工程力学试卷B

学生姓名__________ 学号_________________ 所在院系

___________ 班级___________

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烟台大学20 12～20 13学年第 1 学期

工程力学试卷B

（考试时间为120分钟）

题号一二三四五六七八九十得分

一：试画出下列结构中AB的受力图（杆件自重不计）（8分）

二：名词解释概念。（32分）

1.平面力偶系及任意力系的平衡条件是什么？2分

2.斜面自锁的条件是什么2分

3.写出拉压、扭转、弯曲胡克定律表达式，并说明其应力分布规律6分

4.写出拉伸刚度、扭转刚度、弯曲刚度、柔度的表达式，并解释各参数的意义。

8分

5.材料力学中对截面上的拉压内力、扭矩、剪力及弯矩的正负是如何规定。4

分

6.请画出低碳钢的拉伸力学性能曲线，并解释各个阶段的力学特征。10分

三：在Oxy平面上（单位为m）平面力系如图1所示。已知F1=2

20kN,F2=F3=20kN, M=30kN·M,求力系向O点简化的主矢Fr和主矩M。（5分）M2

A O B

M1

C

图

1

图2

四：如图2所示三角形平板A 点D 点均为铰链连接，销钉C 固定在ED 杆上并与滑道光滑接触，各构件自重不计，试求A 和 D 铰链支座约束力。（15分）

五：如图3所示圆截面杆件，已知所示平F=4KN ，L1=L2=100mm ，弹性模量E=200GPa 。为保证杆件正常工作，要求其伸长不超过0.1mm ，即许用变形[⊿L]=0.1mm 。试确定杆径d 。（10分） 图3

A

B

C

L 1 L 2

2F

F

六： 如图3所示外伸梁的受力分布，请画出剪力图和弯矩图（15分）

七：搓丝机连杆如图表示，材料为Q235钢，连杆承受的轴向压力为P=120kN ，

φ=-0.082，[σ]=170MPa ，试校核连杆的稳定性。（15分）

y

x

x

h=60 L=940

z

b=25

880

1=L

烟台大学20 12 ～20 13 学年第 1 学期

工程力学试卷B 参考答案及评分标准

考试方式： 闭卷 （开卷、闭卷、其他） 院系： 海洋学院 年级： 112 -1,2 专业： 轮机 ……………………………………………………………………………………………..

注：标准答案、参考答案要点及评分标准须写清题号、每小题得分、共得分等。

此格式为题头，如本页不够，后面请附相同规格（A4）的纸张。

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各题分数：一：8分 二：32分 三：5分 四：15分 五：10分 六：15分 七：15分 总

计100分

一：根据三力平衡汇交原理及力偶系平衡条件确定受力方向，共计8个受力，每个正确分析为1分。

二：1、力偶矩代数和为零，主矢为零，主矩为零 2分

2 f ϕθ<= 2分

3、εσ*=E 、 γτ*=G ρ

σEy

=

拉压截面均匀分布，扭转沿截面径向向外线

性增大，弯曲沿截面高度线线性变化。公式及解释各占1分，总计6分

4、拉伸刚度=E*A 扭转刚度=G*I p 弯曲刚度=E*I E 为弹性模量，G 为剪切模量，A 为截面面积，I p 为极惯性矩，I 为惯性矩 公式和解释各占1分，总计8分

5、拉压力正负：拉应力为正，压应力为负；扭矩正负：右手定则大拇指背离截面为正，反之为负；剪力正负：使小段顺时针转动为正，反之为负；弯矩正负：使截面小段下弯为正，上凸为负。各1分

6、曲线表达正确 2分

M 2

A O

B

M 1

C

三个关键点：p σ

s σb σ 表达正确 2分

四个阶段表达出来 2分 各个阶段特点描述正确 4分

三：主矢Fx=202cos45º+20=40 ； Fy=-20+20=0 ；Fr=01600+=40 2分cos(Fr,i)=40/40=1

（1分）

M=-30+20*5+20*5=170N*M 2分

四：1、选三角形ABC 为研究对象，画出分离体图及相应的受力图 ………………………………………..1分 列平衡方程：

∑M A (F)=0

F C *AC-100*0.14=0

F C =70N ………………………2分

∑F x =0

F Ax +100-F C *SIN α=0 F Ax =-58N

………………………………………….2分

∑F y =0

F Ay +F C *COS α=0 F Ay =-56N

100N

C

F Ay

F Ax

F c

A B

D

F Dx

F Dy

F E

F ’C

E

C α

………………………………………….2分 2、选DE 杆为研究对象画出受力图 ………………………………………..2分

∑M D (F)=0

F E *0.2-F ’C *SIN α*0.12=0 F E =25.2N

………………………………………..2分

∑F x =0

F ’C *SIN α-F E +F Dx =0 F Dx =-16.8N

………………………………………..2分

∑F y =0

F Dy -F ’C *COS α =0 F Dy =56N

………………………………………..2分

五：杆段AB 和BC 的轴力分别是F N1=2F ，F N2=F 2分 其轴向变形分别为：

211811d E FL EA L F L N π==

∆ 2

21

422d

E FL EA L

F L N π==∆ 4分 杆AC 的总伸长：2

1

1221d

E FL L L L π=∆+∆=∆ 2分 根据设计要求

][1

122

l d

E FL ∆<π 1分 m l E FL d 3107.8]

[1

12-⨯=∆≥π 1分

六： 1.计算支反力 （必须有步骤）…………………5分

2.画剪力图 （必须有步骤计算）……………………….5分

kN

5kN 10R R ==B A F F