《工程力学》复习要点

第1学期《工程力学》复习要点

一、填空题

I •力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。

2•力的基本计量单位是牛顿（N）或千牛顿（kN ）。

3•力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。

4•若力F对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同，则称F为该力系的合力，力系中的每个力都是F的分力。

5•平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直______________ —6•力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画岀。

7•刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不变的物体。

8若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、〒向相反、作用线重合。

9•作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。

10.约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。

II .受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。

12. 柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。_

13. 光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束 ____

的物体，恒为压力。

14. 活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。

15 •将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图—在受力图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成

的系统受力图时，只画外力，不画内力二

16 •合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在同一轴上投影的代数和，这就是合力投影定理。若有一平面汇交力系已求得

送F x和E F y，则合力大小F R =—F1+F2+F3+ Fn=__刀Fi_。

17•画力多边形时，各分力矢量首尾相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的起点指向最后一个分力矢量的终点。

18 •如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于平衡状态。

19 •平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。

20 •平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。

21 •力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N或kN m。

22 .力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。

23 .力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。

24 .力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。 _

25 .力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。_

26 .同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。_

27 .力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只对物体产生转动效果，不产生移动效果。

28 .力偶没有合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量;

29 .力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。

30 .平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，—它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。

31.平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零: 应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对

象最多可以求解三个未知量。

32 .空间汇交力系的平衡条件是____________ 、___________ 、__________ 。

34 .重心是物体重力的作用点点，它与物体的大小、形状和质量分布有关：形心是由物体的形状和大小所确定的几何中心，它与物体

的质量分布无关；质心是质点系的质量中心；对于均质物体，重心与形心重合，在重力场中，任何物体的重心与质心重合。____

35 .作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。

36 .轴力的大小等于截面一侧所有轴向外力的代数和：轴力得正值时，轴力的方向与截面外法线方向相同，杆件受拉伸。

37 .杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。

P

38 .若传动轴所传递的功率为P千瓦，转速为n转/分，则外力偶矩的计算公式为M =9549 。

n

39 .截面上的扭矩等于该截面一侧（左或右）轴上所有外力偶矩的代数和：扭矩的正负，按右手螺旋法则确定。

40 .强度是指构件抵抗破坏的能力，刚度是指构件抵抗弹性变形_的能力，稳定性是指受压杆件要保持原有直线平衡状态的能力。

41.杆件轴向拉压可以作岀平面假设：变形前为平面的横截面，变形后仍保持为平面，由此可知，横截面上的内力是均匀分布的。

42 .低碳钢拉伸可以分成：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。

43 .用三种不同材料制成尺寸相同的试件, 在相同的实验条件下进行拉伸试验，得到的应力一应变曲线如右图所示。比较三种材料的曲线，可知_______________________ 拉伸强度最高、

弹性模量最大、.塑性最好。

44. EA 称为抗拉压刚度，反映了杆件抵抗 拉伸或压缩变形的能力 45. 衡量材料塑性的两个重要指标是 延伸率、断面收缩率。 46. 低碳钢的；一--:曲线如右图，则： 材料的弹性模量E = GPa 材料的屈服应力6 =________ MPa 材料的抗拉强度■ = MPa

b ----------------

47. 如果安全系数取得过大，许用应力就偏小；需用的材料就偏多而造成浪费；反之，安全系数取得太小，构件的强度就可能不够

48.

延伸率和面积收缩率是衡量材料塑性性能的两个重要指标。工程上通常把

延伸率6》5%的材料称为塑性材料， 延伸率6 V 5% 的材

料称为脆性材料。

2 49.

在国际单位制中，应力的单位是帕， 1帕=匸牛咪 ，工程上常以 臼、MPa 、GPa 为应力的单

位。 50. 轴向拉伸和压缩强度条件的表达式是：

b m ax = FN 兰［▽］，用该强度条件可解决的三类强度问题是： 校核强度、设计截面、确 A

定许用载荷。

为杆件的拉压刚度。

52 •当切应力不超过材料的 剪切比例极限时，切应力与切应变成正比。这一结论称为 剪切虎克定律 。

53•圆轴扭转时，横截面上的切应力方向与半径 垂直，在同一半径的圆周上各点的切应力大小 相等，同一半径上各点的切应力按 线 性规律分布，轴线上的切应力为 零，外圆周上各点切应力最大。

54. 圆轴扭转时的平面假设指岀：扭转变形后，横截面本身的形状、大小不变，相邻截面间的距离保持不变，各截面在变形前后都保

持为平面，只是绕轴线转过一个角度，因此推岀：横截面上只存在切应力，而不存在正应力。_

55.

扭转绝对变形的大小是用两个截面间绕轴线的相对旋转角度来度量的，称为 扭转角，单位是弧度或度。

56. 在没有分布载荷作用（q = 0）的一段梁内，剪力图为水平直线；弯矩图为斜直 _______

57•在有均布载荷作用（q =常数）的一段梁内，剪力图为斜直线；弯矩图为抛物线，在剪力

F s =0处，弯矩取极值。 58•在集中力作用处，剪力图发生 突变；弯矩图发生 转折。

59•在集中力偶作用处，剪力图 不受影响，弯矩图发生突变。

60.梁在弯曲变形时，梁内有一层纵向纤维 长度保持不变，叫做中性层，它与 横截面的交线称为中性轴。

61 .一般情况下，直梁平面弯曲时，对于 整个梁来说中性层上 的正应力为零：对于梁的任意截面来说 中性轴上的正应力为零。

62 •提高梁强度和刚度的主要措施有： 合理安排梁的支承、合理地布置载荷、选择梁的合理截面

。 、选择题

1. 约束力的方向必与（ B ）的方向相反。

A .主动力；

B .物体被限制运动；

C .重力；

D .内力。

2. 柔性约束的约束力方向总是（ C ）受约束物体。

A .铅垂指向；

B .沿绳索指向；

C .沿绳索背离；

D .水平指向。

3. 光滑面约束的约束力总对受力物体形成（ A ）作用。

A .压力；

B •拉力；

C .牵引力；

D •摩擦力。

4.

凡能使物体运动或有运动趋势的力称为（ A ） o A .主动力；B •约束力；C .内力；D •外力。 5.

物体系中的作用力和反作用力应是（ ）o A.等值、反向、共线；

B.等值、反向、共线、同体；

51 •拉压虎克定律在；「max 三二p 的条件下才能适用，其表达式为

A I = _l 或 o' = Eg ，其中E 称为 拉压弹性模量 EA ----- ----------- EA 称