大学专业试卷(附答案)《工程力学》试卷B

《工程力学》试卷B
适用专业 考试日期：
考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 总分：100分 一、填空题(每空1分，共15分)
1、根据约束情况的不同静定梁可分为： 、 、 三种常见形式。

2、反映材料抵抗弹性变形的能力称为材料的 ；
3、力矩是使物体产生 效应的度量，其单位 ，用符号 表示， 力矩有正负之分， 旋转为正。

4、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
5、应力集中发生在 ；
6、任意平面运动都能分解为平面内的 和 ；
7、低碳钢的σ-ε曲线如图，则：
材料的弹性模量： E ＝ GPa 材料的屈服点： σs ＝ Mpa
材料的抗拉强度： σb ＝ Mpa
二、画出以下结构中各构件的受力图（共2题，每题8分，共16分）
1） 2）
三、无重水平梁的支撑和载荷如图所示，已知F=6kN ，q=2kN/m ，M=2kN·m ，a=1m ，试求图示梁的支座反力。

（本题12分）
四、如图所示轴，AC 段CB 段直径分别为40mm ，30mm ，F=40KN ，材料弹性模量E=200GPa ，求各段应力σ，应变ε和杆的伸长量AB L ∆（本题12分）
院系： 专业班级： 姓名： 学号：
装 订 线
五、图示矩形截面简支梁，已知h ＝100mm ，b ＝60mm ，l ＝1m ，当梁内最大弯曲正应力为MPa 120max =σ时，试计算其最大切应力max τ。

(15分)
六、半径为 R 的半圆柱凸轮机构中，凸轮以速度V ，加速度a ，向右作水平运动，使推杆在导轨上滑动，求图示瞬时45θ=︒时，推杆AB 的速度和加速度。

（本题15分）
七、图示一根不可伸长的绳子跨过定滑轮，两端分别挂一质量为m A 和m B 的物块A 、
B ，已知m A >m B ，定滑轮可视为匀质圆盘，其质量为m ，半径为r 。

系统由静止开始运动，假设不计绳子的质量和轴承O 处的摩擦，绳子与滑轮之间无相对滑动，试求当物块gh m m W B A )-=（ A 下降了高度h 时的加速度，以及该瞬时A
C 段绳子的拉力。

（15分）
《工程力学》试卷B 答案
适用专业： 考试日期：
考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 总分：100分 一、填空题(每空1分，共15分)
1、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。

2、反映材料抵抗弹性变形的能力称为材料的 弹性模量 ；
3、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。

4、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
5、应力集中发生在 构件截面积发生突变的的位置 ；
6、任意平面运动都能分解为平面内的 平移 和 定轴转动 ；
7、低碳钢的σ-ε曲线如图，则：
材料的弹性模量： E ＝ 204 GPa 材料的屈服点： σs ＝ 240 Mpa
材料的抗拉强度： σb ＝ 410 Mpa
二、画出以下结构中构件的受力图（共2题，每题8分，共16分）
1） 2）
答案：略
三、无重水平梁的支撑和载荷如图所示，已知F=6kN ，q=2kN/m ，M=2kN·m ，a=1m ，试求图示梁的支座反力。

（本题12分） 解：1）取梁AB 画受力图如图所示。

因无水平主动力存在，A 铰无水平反力。

2）建直角坐标系，列平衡方程：
∑F y ＝0， F A -q×a ＋F B -F ＝0
∑M A (F )＝0， q×a×0.5a +F B ×2a -M -F×3a ＝0
3）求解未知量。

代入：F=6kN ，q=2kN/m ，M=2kN·m ，a=1m 平衡方程， 解得：
F A ＝-1.5kN （↓）；F B ＝9.5kN （↑）。

四、如图所示轴，AC 段CB 段直径分别为40mm ，30mm ，F=40KN ，材料弹性模量E=200GPa ，求各段应力σ，应变ε和杆的伸长量AB L ∆（本题12分）
解：32401031.8340/4
AC
AC F MPa A σπ⨯=== 31.5910AC
AC E
σε-=
=⨯
32401056.5930/4
BC
BC F MPa A σπ⨯=== 32.8310BC
BC E
σε-=
=⨯
AB AC BC L L L L L 1.45AC AC BC BC mm εε∆=∆+∆=⨯+⨯=
院系： 专业班级： 姓名： 学号：
装 订 线
五、图示矩形截面简支梁，已知h ＝100mm ，b ＝60mm ，l ＝1m ，当梁内最大弯曲正应力为MPa 120max =σ时，试计算其最大切应力max τ。

(15分)
解：1）求A 、B 约束力：FA=FB=ql/2 画剪力弯矩图如图：
2） 2
max 81ql M =
ql F S 2
1
max =
由1206812
2
max max =⨯==
bh
ql W M z
σ MPa mm /N 96=q
MPa 1222323max max
=⨯==bh
ql A F S τ
六、半径为 R 的半圆柱凸轮机构中，凸轮以速度V ，加速度a ，向右作水平运动，
使推杆在导轨上滑动，求图示瞬时45θ=︒时，推杆AB 的速度和加速度。

（本题15分）
解：以点A 为研究对象，以凸轮为动系，平面为定系
则有：
1）Va Ve Vr =+
得：Va=Ve*cot45°=V Vr=2V
2）牵连运动为平动，科氏加速度为0：
n t a e r e r r a a a a a a =+=++ （0e a =）
将上式向图示方向投影
22
2sin 4522n
r a e r V V a a a a a R R
=︒-=-=-
7、图示一根不可伸长的绳子跨过定滑轮，两端分别挂一质量为m A 和m B 的物块A 、
B ，已知m A >m B ，定滑轮可视为匀质圆盘，其质量为m ，半径为r 。

系统由静止开始运动，假设不计绳子的质量和轴承O 处的摩擦，绳子与滑轮之间无相对滑动，试求当物块gh m m W B A )-=（ A 下降了高度h 时的加速度，以及该瞬时A
C 段绳子的拉力。

（15分）
解：由题意可知系统动能守恒：
）
）
m m m g m m m
g m T m a T g m m m m g m m a T W r m V m m T B A B A A A B A B A B A 5.0()(5.0()(25.0)(5.0222++--==-++-=
=++=ω。