工程力学B试题及答案

.2012/2013学年第 1 学期考试试卷( B )卷课程名称 工程力学 适用专业/年级本卷共 6 页，考试方式 闭卷笔试 考试时间 120 分钟一、 判断题（共10分，每题1分）1. 若作用在刚体上的三个力汇交于一点，则其一定能平衡。

( )2. 力系的合力一定比各分力大。

( )3. 固定铰链约束与滚动铰链约束的约束反力均通过铰链中心。

( )4. 平面汇交力系的合力仍作用在汇交点，其大小和方向与合成秩序无关。

( )5. 力偶的矩与矩心的选择有关。

( )6. 平面任意力系向一点简化后，主矩与简化中心无关。

( )7. 用截面法计算构件内力时，选取截面两边不同的研究对象，得到的内力是相同的。

( ) 8. 主动轮和从动轮的不同安装位置不会影响轴的最大扭矩。

( ) 9. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。

( ) 10. 平面图形的静矩可为正，可为负，也可为零。

( )二、单项选择题（共20分，每题2分）1. 设杆件某截面的面积为A ，轴力为F ，该横截面上的正应力为σ，则下列结论中哪些是正确_________。

(1)F A σ=⎰；(2)若横截面上应力σ为均布，则F A σ=；(3)若0F =，则必定0σ=。

A ． (1)(2)；B ． (2)(3)；C ． (1)(3)；D ．全对。

.2. 图示平面上A 、B 、C 三点分别受到力P 作用，∆ABC 为正 三角形，则该力系 。

A ．平衡B ．不平衡C ．主矢和主矩均不为零D ．主矢不为零，主矩为零3. 关于连接件设计以下说法正确的是_________。

A 对连接件应该作挤压的强度校核B 挤压强度校核的计算面积是连接件接触面的面积C 连接件剪切面上切应力是均匀分布的D 连接件只发生剪切破坏 4．以下说法错误的是_________。

A ．弹性模量E 的量纲与应力的量纲相同B ．E 、G 、是三个互相独立的材料常数C ．各种牌号钢材的E 值的差异不大D ．应力的单位是Pa 5．圆轴扭转切应力 。

A . 与扭矩和极惯性矩都成正比B . 与扭矩成反比，与极惯性矩成正比C . 与扭矩成正比，与极惯性矩成反比D ．与扭矩和极惯性矩都成反比 6．以下关于图示AC 杆的结论中，正确的是 。

A ．BC 段有变形，没有位移；B ．BC 段没有变形，没有位移； C ．BC 段有变形，有位移D ．BC 段没有变形，有位移；。

7．图示圆截面悬臂梁，若其它条件 不变，而直径增加一倍，则其最 大正应力是原来的_____倍。

A ．8B ．81C ．2D ．218. 平面弯曲变形时，其横截面上的正应力分布规律正确的为：（ ）。

A. B. C.A CBPP P.9．截面相同的钢梁和木梁，其支承条件和荷载情况完全相同。

则结论 正确。

A ．梁的承载能力相同B ．梁的应力情况不相同C ．梁的强度条件相同D ．梁的内力情况相同 10．梁发生平面弯曲时，其横截面绕_________旋转A ．梁的轴线B ．截面形心C ．截面对称轴D ．中性轴三、填空题（共15分，每题5分）1. 如图所示，在正方体的顶角A 处，作用力F 。

则（1）此力在x 、y 、z 轴上的投影；=x F _ _____；=y F __ ___；=z F _ _____。

（2）此力对x 、y 、z 轴的矩；=)(F m x ____ __；=)(F m y __ ___； 题1图2. 图示传动轴直径d ＝50mm ，用平键传递力偶。

已知键材料的许用切应力[τ]=110MPa ，许用挤压应力[σbs ]=250MPa ，几何尺寸b =16mm ，h ＝10mm ，l ＝45mm 。

则该平键能传递的许可力偶矩[m ]= N ·m 。

3. T 形截面尺寸如图所示，其形心C 坐标为Yc = （2分），Zc = ,（1分）且截面对过形心的主轴Zc 轴的惯性矩Iz = （2分）。

（单位毫米）xayaaz?F A 题2图 mhbPd Ol题3图.四、计算题（共55分）1．某传动轴，转速n =300 r/min(转/分），轮1为主动轮，输入的功率P 1=50kW ，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为P 2=10 kW ，P 3=P 4=20 kW 。

(1) 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩。

(2) 若将轮1与论3的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。

（10分）2. 图示阶梯形圆截面杆，承受轴向载荷F 1=50 kN 与F 2作用，AB 与BC 段的直径分别为d 1=20 mm 和d 2=30 mm ，如欲使AB 与BC 段横截面上的正应力相同，试求载荷F 2之值。

（10分）3．图示悬臂梁,承受载荷F 1与F 2作用，已知F 1=800 N ，F 2=1.6 kN ，l =1 m ，许用应力[σ] =160 MPa,试分别在下列两种情况下确定截面尺寸。

(1) 截面为矩形，h =2b ； (2) 截面为圆形。

（15分）14P.4． 当载荷F 直接作用在简支梁AB 的跨度中点时，梁内最大弯曲正应力超过许用应力30%。

为了消除此种过载，配置一辅助梁CD ，试求辅助梁的最小长度a 。

（10分）5、图示木榫接头，F =50 kN ，试求接头的剪切与挤压应力。

（10分）一、判断题（1*10=10分）1.（×）2.（×）3.（√）4.（√）5.（×）6.（×）7.（√）8.（×）9.（×）10.（√） 二、单项选择题（3*10=30分） 1、（A ）2、（B ）3、（A ）4、（B ）5、（C ）6、（D ）7、（B ）8、（A ）9、（D ）10、（D ） 三、填空题（5*3=15分）1. 0； F ； 0；-Fa ；0。

;2. 14063. 0；35mm ；2.9*10-6m 4四、计算题（共55分）思路正确答案错误给90％的分。

B.1.（10分）解：(1) 计算各传动轮传递的外力偶矩；1123495501591.7 318.3 636.7P M Nm M Nm M M Nm n===== (2) 画出轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；max 1273.4 T kNm =(3) 对调论1与轮3，扭矩图为；max 955 T kNm =所以对轴的受力有利。

2.（10分）解：(1) 用截面法求出1-1、2-2截面的轴力；11212 N N F F F F F ==+(2) 求1-1、2-2截面的正应力，利用正应力相同；311215010159.210.024N F MPa A σπ⨯===⨯⨯32221225010159.210.034N F F MPa A σσπ⨯+====⨯⨯262.5F kN ∴=3.（15分）T (Nm)T (Nm)955.解：(1) 画弯矩图固定端截面为危险截面(2) 当横截面为矩形时，依据弯曲正应力强度条件：[]3621max22332800102 1.610160 26633z x x z M M F l F l MPa b h h b b b W W σσ⋅⋅⨯⨯⨯=+=+=+≤=⋅⋅解得：35.6 71.2 b mm h mm ==(3) 当横截面为圆形时，依据弯曲正应力强度条件：[]max max32160 32MWMPaσσ====≤=解得：52.4 d mm =4. (10分)思路正确答案错误可给90%的分解：(1) 当F 力直接作用在梁上时，弯矩图为：此时梁内最大弯曲正应力为：[]max,1max,13/230%M F WWσσ===yy(M x (M zx.解得：[]20%FWσ=..............① (2) 配置辅助梁后，弯矩图为：依据弯曲正应力强度条件：[]max,2max,2324F FaM WWσσ-=== 将①式代入上式，解得：1.385 a m =5、10分解：(1) 剪切实用计算公式：35010 5 100100Qs F MPa A τ⨯===⨯(2) 挤压实用计算公式：3501012.5 40100b bs b F MPa A σ⨯===⨯本文档部分内容来源于网络，如有内容侵权请告知删除，感谢您的配合！x。