工程力学重点题型
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》考试复习题库(含答案)
《工程力学》考试复习题库(含答案)一、选择题1. 工程力学是研究()A. 材料力学性能B. 力的作用和物体运动规律C. 结构的计算和分析D. 机器的设计与制造答案:B2. 在静力学中,力的作用效果取决于()A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. A、B、C均正确答案:D3. 平面汇交力系的平衡条件是()A. 力的代数和为零B. 力矩的代数和为零C. 力的投影和为零D. 力的投影和为零且力矩的代数和为零答案:D4. 拉伸或压缩时,杆件横截面上的正应力等于()A. 拉力或压力B. 拉力或压力除以横截面面积C. 拉力或压力乘以横截面面积D. 拉力或压力除以杆件长度答案:B5. 材料在屈服阶段之前,正应力和应变的关系符合()A. 胡克定律B. 比例极限C. 屈服强度D. 断裂强度答案:A二、填空题1. 工程力学中的基本单位有()、()、()。
答案:米、千克、秒2. 二力平衡条件是:作用在同一个物体上的两个力,必须()、()、()。
答案:大小相等、方向相反、作用在同一直线上3. 材料的弹性模量表示材料在弹性范围内抵抗()的能力。
答案:变形4. 在剪切力作用下,杆件横截面沿剪切面发生的变形称为()。
答案:剪切变形5. 梁的挠度是指梁在受力后产生的()方向的位移。
答案:垂直三、判断题1. 力偶的作用效果只与力偶矩大小有关,与力偶作用点位置无关。
()答案:正确2. 在拉伸或压缩过程中,杆件的横截面面积始终保持不变。
()答案:正确3. 材料的屈服强度越高,其抗断裂能力越强。
()答案:错误4. 在受弯构件中,中性轴是弯矩等于零的轴线。
()答案:错误5. 梁的挠度曲线是梁的轴线在受力后的实际位置。
()答案:正确四、计算题1. 一根直径为10mm的圆形杆,受到轴向拉力1000N的作用。
求杆件的伸长量。
答案:杆件的伸长量约为0.005mm。
2. 一根简支梁,受到均布载荷q=2kN/m的作用,跨度l=4m。
求梁的最大挠度。
《工程力学》复习题
机电李禄昌
一轴AB传递的功率为 Nk =7.5 kw,转速 n=360 r/min.如图 D=3cm, d=2cm.求AC段横截面边缘处的剪应力以及CB段横截 面外边缘和内边缘处的剪应力。
解: (1)计算扭矩
轴所传递的外力偶矩为
T0
9550 Nk n
9550 7.5 360
199N m
80 109 0.034
3.93103 rad
(2)、C截面的挠度为:…………6分
I zAC
I1
D4
64
=3.97 10-8m4
wC
Pl3 3EI1
100 0.53 64
3 210109 0.034
0.525mm
29
机电李禄昌
(3)、B截面的铅垂位移----总挠度为:…………7 分
铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示。已知许用拉应力 [σt]=40MPa,许用压应力[σc]=160MPa。⑴确定截面形心位置 y 。⑵绘制弯矩图。⑶试按正应力强度条件校核梁的强度。⑷ 若载荷不变,但将形截面倒置,即翼缘在下边缘,是否合理? 何故?
RB
RD
解:⑴、对AD梁受力分析,计算支反力,列平衡方程:
I zBC
I2
bh3 12
=6.67 10-9m4
wB
wc
c
a
Pa3 3EI2
0.525
2
3
210
100 0.53 12 109 10 103 (20
103 )3
0.525 2 3.12 5.61mm
30
工程力学题库
工程力学题库工程力学是研究物体在受力作用下的力学性质和变形规律的学科,是工程科学中的基础学科之一。
掌握工程力学的基本原理和方法对于工程设计、施工和安全评估具有重要的意义。
为了帮助读者更好地掌握工程力学知识,以下是一些常见的工程力学习题。
1. 使用虎克定律计算力的平衡问题:已知一物体受到三个力的作用,力的大小和方向分别是F1 = 10N,F2 = 15N,F3 = 20N。
求物体所受力的合力。
2. 使用牛顿第二定律计算物体的加速度问题:已知物体质量为5kg,受到的合力为40N,求物体的加速度。
3. 使用弹簧的胡克定律计算弹簧的弹性势能问题:已知一弹簧的弹性常数为k = 20 N/m,弹簧的伸长量为2m,求弹簧储存的弹性势能。
4. 使用杈撇圆周运动的运动学方程计算物体的位移问题:已知某物体的半径r = 0.5m,角速度ω = 2rad/s,求物体的位移。
5. 使用牛顿万有引力定律计算星球的质量问题:已知某星球上物体的重力加速度为10m/s²,距离星球中心的高度为5×10⁶m,求星球的质量。
6. 使用动能定理计算物体的动能问题:已知物体的质量为2kg,速度为10m/s,求物体的动能。
7. 使用功和能量守恒定理计算物体的高度问题:已知某物体质量为0.5kg,初始高度为10m,下落一段距离之后,求物体的速度和变化的势能。
8. 使用杈撇的动量定理计算碰撞问题:已知两个物体的质量分别为m1 = 5kg,m2 = 3kg,初速度分别为v1 = 10m/s,v2 = -5m/s,求碰撞后两物体的速度。
9. 使用弯曲应力公式计算梁的弯曲应力问题:已知一根梁的长度L = 2m,宽度b = 0.1m,高度h = 0.2m,弹性模量E = 200GPa,求梁在受到弯矩时的最大弯曲应力。
10. 使用杆件的静力平衡方程计算悬臂梁的支反力问题:已知一根悬臂梁的悬臂部分长度为L = 3m,横截面积为A = 0.05m²,杨氏模量为E = 100GPa,悬臂部分受力为F = 500N,求悬臂梁的支反力。
工程力学试题及答案
工程力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在工程力学中,下列哪个选项不是力的基本性质?A. 可加性B. 可逆性C. 可传递性D. 可测量性答案:B2. 静摩擦力的大小与下列哪个因素有关?A. 物体的质量B. 物体的面积C. 物体的接触面粗糙程度D. 物体的运动状态答案:C3. 以下哪个不是材料力学中的基本概念?A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 动量守恒答案:D4. 根据胡克定律,弹簧的伸长量与作用力成正比,这个比例常数被称为:A. 弹性系数B. 摩擦系数C. 惯性系数D. 刚度系数答案:A5. 力的平行四边形法则适用于:A. 静力分析B. 动力分析C. 材料力学D. 流体力学答案:A6. 以下哪种情况下,物体的转动惯量会发生变化?A. 物体的质量增加B. 物体的质量分布改变C. 物体的形状改变D. 物体的转动速度增加答案:B7. 材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生永久变形的应力B. 材料的弹性极限C. 材料的断裂强度D. 材料的疲劳强度答案:A8. 根据能量守恒定律,以下哪种情况是正确的?A. 一个物体的动能可以完全转化为势能B. 一个物体的势能可以完全转化为动能C. 一个物体的动能和势能之和是恒定的D. 一个物体的动能和势能之和随时间变化答案:C9. 材料的疲劳破坏是由于:A. 材料的老化B. 材料的腐蚀C. 材料在交变应力作用下的反复变形D. 材料的过载答案:C10. 以下哪种情况下,物体的稳定性最好?A. 重心低,支撑面大B. 重心高,支撑面小C. 重心低,支撑面小D. 重心高,支撑面大答案:A二、填空题(每空1分,共10分)1. 牛顿第二定律表明,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成________。
答案:反比2. 材料的弹性模量是描述材料_______的物理量。
答案:刚性3. 静摩擦力的大小通常不超过最大静摩擦力,其大小与正压力成正比的是_______。
答案:动摩擦力4. 根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向_______。
工程力学考试重点
工程力学考试重点:1、在建筑物和构筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。
2、土木工程力学的研究对象就是组成建筑物的构建或构建体系。
3、土木工程力学研究的内容是:(1)、物体的平衡条件;(2)、杆件或杆件结构在力学作用下不发生破坏的条件,即强度问题;(3)、杆件或杆件结构不发生过大变形的条件,即刚度问题;(4)、细长压杆不发生突然屈曲而引起架构倒塌的条件,即压杆稳定问题;(5)、结构的组成规则和合理形式等问题。
4、荷载的作用范围:荷载可分为集中荷载和分布荷载。
荷载作用面积相对于总面积是微小,为了简化计算,可视为作用在一点的集中荷载,如车轮的轮压等。
分布荷载是指分布在一定面积或长度的荷载,如风、雪、结构的自重等。
分布荷载又可分为均布荷载和非均布荷载。
5、荷载的位置变化:荷载可分为固定荷载和移动荷载。
固定荷载是指作用位置固定不变的荷载,如结构子中等。
移动荷载是指可以在结构上自由移动的荷载。
如吊车、汽车等的轮压。
6、荷载的作用性质:荷载可分为静力荷载和动力荷载。
静力荷载是指缓慢施加不引起结构振动,从而可忽略其惯性力影响的荷载,如结构的自重和一般需考虑的活荷载都属于这类荷载。
动力荷载是指能明显引起振动或冲击,因而必须考虑惯性力影响的荷载,如打桩机产生的冲击荷载、地震及机械的振动荷载。
7、杆件的简化:杆件用其轴线表示,杆件的长度则用杆件两端各杆件轴线交点之间的距离来表示。
8、结构的简化:结构中杆件与杆件之间的相互连接处,称为结点。
在计算简图中,通常将结点归纳为铰结点和刚结点两种。
铰结点的特征是各杆端可以绕结点中心自由转动。
刚结点的特征是汇交于结点的各杆端之间不能发生任何相对转动。
9、支座的简化:把结构与基础联系起来的装置称为支座。
支座的构造形式很多,在计算简图中通常可归纳为固定铰支座、活动铰支座、固定端支座和滑动支座。
10、荷载的简化将实际作用在结构上的荷载用集中荷载或分布荷载表示。
11、梁是一种受弯构件,其轴线通常为直线。
工程力学重点题型
工程力学习题解答2-27 一重量未知的物块M悬挂如图所示,AOBC为绳子,C端挂一80N重物,当平衡时,试确定物块M的重量与距离y之间的关系。
2-21压榨机ABC在铰A处作用水平力P,在点B为固定铰链。
由于水平力P的作用使C块压紧物体D。
如C块与墙壁光滑接触,压榨机尺寸如图所示,试求物体D所受的压力R。
如图所示,构架ABC受力Q=1000N作用。
其中杆AB和CD在点D铰接,点B和C 均为固定铰链。
如不计杆重,求杆CD的内力S和支体B的约束反力RB2-17 电动机重P=5000N,放在水平梁AC的中央,如图所示。
梁的A端以铰链固定,另一端以撑杆BC支持,撑杆与水平梁的交角为30。
如忽略梁和撑杆的重量,求撑杆BC的内力S。
2-18起重机的构架ABC可沿铅直轴BC滑动,但在轴的上部有一凸缘可支持构架,如图所示。
设载荷P=10kN,求在B和C处的反力。
忽略构架重量和摩擦。
2-9 物体重P=20kN,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在铰车D上,如图所示。
转动铰车,物体便能升起。
设滑轮的大小及其中的摩擦略去不计,A、B、C三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时,试求拉杆AB和支杆CD所受的力。
2-24 铰接四连杆机构CABD的CD边固定。
在铰链A上作用一力Q,∠BAQ=45。
在铰链B上作用一力R,∠ABR=30。
,这样使四边形CABD处于平衡。
如已知∠CAQ=90。
,∠ABR=60。
,求力Q与R的关系。
杆重略去不计。
2-25如图所示,三个相根的钢管各重P,放在悬臂的槽内。
设下面两根钢管中心的连线恰好与上面的钢管相切,试分别就a=90。
、60。
和30。
三种情形求槽底点A所受的压力N。
3-5 作用在悬臂梁上的载荷如图所示,试求该载荷对点A的力矩。
3-12图示一曲棒,其上作用两个力偶,试求其合力偶。
若令此合力偶的两力分别作用在A.B两点,问这两力的方向应该怎样选取,能使力的大小为最小。
设棒的直径大小忽赂不计。
重点工程力学
习题9-1 试求图示各轴在指定横截面1-1、2-2、3-3上扭矩。
9-1 参照答案: 解:(a ) (b ) 9-2 绘制出图示各轴扭矩图。
9-2 参照答案:9-3 传动轴转速n=250r/min ,轮B 输入功率P B =7KW ,轮A 、C 、D 输出功率P A =3KW 、P C =2.5KW 、P D =1.5KW 。
试绘制该轴扭矩图。
9-3 参照答案: 解:求各轮外力偶矩1231 3.52T KN m T KN m T KN m=-⋅=⋅=⋅12331T T KN mT KN m==⋅=⋅+1KN m⋅3KN m⋅2KN m⋅8KN m⋅4KN m⋅+-79549267.425039549114.62502.5954995.52501.5954957.3250B A C D M N m M N mM N mM N m=⨯=⋅=⨯=⋅=⨯=⋅=⨯=⋅114.6N m⋅57.3N m⋅152.8N m⋅+-9-4 一传动轴如图,已知M eA =1.3N·m、M eB =3N·m、M eC =1N·m、M eD =0.7N·m;各段轴直径分别为:D AB =50mm 、D BC =75mm 、D CD =50mm 。
试绘扭矩图并求1-1、2-2、3-3截面上最大切应力。
9-4 参照答案: 解:9-5 图示实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起。
已知轴转速n=100r/min ,传递功率P =7.5kW ,材料许用切应力[τ]=40MPa ,试选取实心轴直径D 1和内外径之比为 0.5空心轴外径D 2。
9-5 参照答案: 解:(1)计算外力偶矩(2)设计实心轴直径D 1(3)设计空心轴外径D 2+-0.7N m⋅1.7N m⋅1.3N m⋅113912239233393 1.3535010/161.720.57510/160.728.55010/16P P P T Kpa W T Kpa W T Kpa W τπτπτπ---===⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯7.59549716.2100M N mT M=⨯=⋅=[]3311161716.2451016401045P D TW D mD mmπτ-=≥=≥⨯⨯=()[]34322161716.210.5461016401046P D TW D mD mmπτ-=⨯-≥=≥⨯⨯=9-6 由无缝钢管制成汽车传动轴,外径D=90mm ,壁厚t=2.5mm ,材料许用切应力[τ]=60MPa ,工作时最大扭矩为T=1.5KN·m。
工程力学重点整理及考试题型
一、选择题与填空题(共8小题,每题4分)1、图示等直杆,杆长为3a ,材料的抗拉刚度为EA ,受力如图。
杆中点横截面的铅垂位移为 。
A 、0;B 、Fa /(EA );C 、2Fa /(EA );D 、3 Fa /(EA )。
2、已知W =60kN ,F =20kN ,物体与地面间的静摩擦系数s f =0.5,动摩擦系数f =0.4,则物体所受的摩擦力的大小为_______________。
A 、25kN ;B 、20kN ;C 、17.3kN ;D 、0。
3、已知一边长为a 的正方体,沿对角线BH作用一个力F,则该力在1Z 轴上的投影为﹍﹍﹍。
A 、6F ; B 、0; C 、2F ; D 、3F。
4、三根杆的横截面面积及长度均相同,其材料的应力-应变曲线分别如图所示。
其中强度最高,刚度最大,塑性最好的杆分别是 。
(A )a ,b ,c ; (B )b ,c ,a ; (C )b ,a ,c ; (D )c ,b ,a 。
5、已知图(a )梁B 端挠度为48ql EI , 转角为36ql EI, 则图(b )梁C 截面的转角为 。
6、图中Z 轴与C Z 轴均平行于1Z 轴,43C Z I a =,则三角形ABO 对1Z 轴的惯性矩1Z I 等于_______________,而三角形ADE 对Z 轴的惯性矩Z I 等于________________。
7、一刚体只有两力F A ,F B 作用,且F A +F B =0,则此刚体______________________________;一刚体上只有两个力偶M A ,M B 作用,且M A +M B =0,则此刚体_______________。
(填一定平衡,一定不平衡或者平衡与否不能判定)8、铆接头的连接板厚度t=d ,则铆钉切应力为τ= ,最大挤压应力bs σ= 。
二、计算题(13分)图示结构,由杆AB 、DE 、BD 组成,各杆自重不计,D 、C 、B 处均为铰链连接,A 端为固定端约束。
工程力学真题答案及解析
工程力学真题答案及解析工程力学是一门研究物体在力的作用下的运动和变形规律的学科。
对于学习和理解工程力学的学生来说,经常会遇到一些难题,在考试前期准备阶段,真题的练习和分析是非常重要的。
在本文中,我们将提供一些工程力学真题的答案和解析,希望可以帮助大家更好地理解和掌握这门学科。
一、静力学题目1. 一根长度为L的均匀竖直悬臂梁,两端分别用一质量为m1和m2的物体挂在上面,求解这两个物体的重力分别是多少。
答:根据静力学的原理,悬臂梁保持平衡的条件是所有外力合力为零。
由此可得:m1g+m2g=0,解得m1=-m2。
解析:这道题考察了学生对静力学平衡条件的理解和应用能力。
通过将问题转化成方程,并按照力平衡的原理进行计算,可以得到正确的答案。
二、杆的弯曲题目2. 一根弹性模量为E、截面积为A的均匀杆,两端分别固定在两个支点上,长度为L。
当杆由平衡状态开始受到一个外力F垂直作用在杆的端点上,求解杆的变形量ΔL。
答:根据杨氏弹性模量的定义E=σ/ε,可以得到杆的变形量ΔL=F*L/(AE)。
解析:这道题考察了学生对于杨氏弹性模量和杆的弯曲变形的理解和计算能力。
通过运用弹性模量的定义,可以得到正确的计算式子。
三、悬链线题目3. 一根质量为m的均匀链条悬挂在两个支点上,支点之间的距离为L。
当链条的一段长度为x时,求解该段链条的重力和张力。
答:当链条的一段长度为x时,该段链条的重力为mgx/L,张力为mg(1-x/L)。
解析:这道题考察了学生对悬链线的分析和计算能力。
通过将链条的每一段作为一个小块,可以得到正确的表达式。
四、力矩题目4. 在一个平衡状态的物体上,有多个力作用在不同点上。
求解物体的平衡条件和力矩的平衡方程。
答:物体的平衡条件是合力和合力矩均为零。
力矩的平衡方程是ΣM=0。
解析:这道题考察了学生对平衡条件和力矩的理解和应用能力。
通过让学生了解和运用平衡条件和力矩平衡方程,可以解决该问题。
通过以上的真题答案和解析,我们可以看到,工程力学是一门需要理解和应用的学科。
大学工程力学题目及参考答案(精华)
大学工程力学题目及参考答案(精华)一、题目描述某混凝土重力坝的设计中,工程师提出了以下问题,请根据所学的工程力学知识进行分析和解答。
重力坝结构简图如下:其中,坝体高度H = 100m,上游水位高度h1 =80m,下游水位高度h2 = 10m,上游水压力P1 =2000kN/m,下游水压力P2 = 500kN/m。
坝体自重G = 5000kN/m。
假设坝体为刚体,忽略摩擦力。
1. 求坝体的稳定性系数;2. 若在坝体上游面增加一垂直土压力P3 =1500kN/m,求此时坝体的稳定性系数;3. 针对上述情况,提出一种改进措施,以提高坝体的稳定性。
二、参考答案1. 求坝体的稳定性系数首先,计算坝体的抗滑力F和滑动力S。
抗滑力F包括:(1)坝体自重G = 5000kN/m;(2)下游水压力P2 = 500kN/m。
抗滑力F = G + P2 = 5000 + 500 = 5500kN/m。
滑动力S包括:(1)上游水压力P1 = 2000kN/m;(2)上游面增加的垂直土压力P3 = 1500kN/m。
滑动力S = P1 + P3 = 2000 + 1500 = 3500kN/m。
稳定性系数K = F/S = 5500/3500 ≈ 1.57。
2. 若在坝体上游面增加一垂直土压力P3 =1500kN/m,求此时坝体的稳定性系数此时,抗滑力F不变,仍为5500kN/m。
滑动力S变为:S = P1 + P3 = 2000 + 1500 = 3500kN/m。
稳定性系数K = F/S = 5500/3500 ≈ 1.57。
3. 改进措施为了提高坝体的稳定性,可以采取以下措施:(1)增加坝体的宽度,从而增加坝体的抗滑力。
具体增加多少宽度,需要根据实际情况进行计算。
(2)在坝体上游面设置排水孔,以减小上游水压力P1。
具体设置多少排水孔,也需要根据实际情况进行计算。
(3)在坝体下游面设置防滑板,以增加滑动力S。
具体防滑板的设计参数,同样需要根据实际情况进行计算。
工程力学重点总结笔记期末复习题库及答案习题答案
工程力学重点总结笔记期末复习题库及答案习题答案一、重点总结1. 基本概念与原理- 力的概念:力是物体之间相互作用的结果,具有大小和方向。
- 力的合成与分解:力的合成是将多个力合成为一个力的过程;力的分解是将一个力分解为多个力的过程。
- 力矩的概念:力矩是力与力臂的乘积,表示力的旋转效应。
2. 受力分析- 静力学平衡条件:物体在静止状态下,所有力的合力为零,所有力矩的代数和为零。
- 受力分析的基本步骤:确定受力物体、分析受力情况、建立坐标系、列出平衡方程。
- 约束反力:约束反力是约束对物体的反作用力,其方向与约束的方向相反。
3. 力学原理- 应力与应变:应力是单位面积上的内力,应变是物体变形的程度。
- 材料的力学性能:弹性、塑性、强度、韧性等。
- 轴向拉伸与压缩:计算公式、应力与应变的关系、强度条件等。
4. 杆件受力分析- 梁的受力分析:剪力、弯矩、应力等计算方法。
- 桁架结构:节点受力分析、杆件受力分析、整体受力分析。
二、期末复习题库1. 选择题1.1 力是(A)。
A. 物体之间相互作用的结果B. 物体的重量C. 物体的运动状态D. 物体的速度1.2 以下哪个不是静力学平衡条件(D)。
A. 力的合力为零B. 力矩的代数和为零C. 力与力臂的乘积为零D. 力与速度的乘积为零2. 填空题2.1 力的合成遵循______原理。
2.2 材料的弹性模量表示材料的______性能。
3. 判断题3.1 力的分解是唯一的。
(×)3.2 轴向拉伸与压缩时,应力与应变呈线性关系。
(√)4. 应用题4.1 已知一简支梁,跨径为4m,受均布载荷q=2kN/m,求支点反力。
4.2 已知一矩形截面梁,截面尺寸为0.2m×0.4m,受集中载荷F=20kN,求梁的最大弯矩。
三、习题答案1. 选择题1.1 A1.2 D2. 填空题2.1 平行四边形2.2 弹性3. 判断题3.1 ×3.2 √4. 应用题4.1 支点反力:F1=5kN,F2=5kN4.2 最大弯矩:Mmax=10kN·m以下是工程力学重点总结笔记及期末复习题库的详细解析:一、基本概念与原理1. 力的概念:力是物体之间相互作用的结果,具有大小和方向。
工程力学必考题型加答案
如图所示,长方体棱长为a 、b 、c ,力F 沿BD ,求力F 对AC 之矩。
分析B 点的速度。
cot3010=由图中几何关系得:
B A BA
=+v v v 2030
=
=-
45106.07
负值表明实际方向与假设方向相反。
80.54
作平面运动,以A 点为基点,则t n
=++a a a a n
2
2
20m s
A A
a a OA ω==⋅=45A a =-n
45BA
a =2
30
=+v v v 125.6125.6a OA v v ω=⋅====分析加速度得
a 2(4)101579cm/s =⋅=πn t =++a a a a
n r 2cos60cos30cm/s 27.4a +=
=n
e r 60cos30a a =-+
90
22
2OA e ωω=216e ω=
A
x F F
例8 卷扬机如图,鼓轮在常力偶M的作用下将圆柱上拉。
已知鼓轮的半径为R1,质量为m1,质量分布在轮缘上;圆柱的半径为R2,质量为m2,质量均匀分布。
设斜坡的倾角为α,圆柱只滚不滑。
系统从静止开始运动,求圆柱中心C经过路程S 时的速度。
例9 图示机构,已知曲柄OA的角速度为w,OA=AB=BO1=O1C=r,角a = b = 60º,求滑
块C的速度。
解:AB和BC作平面运动,其瞬心分别为C1和C2点,则。
工程力学重点题型
工程力学重点题型工程力学习题解答2-27 一重量未知的物块M悬挂如图所示,AOBC为绳子,C端挂一80N重物,当平衡时,试确定物块M的重量与距离y之间的关系。
2-21压榨机ABC在铰A处作用水平力P,在点B为固定铰链。
于水平力P的作用使C块压紧物体D。
如C块与墙壁光滑接触,压榨机尺寸如图所示,试求物体D所受的压力R。
如图所示,构架ABC受力Q=1000N作用。
其中杆AB和CD在点D铰接,点B和C均为固定铰链。
如不计杆重,求杆CD的内力S和支体 B的约束反力RB2-17 电动机重P=5000N,放在水平梁AC的中央,如图所示。
梁的A端以铰链固定,另一端以撑杆BC支持,撑杆与水平梁的交角为30。
如忽略梁和撑杆的重量,求撑杆BC的内力S。
2-18起重机的构架ABC可沿铅直轴BC滑动,但在轴的上部有一凸缘可支持构架,如图所示。
设载荷P=10kN,求在B和C处的反力。
忽略构架重量和摩擦。
2-9 物体重P=20kN,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在铰车D上,如图所示。
转动铰车,物体便能升起。
设滑轮的大小及其中的摩擦略去不计,A、B、C三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时,试求拉杆AB和支杆CD所受的力。
2-24 铰接四连杆机构CABD的CD边固定。
在铰链A上作用一力Q,∠BAQ=45。
在铰链B上作用一力R,∠ABR=30。
,这样使四边形CABD处于平衡。
如已知∠。
CAQ=90,∠ABR=60,求力Q与R的关系。
杆重略去不计。
2-25如图所示,三个相根的钢管各重P,放在悬臂的槽内。
设下面两根钢管中心的连线恰好与上面的钢管相切,试分别就a=90。
、60。
和30。
三种情形求槽底点A所受的压力N。
3-5 作用在悬臂梁上的载荷如图所示,试求该载荷对点A的力矩。
3-12图示一曲棒,其上作用两个力偶,试求其合力偶。
若令此合力偶的两力分别作用在两点,问这两力的方向应该怎样选取,能使力的大小为最小。
设棒的直径大小忽赂不计。
工程力学试题及答案
工程力学试题及答案一、选择题1. 在工程力学中,静水压力是指:A. 液体内部任意一点的压力B. 液体对容器壁的压力C. 液体对容器底部的压力D. 液体对容器底部和侧壁的压力答案:D2. 根据胡克定律,弹簧的伸长或压缩量与施加在其上的力成正比,其比例常数称为:A. 弹性模量B. 泊松比C. 剪切模量D. 弹簧常数答案:D3. 材料力学中,材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生永久变形时的应力B. 材料达到最大应力时的强度C. 材料发生断裂时的应力D. 材料在弹性范围内的应力答案:A二、简答题1. 请简述材料的弹性模量和剪切模量的区别。
弹性模量是描述材料在单轴拉伸或压缩时,应力与应变的比值,反映材料的抗拉或抗压能力。
剪切模量则是描述材料在剪切应力作用下,剪切应力与剪切应变的比值,反映材料的抗剪能力。
2. 什么是材料的泊松比,它在工程应用中有何意义?泊松比是材料在单轴拉伸或压缩时,横向应变与纵向应变的比值。
它描述了材料在受力时横向尺寸的变化情况,对于工程设计中预测材料变形和应力分布具有重要意义。
三、计算题1. 已知一圆柱形储水罐,直径为2米,水深为5米。
求水对罐底部的静水压力。
解:首先计算水对底部的压力,公式为 \( P = \rho g h \),其中 \( \rho \) 为水的密度(1000 kg/m³),\( g \) 为重力加速度(9.81 m/s²),\( h \) 为水深。
代入数值,\( P = 1000 \times 9.81 \times 5 \) N/m² = 49050 N/m²。
然后计算压力作用面积,\( A = \pi r^2 \),其中 \( r \) 为半径,\( r = 1 \) 米。
代入数值,\( A = 3.1416 \) m²。
最后计算总压力 \( F = P \times A \),\( F = 49050 \times 3.1416 \) N ≈ 154000 N。
工程力学复习题及答案
工程力学复习题及答案工程力学是一门涉及物体静力学和动力学的学科,对于工程领域的学生来说,掌握好这门课程非常重要。
为了帮助大家复习和巩固所学的知识,我整理了一些工程力学的复习题及其答案,希望对大家有所帮助。
1. 静力学问题1.1 一个物体在水平面上受到一个力F的作用,如果物体的质量为m,摩擦系数为μ,求物体受力平衡时的摩擦力大小。
答案:物体受力平衡时,摩擦力大小为μmg,其中g为重力加速度。
1.2 一个质量为m的物体沿着斜面下滑,斜面的倾角为θ,斜面上的摩擦系数为μ,求物体受力平衡时的摩擦力大小。
答案:物体受力平衡时,摩擦力大小为μmgcosθ,其中g为重力加速度。
2. 动力学问题2.1 一个质量为m的物体以初速度v0沿着水平方向运动,受到一个常力F的作用,求物体在时间t后的速度v。
答案:根据牛顿第二定律F=ma,可得物体在时间t后的速度v=v0+at,其中a 为物体的加速度。
2.2 一个质量为m的物体以初速度v0沿着竖直方向上抛,受到一个重力作用,求物体达到最高点时的速度v。
答案:物体达到最高点时,速度为0,根据动能定理可得mgH=0.5mv^2,其中H为物体的抛高。
3. 综合问题3.1 一个质量为m的物体以初速度v0沿着水平方向运动,受到一个常力F的作用,物体在运动过程中受到一个与速度成正比的阻力,求物体在时间t后的速度v。
答案:根据牛顿第二定律F=ma和阻力公式F=kv,可得物体在时间t后的速度v=v0e^(-kt/m),其中k为阻力系数。
3.2 一个质量为m的物体以初速度v0沿着竖直方向上抛,受到一个空气阻力的作用,求物体达到最高点时的速度v。
答案:物体达到最高点时,速度为0,根据动能定理可得mgH=0.5mv^2-0.5k(v^2),其中H为物体的抛高,k为空气阻力系数。
通过复习这些工程力学的题目,我们可以加深对静力学和动力学的理解,并且掌握解决实际问题的方法。
希望大家能够通过不断的练习和思考,提高自己的工程力学水平,为将来的工程实践打下坚实的基础。
工程力学试题及答案(全)
工程力学试题及答案(全)一、选择题(每题2分,共20分)1. 在静力学中,力的基本要素包括以下哪几项?A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. 力的作用时间答案:ABC2. 下列关于约束反力的说法,正确的是:A. 约束反力总是与物体运动方向相反B. 约束反力总是与物体受到的主动力相等C. 约束反力总是垂直于约束面D. 约束反力的大小和方向与物体的运动状态有关答案:C3. 在平面汇交力系中,力的投影是指:A. 力在坐标轴上的分量B. 力在坐标平面上的投影长度C. 力在物体表面上的投影长度D. 力在坐标系中的位置答案:B4. 平面力偶的作用效果取决于以下哪个因素?A. 力偶的大小B. 力偶的方向C. 力偶的作用点D. 力偶的转向答案:A5. 下列关于功的说法,正确的是:A. 功是力与物体位移的乘积B. 功是力与物体位移在同一方向上的投影的乘积C. 功是力与物体位移的乘积再乘以2D. 功是力与物体位移的乘积再除以2答案:B二、填空题(每题3分,共30分)6. 在静力学中,力的单位是______,符号为______。
答案:牛顿,N7. 二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,大小______,方向______,作用线______。
答案:相等,相反,共线8. 力矩的符号是______,力矩的单位是______。
答案:M,N·m9. 平面汇交力系平衡的充要条件是:各力在x轴上的投影之和______,各力在y轴上的投影之和______,各力对任意点的力矩之和______。
答案:等于零,等于零,等于零10. 功的计算公式是______,符号为______。
答案:W = F·S,W三、判断题(每题2分,共20分)11. 力偶的作用效果与力偶的大小、方向和作用点有关。
()答案:错误12. 在平面力偶系中,力偶的转向改变,其作用效果不变。
()答案:正确13. 功的正负取决于力与位移的方向关系,当力与位移同向时,功为正。
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工程力学习题解答2-27 一重量未知的物块M悬挂如图所示,AOBC为绳子,C端挂一80N重物,当平衡时,试确定物块M的重量与距离y之间的关系。
2-21压榨机ABC在铰A处作用水平力P,在点B为固定铰链。
由于水平力P的作用使C块压紧物体D。
如C块与墙壁光滑接触,压榨机尺寸如图所示,试求物体D所受的压力R。
如图所示,构架ABC受力Q=1000N作用。
其中杆AB和CD在点D铰接,点B和C均为固定铰链。
如不计杆重,求杆CD的力S和支体B的约束反力R B2-17 电动机重P=5000N,放在水平梁AC的中央,如图所示。
梁的A端以铰链固定,另一端以撑杆BC支持,撑杆与水平梁的交角为30。
如忽略梁和撑杆的重量,求撑杆BC的力S。
2-18起重机的构架ABC可沿铅直轴BC滑动,但在轴的上部有一凸缘可支持构架,如图所示。
设载荷P=10kN,求在B和C处的反力。
忽略构架重量和摩擦。
2-9 物体重P=20kN,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在铰车D上,如图所示。
转动铰车,物体便能升起。
设滑轮的大小及其中的摩擦略去不计,A、B、C三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时,试求拉杆AB和支杆CD所受的力。
2-24 铰接四连杆机构CABD的CD边固定。
在铰链A上作用一力Q,∠BAQ=45。
在铰链B上作用一力R,∠ABR=30。
,这样使四边形CABD处于平衡。
如已知∠CAQ=90。
,∠ABR=60。
,求力Q与R的关系。
杆重略去不计。
2-25如图所示,三个相根的钢管各重P,放在悬臂的槽。
设下面两根钢管中心的连线恰好与上面的钢管相切,试分别就a=90。
、60。
和30。
三种情形求槽底点A所受的压力N。
3-5 作用在悬臂梁上的载荷如图所示,试求该载荷对点A的力矩。
3-12图示一曲棒,其上作用两个力偶,试求其合力偶。
若令此合力偶的两力分别作用在A.B两点,问这两力的方向应该怎样选取,能使力的大小为最小。
设棒的直径大小忽赂不计。
3-13图示为减速箱,在外伸的两轴上分别作用着一个力偶,它们的力偶矩m1为2000N·m, m2为1000N·m。
减速箱用两个相距400mm的螺钉A和B固定在地面上。
试求螺钉A和B的约束反力。
3-9 四块相同的均质板,各重Q,长2b。
叠放如图。
在板I右端点A挂着重物P,其重P=2Q。
欲使各板都平衡,求每块板可伸出的最大距离。
3-14铰接四连杆机构OABO1,在图示位置平衡已知: OA=40cm,O1B=60cm.作用在OA上的力偶的力偶矩m1=1N·m。
试求力偶矩m2的大小和杆AB所受的力S。
各杆的重最不计。
3-15在刚性联动的镗床上同时加工一工件的六个孔,每孔直径d=148mm,六个孔均匀分布在直径D=366mm的圆周上。
每把刀的切削力F1=F2=F3=F4=P5=F6=6kN。
假定六把刀头安装方位配置如图所示,试分析当每把刀绕各自的转动中心(即孔心)转动时工件所受的力。
4-32梯子的两部分AB和AC在点A铰接,又在D、E两点用水平绳连接,如图所示。
梯子放在光滑的水平面上,其一边作用有铅直力p,尺寸如图所示。
如不计梯重,求绳的拉力S。
4-34如图所示,组合梁由AC和DC两段铰接构成,起重机放在梁上。
已知起重机重Q=50kN,重心在铅直线EC上,起重载荷P=10kN.如不计梁重,求支座A、B和D三处的约束反力。
,4-35由AC和CD构成的组合梁通过铰链C连接。
它的支承和受力如图所示。
已知均布载荷强度q=10kN/m,力偶矩m=40kN·m,不计梁重。
求支座A、B、D的约束反力和铰链C处所受的力。
4-38如图所示,在齿条送料机构中,杠杆AB=500mm,AC=100mm齿条受到水平阻力Q的作用。
已知Q=5000N,各零件自重不计。
试求移动齿条时在点B 的作用力P是多少?4-40如图所示,轧碎机的活动颚板AB长60cm,设机构工作时石块施于板的合力作用在离点A 40cm处,其垂直分力P=1000N。
又杆BC、CD的长各为60cm,OE长10cm。
略去各杆的重量,试根据平衡条件计算在图示位置时电机作用力矩M的大小。
图中尺寸为cm。
4-44如图所示,无底的圆柱形形空简放在光滑的固定面上,放两个重球。
设每个球重为P,半径为r,圆筒的半径为R。
若不计各接触面的摩擦,不计圆筒厚度,求圆筒不致倾倒的最小重量Q min4-45构架ABC由三杆AB,AC和DF组成,如图所示。
杆DF上的销子E可在杆AC的槽滑动。
求在水平杆DF的一端作用铅直力P时,杆AB上的点A、D和B所受的力。
4-46如图所示,用三根杆连接成一构架,各连接点均为铰链,各接触表面均为光滑表面。
图中尺寸单位为m。
求铰链D受的力。
4-47 物体Q重1200N,由三杆AB、BC和CE所组成的构架和滑轮E支持,如图所示。
已知AD=DB=2m,CD=DE=1.5m,不计杆和滑轮重量。
求支承A和B处的约束反力,以及杆BC的力S。
4-53桁架受力如图所示,已知P1=10kN,P2=P3=20KN。
试求桁架4、5、7、10各杆的力。
2-4求图示阶梯状直杆横截面1-1、2-2 和3-3上的轴力,并作轴力图。
如横截面面积A1=200mm2,A2=300mm2,A3=400mm2;求各横截面上的应力。
2-9 一根等直杆受力如图所示。
已知杆的横截面面积A和材料的弹性模量E。
试作轴力图,并求杆端点D的位移。
2-8图示拉杆承受轴向拉力P=10kN,杆的横截面面积A=100mm2。
如以α表示斜截面与横截面的夹角,试求当α=0。
、30。
、45。
、60。
、90。
时各斜截面上的正应力和剪应力,并用图示出。
2-15图示实心圆钢杆AB和AC在A点以铰相连接,在A点作用有铅锤向下的力P=35kN。
已知AB杆和AC杆的直径分别为d1=12mm和d2=15mm,钢的弹性模量E=210GPa试求A点在铅垂方向的位移。
2-17图示圆锥形杆受轴向拉力作用,求此杆的伸长。
2-24 一结构受力如图所示。
各杆都由两个等边角钢组成。
已知材料的许用应力[Ϭ]=170Mpa试选择AC杆和CD杆的截面型号。
2-28已知混凝土的容重r=22kN/m3,许用压应力[Ϭ]=2MPa o 试按强度条件确定图示混凝土柱所需的横截面面积A1和A2如混凝土的弹性模量E=20GPa,求柱顶A的位移。
2-29(1)刚性梁AB用两根钢杆AC、BD悬挂着;受力如图所示。
已知钢杆AC和BD 的直径分别为d1=25mm 和d2=18mm,钢的许用应力[Ϭ]=170MPa,弹性模量E=210GPa,试校核钢杆的强度;并计算钢杆的变形Δl AC Δl DB及A、B两点的竖直位移ΔA.ΔB(2)若荷载P=100kN 作用于A点处,求F点的竖直位移ΔF。
计算结果表明,ΔF=ΔA,事实上这是线性弹性体中普遍存在的关系,称为位移互等定理。
2-31作图示等直杆的轴力图。
2-32图示支架承受荷载p=10kN, 1、2、3各杆由同一材料制成,其横截面面积分别为A1=100mm2,A2=150mm2和A3=200mm2。
试求各杆的轴力。
2-33图示结构的三根杆件用同一种材料制成。
已知三根杆的横截面面积分别为A1=200mm2,A2=300mm2,A3=400mm2,荷载P=40kN。
试求各杆截面上的应力。
4-40水平性横梁AB上部由杆1和杆2悬挂,下部由铰支座C支承,如图所示。
由于制造误差,使杆1的长度做短了δ=1.5mm。
已知两杆材料和横截面面积均相同,且E1=E2=E=200GPa,A1=A2=A。
试求装配后两杆的应力。
3-23图示为一两端固定的钢圆轴,其直径d=60mm。
该轴在截面C处受一矩为m = 3.8kN·m 的外力偶作用。
已知钢的剪变樸量G=80GPa试求截面C 两侧横截面上的最大剪应力和截面C 的扭转角。
3-19图示等直圆杆,已知外力偶矩m A=2.99kN·m, m B=7.20kN·m,m C=4.21kN·m,许用剪应力[τ]=70MPa,许可单位长度扭转角[φ]=1。
/m,剪变模量G=80GPa。
试确定该轴的直径d3-20阶梯形圆杆,AE段为空心,外径D=140mm,径d=100mm; BC段为实心,直径d=100mm。
外力偶矩m A=18kN·m,m B=32kN·m,mc=14kN·m。
已知: [τ]= 80MPa,[φ]= 1.2。
/m,G=80GPa。
试校核该轴的强度和刚度。
3-22图示为一根两端固定的阶梯形圆轴,它在截面突变处受一矩为m的外力偶作用。
若d1=2d2,求固定端的支反力偶矩m A和m B并作扭矩图。
3-8实心圆轴的直径d=100mm,长l=1m,其两端所受外力偶的矩m=14kN·m,材料的剪变模量G=80GPa。
试求:(1) 最大剪应力及两端截面间的相对扭转角;(2) 图示截面上A、B、C 三点处剪应力的数值及方向;(3) C点处的剪应变。
3-9图示一等直圆杆,已知d=40mm,a=400mm,G=80GPa,φDB=1。
试求:(1)最大剪应力(2)截面A相对截面C的扭转角3-15直径d=25mm的钢圆杆,受轴向拉力60kN作用时,在标距为200mm的长度伸长了0.113 mm。
当它受一对矩为0.2kN·m的外力偶作用而扭转时,在标距为200mm的长度相对扭转了0.732。
的角度。
试求钢材的弹性常数E、G和ν。
5-8在计算图示矩形截面梁a点处的弯曲剪应力时,其中的静矩S*z若取a点以上或a点以下部分的面积来计算,试问结果是否相同?为什么?5-14简支梁的荷载情况及尺寸如图所示。
试求梁的下边缘的总伸长。
5-15已知图示铸铁简支梁的l z1=645.6x106mm4,E=120GPa,许用拉应力[Ϭt」=30MPa,许用压应力[Ϭc]=90MPa。
试求: (1)许可荷载P;(2)在许可荷载作用下,梁下边缘的总伸长量。
15-18矩形截面梁受荷载如图所示。
试绘出图中所标明的1、2、3、4、5诸单元体上的应力。
并写出各应力的计算式。
5-25横截面如图所示的铸铁简支梁,跨长l=2m,在其中点受一集中荷载P=80kN 作用。
已知许用拉应力[Ϭt]=30MPa,许用压应力[Ϭc]=90MPa。
试确定截面尺寸Ϭ值。
5-34 一矩形截面木梁,其截面尺寸及荷载如图,q=1.3kN/m。
已知[Ϭ]=10MPa,[τ]=2MPa。
试校核梁的正应力强度和剪应力强度。
5-37简支梁AB承受如图所示的均布荷载,其集度q=407kN/m(图a)。
此梁横截面的形状及尺寸如图b所示。
梁的材料的许用弯曲正应力[Ϭ]=210MPa,许用剪应力[τ]=130MPa。
试校核此梁的正应力强度和剪应力强度。