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10工程力学习题

《工程力学》题库

静力学部分

一、基本概念(名词)

1、二力平衡公理

2、合力投影定理

3、力的作用与反作用公律

4、合力矩定理

5、力偶

6、约束和约束(反)力

7、力的平移定理和力的可传性原理

二、填空

1、力的三要素是、、。

2、物体受到的力包括______和__________两类。

3、力偶的三要素是指___________,__________和______________。

4、静力学中力的性质(公理):

1〉、_____________2〉、__________________3〉、__________________4〉、__________________________。

5、约束反力总是在约束与______的接触处,其方向与约束反限制的___________相反。

6、常见的约束可归纳为如下四种基本类型:

1〉、___________2〉、光滑接触面约束;3〉、______________4〉、_______________。

光滑面约束的约束反力的方向为过接触点处的_______,指向物体的_______。

7、平面一般力系的独立平衡方程有个,可求解个未知量;平面汇交力系的独立平衡方程有个,可求解个未知量;平面平行力系的独立平衡方程有个,可求解个未知量;平面力偶系的独立平衡方程有个,可求解个未知量。

8、平面一般力系向平面内一点简化为一个力R’和一个力偶M。

这个力称原力系的_____,这个力偶称为原力系对简化中点O的_______。

平面一般力系平衡的充要条件为_____________________________。

9、平面一般力系向一点简化时得到的主矢、主矩与简化中心的选取有关的是无关的是。

10、写出平面汇交力系平衡方程:

_______________________________;平面力偶系的平平衡方程:

_____________________________

11、平面任意力系平衡方程,

的附加条件是__________________而

的附加条件是_____________________。

12、平面平行力系二矩式平衡方程:

,其中矩心A和B的附加条件是_____________________。

13、如果所研究的平衡问题的未知量的数目________对应平衡方程数目,则所有未知量可由_____________全部求出,这类问题称_____问题。

14、单位长度上所受的力称分布力在该处的________。

15、分析受摩擦力的物体的平衡时,摩擦力的方向须按确定。

16、重量为W=1000N的物块受水平力F1=80N作用而处于平衡,物块与水平面之间的静摩擦系数f=0.1,则物块所受到的静滑动摩擦力大小等于________________。

三、判断题

()1、材料力学与静力学的研究对象都是刚体。

()2、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。

()3、两个力在同一轴上的投影相等,此两力必相等。

()4、力系的合力一定比各分力大。

()5、二力体的受力与构件的形状无关。

()6、二力构件是指只受两个力作用的构件。

()7、如果作用与物体上的三个力汇交与一点,该物体一定平衡。

()8、静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。

()9、静力学公理中,作用力与反作用力公理和力的平行四边形公理适用于任何物体。

()10、作用力与反作用力是一组平衡力系。

()11、力偶对其作用面内任意点的力矩值恒等于此力偶的力偶矩,同时与力偶与矩心间的相对位置相关。

()12、作用于物体上的力,均可平移到物体的任一点,但必须同时增加一个附加力偶。

()13.力偶的合力为0。

()14、力偶在任一轴上投影为零,故写投影平衡方程时不必考虑力偶。

()15、作用在同一物体上的两个力,使物体处于平衡的必要和充分条件是:

这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。

()16、已知一刚体在五个力作用下处于平衡,如其中四个力的作用线汇交于O点,则第五个力的作用线必过O点。

()17、平面任意力系向任一点简化,其一般结果为一个主矢量和一个主矩。

()18、平面任意力系简化后,其主矢与简化中心有关,主矩与简化中心无关。

()19、空间任意力系向某点O简化,主矢F'R=0,主矩M0=0,则该力系一定有合力。

()20、摩擦力的大小与法向正压力成正比。

()21、当物体处于平衡状态时,摩擦力是个恒定值。

()22、分析有摩擦的物体的平衡时,摩擦力的方向可以任意假设。

()23、某力系在任意轴上的投影都等于零,则该利息一定是平衡力系。

四、选择题

1.力对物体的作用效应取决于力的三要素,下列选项中不属于力的三要素的是:

A.力的大小B.力的单位C.力的方向D.力的作用点

2.如果力R是F1、F2二力的合力,用矢量方程表示为R=F1+F2,则三力大小之间的关系为。

A必有R=F1+F2B不可能有R=F1+F2C必有R>F1,R>F2D可能有R

3.不为零的力在某轴上的投影等于零,则该力与轴的夹角应为:

A.00B.900C.1800D.450

4.刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线()。

A必汇交于一点B必互相平行C必都为零D必位于同一平面内

5、下图的合力是。

A、F1B、F2C、F3D、F4

6、两个大小为3N、4N的力合成一个力时,此合力最大值为。

A5NB7NC12ND16N

7.力偶对物体产生的运动效应为。

A只能使物体转动B.只能使物体移动

C.既能使物体转动,又能使物体移动

D.它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同

8、两个大小为3N、4N的力合成一个力时,此合力最大值为。

A、5NB、7NC、12ND、16N

9、下图不同力系分别作用于刚体,彼此等效的是

(d表示两力作用线间的距离)

A.a与bB.b与cC.c与dD.d与a

10、图示为同一有重杆的三个平衡位置,则力T1、T2、T3大小关系应该是。

A、T1=T2=T3B、T1>T2>T3C、T1=T2>T3D、T1=T3>T2

10图11图

11、一平面平行力系如图示,则其平衡方程组应是。

A

B

C

D

12、一物块在水平压力P的作用下静止不动,已知物块重G,与竖直墙面间的摩擦系数为f,则物块受到的摩擦力大小为。

A、GB、PC、f·GD、f·P

13、平面任意力系独立平衡方程的个数为:

A.1个B.2个C.3个D.6个

14、平面汇交力系如图所示,已知F1=

,F2=1kN,F3=3kN,则该力系的合力R的大小应为。

A.R=0B.R=

C.R=(1+

)kND.R=(1+

)kN

15、物体A重量为Q,置于水平面上,接触面上的静滑动摩擦系数f=0.32,在物体上施加一水平拉力P=0.3Q,则接触面上的摩擦力F为。

A、F=0B、F=0.3QC、F=0.32QD、F=Q

16、重量为W的物块放在倾角为

的粗糙斜面上而处于临界平衡状态。

已知物块与斜面间的静滑动摩擦系数为f,此时物块受到斜面的摩擦力为。

A、fWB、fWsin

C、fWcos

D、fWtan

14图15图16图

四、作为物体的受力分析

1、画出如图所示三铰拱整体和两半拱的受力图

1图2图

2、画出图中球的受力图

3、作梁AB的受力图

3图4图

4、如图示组合梁,分析副梁CB、主梁AC的受力,画受力图。

5、作如图中整体,AC和CB的受力图

5图6图

6、画出如图所示夹紧装置中压块B的受力图

7、作各杆和整体受力分析图

7图8图

8、画出如图所示杆件的受力图

9、作图示二图各杆和整体受力分析图

9图计算题1图

五、计`算

1、已知F=30KN,q=10KN/m,H1=3m,H2=2m,L=4m求支座A、B处的约束反力。

2、求下列各梁的支座反力

1〉、2)

3〉、4)

3求平面力系向O点简化的结果已知F1=F2=F、F3=F4=2F

3图4图

4、求如图所示支架中AB杆,BC杆所受的力,已知W=40KN。

5、求如图所示支架中A、C处的约束反力,已知W=50KN。

5图6图

6、求图示静定梁的支座反力

7,求力F对O点的力矩

7图8图

8、在直角曲杆的一端作用有力P=0.4kN,试计算力P对O点的矩(图中尺寸单位为cm)。

9、求多跨静定梁的支座反力,已知F1=60KN,F2=40KN,F3=20KN,a=2m

10、如图所示为一起重机构,横梁AD长l=3m,自重G1=2KN;拉杆CD倾斜角θ=300,不计拉杆自重;在E点吊一重物G2=12KN。

在图示位置平衡,试求拉杆CD的拉力和铰链A的约束力。

10图11图

11、图示质量为m的物块和斜面间的摩擦系数为f=tgφm,已知α、β且α>φm。

试求使物块平衡的力P的表达式。

12、A、B两物叠在一起置于水平面上,A物系一斜绳固定于墙上,如图所示。

已知:

GA=100N,GB=160N,a=30º,A、B、地面间的摩擦系数f=0.2。

试求能拉动B物的水平拉力P的最小值。

材料力学部分

一、填空题

1、杆件的基本变形形式可归纳为四种,它们是:

、、

、。

2、分析杆件内力的基本方法是_____________。

分三个步骤:

1〉、_____________2〉、_____________3〉_____________。

3、轴向拉压杆件的内力是,圆轴扭转的内力是,纯弯曲的内力是。

4、衡量塑性材料强度的两个重要指标是、。

5、三根试件的尺寸相同,材料不同,其应力应变关系如图所示,则_________强度高,___________刚度大,___________塑性好。

5图6图

6、某材料的σ-ε曲线如图,则材料的屈服极限σs=_________Mpa,强度极限σb=_________Mpa,强度计算时,若取安全系数为2,那么材料的许用应力[σ]=________Mpa。

7、从拉压性能方面来说,低碳钢耐铸铁耐。

8、梁弯曲时,横截面上的正应力为零,的正应力最大。

9、胡克定律的表达式为____________,E称为材料的__________。

10、截面上正应力的方向与截面_________________。

11、如图所示构件的剪切面积是,挤压面积是。

11图12图

12、齿轮与轴用平键联接,已知轴径为d,传递力偶矩m。

键材料许用剪应力[τ],许用挤压应力[σjy],平键尺寸b×h×l,则该平键剪切强度条件为,挤压强度条件为。

13、图示铆钉结构在外力P作用下,已知t.d.b。

铆钉的剪应力τ=_______,铆钉挤压应力σjy=__________。

14、GIp称为,反映了圆轴抵抗扭转变形的能力。

15、扭转变形为主的杆件称为___________,其横截面形状分___________和____________。

确定扭转T正负号用____________法则。

16、工程上把弯曲变形的构件称为梁,按支承形式可简化为1〉_____________梁,2〉____________梁,3〉____________梁。

17、提高梁强度的主要措施:

_________,___________,__________。

18、直径为d的圆形截面的惯性矩IZ=__________,极惯性矩IP=______________。

抗弯截面系数WZ与搞扭截面系数WP的关系是______________。

二、名词解释

1、内力与应力

2、平面弯曲

3、应力集中现象

4、强度

5、弹性变形

6、切应力互等定理

三、判断题

()1、轴力的大小与杆件的横截面面积有关。

()2、轴力越大,杆件越容易被拉断,因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。

()3、抗拉压弹性模量与剪应力的量纲一致。

()4、公式

中,EA乘积的单位与力的单位一致。

()5、公式

中,E为杆的抗拉压刚度。

()6、实心圆轴的直径变为原来的2倍,则承载能力变为原来的6倍。

四、选择题

1、材料的塑性指标有。

A、σs和δB、σs和ψC、δ和ψD、σs、δ和ψ

2、在下列说法,是正确的。

A、内力随外力增大而增大B、内力与外力无关

C、内力随外力增大而减小D、内力沿杆轴是不变

3、图示受拉直杆,其中AB段与BC段内的轴力及应力关系为__________。

A、NAB=NBCσAB=σBCB、NAB=NBCσAB>σBCC、NAB=NBCσAB<σBC

3图4图

4、现有铸铁和低碳钢两种材料,则图中杆1和杆2应选用。

A、杆1选用低碳钢,杆2选用铸铁B、杆1选用铸铁,杆2选用

C、杆1和杆2都选用铸铁D、杆1和杆2都选用低碳钢

5、轴向拉压杆件危险截面是的横截面。

A、轴力最大B、正应力最大C、面积最小D、位移最大

6、某拉压杆如图示,则1-1横截面上的轴力为。

A、1KN(拉)B、1KN(压)C、2KN(拉)D、2KN(压)

6图7图

7、图示轴向受力杆件中n-n截面上的轴力为

A、-3PB、-4PC、+4PD、+8P

8、在连接件上,剪切面和挤压面分别于外力方向。

A、垂直、平行B、平行、垂直C、平行D、垂直

9、图示拉杆接头的剪切面A和挤压面Abs分别为

A:

bl、blB:

hb、hbC:

hb、blD:

bl、hb

9题图10图11图

10、插销穿过水平放置的平板上的圆孔(如图),在其下端受有拉力P。

则插销的剪切面面积和挤压面面积分别等于

A、πdh;πD2/4B、πdh;π(D2-d2)/4

C、πDh;πD2/4D、πDh;π(D2-d2)/4

11、传动轴转速n=250r/min,此轴上轮C输入功率为P=150kw,轮A、B的输出功率P=50KW,P=100KW为使轴横截面上的最大扭矩最小,轴上三个轮子的布置从左到右应按顺序

安排比较合理。

AA、C、BBA、B、CCB、A、CDC、B、A

12、圆截面杆受扭转力矩作用,横截面扭矩为Mn,在线弹性范围内横截面剪应力分布规律是

13、一实心圆轴受扭时,横截面上的最大许可载荷为T,若将其直径变为原来的两倍,则最大许可载荷为。

A2TB4TC8TD16T

14.图示受扭圆杆中的最大剪应力为

A.

B.

C.

D.

15、悬臂梁受力如图所示,若梁的材料为铸铁,梁的合力截面形状应选图

三、简答

1、轴向拉压时杆件受力和变形的特点;

2、常用的四种强度理论及强度条件;

3、低碳钢拉伸试验时分哪几个变形阶段?

4、何谓纯弯曲?

写出纯弯曲时梁横截面上任一点弯曲正应力的计算公式。

四、判断下列构件属何种变形形式

五、作内力图

1、求截面1-1,2-2,3-3的轴力,作轴力图

(a)(b)

(c)

2、

(1)已知MB=50KN/mMc=20KN/m作扭矩图;

(2)作出下图的扭矩图。

3、作以下各题的剪力图和弯矩图

(1)、

(2)、

(3)(4)、

(5)、

六、计算题

1、图示等直杆横截面积为A=400mm2,若材料许用正应力[σ]=60MPa,试校核其强度。

2、题图所示结构中AC为钢杆,横截面积A1=2cm2,[σ]=160MPa;BC为铜杆,横截面积A2=3cm2,[σ]=100MPa,试求此结构的许用载荷。

2图3图

3、图示意结构,承受截荷P=80KN。

已知钢杆AB,直径d=30mm,许用应力[σ]1=160Mpa,木杆BC为矩形截面,宽b=50mm,高h=100mm,许用应力[σ]2=8Mpa,校核该结构的强度。

4、直杆AB如图所示,已知材料的许用应力[σ]=160Mpa,轴向压力F=480KN。

若直杆为矩形截面,高与宽之比h/b=1.2,试设计直杆的尺寸b和h。

4图5图

5、阶梯状直杆受力如图所示,已知AB段横截面面积AAB=800mm2,BD段的横截面面积ABD=1200mm2,材料的弹性模量E=200Gpa。

试求整个杆的总变形量。

6.两块木板联接如图所示,已知b=100mm,外力F=50KN,木板的许用切应力[τ]=2MPa,许用挤压应力[σjy]=10MPa。

求尺寸a和c。

6图7图

7.两块厚度δ=6mm的钢板用3个铆钉联接,如图所示。

若P=50kN,许用剪应力[τ]=100MPa,许用挤压应力[σjy]=280MPa,求铆钉直径。

8.用两块钢板将两根矩形木杆联接如图所示。

若载荷P=60kN,杆宽b=150mm,木杆的许用剪应力[τ]=1MPa,许用挤压应力[σjy]=10MPa,试确定尺寸a和t。

8图9图

9、圆轴AB如图所示,其直径为80mm,材料的许用切应力[τ]=60Mpa,力偶矩M1=8KN·m,M2=8KN·m,试校核该轴的强度。

(8分)

10、已知一空心轴外径D=95mm,内径d=80,若材料的许用切应力[τ]=40MPa,试计算该轴允许传递的转矩。

11、设有一实心轴,两端受到扭转的外力偶矩M=14kN·m,轴直径d=10cm,试计算:

(1)横截面上的最大剪应力;

(2)轴的扭转角;

(3)截面上A点的剪应力。

1题图2题图

12、图示简支梁,

(1)求横截面D上三点a,b,c处的弯曲正应力;

(2)若许用弯曲正应力[σ]=200MPa,试校核正应力强度。

13、如图示悬臂梁,L=1m,横截面为矩形,h=160,b=80mm,若[σ]=60MPa,试确定梁端作用力F的大小。

14、如图为一受均布载荷Q作用的外伸木梁,横截面为矩形b=80mm,h=120mm,材料许用弯曲正应力[σ]=10MPa,试确定许可载荷

4题图5题图

15、如图所示简支梁q=2KN/m,l=2m,[σ]=140MPa,试确定横截面尺寸

1〉、按圆形截面

2〉、按圆环形截面

16、如图为T形截面铸铁梁已知F1=9KN,F2=4KN,a=1m,铸铁许用拉应力[σt]=30MPa,许用压应力[σc]=60MPa,Iz=763cm4,y1=52mm,试校核梁的强度。

17、如图示简支斜梁LAB=2.5m,横截面正方形,边长a=10mm,F=5KN,求危险截面上的最大拉应力和压应力。

18、一根两端铰支的圆形截面压杆,直径d=100mm,长度L=4m,材料为Q235,E=200GPa,ap=100,求此压杆的临界力Fcr。

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