工程力学精选题答案解析.docx
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工程力学精选题答案解析
轴向拉压
1.等截面直杆CD位于两块夹板之间,如图示。
杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持平衡。
设杆CD两侧的摩擦力沿轴线方向均匀分布,且两侧摩擦力的集度均为q,杆CD的横截面面积为A,质量密度为,试问下列结论中哪一个是正确的?
(A)qgA;
(B)杆最大轴力FNmaxql;
(D)杆各横截面上的轴力Fn0
2•低碳钢试样拉伸时,横截面上的应力公式F-A适用于以下哪一种情况?
(A)只适用于
(C)只适用于
3.在A和B两点连接绳索ACB绳索上悬挂物重P,如图
示。
点A和点B的距离保持不变,绳索的许用拉应力为[]。
试问:
当
角取何值时,绳索的用料最省?
(A)0。
;
(B)
300;
(C)45。
;
(D)
600。
4•桁架如图示,载荷
F可在横梁(刚性杆)DE上自由移动。
杆1和杆2的横
截面面积均为A,许用应力均为[](拉和压相同)。
求载荷F的许用值。
以下四种答案中哪一种是正确的?
5.设受力在弹性围,问空心圆杆受轴向拉伸时,外径与壁厚的下列四种变形关系中哪一种是正确的?
(A)外径和壁厚都增大;
(B)
外径和壁厚都减小;
(C)外径减小,壁厚增大;
(D)外径增大,壁厚减小
6.三杆结构如图所示。
今欲使杆3的轴力减小,问应采取以下哪一种措施?
(A)加大杆3的横截面面积;
(B)减小杆3的横截面面积;
(C)三杆的横截面面积一起加大;
(D)增大角。
7.图示超静定结构中,梁AB为刚性梁。
设J和12分别表示杆1的伸长和杆2的缩短,试问两斜杆间的变形协调条件的正确答案是下列四种答案中的哪一
种?
(A)
l1sin
2
l2sin
(B)
l1cos
2
l2cos
(C)
l1sin
2
l2sin
(D)
l1cos
2
l2cos
8.图示结构,AC为刚性杆,杆1和杆2的拉压刚度相等。
当杆1的温度升高
时,两杆的轴力变化可能有以下四种情况,问哪一种正确?
(A)两杆轴力均减小;
(B)两杆轴力均增大;
(C)杆1轴力减小,杆2轴力增大;
(D)杆1轴力增大,杆2轴力减小。
9.结构由于温度变化,则:
(A)静定结构中将引起应力,超静定结构中也将引起应力;
(B)静定结构中将引起变形,超静定结构中将引起应力和变形;
(C)无论静定结构或超静定结构,都将引起应力和变形;
(D)静定结构中将引起应力和变形,超静定结构中将引起应力。
10.单位宽度的薄壁圆环受力如图所示,p为径向压
强,其截面n-n上的力Fn的四种答案中哪一种是正确
的?
(A)
PD;
(B)
PD;
2;
(C)
PD;
7
(D)
PD
0
8
4
11.
则节点A的铅垂位移Ay
图示受力结构中,若杆1和杆2的拉压刚度EA相同,,水平位移
△\x
12.一轴向拉杆,横截面为ab(a>b)的矩形,受轴向载荷作用变形后截面长边和短边的比值为。
另一轴向
拉杆,横截面是长半轴和短半轴分别为a和b的椭圆形,受轴向载荷作用变形后横截面的形状为
13.一长为I,横截面面积为A的等截面直杆,质量密度为,弹性模量为E,
max
该杆铅垂悬挂时由自重引起的最大应力max,杆的总伸长
14.图示杆1和杆2的材料和长度都相同,但横截面面积A1A2。
若两杆温度都下降T,则两杆轴力之间的关系是Fn1Fn2,正应力之间的关系是
12o
(填入符号V,=,>)
15.试证明受轴向拉伸的圆截面杆,其横截面沿圆周方向的线应变s等于直径
的相对改变量do
证:
nddnd
sd^E^^o
nd
16.女口图所示,一实心圆杆1在其外表面紧套空心圆管2。
设杆的拉压刚度分别为E1A1和E2A2o此组合杆承受轴向拉力F,试求其长度的改变量。
(假设圆杆和圆管之间不发生相对滑动)
解:
由平衡条件
FN1f
N2F
(1)
变形协调条件
FN1l
FN2l
⑵
E1A1
E2A2
由
(1)、⑵得
1FN1l
F
l
l
E1A1
E1A1
E2A2
17.设有一实心钢杆,在其外表面紧套一铜管。
材料的弹性模量和线膨胀系数分别为已,E2和11,12,且12>11。
两者的横截面面积均为A。
如果两者紧
套的程度不会发生相
l2l1TE2l
l1E1
l2E2l
T
E1E2
E1
E2
证:
由平衡条件
FN1FN2
(1)
变形协调条件11
l1l2
l2
nlTFn11
FN2l
I2l1
⑵
E1A1
E2A2
由⑴、⑵得
l2l1
TE1E2A
FN1
E1
E2
IiilT
FN11
EiA
iilT
18.q为均布载荷的集度,试作图示杆的轴力图
解:
19.如图所示,一半圆拱由刚性块AB和BC及拉杆AC组成,受的均布载荷q90kN/m作用。
若半圆拱半径
R12m,拉杆的许用应力[]150MPa,试设计拉杆
的直径d
解:
由整体平衡Fc
qR
对拱BCMb0:
Fn
R
RqRFCR0
2
FnqR
2
拉杆的直径d>
67.70mm
n]:
n]
20.
tan
图示为胶合而成的等截面轴向拉杆,杆的强度由胶缝控制,已知胶的许用切应力[]为许用正力[]的1/2。
问为何值时,胶缝处的切应力和正应力同时达到各自的许用应力。
解:
cos2<[]
sincos<[]
[]
[]
1
21.图示防水闸门用一排支杆支撑(图中只画出1根),各杆直径为d150mm,许用应力[]10MPa,设闸门受的水压力与水深成正比,水的质量密度
=1.0103kgm3,若不考虑支杆的稳定问题,试求支杆间的最大距离。
(取
g10m.s2)
解:
设支杆间的最大距离为X,闸门底部A处水压力的集度为q。
。
闸门AB的受力如图
Ma
1
q0314Fcos
2
12FFnW[]厂d
得:
x9.42m
22.图示结构中AC为刚性梁,BD为斜撑杆,载荷F可沿梁AC水平移动。
试问:
为使斜杆的重量最小,斜撑杆与梁之间的夹角应取何值?
解:
载荷F移至C处时,杆BD的受力最大,如图。
FBD
hcos
23.图示结构,BC为刚性梁,杆1和杆2的横截面面积均为A,它们的许用应
力分别为[]1和[]2,且[]12[]2。
载荷F可沿梁BC移动,其移动围为owxwl。
试求:
(1)从强度方面考虑,当x为何值时,许用载荷[F]为最大,其最大值F为多少?
⑵解:
该结构的许用载荷[F]多大?
(1)杆BC受力如图
FN1=[]1A,FN2=[]2A
3
FmaxFn1Fn23[]2A~[]1A
x
l_
3
⑵F在C处时最不利FFn2w[]2A
所以结构的许用载荷[F][]2A
24.图示结构,杆1和杆2的横截面面积为A,材料的弹性模量为E,其拉伸许用应力为[],压缩许用应力为[],且[]2[],载荷F可以在刚性梁BCD上移动,若不考虑杆的失稳,试求:
(1)结构的许用载荷[F]。
(2)当x为何值时0x21,F的许用值最大,且最大许用值为多少?
解:
(1)F在B处时最危险,梁受力如图
(1)
Fn12F(压),
Fn2F(拉)