【工程力学复习】
工程力学 复习
一、判断题1、()力的可传性定理,只适用于刚体。
2、()两物体间相互作用的力总是同时存在,并且两力等值、反向共线,作用在同一个物体上。
3、()力的大小等于零或力的作用线通过矩心时,力矩等于零。
4、()力偶无合力,且力偶只能用力偶来等效。
5、()柔体约束特点是限制物体沿绳索伸长方向的运动,只能给物体提供拉力。
6、()二力杆的约束力不一沿杆件两端铰链中心的连线,指向固定。
7、()截面法求轴力杆件受拉时轴力为负,受压时轴力为正。
8、()常用的塑性指标有两个:伸长率和断面收缩率。
9、()工程上通常把伸长率大于等于5%的材料称为塑性材料。
10、()物体由于机械运动所具有的能量称为动能。
11、()力偶的合力也是力偶。
12、()作用力与反作用力总是成对出现,同时存在,同时消失。
13、()保持力的大小和方向不变,将力的作用线平行移动到另一个位置,则力对刚体的作用效果不发生改变。
14、()力偶可以用两个等大反向的力来平衡。
15、()提高连接件强度的主要措施是增加连接件数量,加大承载面积。
16、()力偶可以用两个力来平衡。
17、()在截面积相同的条件下,抗弯截面系数W z越大,梁的承载能力就越高。
18、()扭矩为正时,曲线画在横坐标上方。
19、()合力一定大于分力。
20、()在等强度、等截面的条件下,选用空心轴比实心轴较合理,这样既可以节省材料,又能减轻自重。
二、名词解释。
1、稳定性2、强度3、力的三要素4、力偶5、稳定性6、平衡三、选择题。
1、二力等值反向共线是刚体平衡的()条件A、必要B、充分C、充分必要2、在一个刚体上(),不改变原力系对刚体的作用效果A 、任意加上一个力系B、加上任意一个汇交力系C、加上任意一个平衡力系3、下列哪一种方法不适用于力的合成与分解()A、平行四边形法则B、力的三角形法则C、勾股定理4、约束力的方向与约束所能限制的运动方向()A、相同B、相反5、作用于物体同一平面内的三个互不平行的力的平衡必要条件是()A、三力平行B、三力汇交C、三力满足力的三角形法则6、将一个已知力分解为两个力的过程称为()A、力的分解B、力的合成C、力的汇交7、各力的作用方向在同一条直线上的力系称为()A、平面汇交力系B、共线力系C、平面一般力系8、平面汇交力系合力为零,则物体在该平面汇交力系的作用下处于()状态A、静止B匀速直线运动C、平衡9、平面汇交力系平衡的解析条件是任意两个坐标轴上投影的()为零A、矢量和B、代数和C、数量和10、力矩等于零的条件()A、力等于零B、力臂等于零C、AB均正确11、力偶对物体的转动效果取决于力偶中()A、力的大小B、力偶的转向C、力偶臂的大小D、以上三者均是12、固定端约束的特点是在主动力的作用下()A、不能移动B、不能转动C、既可以移动又可以转动D、既不能移动又不能转动13平面一般力系的平衡条件()A、合力为零B、合力矩为零C、合力与合力矩均为零14、平面汇交力系平衡条件()A、合力为零B、合力矩为零C、合力与合力矩均为零15、下列图片属于那一种受力现象()A、拉压B、扭转C、剪切D、弯曲一、判断题1、()力偶的合力也是力偶。
工程力学复习资料
刚体:在力的作用下形状、大小保持不变的物体。
(理想的力学模型)变形固体:当分析强度、刚度和稳定性问题时,由于这些问题都与变形密切相关,因而即使是极其微小的变形也必须加以考虑的物体。
(理想的力学模型)弹性:变形固体加载时将产生变形,卸载后,具有恢复原形的性质。
弹性变形:卸载后消失的那一部分变形。
塑性变形:当外载超过某极限值时,卸载后消除一部分弹性变形外,还将存在一部分未消失的变形。
失效:工程结构和构件受力作用而丧失正常功能的现象。
构件衡量的标准主要有:具有足够的强度 、足够的刚度、足够的稳定性。
工程力学主要应用三种研究方法:理论分析、试验分析和计算机分析。
杆件在外力作用下的变形有四种基本变形:轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
【公理一】二力平衡公理:刚体在两个力作用下保持平衡的必要和充分条件是:此两力大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
(二力平衡只适用于刚体,不适用于变形体)【公理二】加减平衡力系公理:在作用于刚体的力系中,加上或去掉一个平衡力系,并不改变力系对刚体的作用效果。
有上述两个公理可以得出一个推论:作用在刚体上的里可沿其作用线移动到刚体内任一点,而不改变该力对刚体的作用效果。
这个推论称为力的可传性。
(力的可传性只适用于刚体而不适用于变形体) 【公理三】平行四边形公理【公理四】作用与反作用公理:两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在,大小相等,方向相反,沿同一直线分别作用在两个物体上。
力矩:FdF Mo±=)( 使物体产生逆时针转动的力矩为正;反之为负。
力偶矩:力偶对物体的转动效应,取决于力偶中力和力偶臂的大小以及力偶的转向。
M (F,F ′)=±F ·d 或M=±F ·d 通常规定力偶逆时针旋转时,力偶矩为正,反之为负。
力偶的三要素:力偶矩的大小、力偶的转向、力偶作用面的方位。
力的平移定理:作用于物体上的力F ,可以平移到刚体的任一点O ,但必须同时附加一个力偶,其力偶矩等于原力F 对新作用点O 的;力矩。
工程力学复习资料
工程力学复习资料一、填空题1、理论力学中的三个组成部分为静力学、运动学和动力学 ..绪2、力是物体之间相互的机械作用、力的作用效应是使物体的运动状态发生改变;也可使物体的形状发生改变..1.13、力的基本单位名称是牛顿 ;符号是 N ..1.14、力是矢量量;力的三要素可用带箭头的线段来表示;其长度按一定比例表示力的大小 ;箭头的指向表示力的方向 ;线段的起点或终点表示力的作用点 ..1.15、共线力系是平面汇交力系的特例..2.16、平面力系分为平面汇交力系、平面平行力系和平面一般力系力系..3.17、在力的投影中;若力平行于X轴;则Fx=F±;若±若力平行于y轴;则 F y=F力垂直于X轴;则Fx= 0 ;若力垂直于y轴F y= 0 ..2.28、作用在物体上各力的作用线都在同一平面 ;并呈任意分布的力系;称为平面一般力系..3.19、平面一般力系面已知中心点简化后;得到一力和一力偶 ..3.110、若力系中的各力作用线在同一平面且相互平行 ;称平面平行力系;它是平面一般力系的特殊情况..3.211、平衡是指物体相对于地球保持静止或匀速直线运动状态..绪12、对非自由体的运动的限制叫做约束 ..约束反力的方向与约束所能限制运动方向相反..1.313、作用于物体上的各力作用线都在同一平面 ;而且汇交的力系;称为平面汇交力系..2.214、力的三要素是力的大小;力的方向 ;力的作用点15、材料力学中;构件的安全性指标是指:强度 ; 刚度 ; 稳定性 ..16、力是物体间相互的机械作用;这种作用的效果是使物体的运动状态发生改变;也可使物体的形状发生变化..17、力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点 ..18、欲使作用在刚体上的两个力平衡;其必要与充分条件是两个力的大小相等、方向相反 ;且作用在一条直线上 ..19.作用于物体上的各力作用线都在同一平面内内;并且都相较于一点的力系;称为平面汇交力系..20.合力在任意一个坐标轴上的投影;等于各分力在同一轴上投影的代数和 ;此称为合力投影定理..21.平面汇交力系平衡的必要与充分的条件该力系的合力的大小等于零 ..22.力偶对物体的转动效应取决于力偶矩大小、力偶的转向、以及力偶作用面的方位 ..23.构件的强度是指构件抵抗破坏的能力..构件的刚度是指构件抵抗变形的能力..24.在材料力学中通常采用截面法求内力;应用这种方法求内力可分为截开、代替和平衡三个步骤..25.连接件的失效形式主要包括剪切和挤压破坏..26.提高圆轴扭转强度的主要措施是合理安排轮系位置和选用空心轴 ..27.拉压杆强度条件可用于解决强度校核、选择截面尺寸和确定许可载荷三类问题..28、静力学平衡方程求内力的方法称截面法三个步骤:截开、代替和平衡..29、提高圆柱抗扭强度的主要措施合理安排轮系位置和采用空心轴 ..7.3二、判断题√ 1、力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应..1.1x 2、刚体是客观存在的;无论施加多大的力;它的形状和大小始终保持不变..1.1 x 3、凡是处于平衡状态的物体;相对于地球都是静止的..1.1√ 4、二力平衡公理、加减平衡力系公理;力的可传性原理只适用行刚体..1.2 √ 5、作用力和反作用力是等值、反向、共线的一对力..1.2x6、平面汇交力系的合力一定大于任何一个力..2.2√ 7、力系在平面内任意一坐标轴上投影的代数和为零;则该力系一定是平衡力系..2.2√ 8、力对物体的转动效果用力矩来定量;其常用单位符号为N.m..2.3√ 9、力偶矩的大小和转向决定了力偶对物体的作用效果;而与矩心的位置无关..2.3x 10、平面力系的平衡方程可用于求解各种平面力系的平衡问题..3.2x 11、平面汇交力系的合力一定大于任何一个分力..2.2√ 12、力对物体的转动效应用力矩来表示;其常用单位符号为N·m..2.3 √13、平面一般力系的平衡方程可用于求解各种平面力系的平衡问题..3.2√ 14、力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应..1.1x 15、刚体是客观存在的;无论施加多大的力;它的形状和大小始终保持不变..1.116.刚体是客观存在的;无论施加多大的力;它的形状和大小始终保持不变.. ×17、凡是处于平衡状态的物体;相对地球都是静止的.. ×18、同一平面内作用线汇交于一点的三个力一定平衡.. ×19、在一个物体的受力图上;不但应画出全部外力;而且也应画出与之相联系的其他物体.. ×20、平面汇交力系的合力一定大于任何一个分力×21、力矩和力偶都是描述受力物体转动效果的物理量;力矩和力偶的含义和性质完全相同.. ×22、平面一般力系的平衡方程可用于求解各种平面力系的平衡问题.. √23、轴力是由外力产生的;故轴力就是外力.. ×24、拉压变形时;求内力通常用截面法.. √25、剪切变形是杆件基本变形之一.. √26、圆轴扭转时横截面上的正应力与截面直径成正比.. ×27、剪切和挤压总是同时产生的.. √28、圆轴扭转危险截面一定是扭矩和横截面积均达到最大值的截面..×29、挤压面的计算面积一定是实际挤压面的面积.. ×30、取杆件的一部分为研究对象;利用静力平衡方程求内力方法称为截面法..√31、拉压变形时;内力在横截面上是非均匀分布的..x32、工作应力大于材料的许用应力时;构件一定发生破坏..√三、选择题:1、物体的受力效果取决于力的 C ..1.1A 、大小、方向 B、大小、作用点 C、大小、方向、作用点 D、方向、作用点2、静力学研究的对象主要是 D ..1.1A、受力物体B、施力物体C、运动物体D、平衡物体3、作用力和反作用力是 B ..1.2A、平衡二力B、物体间的相互作用力C、约束反力4、三个力F1F2F3的大小均不等于零;其中F1和F2沿同一作用线;刚体处于 B ..A 平衡状态 B、不平衡状态 C、可能平衡也可能不平衡 3.25、平面汇交力系的合力一定等于 A ..2.2A合力的代数和 B、合力的矢量和 C、零6、力使物体绕定点转动的效果用 A 来量度..2.3A、力矩B、力偶矩C、力的大小和方向7、力偶可以用一个 C 来平衡..2.3A、力B、力矩C、力偶8、一力向新作用点平移后;新点上有 C ..3.1A、一个力B、一个力偶C、一个力与一个力偶9、若平面一般力系向某点化后;合力矩为零;则其合力 B ..3.1A、一定为零B、不一定为零C、一定不为零10、力矩平衡方程中的每一个单项必须是 B ..2.3A、力B、力矩C、力偶D、力对坐标轴上的投影11、静力学研究的对象主要是 DA、受力物体;B、施力物体;C、运动物体;D、平衡物体..12、“二力平衡公理”和“力的可传性原理”只适用于DA、任何物体;B、固体;C、弹性体;D、刚体..13、约束反力的方向必与B 的方向相反..A、主动力;B、物体被限制运动;C、重力14、力使物体绕定点转动的效果用 A 来度量..A、力矩;B、力偶矩;C、力的大小和方向15、力矩不为零的条件是CA、作用力不等于零;B、力的作用线不通过矩心;C、作用力和力臂均不为零..16、若平面一般力系向某点简化后合力矩为零;则其合力 BA、一定为零;B、不一定为零;C、一定不为零..17、胡克定律表明;在材料的弹性变形范围内;应力和应变CA、相等;B、互为倒数;C、成正比;D、成反比..18、剪切面B 是平面..A、一定;B、不一定;C、一定不..19、当材料的长度和横截面面积相同时;空心圆轴的抗扭承载能力 A实心圆轴的抗扭承载能力..A、大于;B、等于;C、小于..20、本课程的主要研究对象是 CA、刚体B、等直杆C、静平衡物体D、弹性体四、简答题1.静力学的四个公理是什么 1.2答:公理一:作用力与反作用力公理;公理二:二力平衡公理;公理三:加减平衡公理;公理四:平行四边形公理2.平面力偶系的简化结果是什么 2.3答:平面力偶系简化的结果:为一合力偶;合力偶距等于各力偶距的代数和.. M= M3.常见的约束类型 1.3答:柔索约束、光滑面约束、铰链约束..4.平面一般力系的简化结果 3.1答:简化结果:一力和一力偶5.主动力与约束力的区别1.3答:主动力:促使物体运动的力;约束力:阻碍物体运动的力6、静力学中构建力学模型时;为了研究和分析问题的方便;主要考虑哪三个方面1.1 答:对物体的合理抽象与简化------刚体对受力的合理抽象与简化------集中力与均布力对接触与连接方式的抽象与简化--------约束7、提高圆柱扭转强度的主要措施有哪些 7.3答:1、合理安排轮2、选用空心轴8、保证构件安全工作的三项安全性指标 4.2答:强度、刚度、稳定性五、其他—作图题每题3分1.41、重量为G的梯子AB;放置在光滑的水平地面上;并靠在铅直墙上;在D点用一根水平绳索与墙相连..试画出梯子的受力图..2、简支梁AB;在跨中C处受到集中力F作用;A端为固定铰支座约束;B端为活动铰支座约束..试画出梁的受力图梁自重忽略不计..3、画出作用力与反作用力4、如图画出作用力与反作用力、二力平衡;二计算题第1题7分;第2题18分;共15分1如图所示为一液压系统中液压缸的活塞杆..作用于活塞杆轴线上的外力可以简化为F1 = 9.2 kN;F2 = 3.8 kN;F3 = 5.4 kN..试求活塞杆横截面1—1和2—2上的内力..5.4解:2主动轮A输入功率P A=50 kW;从动轮B、C的输出功率分别为P B=30 kW;P C =20 kW;轴的转速为n=300 r/min..试求轴上截面1-1和2-2处的内力..7.3 解:。
工程力学复习题
工程力学复习题1. 重量P=500N的物块放在水平面上,F=300N。
物块与水平面间的静摩擦系数为f=0.5。
问物块能否运动?答:。
2. 多跨静定梁如图,由悬臂梁AB与铰支梁BC用铰链B连接而成,q和a为已知,不计梁的自重。
求A、B、C三处的约束反力。
3. 一直经为d=50mm的圆轴两端受M=1000N·m 的外力偶作用而发生扭转,轴材料的剪切弹性模量为G=80GPa。
求:(1)横截面上半径为ρA=d/4点处的剪应力和剪应变;(2)单位长度扭转角ϕ'。
4. 作图示梁的剪力图和弯矩图。
5. 梁AB 为10号工字钢,W z =49cm 3,已知梁下表面C 处横截面上的正应力σc =60MPa 。
试求载荷P 的值。
6. 圆杆受轴力F 和力偶M 作用,已知圆杆直径为d =10mm ,材料为钢材,许用应力为 [σ]=120MPa ,力偶10d F M ⋅=。
试按第四强度理论确定许可载荷F 的值。
7. 图示为一曲柄轴,位于竖直平面内,AB段直径d =30mm ,许用应力为[σ]=100MPa 。
在D点受垂直于竖直面的水平由外向里的力P的作用。
试根据AB段的强度按第三强度理论确定许可载荷P 的值。
8. 一圆截面压杆AB ,两端铰支,直径d =160mm ,长l =5m 。
材料为Q 235钢,235=s σMPa ,弹性模量E =200GPa ,系数a =304MPa ,b =1.12MPa ,1001=λ,602=λ。
试求该压杆的临界压力。
9. 大柔度压杆AB ,支承情况各方向均相同,材料的弹性模量E =200GPa ,长度为l =3m ,横截面尺寸为40mm 80mm b h ⨯=⨯。
试求该压杆的临界应力值。
工程力学复习资料
《工程力学》复习资料一、填空题1.促使物体运动(或具有运动趋势)的力称主动力,其大小和方向通常是预先确定的。
约束力是阻碍物体运动的力,称为被动力,通常是未知的。
2.平面汇交力系平衡方程表达式应为∑F x=0和∑F y=0,此表达式又称为平面汇交力系的平衡方程。
3.若力系中各力作用线在同一平面内且相互平行,称为平面平行力系。
它是平面一般力系的特殊情况。
二、选择题1.理论力学中的三个组成部分为 A 、运动学、动力学。
A.静力学B.运动力学C.流体力学2.平衡是指物体相对于地球保持 B 或作匀速直线运动状态。
A.运动B.静止C.加速运动3.力是物体之间相互的 C 作用,力的作用效应有外效应和内效应。
A.吸引B.排斥C.机械4.力的三要素为力的 A 、方向和作用点。
A.大小B.指向C.作用位置5.作用力和反作用力是一对等值,反向,共线,作用在 A 物体上的力。
A.两个B.三个C.四个6.欲使作用在刚体上的两个力平衡,其充分必要条件是两个力大小 C 、方向相反,且作用在同一条直线上。
A.相反B.不等C.相等7.只有两个着力点且处于平衡的构件,称为 A 。
A.二力杆B.三力杆C.四力杆8.力的平行四边形公理说明,共点二力的合力等于两个分力的 C 和。
A.标量B.代数C.矢量9.促使物体运动的力称 A ,阻碍物体运动的力称约束力。
A.主动力B.被动力C.支反力10.柔性约束的特点是只能承受 A ,不能承受压力。
A.拉力B.推力C.重力11.力和物体的关系是 A 。
A.力不能脱离物体而独立存在B.一般情况下力不能脱离物体而存在C.力可以脱离物体而独立存在12.物体的受力效果取决于力的 C 。
A.大小、方向B.大小,作用点C.大小、方向、作用点13.静力学研究对象主要是 C 。
A.受力物体B.施力物体C.平衡物体14.在静力学中,将受力物体视为刚体 A 。
A.是为了简化以便于研究分析B.是因为物体本身就是刚体C.没有特别的理由15.某刚体上在同一平面内作用了汇交于一点且互不平行的三个力,则刚体C 状态。
工程力学复习
一、填空题1、a、b、c三种材料的应力~应变曲线如图所示。
其中强度最高的材料是 a ;塑性最好的材料是 c 。
2、保证建筑物正常工作的基本要求是:结构和构件应具有足够的强度、足够的刚度和足够的稳定性。
3、ΣX=0表示力系中所有的力在____X____轴上的投影的____代数和______为零。
4、一个固定铰支座相当于 2个约束,一个固定端支座相当于 3 个约束。
5、任一单元体上三个主应力σ1、σ2、σ3的大小关系是σ1≥σ2≥σ3。
6、压杆稳定问题中的长细比反应了杆的尺寸,杆端约束情况和截面形状对临界压力的综合影响。
7、力的作用线都汇交于一点的力系称汇交力系。
8、力的三要素是力的大小、______方向__________、___________作用点______。
9、斜弯曲时中性轴一定通过截面__形心___。
10、一刚体受不平行的三个力作用而平衡时,这三个力的作用线必___过同一点___________。
11、塑性材料以________屈服_______极限作为极限应力,脆性材料以_______强度________极限作为极限应力。
12、在应力单元体中,若某一截面上的剪应力为零,则该截面称____主平面_________面。
13、影响压杆临界力大小的因素有压杆的杆端约束、杆件长度、杆横截面的形状和尺寸。
14、静定杆件的内力与杆件所受的外力载荷有关,静定杆件的应力与杆件所受的和外力、截面、材料面积有关。
15、平面汇交系平衡条件是合力为零。
16、斜弯曲时中性轴一定通过截面_形心_。
17、在任何外力作用下,大小和形状保持不变的物体称______刚体______。
18、静定梁可分为三种类型,即(简支梁)、(外伸梁)和(悬臂梁)。
二、选择题1、在图示受扭圆轴横截面上的剪应力分布图中,正确答案是(D )。
2、悬臂梁在均布荷载作用下,在固定端根部处的剪力和弯矩为( D ) A、剪力为零、弯矩最大 B、剪力最大、弯矩为零 C、剪力为零、弯矩为零 D、剪力最大、弯矩最大3、如图1所示,图形的形心坐标为( D )。
工程力学复习题
工程力学复习题
1. 简述牛顿第二定律的内容及其在工程力学中的应用。
2. 描述材料力学中应力和应变的概念,并举例说明它们在实际工程问题中的重要性。
3. 列举并解释三种常见的材料失效模式:断裂、屈服和疲劳。
4. 阐述弹性模量、屈服强度和硬度三个材料属性及其在工程设计中的作用。
5. 描述梁的弯曲理论,并解释如何计算梁在不同载荷下的弯曲应力。
6. 讨论在工程中如何利用能量守恒原理来解决动力学问题。
7. 解释什么是剪切应力,以及它在结构设计中的影响。
8. 描述静水压力的概念,并讨论它在水下结构设计中的应用。
9. 简述流体力学中的伯努利方程及其在工程实践中的应用。
10. 讨论在工程力学中如何使用有限元分析来预测材料的应力分布和变形。
11. 列举并解释两种不同类型的接头:刚性接头和铰接接头,并讨论它们在结构设计中的适用性。
12. 描述冲击载荷对结构的影响,并讨论如何设计结构以抵抗冲击。
13. 讨论在工程中如何使用振动分析来评估结构的动态响应。
14. 简述复合材料在工程力学中的优势及其在现代工程应用中的实例。
15. 讨论在工程力学中如何考虑温度变化对材料性能和结构稳定性的
影响。
16. 解释什么是临界载荷,并讨论它在结构稳定性分析中的重要性。
17. 描述如何使用莫尔圆来分析材料的应力状态。
18. 讨论在工程中如何利用塑性理论来设计能够承受塑性变形的结构。
19. 简述在工程力学中如何使用断裂力学来预测和防止材料的断裂。
20. 讨论在工程力学中如何利用热力学原理来分析和设计热交换器。
工程力学复习题跟答案
工程力学复习题跟答案1. 静力学基础- 题目:解释什么是静力平衡,并给出一个简单的例子。
- 答案:静力平衡是指物体在受到多个外力作用下,其合力为零,物体保持静止或匀速直线运动的状态。
例如,悬挂的物体在重力和绳索的拉力作用下保持静止,这两种力相互平衡。
2. 材料力学- 题目:简述材料的弹性模量和屈服强度的概念。
- 答案:弹性模量是材料在弹性范围内应力与应变比值的物理量,它反映了材料的刚性。
屈服强度是指材料在受到外力作用时,从弹性变形过渡到塑性变形的临界应力值。
3. 结构力学- 题目:什么是弯矩,它对结构的影响是什么?- 答案:弯矩是作用在梁或结构上的力矩,它导致结构产生弯曲。
弯矩对结构的影响包括引起结构的变形和应力分布,过大的弯矩可能导致结构的破坏。
4. 动力学- 题目:描述牛顿第二定律,并给出一个应用实例。
- 答案:牛顿第二定律指出,物体的加速度与作用在其上的合力成正比,与物体的质量成反比。
公式为 F = ma。
例如,汽车在加速时,发动机产生的力(F)与汽车的质量(m)和加速度(a)有关。
5. 流体力学- 题目:解释伯努利定律,并说明它在工程中的应用。
- 答案:伯努利定律表明,在理想流体中,流速增加时,流体的静压会减小。
这个原理在飞机的机翼设计中得到应用,通过改变机翼上下方的空气流速,产生升力。
6. 振动分析- 题目:什么是自由振动和阻尼振动,它们有何不同?- 答案:自由振动是指没有外力作用下,系统在初始位移和初始速度下产生的振动。
阻尼振动是指在振动过程中,由于外部阻力(如空气阻力、摩擦力等)的存在,振动幅度逐渐减小的振动。
7. 疲劳分析- 题目:简述什么是疲劳失效,并解释疲劳寿命的基本概念。
- 答案:疲劳失效是指材料在反复加载和卸载过程中,经过一定次数后突然断裂的现象。
疲劳寿命是指材料在反复加载下能够承受的最大循环次数。
8. 非线性力学- 题目:解释什么是非线性力学,并给出一个实际的例子。
- 答案:非线性力学是指那些不遵循线性关系(即应力与应变成正比)的力学现象。
工程力学复习大纲
工程力学复习大纲一、理论力学部分1、静力学的基本概念熟悉各种常见约束的性质,对简单的物体系能熟练地取分离体图并画出受力图。
刚体和力的概念刚体的定义、力的定义、三要素静力学公理静力学五大公理体系约束与约束反力自由体和约束体的定义、物体的受力分析和受力图画受力图2、平面任意力系掌握各种类型平面力系的简化方法,熟悉简化结果,能熟练地计算主失和主矩。
能熟练地应用各种类型的平面力系的平衡方程求解单个物体和简单物体系的平衡问题。
平面力系的简化力线平移定理,力系的简化平面力系简化结果分析合力、合力偶、平衡的条件平面任意力系的平衡方程物系的平衡问题的求解3、空间力系掌握空间任意力系的简化方法,能计算空间力系的主失和主矩。
能掌握常见类型的简单空间物体系的平衡问题,掌握计算物体重心的方法。
空间汇交力系汇交力系的平衡方程,空间力的分解空间力的矩空间矩的方向性,向量表示法空间力偶空间力偶的向量表示及等效性空间力系的简化力线空间平移,主矢、主矩简化结果分析合力、合力偶、力螺旋、平衡的条件空间力系的平衡方程方程的形式,求解空间约束空间力系平衡问题重心重心的定义、计算二、材料力学部分4、材料力学基本概念明确材料力学的任务,熟悉变形固体的基本假设和内力、应力、应变等概念,熟悉杆件的四种基本变形的特征。
变形固体的基本假设连续性、均匀性、各向同性的概念外力、内力、应力的概念外力、内力、应力的定义,截面法的应用变形与应变正应变、剪应变的定义,与变形的关系杆件变形的基本形式拉(压)、剪切、扭转、弯曲5、拉伸、压缩与剪切熟悉轴向拉、压的概念,熟练掌握截面法的应用,能绘制轴力图,掌握横截面和斜截面上应力的计算,熟悉材料拉压力学性能的测定;熟练掌握许用应力的概念和拉压强度条件的应用,掌握拉伸、压缩变形的计算,掌握虎克定律及拉压变形能、拉压静不定问题的计算,掌握材料的拉压实验;掌握剪切与挤压的概念及相应的实用计算,掌握剪切虎克定律。
轴向拉(压)的概念和实例轴向拉压对外力的要求轴向拉压横截面上的内力和应力轴力的计算,平面假设,应力的计算轴向拉压斜截面上的应力斜截面应力的计算,最大剪应力的位置材料拉伸时力学性质低碳钢、铸铁的拉伸曲线分析,塑性和脆性材料材料压缩时的力学性质低碳钢、铸铁的压缩曲线分析失效、安全系数和强度计算,许用应力,强度判别式的应用轴向拉压时的变形变形与应变的计算,泊松比,横向变形拉压静不定静不定的基本解法温度应力和装配应力利用静不定的解法剪切和挤压实用计算剪切变形的定义和要求,实用计算,挤压的计算6、扭转熟练掌握外力偶矩的计算和扭矩图的绘制,熟练掌握圆轴扭转时的强度条件应用。
工程力学复习知识点
一、静力学1.静力学基本概念(1)刚体刚体:形状大小都要考虑的,在任何受力情况下体内任意两点之间的距离始终保持不变的物体。
在静力学中,所研究的物体都是指刚体。
所以,静力学也叫刚体静力学。
(2)力力是物体之间的相互机械作用,这种作用使物体的运动状态改变(外效应)和形状发生改变(内效应)。
在理论力学中仅讨论力的外效应,不讨论力的内效应。
力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点,因此力是定位矢量,它符合矢量运算法则。
力系:作用在研究对象上的一群力。
等效力系:两个力系作用于同一物体,若作用效应相同,则此两个力系互为等效力系。
(3)平衡物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动。
(4)静力学公理公理1(二力平衡公理)作用在同一刚体上的两个力成平衡的必要与充分条件为等大、反向、共线。
公理2(加减平衡力系公理)在任一力系中加上或减去一个或多个平衡力系,不改变原力系对刚体的外效应。
推论(力的可传性原理)作用于刚体的力可沿其作用线移至杆体内任意点,而不改变它对刚体的效应。
在理论力学中的力是滑移矢量,仍符合矢量运算法则。
因此,力对刚体的作用效应取决于力的作用线、方向和大小。
公理3(力的平行四边形法则)作用于同一作用点的两个力,可以按平行四边形法则合成。
推论(三力平衡汇交定理)当刚体受三个力作用而平衡时,若其中任何两个力的作用线相交于一点,则其余一个力的作用线必交于同一点,且三个力的作用线在同一个平面内。
公理4(作用与反作用定律)两个物体间相互作用力同时存在,且等大、反向、共线,分别作用在这两个物体上。
公理5(刚化原理)如变形物体在已知力系作用下处于平衡状态,则将此物体转换成刚体,其平衡状态不变。
可见,刚体静力学的平衡条件对变形体成平衡是必要的,但不一定是充分的。
(5)约束和约束力1)约束:阻碍物体自由运动的限制条件。
约束是以物体相互接触的方式构成的。
2)约束力:约束对物体的作用。
约束力的方向总与约束限制物体的运动方向相反。
工程力学复习
T2 16T 16×1432.5×103 1 τmax DB = = 3 = = 21.3M 〈[τ ] Pa 3 π 70 Wp πd2
强度合格 (3)刚度校核
T 180 T ×32 180 620.75×32×180 1 1 × = × = =1.77o / m θAC = GIP1 π Gπd14 π 80×109 ×π 2 ×0.044 T2 180 T2 ×32 180 1432.5×32×180 θBD = × = × = = 0.44o / m 4 GIP2 π Gπd2 π 80×109 ×π 2 ×0.074
C lBC =2.0 m
30° A B lAB=1.73 m P
三、剪切和挤压 1)剪切: 1)剪切: 剪切 受力特点:外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。 外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。 变形特点:在平行外力之间的截面,发生相对错动变形 在平行外力之间的截面,
F F F
N m = 9549 n
− kW N −kW n − rpm m− N ⋅ m
(千瓦) 千瓦) ( 转 /分) (牛米) 牛米)
2、横截面上距圆心为ρ 处任一点剪应力计算公式。 处任一点剪应力计算公式。
T⋅ρ τρ = Ip
3、最大切应力
τ max
T ρmax T = = WP Ip
σb σs D σe B C ' σp A
C E F
实验时注意 断口特点
颈缩阶段 颈缩现象
O
ε
、A、l均 例:如图所示,AC为刚杆,1、2、3杆E、A、 均 如图所示,AC为刚杆, 、 、 杆 、A、 ,AC为刚杆 相同,求各杆内力值。 相同,求各杆内力值。
工程力学复习资料附答案
一、填空题1、理论力学中的三个组成部分为静力学、运动学和动力学。
绪1.力是物体之间相互的机械作用、力的作用效应是使物体的运动状态发生改变,也可使物体的形状发生改变。
1.12.力的基本单位名称是牛顿,符号是 N 。
1.13.力是矢量量,力的三要素可用带箭头的线段来表示,其长度(按一定比例)表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。
1.14.共线力系是平面汇交力系的特例。
2.15.平面力系分为平面汇交力系、平面平行力系和平面一般力系力系。
3.16.在力的投影中,若力平行于X轴,则Fx=若力平行于y轴,则 F y=;若力垂直于X轴,则Fx= 0 ;若力垂直于y轴F y= 0 。
2.27.作用在物体上各力的作用线都在同一平面,并呈任意分布的力系,称为平面一般力系。
3.18.平面一般力系面已知中心点简化后,得到一力和一力偶。
3.19.若力系中的各力作用线在同一平面且相互平行,称平面平行力系,它是平面一般力系的特殊情况。
3.211、平衡是指物体相对于地球保持静止或匀速直线运动状态。
绪12、对非自由体的运动的限制叫做约束。
约束反力的方向与约束所能限制运动方向相反。
1.313、作用于物体上的各力作用线都在同一平面,而且汇交的力系,称为平面汇交力系。
2.214、力的三要素是力的大小,力的方向,力的作用点15、材料力学中,构件的安全性指标是指:强度,刚度,稳定性。
16、力是物体间相互的机械作用,这种作用的效果是使物体的运动状态发生改变,也可使物体的形状发生变化。
•力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点。
18、欲使作用在刚体上的两个力平衡,其必要与充分条件是两个力的大小相等、方向相反,且作用在一条直线上。
19.作用于物体上的各力作用线都在同一平面内内,并且都相较于一点的力系,称为平面汇交力系。
20.合力在任意一个坐标轴上的投影,等于各分力在同一轴上投影的代数和,此称为合力投影定理。
《工程力学》复习题
《工程力学》复习题一、名词解释1. 平衡:指物体相对于地面保持静止或匀速直线运动的状态。
2. 力:物体间的相互的机械作用,这种作用使物体的机械运动状态发生变化,或者使物体发生变形。
3. 力的三要素:力的大小、方向和作用点称为力的三要素。
4. 刚体:在任何情况下都不发生变形的物体。
5. 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等方向相反,并作用在一条直线上。
6. 加减平衡力系公理:在作用于刚体上的任何一个力系上,加上或减去任一平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应。
7. 力的可传性原理:作用于刚体上的力,可以沿其使用线移至刚体内任意一点,而不改变它对刚体的作用效应。
8. 三力平衡定理:刚体受不平行的三力作用而平衡,则三力作用线必汇交于一点且位于同一平面内。
9. 刚化公理:变形体在某一力系作用下处于平衡,若将此变形体刚化为刚体,其平衡状态不变。
10. 约束:阻碍非自由体运动的限制条件称为非自由体的约束。
11. 约束反力:约束对物体的作用力。
12. 平面汇交力系:力系中各力的作用线都在同一平面内,且汇交于一点的力系。
13. 力偶:大小相等、方向相反、作用线互相平行的两个力。
14. 平面力偶的等效定理:在同一平面内的两个力偶,只要它们的力偶矩大小相等、转动方向相同,则两个力偶必等效。
15. 力线平移定理:作用在刚体上的力可以平移到刚体内任一点,但必须同时附加一个力偶,其力偶矩等于原力对平移点之矩。
16. 合力矩定理:当平面力系可以合成为一个合力时,则其合力对于作用面内的任一点之矩,等于力系中各分力对于同一点之矩的代数和。
17. 平面一般力系平衡的解析条件是:力系中各力在两个正交的坐标轴上的每一轴上的投影的代数和分别等于零,以及各力对于平面内任意一点之矩的代数和也等于零。
18. 强度:构件抵抗塑性变形和断裂的能力。
19. 刚度:构件抵抗弹性变形的能力。
20. 稳定:构件承受载荷作用时其原有形状下的平衡应该是稳定的平衡。
工程力学 复习资料
一、填空题1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为刚体。
2.构件抵抗破坏的能力称为强度。
3.力偶是由一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系组合而成的4.梁上作用着均布载荷,该段梁上的弯矩图为二次抛物线。
5.常用的约束有柔性约束、光滑接触面约束、铰链约束、固定端约束。
6.柔索的约束反力沿柔索轴线离开物体。
7.空间力系根据力系各力作用线的分布情况,可分为空间汇交力系、空间平行力系和空间任意力系。
8.力对轴之矩在力与轴相交或平行情况下为零。
9.梁的中性层与横截面的交线称为中性轴。
10.工程中遇得到的物体,大部分是非自由体,那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为约束。
11.由链条、带、钢丝绳等构成的约束称为柔体约束,这种约束的特点:只能承受拉力不能承受压力,约束力的方向沿柔体约束拉紧的方向。
12.物体的平衡是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。
13.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是:该力系的合力为零。
该力系中各力构成的力多边形自行封闭。
14.刚体做平移运动时,其上各点的运动轨迹形状相同且彼此平行。
15.在分析两个或多个构件之间互相作用时,要注意作用力与反作用力的关系。
16.设有一个力F,当力F与 x 轴垂直但不相交时有力F在X轴上的投影F X=0,力F对x轴之矩m x(F)≠0。
17.力的可传原理只适用于刚体,而不适用于变形体,因此不适用于研究力对物体的内效应。
18.压杆稳定的欧拉公式适用于弹性范围内,用柔度λ来表示则λ≥λ1。
19.平面弯曲梁剪力和弯矩正负判定口诀为:左上右下,剪力为正,左顺右逆,弯矩为正。
20.根据工程力学的要求,对变形固体作了三种假设,其内容是:连续性假设、均匀性假设、向同性假设。
21.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静定梁可分为:简支梁、外伸梁、悬臂梁三种常见形式。
22.塑性材料在拉伸试验的过程中,其σ—ε曲线可分为四个阶段,即:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。
《工程力学》复习题及答案
《工程力学》复习题及答案一、填空题1、平面汇交力系平衡的解析条件为力系中所有各力在两个坐标轴中投影的代数和都等于0 ,其表达式为∑F ix 和∑F iy=0。
2、一个力系的合力不为零,而∑FX=0,则该合力R必平行Y轴或垂直于X轴。
3、用力拧紧螺帽,其拧紧的程度不仅与力的_大小_有关,而且与力的作用线到螺帽中心的距离有关。
此外还与力的作用方向有关。
4、大小相等,方向相反,作用线平行且不重合的二力组成的力系,称为力偶,可记作(F,F’)。
力偶中二力之间的垂直距离,称为力偶臂。
力偶所在的平面,称为力偶作用平面。
5、平面任意力系的平衡条件为,力系中所有各力在两个不同方向的坐标轴X、Y上投影的代数和等于零;力系中所有的力对平面内一点的矩的代数和等于零。
6、用截面法求得圆轴的扭矩表示圆轴扭转时的内力_,用符号T表示,其正负则可以用右手螺旋法则来判定。
四、综合概念题1、试比较常见的几种约束,按表列项目填入相应的栏内。
2、比较平面汇交力系与平面平行力系的平衡条件,平衡方程及其应用特点。
3、比较静摩擦与动摩擦,找出它们的区别与联系,填入表内。
五、计算题12、图示简易起重机用钢丝绳吊起重力G=2kN 的重物,不计杆件自重、磨擦及滑轮大小,A 、B 、C 三处简化为铰链连接;求杆AB 和AC 所受的力。
① 受力图 ② 坐标 ③ 方程 ④ 解方程 ⑤ 答:解:∑F X =0F AC ·Sin30°- F AB ·sin60°- F AD ·cos15°=0 ——① F AC · Cos30°+ F AB ·Cos60°-G- Sin15°·F AD =0 ——②F AD=G由①,②式解:-0.414KN,-3.15KN3、如图所示,行动式起重机不计平衡锤的重为P = 500 kN,其重心在离右轨1.5m处。
工程力学简单复习
1
平面汇交力系:
y
若取汇交点为矩心,力矩方程自动满足。
独立平衡方程只有2个。
x
Fx 0 或
Fx 0 或 M A (F) 0
Fy 0
M A (F) 0
MB(F) 0
平面平行力系:
取x轴垂直于各力,则x的投影方程满足。
y
独立平衡方程也只有二个。
Fy 0 或 M A(F) 0
20
如图所示,水平梁由AC和CD两部分组成,它们在C处用铰链相连, 梁的A端固定在墙上,在B处受滚动支座支持。已知:Q = 10kN,P = 20kN,均布载荷p = 5kN/m,梁的BD段受线性分布载荷,在D端 为零,在B处最大值q = 6kN/m,试求A和B处的约束反力。
21
已知:P=60kN, P1=20kN, P2=10kN, 风载F=10kN, 尺寸如图;
FBx
a
a
FAx
FAy
FE′
a
FBy
18 FBx
图示梁AB与BC在B处用中间铰连接,受分布荷载q=15kN/m和集中
力偶M=20kN.m作用,试求A、B、C处约束力。
q
M
A 1m
B
C
2m
2m
B FBx 2m
FA
A 1m
q
M
MC FCy
B
C FCx
2m
2m
19
一直径d=120mm的传动轴受力如图所示,P=3kN,Q=6kN,m=3kNm,求A、 B处约束反力。
扭矩的符号规定:
M
T
T
M
右手四指表示扭矩的转向,大拇指指向为截面的外法线方向时, 该扭矩为正,反之为负。
右手螺旋法则(Right-hand cordscrew rule)
《工程力学》综合复习资料【全】(有答案)
《工程力学》综合复习资料 (部分题无答案)目录第一章 基本概念与受力图------------------13题第二章 汇交力系与力偶系------------------------6 题 第三章 平面一般力系------------------11题 第四章 材料力学绪论------------------------ 9 题 第五章 轴向拉伸与压缩---------------------12题 第六章 剪切----------------------------------7 题 第七章 扭转---------------------------------- 8 题 第八章 弯曲内力------------------------------ 8 题 第九章 弯曲强度------------------------------17题 第十章 弯曲变形------------------------------ 8题 第十一章 应力状态与强度理论-------------- 9题 第十二章 组合变形------------------------------10题 第十三章 压杆稳定------------------------------9题第一章 基本概念与受力图(13题)(1-1)AB 梁与BC 梁,在B 处用光滑铰链连接,A 端为固定端约束,C 为可动铰链支座约束,试分别画出两个梁的分离体受力图。
解答: (1)确定研究对象:题中要求分别画出两个梁的分离体受力图,顾名思义,我们选取AB 梁与BC 梁作为研究对象。
(2) 取隔离体:首先我们需要将AB 梁与BC 梁在光滑铰链B 处进行拆分,分别分析AB 与BC 梁的受力。
(3)画约束反力:对于AB 梁,A 点为固端约束,分别受水平方向、竖直方向以及固端弯矩的作用,BBCqmA点为光滑铰链,受水平方向、竖直方向作用力,如下图a 所示。
工程力学复习
静力学第一章、静力学公理和物体的受力分析1、 基本概念:力、刚体、约束和约束力的概念。
2、 静力学公理:(1)力的平行四边形法则;(三角形法则、多边形法则)注意:与力偶的区别 (2)二力平衡公理;(二力构件)(3)加减平衡力系公理;(推论:力的可传性、三力平衡汇交定理) (4)作用与反作用定律; (5)刚化原理。
3、常见约束类型与其约束力:(1)光滑接触约束——约束力沿接触处的公法线; (2)柔性约束——对被约束物体与柔性体本身约束力为拉力; (3)铰链约束——约束力一般画为正交两个力,也可画为一个力; (4)活动铰支座——约束力为一个力也画为一个力;(5)球铰链——约束力一般画为正交三个力,也可画为一个力; (6)止推轴承——约束力一般画为正交三个力;(7)固定端约束——两个正交约束力,一个约束力偶。
4、物体受力分析和受力图: (1)画出所要研究的物体的草图; (2)对所要研究的物体进行受力分析; (3)严格按约束的性质画出物体的受力。
第二章、平面汇交力系与平面力偶系1、平面汇交力系: (1)几何法(合成:力多边形法则;平衡:力多边形自行封闭)(2)解析法(合成:合力大小与方向用解析式;平衡:平衡方程0xF=∑,0y F =∑)2、平面力对点之矩——()O M Fh =±F ,逆时针正,反之负3、平面力偶系: (1)力偶:由两个等值、反向、平行不共线的力组成的力系。
(2)力偶矩:M Fh =±,逆时针正,反之负。
(3)力偶的性质:[1]、力偶中两力在任何轴上的投影为零;[2]、力偶对任何点取矩均等于力偶矩,不随矩心的改变而改变;(与力矩不同) [3]、若两力偶其力偶矩相等,两力偶等效;[4]、力偶没有合力,力偶只能由力偶等效。
(4)力偶系的合成(iM M=∑)与平衡(0M =∑)第三章、平面任意力系1、力的平移定理:把力向某点平移,须附加一力偶,其力偶矩等于原力对该点的力矩。
工程力学复习资料(带习题)
工程力学复习资料(带习题)1.共点力系(汇交力系):各力作用线相交于一点的力系。
2.汇交力系平衡的充要几何条件是力的多边形自行封闭。
3.汇交力系平衡的充要解析条件是力系中各力在坐标系中每一轴上的投影的代数和均等于零4.汇交力系的合力矩定理:汇交力系的合力对任一点之矩,等于力系中各分力对同一点之矩的矢量和。
5.力偶:由大小相等,方向相反,作用线平行的一对立组成旳力系。
力偶没有合力,不能喝一个力等效,也不能和一个力平衡,它是一个基本力学量。
6.组成力偶的两力对任一点的矩之和等于其力偶矩,即力偶矩与矩心位置无关。
7.只要保持力偶矩不变,可将组成力偶的力和力偶臂的大小同时改变,不会改变力偶对钢体的作用效力。
8.只要保持力偶矩的大小和转向不变,力偶可在其作用面内以及与其作用面平行的平面内人已转移,不会改变它对钢体的作用效力。
9.三力平衡汇交定理:当钢体手三力作用而平衡时,若其中任何两力的作用线相交于一点,则此三力必然共面。
10.二力平衡公理:作用在钢体上的两个力,使钢体处于平衡的充要条件:两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。
11.加减平衡力系公理:在作用于钢体的力系上,加上或减去去任意个平衡力系,并不改变该力对钢体的作用效应。
12.力的平行四边形公理:作用在物体上同一点的两个力可以和成为一个合力,合力也作用于该点,其大小和方向可由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的共点对角线确定。
13.约束:对非自由体的某些位移起限至作用的周围物体称约束。
14.约束力:约束对被约束物体的作用力,其方向总与约束所能限制的被约束物体的位移方向相反15力的平移定理:作用在刚体上的力,可以平行的移动到刚体上任一指定点,为使该力对刚体的作用效果不变,要附加一个力偶,其力偶矩等于原力偶对该指定点的力矩。
16、平面一般力系平衡的冲要条件:力系的主矢和对作用面内任一点的主矢的住矩都等于零。
即第六章1 / 22轴向拉伸或轴向压缩:作用在杆件上外力合力的作用线通过杆件的轴线,使杆件发生沿轴线方向的伸长或缩短的变形1)轴向线应变2)2 / 223 / 22局部变形阶段(颈缩阶段):DE。
工程力学复习
25
一、概念:
1、 摩擦力——是一种切向约束反力,方向总是与物体运 动方向或运动趋势方向相反。
(a)当滑动没发生时 F < f N (F=P 外力) (b)当滑动即将发生时 Fmax= f •N (c)当滑动已经发生时 F' =f '•N (一般f ‘<f 静 )
2、 全反力与摩擦角 (a)全反力R(即F 与N 的合力) (b) 当 m 时,物体不动(平衡)。 3、 自锁 当 m 时自锁。
物体系的平衡
物体系统(物体系):
由许多物体通过约束按一定方式连接而成的系统。
[例]
外力:外界作用于物体系统上的力叫外力。 内力:系统内部各物体之间的相互作用力叫内力。
23
物体系平衡问题的解法及特点:
1、首先判断物体是否属于静定问题 2、恰当地选择研究对象 可以先取整个系统,再局部(较常用)。也可以先局部,再整体。总之, 选择原则:先选取运用平衡方程能确定某些未知量的部分为研究对象。
平面汇交力系: 各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点的力系。 例:起重机的挂钩, 挂重物的托架。 研究内容:合成问题,平衡问题 研究方法:几何法,解析法。 F1 F
F2
14
2. 平面汇交力系平衡方程及其应用
平面汇交力系平衡的必要与充分条件是该力系的合力为零。
即: R
X 2 Y 2
§4–5 平面任意力系的平衡条件和平衡方程
§4–6 平面平行力系的平衡方程
§4–7 静定与静不定问题物体系的平衡
§4–8 物体系的平衡
§4–9 桁架
19
2. 简化结果分析 合力矩定理
一、简化结果分析
R R
① ②
=0, MO =0,则力系平衡 即简化结果为一合力偶, MO=M 此时
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20kN E
求AB段内的轴力
FR
A
40kN B
55kN 25kN C D
20kN
1
E
FR
FN1
FN1 FR 0
FN1 FR 10(kN) ()
求BC段内的轴力
FR
A 40kN B
2
55kN 25kN C D
20kN
E
FR
40kN
FN2
FN 2 FR 40 0
FN 2 FR 40 50(kN) ()
xC
Px
P
i i
yC
Py
i
i
P
zC
Pz
P
i i
(6.8)
对均质物体,其重心即为形心,可用如下公式:
空间物体形心公式:
xC
V
V
i
xi
yC
V
V
i
yi
zC
V
V
i
zi
(6.10)
平面形心公式:
xC
Ai x i A
yC
Ai y i A
zC
t 2
(6.11)
40kN A 600 B
55kN 25kN C 500 D 400
20kN E
300
解:
求支座反力
F
x
0
FR 40 55 25 20 0
FR 10kN
40kN A 600 B
55kN 25kN C 500 D 400
20kN E
300
FR
A
40kN B
55kN 25kN C D
求CD段内的轴力
FR
A
40kN B
55kN 25kN C
3
20kN D
E
FN 3 25 20 0
FN 3 5(kN ) ( )
FN3
25kN
20kN
求DE段内的轴力
FR
40kN
55kN 25kN
20kN
4
FN 4 20(kN)
( )
FN4
20kN
40kN A 600 B
FR
cos( FR , i ) FRx FR
Fix Fiy i 1 i 1 cos( FR , j ) FRy FR
n n
2
2
二、平面汇交力系的平衡条件 (1)平衡的必要和充分条件:
n FR Fi 0 i 1
【例】4-9
已知:F =20kN, q=10kN/m,
M 20kN m,
L=1m;
求: A,B处的约束力。 解: (1)取CD梁,画受力图
M c 0 FB sin 60 l ql
0
l 2
F cos 30 2l 0
0
解得
FB = 45.77kN
FAx FB cos 60 F sin 30 0
Fx 0 Fy 0 Fz 0
Fz 0 M M
x
M M M
x
y
z
F 0 F 0 F 0
(6.5)
空间汇交力系:
(6.6)
空间平行力系:
0 0
y
(6.7)
五、 计算重心坐标的公式
抗扭截面系数 ( Wp )、抗弯截面系数 ( Wz )、四种强
度理论。
二、大题(5题,共70分)
知识点:
1、受力分析、受力图、平面汇交力系与平面一般力系
的平衡方程、物体系平衡问题求解;
2、轴力图、最大正应力(max)、拉压变形计算及强度条 件的应用; 3、扭矩图、剪应力(τmax、τmin)、扭转变形强度条件与刚 度条件的应用;
Mechanics of Materials
考试题型及所涉知识点
一、填空和选择题(共30分) 知识点:摩擦角、静摩擦因(系)数、主矢与主矩、 拉伸和压缩时材料的力学性能、胡克定律、可变性固 体的基本假设、杆件的四种基本变形、正应力(σ)、正
应变(ε)、弹性模量( E )、切变模量( G )、泊松比(μ)、
一般情况下,可得一个力和一个力偶,这个力等于 该力系的主矢,即
F R
Fi
作用线通过简化中心 。 这个力偶的矩等于该力系对于简化中心的主矩,即
M
O
i 1
n
M O ( Fi )
三、平面一般力系简化结果
主矢
主矩
M
O
最后结果
合力 合力 合力偶 平衡
说明
合力作用线过简化中心
合力作用线距简化中心 d
0 0
(2)取整体,画受力图
Fx 0
解得
FAx 32.89kN
0
0 0
M
A
M A M 2ql 2l FB sin 60 3l F cos 30 4l 0
解得
M A 10.37kN
【工程力学材料力学总结】
引言
材料力学的任务、研究对象、可变性固体的基本假 设、四个基本变形等
Ⅲ Ⅱ Ⅰ
F3
D Ⅲ l3 C l2 Ⅱ B
F2
Ⅰ l1 A
F1
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
FRபைடு நூலகம்
C
F3
D
Ⅲ l3
F2
Ⅱ
l2
F1
Ⅰ
A
B
l1
解:求支座反力
FR = -50kN
FN1
(1) Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ
F1
截面的轴力并作轴力图
F1 FN1 0 FN1 20kN ( )
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
FR
C
F3
D Ⅲ l3 Ⅱ l2 B
[ ]
u
n
n — 安全系数 (塑性材料:ns ;脆性材料:nb )
强度计算
强度条件:杆内的最大工作应力不超过材料的许用应力 1、强度条件的数学表达式
max
2、强度条件的应用 (1) 强度校核 (2)设计截面 (3)确定许可核载
FN A
FN A
[ ]
[σ ]
FN [ ]
第二章 平面汇交力系
一、平面汇交力系的合力
(1)几何法:根据力多边形法则,合力矢为 n FR Fi 合力作用线通过汇交点。
i 1
(2)解析法:合力的解析表达式为
Fx Fix
i 1 n
Fy Fiy
i 1
n
n n FR Fix i Fiy j i 1 i 1
二、静力学公理 公理1 二力平衡公理 作用于刚体上的两个力平衡的必要和充分条件是:这两 个力大小相等,方向相反,并作用于在同一直线 。
二力杆
公理2 加减平衡力系公理 在作用于刚体上的任何一个力系上,加上或减去一个平 衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效果。 推理1:力的可传性
公理3 力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。 合力的作用点仍在该点,合力的大小和方向是以这两个 力为边所作的平行四边形的对角线来表示。 推理2:三力平衡必交于一点
Fix 0
Fiy 0
M
O
Fi 0
二力矩式
Fx 0 M A 0 M B 0
其中:A、B两点的连线不能与x轴垂直
M M M 0 0 0
A
三力矩式
B
C
其中:A、B、C三点不能选在同一直线上。
第五章 摩擦
一、滑动摩擦力是在两个物体相互接触的表面之间有相对
滑动趋势或有相对滑动时出现的切向约束力。前者称 为静滑动摩擦力,后者称为动滑动摩擦力。 (1)静摩擦力的方向与接触面间相对滑动趋势的方向相 反,其值满足
0 F s F max
静摩擦定律为
F max f s F N
(2)动摩擦力的方向与接触面间相对滑动的速度方向相反
三、同平面内力偶的等效定理 在同平面内的两个力偶,如果力偶矩相等彼此等 效。力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。 四、平面力偶系的合成与平衡
合力偶矩等于各分力偶矩的代数和,即
M
M
i
平面力偶系的平衡条件为:
M
i
0
第四章 平面一般力系
一、力线平移定理: 平移一力的同时必须附加一力偶,附加力偶的矩等 于原来的力对新作用点的矩。 二、平面一般力系的简化 主矢和主矩
已知杆材料、横截面尺寸及所受 荷载,检验能否满足强度条件。 已知杆材料及所受荷载,按强度 条件求杆件横截面面积或尺寸 已知杆材料和横截面尺寸,按强 度条件确定杆所能容许的最大轴 力,进而计算许可荷载
A
FN [ ] A
例题 图示为一变截面圆杆ABCD。已知F1=20kN,F2=35kN,
F3=35kN。l1=l3=300mm,l2=400mm。d1=12mm,d2=16mm, d3=24mm。试求: (1) Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面的轴力并作轴力图 (2) 杆的最大正应力max (3) B截面的位移及AD杆的变形
Fy F sin sin
F z F co s
(6-1b)
二、力对轴之矩 力与轴相交或与轴平行(力与轴在同一平面内),力 对该轴的矩为零。符号:右手螺旋法。 三、空间力偶 力偶矢量可以上下、左右移动。
四、空间力系的平衡方程
空间一般力系: