工程力学试题及答案 (3)

一、选择题（每题4分，共20分）

1.工程设计中工程力学主要包含以下内容：ABC

A分析作用在构件上的力，分清已知力和未知力。

B选择合适的研究对象，建立已知力和未知力的关系。

C应用平衡条件和平衡方程，确定全部未知力

D确定研究对象，取分离体

2下列说法中不正确的是：A

A力使物体绕矩心逆时针旋转为负

B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和C力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡

D力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关

3平面汇交力系向汇交点以外的一点简化，其结果可能是：AB

A一个力 B一个力和一个力偶 C一个合力偶 D一个力矩

4.杆件变形的基本形式：ABCD

A拉伸与压缩 B 剪切 C 扭转 D平面弯曲

5.低碳钢材料由于冷作硬化，会使（）提高：AD

A比例极限 B塑性 C强度极限D屈服极限

二．填空题（每空1.5分，共36分）

6.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。

7.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。

8.力矩是使物体产生____转动____效应的度量，其单位___ N ·M ______，用符号____ M ____表示，力矩有正负之分，__逆时针 _旋转为正。 9 .平面一般力系的平衡方程的基本形式：

∑==n i Fix 1

0 ∑==n i Fiy 10 ∑==n

i F Mo 1

0)(

10.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 、 各向同性假设

11.拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：轴力指向截面外部为正

12.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 13.构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件：[]ττ≤=

A

F Q Max

14.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：四指指向扭矩的转向，若大拇指指向截面的外部，则扭矩为正。

15．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。

三．判断题：（每题3分，共15分）16 错 17对18对19错20对

16.杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用，杆件一定发生地是轴向拉（压）变形。（错）

17.标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标，作为材料测定力学性能指标。（对）

18．当挤压面为圆柱形侧面时，挤压面的计算面积按该圆柱侧面的正投影面积算。（对）

19.由于空心轴的承载能力大且节省材料，所以工程实际中的传动轴多采用空心截面。（错）

20.梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点受到压应力作用，下侧各点受到拉应力作用。（对）

四．作图题：（9分）

21．如图所示，三铰拱桥又左右两拱铰接而成，在BC作用一主动力。忽略各拱的自重，分别画出拱AC、BC的受力图。

C F

A B

五.计算题:（每题10分，共20分）

22. 如图所示钢制拉杆承受载荷F=32kN ，若材料的许用应力=120MPa ，杆件横截面积为圆形，求横截面的最小半径。

由截面法可知，轴力F N =F=32kN

拉杆的横截面面积A ≥[]δMax

F =6

3101201032⨯⨯=266.7mm

2

即πr 2

≥266.7 mm 2，

故r ≥9.2mm 横截面的最小半径为9.2mm

23.如图所示，等直杆AD，左端固定，F1=100KN，F2=80KN，F3=60KN,求各段杆的轴力，做出轴力图。

F1 F2 F3

Ａ B C D

1m 3m 1.5m

试题答案

一．选择题

1ABC 2A 3 AB 4ABCD 5AD 二．填空题

6.约束

7.拉力 压力 柔体约束拉紧

8.转动 N ·M M 逆时针

9.

∑==n i Fix 1

0 ∑==n i Fiy 1

0 ∑==n

i F Mo 1

0)( 10

连续性假设 均匀性假设 各向同性假设11.轴力指向截面外部为正 12. 弹性阶段 屈服阶段

强化阶段 局部变形阶段13．[]ττ≤=

A

F Q Max 14.四指指向扭矩的转向，若大拇指指向截面的外部，则扭矩为正 15.简支梁 外伸梁 悬臂梁

三判断题

16 错 17对18对19错20对 四作图题 21.解：（1）选AC 拱为研究对象，画分离体，AC 杆为二力杆。受力如图

F F NB

五．计算题

22.解：由截面法可知，轴力F N =F=32kN

拉杆的横截面面积A ≥[]δMax

F =6

3

10

1201032⨯⨯=266.7mm 2

即πr 2≥266.7 mm 2，

故r ≥9.2mm 横截面的最小半径为9.2mm 23.解：（1）求支座反力。

∑==n

i Fi 1

0即F N

+F 1

-F 2

+F 3

=0 得F N

= -F 1

+F 2

-F 3

=-100+80-60=-80kN

结果为负号，说明支座反力水平向左。

（2）分段计算轴力。AB 段，取左段为隔离体：

∑==n

i Fi 1

0即N 1

-F N

=0 N 1

=F N

=80kN(内力为拉力)

BC 段，取左段为隔离体：

∑==n

i Fi 1

0即N 2

+F 1

-F N

=0 N 2

= F N

-F 1

=-20 kN(内力为拉力)

CD 段，取右段为隔离体：

∑==n

i Fi 1

0即-N 3

+F 3

=0 N 3

=F 3

=60 kN