

（1）求梁的支反力。

由静力平衡条件：

∑MA（F）=0和∑MB（F）=0，得：

（2）计算各指定截面的内力。

对于截面5-5，取该截面以右为研究对象，其余各截面均取相应截面以左为研究对象。

1-1截面：

，M1=FAΔ=0

（因1-1截面为从右侧无限接近支座A的截面，即Δ→0，以下同样理解）

2-2截面：

3-3截面：

4-4截面：

5-5截面：

4.如下图所示，链条由两层钢板组成，每层板的厚度t=4.5mm，宽度H=65mm，h=40mm，铆钉孔直径d=20mm，钢板材料的许用应力[σ]=80MPa。

若链条的拉力F=25kN，校核它的拉伸强度。

由题可知，此时1-1截面与2-2截面是危险截面。

设1-1截面与2-2截面上的轴力分别为FN1和FN2，则

σ1=FN1/[2（H-d）t]

=25×

103/[2×

（65-20）×

4.5]

=61.7（MPa）

σ2=FN2/2ht=25×

103/（2×

40×

4.5）=69.4（MPa）

σmax=σ2=69.4MPa＜80MPa=[σ]，所以，链条的拉伸强度是安全的。

5.下图所示为一受均布载荷作用的圆截面梁，其跨度l=3m，梁截面直径d=30mm，许用应力[σ]=150MPa。

试确定梁的许用均布载荷q。

（1）求最大弯矩：

根据静力学平衡方程可求出支座反力，作简支梁的弯矩图，如下图所示。

由弯矩图可知，最大弯矩发生在梁的中点，其值为：

Mmax=ql2/8。

（2）根据强度条件确定梁的许用均布载荷q：

将σmax=|M|max/Wz≤[σ]改写成|M|max≤[σ]Wz，有：

ql2/8≤[σ]Wz

由此得许用均布载荷：

四、综合应用题

（每小题10分，共20分）

某塔式起重机如下图所示。

机架重量W1=700kN，作用线通过塔架的中心。

最大起重量为W2=200kN，最大悬臂长为12m，轨道AB的间距为4m，平衡载荷重W3距中心线6m。

试问：

1.保证起重机在满载和空载时都不致翻倒，平衡载荷W3应为多少?

要使起重机不翻倒，应使作用在起重机上的力系满足平衡条件。

起重机所受的力有：

载荷W2，机架自重W1，平衡荷重W3，以及轨道的约束反力FA、FB。

满载时，为使起重机不绕B点向右翻倒，作用在起重机上的力必须满足∑MB（F）=0，在临界状态下FA=0，这时求出的W3值即为所允许的最小平衡荷重。

∑MB（F）=0

W3（6+2）+2W1-W2（12-2）=0

则

空载时，W2=0。

为使起重机不绕A点向左翻倒，作用在起重机上的力必须满足条件∑MA（F）=0，在临界状态下，FB=0，这时求出的W3值即为所允许的最大平衡荷重。

∑MA（F）=0，W3（6-2）-2W1=0

所以，要使起重机不致翻倒，W3必须满足75kN＜W3＜350kN。

2.已知平衡载荷重W3=180kN，当满载且重物在最右端时，轨道A、B对起重机轮子的反力为多少?

当W3=180kN时，起重机可处于平衡状态。

此时起重机在W1、W2、W3以及FA、FB共同作用下处于平衡状态。

根据平面平行力系的平衡方程有：

∑MA（F）=0

W3（6-2）-W1·

2-W2（12+2）+FB·

4=0

∑Fy=0

-W3-W1-W2+FA+FB=0

可解得FA=210kN，FB=870kN。

3.凸轮机构如下图所示，已知推杆与滑道间的摩擦因数fs，滑道宽为b。

推杆自重及推杆与凸轮接触处的摩擦均忽略不计。

为保证推杆不被卡住，求a的取值范围。

取推杆为研究对象，受力图如下图所示。

推杆受到5个力的作用：

凸轮推力F，滑道A、B处的法向约束反力FNA、FNB，阻止推杆向上运