北交大《工程力学》试卷A答案

北京交通大学远程与继续教育学院

2016——2017学年第二学期网络教育期末考试年级2016专业铁道工程（线桥隧）层次专升本

《工程力学》试题（闭卷）A卷答案

一、填空题（每空1分，共25分）

1.刚体

2.破坏

3.柔索轴线

4.原有平衡状态

5.水平、竖直

6.中性轴

7.变形效应（内效应）与运动效应（外效应）

8.弹性变形

9.力、力偶、平衡10.接触面的公法线11.大地水准面12.平衡13.基座、望远镜、水准器14.二力构件15.破坏、变形16.强度、刚度、稳定性

二、判断题（每题1分，共10分）

1—5：×××√×6—10：×√√√√

三、名词解释（每题3分，共9分）

1.匀性假设：认为材料的力学性质是均匀的，从物体上任意取或大或小的

2.刚体：工程实际中的许多物体，在力的作用下，它们的变形一般很微小，对平衡问题影响也很小。为了简化分析，我们把物体视为刚体。

3.力偶：作用在物体上的一对大小相等、方向相反、作用线相互平行的两个力称为力偶。力偶既不平衡，也不能合成为一个合力。只能使得物体产生转动效应。力偶两个力所在的平面称为力偶作用面。

四、简答题（每题7分，共35分）

1.什么是约束与约束反力？

答案：工程上所遇到的物体通常分为两种：可以在空间做任意运动的物体，称为自由体。如飞机，火箭等。受到其他物体的限制，沿着某些方向不能运动的物体称为非自由体。如悬挂的重物因为受到绳索的限制，使其在某些方向不能运动而称为非自由体。这种阻碍物体运动的限制称为约束。约束通常是通过物体间的直接接触形成的。既然约束阻碍物体沿着某些方向运动，那么当物体沿着约束所阻碍的运动方向运动或有运动趋势时，约束对其必然有力的作用。以限制的运动这种力称为约束反力。

2.简述分析物体受力情况具体步骤，及画受力图时的注意事项。

答:受力分析步骤：（1）恰当地选取研究对象，取分离体。（2）明确研究对象的受力分析情况，画出物体所受的主动力和约束力。（3）根据力的平衡条件求解未知力。

画受力图注意事项：（1）只画研究对象所受的全部作用力，不花研究对象内部相互作用力和它施于周围的力；（2）先画主动力，再画约束力。（3）画每一力都要有依据，既不多画，也不要漏画。

3、水准路线有哪些形式?各种路线形式的概念是什么？

答：①附合水准路线从已知水准点出发，沿各个待定高程的点进行水准测量，最后附合到另一水准点BM2，这种水准路线称为附合水准路线。②闭合水准路线由已知水准点出发，沿环线进行水准测量，最后回到原水准点BM3上，称为闭合水准路线。

③支水准路线由已知水准点出发，既不附合到其他水准点上，也不自行闭合，称为支水准路线。

4.简述作用与反作用公理

答：两个物体间相互作用力，总是同时存在，它们大小相等，方向相反。并沿着同一条直线分别作用在这两个物体上。物体的作用力和反作用力总是同时出现，同时消失。可见自然界中的力总是成对的存在。而且同时分别作用在相互作用的两个物体上。这个公理概括了任何两个物体的相互作用关系，不论对刚体或变形体，不管物体是静止还是运动都适应。应该注意，作用力与反作用力虽然等值、反向、共线，但它们不能平衡。因为二者作用在两个物体上。

5.何谓视差？产生视差的原因是什么？怎样消除？

答：当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝的横丝在水准尺上的位置随之变动，这种现象称为视差。

产生视差的原因是水准尺成像的平面和十字丝平面不重合。

消除的方法是重新仔细地进行物镜调焦，直到眼睛上下移动时读数不变为止。

五、计算题（21分）

1.解：以CB 为研究对象，建立平衡方程

C 1010.520⨯⨯-⨯=F B C 1010+-⨯=F F 解得： B 7.5kN =F C 2.5kN =F

以AC 为研究对象，建立平衡方程

:0=∑y F A C 0-=y F F

A ()0:=∑M F A C 1020M F +-⨯=

解得： A 2.5kN =y F A 5kN m =-⋅M

2.

B ()0:=∑M

F :

0=∑y F

解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图

A B 1540y y F F +-⨯=

解得：

A 20kN y F =

B 40kN y F =

②梁的强度校核

拉应力强度校核

D 截面 B 截面

压应力强度校核（经分析最大压应力在D 截面）

所以梁的强度满足要求

B 315420y F ⨯-⨯⨯=A ()0:M F =∑:0=∑y

F 33D 1tmax t 81240/3101831014.1MPa []1.731010z M y I --⨯⨯⨯σ===≤σ⨯⨯33B 2tmax t 8127.5104001017.3MPa []1.731010z M y I --⨯⨯⨯σ===≤σ⨯⨯33D 2tmax c 81240/3104001030.8MPa []1.731010z M y I --⨯⨯⨯σ===≤σ⨯⨯