word格式整理版工程力學(xué)（一）期末復(fù)習(xí)題一、填空題變形體的理想彈性體模型包括四個基本的簡化假設(shè)，它們分別是： 假設(shè)、假設(shè)、 假設(shè)、完全彈性和線彈性假設(shè)；在變形體靜力學(xué)的分析中，了材料性質(zhì)的理想化外，對所研究的問題中的變形關(guān)系也作了一個基本假設(shè)，它是假設(shè)。答案：連續(xù)性，均勻性，各向同性，小變形知識點解析：材料力學(xué)中對變形體彈性體模型的假設(shè)。圖1中分布力的合力的大小為 ，對點A之矩大小為 。圖1答案：ql/2()，ql2/3 (順時)知識點解析：本題考查分布力大小及合力作用點的計算，三角形分布力合理大小為三角形的面積，合力作用點為形心處。圖2示板狀試件的表面，沿縱向和橫向粘貼兩個應(yīng)變片1和2，在力F作用下，若得 120106， 40106，則該試件材料的泊松比為 ，若該試件1 2料的剪切模量G=75GPa，則彈性模量E= 。圖2答案：1/3，200GPa知識點解析：泊松比的概念和彈性模量的概念對于空間力偶系，獨立的平衡方程個數(shù)為 答案：3個學(xué)習(xí)參考word格式整理版知識點解析：空間力偶系獨立平衡方程的個數(shù)解決超靜定問題需要采用變形體模型，進行力、變形以及 關(guān)系的研究三方的分析工作。答案：力與變形圖3中力F對點O之矩大小為 ，方向 。答案：F l2b2

圖3sin，逆時針知識點解析：力矩的計算方法，本題中，將力F分解到水平方向和豎直方向，水平方向力通過o點，力矩為零，豎直方向分力大小為Fsin ，力臂為l2b2，因此力矩大小為F l2b2

sin，方向為逆時針。一受扭圓棒如圖4所示，其截面上的扭矩等于 ，若該圓棒直徑為則其扭轉(zhuǎn)時橫截面上最大切應(yīng)力 = 。maxM

圖448Md3和右手螺旋法則計算出截面的扭矩為M48M應(yīng)力max

=d3。圖5示階梯桿AD受三個集中力F作用，設(shè)ABBC、CD段的橫截面面積分別為A2A3A，則三段桿的橫截面上軸力 ，正應(yīng)力 。學(xué)習(xí)參考word格式整理版圖5答案：不相等，相等答案：不相等，相等知識點解析：本題考查受拉桿件內(nèi)力和應(yīng)力的計算，首先分段取隔離體計算出AB、BC、CD三段桿所受軸力分別為F、2F、3F，正應(yīng)力為軸力除以受力面積，三段桿正應(yīng)力均為F/A。對于鑄鐵而言，其抗拉能力 抗剪能力，抗剪能力 抗壓能力。答案：低于，低于答案：低于，低于壓能力答案：力偶力和 是兩個不同的、相互獨立的基本力學(xué)量，它們是組成力系的兩個基元素。答案：力偶答案：圣維南作用于彈性體一小塊面積（或體積）上的載荷所引起的應(yīng)力，在離載荷作用區(qū)較遠處基本上只同載荷的主矢和主矩有關(guān)；載荷的具體分布只影響作用區(qū)域附近的應(yīng)力分布。這就是著名的 原理。答案：圣維南知識點解析：本題考查圣維南原理的概念。答案：剛度，穩(wěn)定性在工程力學(xué)范疇內(nèi)，為保證工程結(jié)構(gòu)或機械的正常工作，要求構(gòu)件應(yīng)具備足夠的強度和 。答案：剛度，穩(wěn)定性kefbacij圖6為低碳鋼Q235的應(yīng)kefbacijo圖6答案：oi，ij答案：oi，ij學(xué)習(xí)參考word格式整理版知識點解析：本題主要考查低碳鋼拉伸試驗的變形階段，彈性變形和塑性變形的定義。圖7示圓截面懸臂梁，若梁的長度l減小一半（其它條件不變，則梁的最大彎曲正力降至原來的 ，最大撓度降至原來的 。qAqAlBd圖7答案：答案：1/4，1/16知識點解析：受均布荷載的懸臂梁，截面抗彎剛度不變的條件下，最大彎曲正應(yīng)力與最大彎矩成正比，彎矩與l的二次冪成正比，當l1/4，最大1/4。撓度與l的四次冪成正比，當l為原來的1/16。15、位移法是以 為基本未知量，位移法方程實質(zhì)上是 方程。答案：獨立結(jié)點位移，靜力平衡答案：獨立結(jié)點位移，靜力平衡知識點解析：本題考查位移法和位移法方程的基本概念16、靜定結(jié)構(gòu)是 的 系。答案：無多余約束，幾何不變二、選擇題答案：無多余約束，幾何不變答案：A判斷下列關(guān)于軸向拉壓桿的說法正確的是（ A．若桿內(nèi)各點位移均為零，則桿無變形。B．若桿的總伸長量為零，則各截面無位移。C．若某一段桿內(nèi)變形為零，則該段內(nèi)各截面無位移。D．若某一截面位移為零，則該截面上各點無應(yīng)力。答案：A知識點解析：本題考查軸向拉壓桿內(nèi)力、應(yīng)力、變形和位移的概念及關(guān)系。圓軸表面在變形前畫一微正方形如圖8所示，則受扭時該正方形變?yōu)椋?。正方形； B.矩形； C.菱形； D.平行四邊形。學(xué)習(xí)參考word格式整理版圖8答案：D知識點解析：本題考查圓軸受扭時的變形特點，正方形微單元受扭后變?yōu)槠叫兴倪呅?。圖9所示梁段上梁段（ 。圖9有變形，無位移 B.有位移，無變形C.既有位移，又有變形 D.既無位移，又無變答案：B知識點解析：外力作用下，B點有轉(zhuǎn)角，因此外伸梁BC段有位移，但BC段無內(nèi)力，所以沒有變形。在下列說法中，錯誤的是（ 。應(yīng)變是位移的度量； B.應(yīng)變是變形的度量；C.應(yīng)變分正應(yīng)變和切應(yīng)變兩種； D.應(yīng)變是量綱一的量答案：A知識點解析：本題主要考查應(yīng)變的概念。在下列四種材料中，哪種不適合各向同性假設(shè)（ 。鑄鐵； B.松木； C.玻璃； D.鑄銅答案：B用積分法求圖10所示梁的撓曲線方程時確定積分常數(shù)的四個條件除w0 0A A外，另外兩個條件是（ 。A.ww， ； B.ww，w0；C左 C右 C左 C右 C左 C右 BCC.w0，w0； D.w0， 0。CB B C學(xué)習(xí)參考word格式整理版圖10答案：B知識點解析：本題考查構(gòu)件變形的邊界條件，如圖受力情況下，邊界條件為 w 0，A 0，w w ，w 0A C左 C右 B圖11示階梯形桿總變形l（ 。圖11Fl Fl 3FlA. ； B. ； C.0； D.2EA EA答案：C

2EAF和2F，兩段桿的F 2FEA2EA。矩形截面梁發(fā)生橫力彎曲時，在橫截面的中性軸處（ 。正應(yīng)力最大，剪應(yīng)力為零； B.正應(yīng)力和剪應(yīng)力均為零；C.正應(yīng)力和剪應(yīng)力均最大； D.正應(yīng)力為零，剪應(yīng)力最大答案：D知識點解析：本題考查受彎梁截面應(yīng)力分布情況，矩形截面梁發(fā)生橫力彎曲時，截面中性軸處正應(yīng)力為零，剪應(yīng)力最大。一懸臂梁及形截面如圖12示，其中C為截面形心，該梁橫截面的（ 。中性軸為z，最大拉應(yīng)力在上邊緣處；1中性軸為z，最大拉應(yīng)力在下邊緣處；1中性軸為z，最大拉應(yīng)力在上邊緣處；0中性軸為z，最大拉應(yīng)力在下邊緣處；0y學(xué)習(xí)參考

yMe h/2z1O h/2 C z0word格式整理版圖12答案：D知識點解析：本題主要考查T形截面中性軸的位置以及彎矩方向的判斷，如圖所示截面，z如圖所示彎矩使梁下側(cè)受拉，所以最大拉應(yīng)力在下0，邊緣處。低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)破壞是（ 。A.沿橫截面拉斷 B.沿45°螺旋面拉斷C.沿橫截面剪斷 D.沿45°螺旋面剪答案：C知識點解析：本題考查低碳鋼扭轉(zhuǎn)的破壞形式，為沿橫截面剪斷。若對稱截面直梁發(fā)生純彎曲，其彎曲剛度EI沿桿軸為常量，則變形后梁軸（ 。A.為圓弧線，且長度不變 B.為圓弧線，長度改變C.不為圓弧線，但長度不變 D.不為圓弧線，且長度改答案：A知識點解析：本題考查等剛度對稱截面直梁發(fā)生純彎曲時，變形后梁軸為圓弧，但長度不發(fā)生改變。作用于彈性體一小塊面積（或體積）上的載荷所引起的應(yīng)力，在離載荷作用區(qū)較遠處基本上只同載荷的主矢和主矩有關(guān)；載荷的具體分布只影響作用區(qū)域附近的應(yīng)力分布。這就是著名的（ ）原理。A.平截面假設(shè) B.切應(yīng)力互等定理 C.圣維南原理 D.各向同性假答案：C知識點解析：本題考查圣維南原理的概念。圖13所示梁，若力偶矩Me在梁上移動，則梁的（ 。A.約束力變化端位移不變 B.約束力不變端位移變化C.約束力和B端位移都不變 D.約束力和B端位移都變化學(xué)習(xí)參考word格式整理版圖13答案：B答案：B圖14示簡支梁中間截面上的內(nèi)力為（ 。A.、F=0；B.、F≠0；C.F；D.F≠0。S S S SqqqaABa a/2 a/2圖14答案：C答案：CBqa，qa2跨中截面彎矩為20。一拉伸鋼桿彈性模量200GP比例極限為200MP今測得其軸向應(yīng)變則橫截面上的正應(yīng)力（ 。A.σ＝Eε＝300MPa； B.σ＞300MPa；C.200MPa＜σ＜300MPa； D.σ＜200MPa。答案：C答案：C低碳鋼試樣拉伸試驗中，試件變形完全是彈性，全部卸除荷載后試樣恢復(fù)其原長的段是（ 。A．彈性階段 屈服階段 強化階段 頸縮階段答案：A答案：A知識點解析：本題主要考查低碳鋼拉伸試驗中各變形階段的變形特點17．桿件的線應(yīng)變是（ ）桿的變形，反應(yīng)變形的程度。A．任意寬度 單位寬度 單位長度 任意長度答案：C答案：C知識點解析：本題主要考查線應(yīng)變的概念。18．關(guān)于內(nèi)力對稱性，下列說法正確的是（ 。A．軸力是反對稱力 剪力是正對稱學(xué)習(xí)參考word格式整理版C．彎矩是正對稱力 以上都不對答案：C答案：C知識點解析：本題主要考查內(nèi)力的對稱性，軸力和彎矩為正對稱力，剪力為反對稱力19．對于剛結(jié)點下列說法中不正確的是（ 。答案：BA．剛結(jié)點可傳遞彎矩 剛結(jié)點處各桿端可發(fā)生相對轉(zhuǎn)C．剛結(jié)點處各桿端不可發(fā)生相對移動 剛結(jié)點連接各桿間夾角保持不答案：B知識點解析：本題主要考查剛結(jié)點的特性，剛節(jié)點可以傳遞彎矩，但是剛節(jié)點連接處各桿端不可發(fā)生相對移動且各桿間的夾角保持不變。20．對于由4個剛體組成的系統(tǒng)，若其中每個剛體都受到平面力系的作用，則該系統(tǒng)最可以建立（ ）個獨立的平衡方程。A．8 答案：C答案：C知識點解析：一個剛體受到平面力系的作用最多可以建立3個獨立的平衡方程，所以4個剛體組成的系統(tǒng)受到平面力系的作用最多可以建立12個獨立的平衡方程。三、判斷題約束力是主動力，它會主動地引起物體運動或使物體有運動趨勢。答案：錯答案：錯知識點解析：本題主要考查約束力的概念和特點。柔索約束的約束力沿著柔索的軸線方向，指向物體。答案：錯答案：錯知識點解析：本題考查柔索約束的特點，其約束力沿著柔索的軸線方向背離物體。只在兩點受力的剛性桿都是二力桿。答案：錯答案：錯知識點解析：本題主要考查二力桿的定義。若一力系的主矢為零，對某一點的主矩也為零，則該力系為平衡力系。答案：錯答案：錯的三要素為力偶矩矢的大小、方向、作用點。學(xué)習(xí)參考答案：錯word格式整理版答案：錯只有當力的作用線與軸相交時，力對軸之矩才等于零。答案：錯答案：錯知識點解析：當力的作用線與軸相交或是與軸平行時，力對軸之矩的均為零。工程中，主要承受扭轉(zhuǎn)變形的細長桿件通常被稱為梁。答案：錯答案：錯知識點解析：梁主要承受彎曲變形，內(nèi)力主要是彎矩和剪力。穩(wěn)定性失效是指構(gòu)件發(fā)生過大的彈性變形而無法正常工作。答案：錯答案：錯知識點解析：本題考查穩(wěn)定失效的概念，中心受壓直桿在臨界力作用下，壓桿直線形態(tài)的平衡開始喪失穩(wěn)定性的現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。EI答案：錯Z答案：錯知識點解析：EI為桿的抗彎剛度，EA為桿的拉壓剛度。Z提高梁的承載能力可以通過選擇合理的橫截面形狀以降低W答案：錯Z答案：錯知識點解析：截面最大應(yīng)力與W成反比，所以想要提高截面承載力應(yīng)該選擇合理截面形狀Z增大W，而不是降低W。Z Z在某種特殊受力狀態(tài)下，脆性材料也可能發(fā)生屈服現(xiàn)象。答案：對答案：對鑄鐵是一種典型的脆性材料，其抗拉性能遠優(yōu)于其抗壓性能。答案：錯答案：錯知識點解析：本題考查鑄鐵材料的受力性能，其抗壓性能優(yōu)于其抗拉性能。梁彎曲變形時，其橫截面繞中性軸偏轉(zhuǎn)的角度被稱為轉(zhuǎn)角。答案：對答案：對截面形狀尺寸改變得越急劇，應(yīng)力集中程度就越嚴重。答案：對答案：對梁彎曲變形時，其橫截面的形心沿著軸線方向的線位移被稱為撓度。答案：錯答案：錯知識點解析：本題考查梁彎曲變形時撓度的概念，應(yīng)該是截面形心沿垂直軸線方向的位移稱為撓度。學(xué)習(xí)參考word格式整理版性變形減小，即延性降低。這種現(xiàn)象被稱為“冷作硬化”或“加工硬化答案：對向力必須通過截面的彎曲中心。答案：對答案：錯知識點解析：判斷危險截面應(yīng)以其應(yīng)力為判斷準則，而不是以內(nèi)力為判斷準則。19、力是矢量，所以力在坐標軸上的投影也是矢量。答案：錯知識點解析：力是矢量，但力在坐標軸上的投影是標量。20、地球上，只要作用于物體上的力系是平衡力系，必能保證物體相對地球靜止不動。答案：錯知識點解析：作用于物體上的力系是平衡力系時，物體可以相對地球靜止也可以保持勻速直線運動。21可有效降低最大彎矩。答案：對22答案：錯知識點解析：平面力系分為平面匯交力系、平行力系和一般力系，其獨立平衡方程數(shù)不同。四、分析簡答題15

圖15答案：學(xué)習(xí)參考word格式整理版4kN 2kN1kN知識點解析：分段取隔離體計算出各桿段軸力，受拉為正受壓為負，作出軸力圖即可。16答案：

M

16

MM M知識點解析：分段取隔離體，根據(jù)扭矩平衡計算出各段扭矩大小，并根據(jù)右手螺旋法則判斷處扭矩的正負。3、分析題17圖所示梁的受力，作出剪力圖和彎矩圖。圖17答案：Fa2

2FaF2

3F2彎矩圖 剪力圖知識點解析：本題主要考查簡單梁彎矩圖和剪力圖的作法，首先根據(jù)外力和支座條件計算出支反力，然后根據(jù)受力情況作出彎矩圖和剪力圖。3、簡述塑性材料的力學(xué)性能。（1）（1分（）塑性材料斷裂時伸長率大，塑性好（1分3）抗拉和抗壓性能基本相同，故可作為受拉或受壓構(gòu)件（2分4）塑性材料承受動荷載能學(xué)習(xí)參考word格式整理版（2分（）彈性模量、斷后伸長率和截面收縮率等（2分（）對于塑性材料，當應(yīng)力達到屈服極限時，將發(fā)生較大的塑性變形，此時雖未發(fā)生破壞，但因變形過大將影響構(gòu)件的正常工作，所以通常把屈服極限定義為極限應(yīng)力（2）4.ABC 17答案：

圖188kNm

()

()4kNm 10kN彎矩圖 剪力圖五、計算題19M4kN·mq2kN/m，a2m、C力。答案：

M qCA Ba a a a圖19（）以BC桿段為研究對象，B點彎矩為零M qaa

2a0 F

qa

1kNBF 0

Cy

Cy 4Cx學(xué)習(xí)參考以整體為研究對象

word格式整理版 FF FCx

0 F 0AxFF

F 2qa0 F Ay Ay

7qa7kN4MM 2qa2aMF 4a0 M

20kNmCy A20F4kN，梁跨度l400mm，橫截面寬度b50mm，h=80mm，材料的許用彎曲正應(yīng)力[τ]=5MPahFAhFABC2l/3 l/3圖20答案：答案：解：M(F0F

l03 BF0：FFF0y A BF4kNF8kNA 3 B 316kNm45

2kN3

8kN3彎矩圖（2分） 剪力圖分彎曲正應(yīng)力強度校核（16kNm40mm MCy 45 6.67MPa[]=7MPamaxtmax Iz

50m80m312切應(yīng)力強度校核（BC段截面：學(xué)習(xí)參考F SF

S*z,max

word格式整理版3F 333F 3 S 1MPa[]=5MPacmax bIz

2A 250mm80mm所以梁的強度滿足要求。21C截面上點E處的彎曲正應(yīng)力和點F處的切應(yīng)力。答案：（）計算C首先計算支反力：

圖21 M ql2F l0 F

90kNA 2 By By 2 F Fy

F ql0 FBy 1

90kNM q1m mF 1m=0

60kNmc 2 Ay cF q1mF =0 FCs Ay

30kN（2）計算CE處的彎曲正應(yīng)力和點F處的切應(yīng)力bh3 75mm150mm3Iz

2.109105m412 12E處的彎曲正應(yīng)力IzF處的切應(yīng)力為零。

60103Nm2.109105m4

210MPa22AB為圓截面鋼桿，桿BCσ]=160MPaσ]=10MPa，試確定鋼桿的直徑d與木桿截面s w的邊寬b。學(xué)習(xí)參考

A l0.8lword格式整理版圖22答案：答案：（）計算桿AB和桿BC的內(nèi)力FF sinF0 F AB AB

sin

62.5kNF cosFAB

0 FBC

FAB

cos37.5kN67.5kN467.5kN4sF s AFAB

67.5kN4d2

s

d 23.18mmF w ABC

37.5kN b2

w

b 61.24mm37.5kNw23F=5kN，F(xiàn)37.5kNw1 22）若材料的許用彎曲正應(yīng)力[σ]200MP，許用切應(yīng)力試校核其強度。80Cz80CzK30yF2F11m1m圖23答案：答案：解：懸臂梁彎矩圖和剪力圖如下所示7.5kN

5kN

2.5kN 5kN彎矩圖 剪力圖K點處的彎曲正應(yīng)力：學(xué)習(xí)參考M y 7.5kNm30mm

word格式整理版 K K z

131.8MPa40mm80mm312彎曲正應(yīng)力強度校核（固端截面： tmax

MymaxIz

7.5kNm40mm175.8MPa[]=200MPa40mm80m312切應(yīng)力強度校核：F S* 3F

35kN S

z,max

S 2.34MPa[]=90MPacmax bIz

2A 240mm80mm所以梁的強度滿足要求。24ACBC兩桿均為鋼桿，許用應(yīng)力為115MPa，橫截面面A1

150mm22

120mm2，結(jié)點C處懸掛重物P，求該結(jié)構(gòu)的許用荷載P。AABCP圖24答案：答案：（）計算內(nèi)力。選結(jié)點C為研究對象，由平衡方程F0,x

FN,

sin30oFN,BC

sin45o0F0,y

FN,

cos30oFN,BC

cos45oP0得：FN,AC

0.732（拉），F(xiàn)N,BC

0.518（拉）（2）計算許用荷載P。由AC桿的強度條件FN,A1

0.732PA1學(xué)習(xí)參考AP A

word格式整理版150106m2115106Pa23.6kN0.732 0.732由桿2的強度條件FN,BCA2

0.518PA1AP A

120106m2115106Pa26.6kN0.732 0.518比較后，取兩者中的小者，即許用荷載P23.6kN。25所示T

30MPa，許用壓應(yīng)力t

50MPa，c許用切應(yīng)力15MPa，按正應(yīng)力強度條件和切應(yīng)力強度條件校核梁的強度，已知截面對中性軸的慣性矩I20h12020h1207kN4kNABCD

7.637106mm4，中性軸至翼緣外邊緣的距離為h