工程力学实验考试复习
工程力学复习题及答案
1.一传动轴如图所示 ,其转速 n = 300 r/min , 主动轮 A 输入的功率为 P1 = 500 kW . 若不计轴
承摩擦所耗的功率 ,三个从动轮输出的功率分别为 试做扭矩图 .
P2 = 150 kW ,P3 = 150 kW , P4 = 200 kW.
2.图示杆的 A、B、C、D 点分别作用着大小为 5P、8P、4P 和 P 的力,方向如图所示,试画
13.图示圆杆 BC 段为空心,已知 D =50mm,d=25mm; a =250mm,b =150mm;
G=80GPa;试求该杆的最大切应力和自由端的扭转角。
解:本题应分 4 段考虑。
I P1
I P2
D4 32
I P3 I P4
(D4 d4)
32
Wt1 Wt2
D3 16
Wt 3
Wt4
D3
d4
16 (1 D 4 )
出杆的轴力图。
3. 已知: P=20kN,R=0.6m, h=0.08m
1.水平拉力 F=5kN 时,碾子对地面及障碍物的压力? 2.欲将碾子拉过障碍物,水平拉力 F 至少多大? 3.力 F 沿什么方向拉动碾子最省力,及此时力 F 多大?
求:
FA 11.4kN
FB 10kN
4.
求: 光滑螺柱 AB 所受水平力 . 解:由力偶只能由力偶平衡的性质,其受力图为
(2) 求应力
FN A
斜杆 AB 横截面正应力为
F max
3
38.7 10
A
20 2 10 6
4
123 10 6 Pa
123MPa
11. 悬臂吊车如图所示,最大的吊重(包括电动葫芦自重)
工程力学复习题及答案
工程力学复习题及答案一、选择题1. 工程力学中,牛顿第二定律表达的是()。
A. 力是物体运动的原因B. 力是物体运动状态改变的原因C. 力是物体形状改变的原因D. 力是物体质量改变的原因2. 以下哪项不是材料力学研究的范畴?()A. 材料的弹性B. 材料的塑性C. 材料的热传导D. 材料的疲劳3. 在静力学中,力的合成遵循()。
A. 几何法则B. 代数法则C. 物理法则D. 化学法则二、填空题4. 根据胡克定律,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,比例系数称为______。
5. 材料在受到外力作用时,若其内部应力超过材料的______,则会发生断裂。
6. 工程力学中的虚功原理是指,在平衡状态下,任何微小的位移变化都不会引起外力对系统做______。
三、简答题7. 简述材料力学中的应力-应变关系。
8. 描述静力学中三力平衡的条件。
9. 解释什么是弹性模量,并说明其在工程中的应用。
四、计算题10. 一根长为L的均匀杆,其一端固定,另一端受到垂直于杆的力F 作用。
求杆的弯曲角度。
11. 一块矩形钢板,长为a,宽为b,厚度为t,受到均匀分布的压力p。
计算钢板的最大弯曲应力。
12. 一个质量为m的物体,从静止开始自由下落,忽略空气阻力,求物体下落h高度时的速度。
五、论述题13. 论述在工程结构设计中,如何考虑材料的疲劳寿命。
14. 讨论在桥梁设计中,如何应用静力学原理来确保结构的稳定性。
六、案例分析题15. 某建筑工地上,一台起重机在吊装重物时发生倒塌。
分析可能的原因,并提出预防措施。
16. 某高速公路的路面出现裂缝,分析裂缝产生的原因,并提出修复方案。
七、实验题17. 设计一个实验来测量材料的弹性模量。
18. 描述如何通过实验验证胡克定律。
八、综合应用题19. 一个悬臂梁,其一端固定,另一端承受一个集中载荷。
分析梁的受力情况,并计算最大弯矩。
20. 一个圆柱形储气罐,其壁厚为d,内径为D,承受内部压力p。
计算储气罐的最大主应力。
工程力学复习题
工程力学复习题1. 重量P=500N的物块放在水平面上,F=300N。
物块与水平面间的静摩擦系数为f=0.5。
问物块能否运动?答:。
2. 多跨静定梁如图,由悬臂梁AB与铰支梁BC用铰链B连接而成,q和a为已知,不计梁的自重。
求A、B、C三处的约束反力。
3. 一直经为d=50mm的圆轴两端受M=1000N·m 的外力偶作用而发生扭转,轴材料的剪切弹性模量为G=80GPa。
求:(1)横截面上半径为ρA=d/4点处的剪应力和剪应变;(2)单位长度扭转角ϕ'。
4. 作图示梁的剪力图和弯矩图。
5. 梁AB 为10号工字钢,W z =49cm 3,已知梁下表面C 处横截面上的正应力σc =60MPa 。
试求载荷P 的值。
6. 圆杆受轴力F 和力偶M 作用,已知圆杆直径为d =10mm ,材料为钢材,许用应力为 [σ]=120MPa ,力偶10d F M ⋅=。
试按第四强度理论确定许可载荷F 的值。
7. 图示为一曲柄轴,位于竖直平面内,AB段直径d =30mm ,许用应力为[σ]=100MPa 。
在D点受垂直于竖直面的水平由外向里的力P的作用。
试根据AB段的强度按第三强度理论确定许可载荷P 的值。
8. 一圆截面压杆AB ,两端铰支,直径d =160mm ,长l =5m 。
材料为Q 235钢,235=s σMPa ,弹性模量E =200GPa ,系数a =304MPa ,b =1.12MPa ,1001=λ,602=λ。
试求该压杆的临界压力。
9. 大柔度压杆AB ,支承情况各方向均相同,材料的弹性模量E =200GPa ,长度为l =3m ,横截面尺寸为40mm 80mm b h ⨯=⨯。
试求该压杆的临界应力值。
工程力学复习题简答题
工程力学复习题简答题工程力学复习题简答题工程力学是工程学科中的重要基础课程,它研究物体在受力作用下的运动和变形规律。
在学习过程中,我们经常会遇到一些复习题,下面我将对一些常见的工程力学复习题进行简答解析,帮助大家更好地理解和掌握这门学科。
1. 什么是力的作用点?为什么力的作用点是重要的?力的作用点是力所施加的物体上的一个点。
在力学中,力的作用点的选择是非常重要的。
因为力的作用点不同,对物体的运动和变形产生的影响也不同。
例如,当一个物体受到一个斜向上的力时,如果力的作用点在物体的重心上方,物体将会发生倾斜;而如果力的作用点在物体的重心下方,物体将会发生翻转。
2. 什么是力的偶对?它有什么特点?力的偶对是由两个大小相等、方向相反、作用线相互平行的力组成的。
力的偶对具有以下特点:- 力的偶对不改变物体的平衡状态。
因为力的偶对的合力为零,所以不会使物体产生加速度。
- 力的偶对可以改变物体的转动状态。
当一个物体受到一个力的偶对时,它会发生转动,而不是直线运动。
3. 什么是刚体?刚体有哪些基本特性?刚体是指在受力作用下,形状和大小不发生变化的物体。
刚体具有以下基本特性:- 刚体的内部各点之间的相对位置保持不变。
- 刚体上任意两点之间的距离保持不变。
- 刚体上各点的速度和加速度相等。
4. 什么是力矩?力矩有哪些性质?力矩是力对物体产生转动效果的物理量,它等于力的大小乘以力臂的长度。
力矩具有以下性质:- 力矩的大小等于力的大小与力臂长度的乘积。
- 力矩的方向垂直于力臂的方向。
- 力矩可以使物体产生转动,其方向由右手定则确定。
5. 什么是静力平衡?如何判断一个物体处于静力平衡状态?静力平衡是指物体在受力作用下不发生平动和转动的状态。
判断一个物体处于静力平衡状态的条件是:- 合力为零:物体受到的合力为零,即所有作用在物体上的力的矢量和为零。
- 合力矩为零:物体受到的合力矩为零,即所有作用在物体上的力矩的矢量和为零。
工程力学复习资料
工程力学复习资料第一篇静力学静力学部分主要研究三个方面的内容:物体与物体系的受力分析、力系的简化和力系的平衡条件。
第一章静力学基本概念与物体受力分析本章考点:刚体、平衡、力和力系的基本概念;各种常用约束与约束力;简单物体系统的受力分析与受力图。
一、基本概念1、刚体的概念:刚体是指在力作用下不变形的物体,即刚体内部任意两点之间的距离保持不变。
在静力学部分,主要以刚体为研究对象。
2、平衡的概念:平衡是指物体相对于惯性参考系静止或作匀速直线平移。
3、力的概念:力是物体间的相互机械作用。
力对物体的作用效应包括:力的外效应(也称为运动效应)和力的内效应(也称为变形效应)。
力的三要素:力的大小、方向和作用点。
力是矢量。
一般而言,力是定位矢量;对于刚体来说,力是滑动矢量。
4、力系:作用在物体上的一群力总称为力系。
力系可分为:平面力系(平面汇交力系、平面力偶系、平面平行力系、平面任意力系)空间力系(空间汇交力系、空间力偶系、空间平行力系、空间任意力系)二、约束和约束力掌握工程中常见的几类典型约束的简图、结构和约束力的特征。
包括:柔索、光滑支承面、光滑圆柱铰链、活动铰链支座、光滑球铰链和二力构件。
三、受力图正确绘制受力图是本章的重点与难点,大家应熟练掌握。
绘制受力图的基本步骤如下:(1)选定研究对象,并单独画出其分离体图;(2)在分离体上画出所有作用于其上的主动力;(3)在分离体的每一处约束处,根据约束的特征画出其约束力。
例1:构架中BC杆上有一导槽,DE杆上的销钉可在其中滑动。
设所有接触面均光滑,各杆的自重均不计,试画出整体系统及杆AB 、BC 、DE 的受力图。
例 1 图C图 (a )图(b )CF'图(c ) 图(d )解:(1)以整体系统为研究对象,画出分离体图,然后画出全部外力,包括作用在其上的主动力F 及A 、C 处的约束力。
B 、D 、H 三处的约束力属于内力,不必画出。
整体系统的受力图如图(a )所示。
工程力学复习资料(带习题)
1.共点力系(汇交力系):各力作用线相交于一点的力系。
2.汇交力系平衡的充要几何条件是力的多边形自行封闭。
3.汇交力系平衡的充要解析条件是力系中各力在坐标系中每一轴上的投影的代数和均等于零4.汇交力系的合力矩定理:汇交力系的合力对任一点之矩,等于力系中各分力对同一点之矩的矢量和。
5.力偶:由大小相等,方向相反,作用线平行的一对立组成旳力系。
力偶没有合力,不能喝一个力等效,也不能和一个力平衡,它是一个基本力学量。
6.组成力偶的两力对任一点的矩之和等于其力偶矩,即力偶矩与矩心位置无关。
7.只要保持力偶矩不变,可将组成力偶的力和力偶臂的大小同时改变,不会改变力偶对钢体的作用效力。
8.只要保持力偶矩的大小和转向不变,力偶可在其作用面内以及与其作用面平行的平面内人已转移,不会改变它对钢体的作用效力。
9.三力平衡汇交定理:当钢体手三力作用而平衡时,若其中任何两力的作用线相交于一点,则此三力必然共面。
10.二力平衡公理:作用在钢体上的两个力,使钢体处于平衡的充要条件:两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。
11.加减平衡力系公理:在作用于钢体的力系上,加上或减去去任意个平衡力系,并不改变该力对钢体的作用效应。
12.力的平行四边形公理:作用在物体上同一点的两个力可以和成为一个合力,合力也作用于该点,其大小和方向可由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的共点对角线确定。
13.约束:对非自由体的某些位移起限至作用的周围物体称约束。
14.约束力:约束对被约束物体的作用力,其方向总与约束所能限制的被约束物体的位移方向相反15力的平移定理:作用在刚体上的力,可以平行的移动到刚体上任一指定点,为使该力对刚体的作用效果不变,要附加一个力偶,其力偶矩等于原力偶对该指定点的力矩。
16、平面一般力系平衡的冲要条件:力系的主矢和对作用面内任一点的主矢的住矩都等于零。
即第六章轴向拉伸或轴向压缩:作用在杆件上外力合力的作用线通过杆件的轴线,使杆件发生沿轴线方向的伸长或缩短的变形1)轴向线应变2)局部变形阶段(颈缩阶段):DE 。
工程力学复习题跟答案
工程力学复习题跟答案1. 静力学基础- 题目:解释什么是静力平衡,并给出一个简单的例子。
- 答案:静力平衡是指物体在受到多个外力作用下,其合力为零,物体保持静止或匀速直线运动的状态。
例如,悬挂的物体在重力和绳索的拉力作用下保持静止,这两种力相互平衡。
2. 材料力学- 题目:简述材料的弹性模量和屈服强度的概念。
- 答案:弹性模量是材料在弹性范围内应力与应变比值的物理量,它反映了材料的刚性。
屈服强度是指材料在受到外力作用时,从弹性变形过渡到塑性变形的临界应力值。
3. 结构力学- 题目:什么是弯矩,它对结构的影响是什么?- 答案:弯矩是作用在梁或结构上的力矩,它导致结构产生弯曲。
弯矩对结构的影响包括引起结构的变形和应力分布,过大的弯矩可能导致结构的破坏。
4. 动力学- 题目:描述牛顿第二定律,并给出一个应用实例。
- 答案:牛顿第二定律指出,物体的加速度与作用在其上的合力成正比,与物体的质量成反比。
公式为 F = ma。
例如,汽车在加速时,发动机产生的力(F)与汽车的质量(m)和加速度(a)有关。
5. 流体力学- 题目:解释伯努利定律,并说明它在工程中的应用。
- 答案:伯努利定律表明,在理想流体中,流速增加时,流体的静压会减小。
这个原理在飞机的机翼设计中得到应用,通过改变机翼上下方的空气流速,产生升力。
6. 振动分析- 题目:什么是自由振动和阻尼振动,它们有何不同?- 答案:自由振动是指没有外力作用下,系统在初始位移和初始速度下产生的振动。
阻尼振动是指在振动过程中,由于外部阻力(如空气阻力、摩擦力等)的存在,振动幅度逐渐减小的振动。
7. 疲劳分析- 题目:简述什么是疲劳失效,并解释疲劳寿命的基本概念。
- 答案:疲劳失效是指材料在反复加载和卸载过程中,经过一定次数后突然断裂的现象。
疲劳寿命是指材料在反复加载下能够承受的最大循环次数。
8. 非线性力学- 题目:解释什么是非线性力学,并给出一个实际的例子。
- 答案:非线性力学是指那些不遵循线性关系(即应力与应变成正比)的力学现象。
工程力学参考复习题 1
工程力学参考复习题一.单项选择题1.光滑面对物体的约束力,作用在接触点处,且方向()A.指向受力物体,与接触面垂直B.指向受力物体,恒定向上C.背离受力物体,与接触面垂直D.背离受力物体,恒定向下2.有关约束那些说法不正确()A 约束限制物体运动B约束对被限制物体有力作用C 汽车在粗糙地面上行驶,地面相对于汽车是光滑面约束D 约束类型很多3.平面汇交力系向汇交点以外的一点简化,其结果可能是:A一个速度B一个力和一个力偶C一个合力偶D一个力矩4.有关于摩擦那些说法不正确()A 摩擦有滑动摩擦和滚动摩擦B 滑动摩擦系数大小和接触面粗糙程度有关C 因为有摩擦所以才有自锁D滑动摩擦力大小总等于接触面压力和摩擦系数之积5.有关于剪切和挤压变形那些说法不正确()A 联接件工作过程中经常同时产生剪切和挤压变形B某些零件加工利用剪切变形实现C 在发生挤压变形过程中,材料强度差构件容易破坏D 不能利用挤压变形加工零件6.平面汇交力系独立的平衡方程式有()A.2个B.3个C.4个D.5个7.平面任意力系独立的平衡方程式有()A.3个B.4个C.5个D.6个8.有关静不定问题那些说法不正确()A 静不定问题利用平衡方程解不出来B 建筑工程中经常遇到静不定问题C 静不定问题没有好处,工作中必须避免D 利用补充方程可以解出一次静不定问题9.有关重心那些说法不正确()A 重心可以利用悬挂法测定B 重力作用点是重心C 重心一定在物体几何中心处D T形的均匀薄板可以采用组合法计算重心10.有关于摩擦那些说法不正确()A 摩擦有滑动摩擦和滚动摩擦B 滑动摩擦系数大小和接触面粗糙程度有关C 因为有摩擦所以才有自锁D滑动摩擦力大小总等于接触面压力和摩擦系数之积11..哪个不是材料力学的基本假设( )A.连续性假设B.各向异性假设C.小变形假设D.完全弹性假设12.各向同性假设认为,材料沿各个方向具有相同的()A.应力B.变形C.位移D.力学性能13.不是杆件变形的基本形式:A拉伸与压缩 B 剪切 C 扭转D螺旋形弯曲14.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力,低碳钢的极限应力是()A.比例极限B.弹性极限C.屈服极限D.强度极限二、判断对错(正确打√,错误打×)1.任何情况下不变形的物体叫刚体()2.各力作用线汇交于一点力系称为汇交力系()3.活动铰链约束反力方向一定是垂直支撑面向上()4.平面汇交力系中力的作用线一定是都在一个平面内()5.平面力偶,逆时针转动符号是正号,顺时针转动符号是负号。
工程力学复习题库
工程力学复习题库(考试题目包含在以下所有习题范围内)一、课外习题部分1、下图各结构中,不计各构件自重,各连接处均为铰链连接,画出整体的受力图。
能判断方向的力不能用垂直的两个力代替。
2、无重水平梁支撑和荷载如图1所示,已知力F=10KN 和力偶矩M=15KN.M 的力偶和强度为q =5KN/m 的均布荷载,a =2m,求支座A,B 处的约束反力。
3、由AC 和CD 构成的组合梁通过铰链C 连接,它的支撑和受力如图所示。
已知均布荷载强度10/q KN m =,力偶矩M=40kN m ⋅不计梁重,求支座A ,B ,D 的约束反力。
4、图示的水平横梁AB ,A 端为固定铰链支座,B 端为一滑动支座。
梁的长为4,2a a m =,梁重20KN 作用在梁的中点C 。
在梁的AC 段上受均布裁荷10/q KN m =作用,在梁的BC 段上受力偶作用,力偶矩20M KN M =⋅。
试求A 和B 处的支座约束力。
5、图示轴向受力杆件,求杆件最大轴力。
B RA YA XR DR DY AX A6、图示受扭构件,横截面为直径为d的圆截面,B截面受外力偶3T作用,C截面受外力偶T作用,T与3T的方向相反,则圆杆中的最大剪应力是多少?7、分别画出下图二跨刚架的AB跨、CD跨以及整体的受力图,并求出约束反力的值。
架重不计,C处是铰链连接。
8、已知q=1kN/m,P=3kN,求刚架支座A和B的约束反力。
9、图示变截面圆杆,其直径分别为:d1=20mm,d2=10mm,试求其横截面上最小正应力和第5题图第6题图最大正应力的比值。
DAB CFE图1EADBCF图3ABCd1d2LL20kN图411、下图示物体系统,q =2kN /m ,P =4kN ,求支座A 的约束反力。
12、下图所示两种结构中,哪一种可将F 力沿其作用线移到BC 部分上去?为什么?13、求下图中力F 在x 、y 、z 轴上投影的大小,并求力F 对z 轴的矩。
14、图示传动轴,偶矩m A =2.99kN ·m ,m B =7.20kN ·m ,m C =4.21kN ·m ,许用应力 [τ]=70Mpa,许用单位长度扭转角[θ]=1o/m,剪切模量G =80Gpa 。
工程力学复习
T2 16T 16×1432.5×103 1 τmax DB = = 3 = = 21.3M 〈[τ ] Pa 3 π 70 Wp πd2
强度合格 (3)刚度校核
T 180 T ×32 180 620.75×32×180 1 1 × = × = =1.77o / m θAC = GIP1 π Gπd14 π 80×109 ×π 2 ×0.044 T2 180 T2 ×32 180 1432.5×32×180 θBD = × = × = = 0.44o / m 4 GIP2 π Gπd2 π 80×109 ×π 2 ×0.074
C lBC =2.0 m
30° A B lAB=1.73 m P
三、剪切和挤压 1)剪切: 1)剪切: 剪切 受力特点:外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。 外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。 变形特点:在平行外力之间的截面,发生相对错动变形 在平行外力之间的截面,
F F F
N m = 9549 n
− kW N −kW n − rpm m− N ⋅ m
(千瓦) 千瓦) ( 转 /分) (牛米) 牛米)
2、横截面上距圆心为ρ 处任一点剪应力计算公式。 处任一点剪应力计算公式。
T⋅ρ τρ = Ip
3、最大切应力
τ max
T ρmax T = = WP Ip
σb σs D σe B C ' σp A
C E F
实验时注意 断口特点
颈缩阶段 颈缩现象
O
ε
、A、l均 例:如图所示,AC为刚杆,1、2、3杆E、A、 均 如图所示,AC为刚杆, 、 、 杆 、A、 ,AC为刚杆 相同,求各杆内力值。 相同,求各杆内力值。
《工程力学》复习题
《工程力学》复习题一、名词解释1. 平衡:指物体相对于地面保持静止或匀速直线运动的状态。
2. 力:物体间的相互的机械作用,这种作用使物体的机械运动状态发生变化,或者使物体发生变形。
3. 力的三要素:力的大小、方向和作用点称为力的三要素。
4. 刚体:在任何情况下都不发生变形的物体。
5. 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等方向相反,并作用在一条直线上。
6. 加减平衡力系公理:在作用于刚体上的任何一个力系上,加上或减去任一平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应。
7. 力的可传性原理:作用于刚体上的力,可以沿其使用线移至刚体内任意一点,而不改变它对刚体的作用效应。
8. 三力平衡定理:刚体受不平行的三力作用而平衡,则三力作用线必汇交于一点且位于同一平面内。
9. 刚化公理:变形体在某一力系作用下处于平衡,若将此变形体刚化为刚体,其平衡状态不变。
10. 约束:阻碍非自由体运动的限制条件称为非自由体的约束。
11. 约束反力:约束对物体的作用力。
12. 平面汇交力系:力系中各力的作用线都在同一平面内,且汇交于一点的力系。
13. 力偶:大小相等、方向相反、作用线互相平行的两个力。
14. 平面力偶的等效定理:在同一平面内的两个力偶,只要它们的力偶矩大小相等、转动方向相同,则两个力偶必等效。
15. 力线平移定理:作用在刚体上的力可以平移到刚体内任一点,但必须同时附加一个力偶,其力偶矩等于原力对平移点之矩。
16. 合力矩定理:当平面力系可以合成为一个合力时,则其合力对于作用面内的任一点之矩,等于力系中各分力对于同一点之矩的代数和。
17. 平面一般力系平衡的解析条件是:力系中各力在两个正交的坐标轴上的每一轴上的投影的代数和分别等于零,以及各力对于平面内任意一点之矩的代数和也等于零。
18. 强度:构件抵抗塑性变形和断裂的能力。
19. 刚度:构件抵抗弹性变形的能力。
20. 稳定:构件承受载荷作用时其原有形状下的平衡应该是稳定的平衡。
工程力学复习题及答案
1.力是物体间相互的机械作用,这种作用使物体的机械运动状态发生改变。
2.物体受力发生变形的过程,属于机械运动状态改变的过程。
3.受力物体和施力物体间的相互作用力的性质相同。
4.刚体是受力作用而不变形的物体。
5.在所研究的机械运动问题中,物体的变形可以不考虑,那么此物体可视为刚体。
1.力系中各力的作用线汇交于一点的力系,称为汇交力系;力系中各力的作用线在同一个平面内且汇交于一点,这样的力系称为平面汇交力系。
2.平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:该力系的合力等于零。
3.平面汇交力系平衡的几何条件是:该力系的力多边形是自行封闭的。
4.刚体在三力作用下平衡,其中两力的作用线汇交于一点,则该三力组成的平衡力系一定是平面汇交力系。
5.在正交的力系中,力沿某轴的分力的大小于同一力在该轴上的投影的绝对值相等。
1.力偶是大小相等、方向相反且不共线的两个平行力。
2.力偶在任何坐标轴上的投影的代数和恒等于零。
3.力偶矩相等是作用在刚体上的两个力偶等效的充分必要条件。
4.力偶使刚体转动的效果与矩心位置无关,完全由力偶矩决定。
5.力偶于力都是物体间相互的机械作用,力偶的作用效果是改变物体转动的状态。
1.平面任意力系向一点的简化,需要将力系中各力都等效的平移到作用面内任意选定的一点上,该点称为简化中心。
2.对于给定的任意力系,其主矢与简化中心的位置无关。
但在一般情况下,简化中心的位置不同时,对应的力系的主矩则不相同。
3.平面任意力系平衡的必要和充分条件是平面任意力系的主矢和主矩同时为零。
4.平面任意力系的平衡方程可写成三种形式,一矩式、二矩式和三矩式,其中二矩式和三矩式对矩心位置必须附加条件。
5.平面平行力系平衡时,只有两个独立的平衡方程。
1.两个物体间具有不光滑接触面时,接触面处会产生阻碍两物体间的相对滑动或相对滑动趋势的机械作用,这种作用称为滑动摩擦力。
其方向沿接触面公切线,与物体相对滑动相反。
2.临界平衡状态下,静滑动摩擦力的值称为最大静摩擦力,以Fmax表示。
工程力学复习题四
一、单选(共9题,每题2分,共计18分)()1、矩形截面梁横力弯曲时,在横截面的中性轴处()A.正应力最大,切应力为零B.正应力为零,切应力最大C.正应力和切应力均为最大D.正应力和切应力均为零()2、中性轴是梁的()的交线。
A.纵向对称平面和横截面B.纵向对称平面与中性层C.横截面与中性层D.横截面与顶面或底面()3、低碳钢拉伸试验的应力与应变曲线大致可以分为四个阶段,这四个阶段大致分为()A.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩破坏阶段B.弹性阶段、塑性变形阶段、强化阶段、局部变形阶段C.弹性阶段、屈服阶段、塑性变形阶段、断裂阶段D.屈服阶段、塑性变形阶段、断裂阶段、强化阶段()4、下列说法中错误的有()。
A.压杆从稳定平衡过渡到不稳定平衡时轴向压力的临界值,称为临界力或临界荷载。
B.压杆处于临界平衡状态时横截面上的平均应力称为临界应力。
C.分析压杆稳定性问题的关键是求杆的临界力或临界应力。
D.压杆两端的支撑越牢固,压杆的长度系数越大()5、下列说法中错误的有()。
A.工程上的压杆由于构造或其它原因,有时截面会受到局部削弱,如杆中有小孔或槽等,当这种削弱不严重时,对压杆整体稳定性的影响很小,在稳定计算中可不予考虑。
但对这些削弱了的局部截面,应作强度校核。
B.对有局部截面被削弱(如开有小孔或孔槽等)的压杆,在校核稳定性时,应按局部被削弱的横截面净尺寸计算惯性矩和截面面积(或截面惯性半径)。
C.对有局部截面被削弱(如开有小孔或孔槽等)的压杆,在校核被削弱的局部截面的强度时,应按局部被削弱的横截面净面积计算。
D.压杆稳定计算通常有两种方法:安全系数法或折减系数法。
()6、下列说法中错误的有()。
A.临界力越小,压杆的稳定性越好,即越不容易失稳。
B.截面对其弯曲中性轴的惯性半径,是一个仅与横截面的形状和尺寸有关的几何量。
C.压杆的柔度λ综合反映了压杆的几何尺寸和杆端约束对压杆临界应力的影响。
D.压杆的柔度λ越大,则杆越细长,杆也就越容易发生失稳破坏()7、下列说法中错误的有()。
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工程力学复习题库一、判断题1-1在力的作用下变形的物体称为变形体。
(a)中1-2物体相对周围物体保持静止称为平衡。
(b)中1-3力是物体间的相互机械作用。
(a)易1-4力只能使物体的运动状态发生改变。
(b)难1-5力只能使物体产生变形。
(b)难1-6力对物体的作用效应取决于: 力的大小、方向、力的作用点。
(a)易1-7力是矢量.所以需要表示其大小和方向。
(b)难1-8只要一个力系使物体保持静止.则称该力系为平衡力系。
(b)难1-9若两个力系分别作用于一个物体上.其效应相同.则该二力系为等效力系。
(a)难1-10一个物体受两个力大小相等、方向相反、且作用在同一直线上.则该物体一定平衡。
(a)易1-11如果一物体受两个力作用保持平衡时.这两个力一定是大小相等、方向相反.作用线在同一直线上。
(a)中1-12只受两个力作用而平衡的构件称为二力杆。
(a)中1-13在作用于刚体上的力系.加上或减去一个任意平衡力系.并不改变原力系对刚体的作用效应。
(a)中1-14作用在刚体上的力.可以沿其作用线任意移动而不改变其对刚体的作用效应。
(a)中1-15作用于物体同一点上的两个力.可以用平行四边形法合成为一个力。
(a)易1-16刚体在三个力作用下保持平衡.则此三力一定相交。
(b)难1-17作用力与反作用力同时存在且作用在同一物体上。
(b)难1-18凡是限制某物体运动的周围物体.便称为此物体的约束。
(a)难1-19柔性约束反力.作用在与物体连接点.作用线沿着柔索.指向物体。
(b)中1-20光滑接触面约束反力.只能是拉力。
(b)难1-21光滑接触面约束反力.作用于接触处.沿接触点法线方向.指向物体。
(a)中1-22圆柱铰链约束反力.用通过铰链中心相互垂直的两个分力表示。
(a)中1-23滚动铰链约束反力沿支撑面的法线.通过铰链中心并指向物体。
(a)中1-24分析分离体上有几个作用力及每个力大小、方向、作用线(点)的过程称为受力分析。
工程力学试题复习
第十五章 压杆的稳定性一、 弹性平衡稳定性的概念1、 弹性体保持初始平衡状态的能力称为弹性平衡的稳定性。
2、 受压杆件保持初始直线平衡状态的能力称为压杆的稳定性。
二、 压杆的柔度:il μλ=,和压杆的长度、约束情况、截面形状及尺寸相关。
三、 压杆的分类根据压杆的柔度,压杆可分为三类:1) 细长杆(P λλ≥):计算临界应力用欧拉公式22λπσE cr =;2) 中长杆(P sλλλ<≤):计算临界应力用经验公式λσb a cr -=;3) 粗短杆(s λλ<):计算临界应力用压缩强度公式s cr σσ=(或b σ)四、 提高压杆稳定性的措施提高压杆稳定性的措施可以从改善支承情况、减少压杆长度(或增加中间约束)、选择合理的截面形状、使压杆在各弯曲平面内的柔度相等(等稳定性结构)及合理选择材料等方面考虑。
第十四章疲劳强度一、疲劳强度的概念1、交变应力:随时间而周期性交替变化的应力。
2、疲劳破坏:构件在长期交变应力作用下,虽最大应力小于材料的静强度极限,而构件仍发生断裂破坏,这种破坏称为疲劳破坏。
构件抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度。
3、疲劳强度的特点:1)疲劳强度比静强度低。
2)疲劳强度和交变应力的大小及应力循环次数有关。
3)疲劳破坏的断口有两个明显不同的区域:光滑区和粗糙区。
4、疲劳破坏的机理和过程:疲劳破坏是在长期交变应力作用下,构件裂纹萌生、扩展和最后断裂的过程。
5、材料的持久极限:材料经受无限次应力循环而不发生疲劳破坏的最高应力值。
二、是非判断题1、材料的持久极限仅与材料、变形形式和循环特征有关;而构件的持久极限仅与应力集中、截面尺寸和表面质量有关。
(错)2、塑性材料具有屈服阶段,脆性材料没有屈服阶段,因而应力集中对塑性材料持久极限的影响可忽略不计,而对脆性材料持久极限的影响必须考虑。
(错)3、当受力构件内最大工作应力低于构件的持久极限时,通常构件就不会发生疲劳破坏的现象。
(对)第十二章超静定问题一、超静定问题的概念1、当结构的支反力或内力仅用独立的平衡方程不能全部求出时,该结构称为超静定结构。
工程力学复习资料
工程力学复习资料第一篇静力学力学响应:变形、破坏、失稳强度(抵抗破坏的能力)、刚度(抵抗变形的能力)、稳定性(保持原有平衡形式的能力)。
1、静力学的基本概念静力学主要研究三方面问题:物体的受力分析、力系的简化和力系的平衡条件。
静力学研究的物体主要是刚体。
所谓刚体是在力作用下不变形的物体,即刚体内部任意两点间的距离保持不变。
约束与约束力:柔索约束:受一约束力沿柔索背离物体。
光滑支承面:受一约束力沿公法线指向物体(Fy)。
光滑圆柱铰链:受一对相互垂直的约束力(Fx、Fy)。
活动铰链支座:只限制沿支承面法线方向的位移。
绘制受力图二力构件:相比忽略自身重力,只在铰点受两个力而处于平衡的构件称为二力构件(二力杆)刚体在二力作用下平衡的充分必要条件是二力等值、反向、共线。
2、两大基本力系:汇交力系、力偶系汇交力系作用于刚体上某一点的力,可沿其作用线移至刚体上任一点,而不改变对刚体的作用效应。
这一特征称为力的可传性。
力的可传性只适用于刚体,不适用于变形体。
三力平衡汇交定理:当刚体在同一平面内作用线互不平行的三个力作用下平衡时,这三个力的作用线必汇交于一点。
汇交力系的平衡几何条件:力多边形自行封闭。
汇交力系的平衡解析条件:)(0空间汇交力系用===∑∑∑zyxFFF通常二力构件、三力平衡汇交定理同时使用,它们都可以判断物体受力的方向。
经典例题例2.4(第28页)。
力偶系力与一点到力方向上的距离的乘积称为力到这一点的力矩。
计算公式:FlM=方向:逆时针为正,顺时针为负。
作用在刚体上大小相同、方向相反且不共线的两个力组成的力系称为力偶。
力偶的等效条件:力偶矩矢相同。
力偶的性质:①力偶不能和一个力等效;②力偶在其作用面内任意转移,或移到另一平行平面,而不改变对刚体的作用效果;③保持力和力偶臂的乘积不变,力和力偶臂的大小可以改变,而不改变对刚体的作用效果。
力偶系的平衡条件:力偶系作用下刚体平衡的充分必要条件是合力偶矩矢等于零。
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第二章
一、实验技术标准
实验标准:针对给定试验对试验对象、设备、条件、方法、技术等各个环节给予具体规定的文件。
一般由标准化组织制定。
二、试验方案
1、试验目的、内容,依据的标准或协议。
2、试样的要求(设计图、加工质量、数量)。
3、仪器设备的选择和标定。
4、试验的具体方法和步骤,试验出现异常时的预备方案和安全措施。
5、规划试验人员的配备、组织和协调。
6、试验经费预算和进度安排。
三、力学量及其测量设备
载荷测力仪、材料试验机
长度量具(游标卡尺、千分尺、光学显微镜)
变形引伸计
应变电测设备(应变计+应变仪)
四、试样
实验分为材料试样实验和实物模型实验
材料试样实验主要用于了解材料的力学性能;取材方式应满足相应的国家标准。
实物模型试验主要用于大型结构的设计(大坝、桥梁、核反应堆)等。
模型应满足相似理论。
五、数值修约规则
一、修约的表达方式
指定修约位数的表示方法如:保留三位有效数字。
保留两位小数。
指定修约间隔的表示方法
如:修约间隔为0.02。
其含义是保留到小数点后两位、且是0.02的整数倍。
四舍六入五考虑,
五后非零则进一,
五后皆零看奇偶,
五前为偶则舍去,
五前为奇则进一。
例1:将下列数据修约到三位有效数据例2:将数据12.75按0.5单位修约。
三、有效数字运算法则
原则:先修约后运算
1、加减法:修约时,应按各数中末位最高者修约。
例4:求21.01,7.341,0.786的和。
解:应为21.01+7.34+0.79=29.14
2、乘除法:修约时,按各数中有效数字最少者修约。
例4:求21.01,7.34,0.786的积。
解:应为 21.0×7.34×0.786=121
第三章 一、变形计的基本特征
标距:指测量所使用的长度。
灵敏度:指变形计对被测变形量的感应能力,是读数与被测量值的商 。
(也称为放大倍数) 量程:指被测量值的上、下限之差。
精确度:指测量结果与真值的符合程度 。
用示值误差、示值变动性和示值进回程差衡量。
二、应变及其测量
1、线应变定义
若线段Δx 的变形为Δu ,则线段Dx 的平均线应变
x
u x ∆∆=ε 一点的线应变 x u x x ∆∆=ε→∆0lim
三、电阻应变计的构造
基 底—将敏感栅定位并保证敏感栅与构件之间的绝缘电阻
敏感栅—将被测构件表面应变转换成电阻变化输出
覆盖层—保护敏感栅
粘结剂—将敏感栅固结在基底和覆盖层之间
引出线—连接敏感栅与测量导线
Ks ——称为金属丝的应变灵敏系数
)21(ν++ερρ=ε=d R dR K S
在一定范围内,对特定材料和加工方法,电阻变化率与其应变之间成线性关系(如康铜等)。
四、理想的敏感栅材料特性
1、灵敏系数Ks 大,且在较大范围内保持不变。
2、电阻率高。
3、电阻温度系数小且稳定。
4、弹性极限高于被测构件弹性极限。
5、易于加工成丝或箔。
五、按敏感栅材料分类 :
康铜(Ni45%Cu55%)
——KS 高且稳定,电阻率r 高,电阻温度系数小,弹性好,加工性能好。
常用于中、常温
静载及大应变测量。
镍铬合金(Ni80%Cr20%)
——高,电阻温度系数也大,疲劳寿命高。
适宜动态应变测量和制作小栅长应变计。
卡玛合金(Ni74%Cr20%Al3%Fe3%)
——和KS 都较大,电阻温度系数小。
但加工复杂,价高。
常用于高精度应变测量及制作传感器
铂钨合金(Pt92%W8%)
——耐高温(达1000℃),Ks 较高,与温度的线性关系好,稳定。
多用于高温测量 恒弹合金(Ni36%Cr8%Mo0.5%Fe55.5%)
——疲劳寿命高,Ks 较高,但对温度敏感。
多用于动态应变测量
二、按敏感栅制造方法分类
丝式丝绕式—价格便宜,不受温度限制
短接式—横向效应较小,不耐疲劳
箔式—应变传递更准确,散热性能好,横向效应小,疲劳寿命高,蠕变小,应变极限高。
薄膜式
六、灵敏系数(H) ★
1、定义: 单向应力状态 ,将应变计轴向沿应力方向粘贴,
εR
R K ∆=——称为应变计的灵敏系数
七、应变计电阻(R )★
应变计在未安装、不受外力,且在室温情况下测定的电阻值。
有60Ω、120Ω、350Ω、500Ω和1000Ω。
常用120Ω,塑料实验常用≥350Ω。
八、减小机械滞后的措施:
1、采用高质量的应变计;
2、固化完全;
3、在正式测量前,预先加、卸载3~5次。
九、零点飘移(P )和蠕变(q )★
零漂:已安装应变计在温度恒定、无机械应变作用时,指示应变随时间变化的现象。
蠕变:已安装应变计在某一恒定的机械应变作用下,且温度不变时,指示应变随时间变化的现象称为蠕变。
十、热输出(C )★
已安装应变计,由于环境温度变化引起构件和应变计温度产生变化,使应变计产生热输出。
0min
max T T C m T T --=εε
第四章
一、应变仪的基本组成
电源电路、测量电路、放大器、显示器和输出电路(A/D 转换器) 二、电桥平衡条件
第六章
一、选测点
测应力分布:线上五点布片,在应力变化大的区域加密。
测强度:选可能的应力最大点。
测载荷:在某截面的四周选点。
二、应变计布置
单向应力状态点——沿应力方向粘贴一枚应变计。
二向应力状态点主应力方向已知时,沿主应力方向粘贴直角应变花。
主应力方向大略知道时,粘贴450应变花。
主应力方向完全未知时,粘贴等角应变花。
三、优良桥路的特点(全桥优于半桥):可消除非测量因素的影响;
灵敏度高;
非线性误差小。
四、应变仪零点漂移的检测与修正
检测
取两个标准精密电阻作为应变计,接在应变仪的一个通道上,调平;在记录各工作通道读数时,同时记下该通道的读数,该通道读数即应变仪的零点漂移。
修正
将各工作通道的读数减去零点漂移值,即为修正后读数应变。
五、环境的影响及综合修正
1)、减小湿度影响的措施:
1、选用胶基应变计。
2、应变计粘贴后应充分干燥、完全固化。
3、采取有效的防潮措施。
2)、减小温度影响的措施
1、工作片和补偿片的型号应一致。
2、测量导线的型号、规格、长度应一致,并将它们捆扎在一起,沿阴凉、干燥、温度比较衡定的路径引至应变仪。
3、多点测量时,适当增加补偿片数目。
3)、减小电磁场影响的措施:
1、将测量导线捆扎成束。
2、改变应变仪方向。
3、使用屏蔽电缆线。
六、四种桥路连接
七、长导线的影响及修正
1)、影响
1、输出应变减小;
2、平衡能力降低:
3、温度补偿失效。
八、静态记录仪特点:可实现数据的自动采集、处理和输出多点测量时可大大提高工作效率。
第八、九、十章
一、任何力学量只要能设法转变成应变,就都可利用
应变计进行间接测量
传感器组成:弹性元件、电阻应变计、附件
传感器的灵敏度主要取决于弹性元件的形式
二、测力原理
利用动力效应:如摆锤式及杠杆式材料试验机
利用静力效应:如以线弹性材料为弹性元件的传感器
三、材料试验机:是用来获得各种金属和非金属材料力学性能的机器。
主要功能:对试件施加载荷,测量荷载和变形
四、自动绘图装置
自动描绘载荷—位移图。
通常只能用于定性观察,不能用于定量测定材料特性值。
精确的载荷—位移图需利用应变计式负荷传感器、引伸计、应变仪和笔试记录仪组成的记录系统绘制。