工程力学试卷及答案A

第1页，共20页第2页，共20页《工程力学》模拟试卷A卷及答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.某简支梁AB受载荷如图所示，现分别用RA、RB表示支座A、B处的约束反力，则它们的关系为(C)。A.RARBB.RARBC.RA=RBD.无法比较D.作用线沿过B的铅垂线2.图示平面机构，正方形平板与直角弯杆ABC在C处铰接。平板在板面内受矩为M=8N·m的力偶作用，若不计平板与弯杆的重量，则当系统平衡时，直角弯杆对板的约束反力大小为(C)A.2NB.4NC.22ND.42N3.平面平行力系合成的结果是(D)A.合力B.合力偶C.主矩D.主矢和主矩4.一折杆受力如图所示。其中AB杆的变形为(B)A.扭转B.弯曲与扭转组合C.弯曲D.弯曲与弯曲5..判断压杆属于细长杆、中长杆、还是短粗杆的依据是(A)A．柔度B．长度C．横截面尺寸D．临界应力题号一二三四五六七八九总分得分第3页，共20页第4页，共20页6.图示轴向受力杆件中n-n截面上的轴力为(C)A.-3PB.-4PC.+4PD.+8P7.图示受扭圆杆中的最大剪应力为(C)A.3dm16B.3dm32C.3dm48D.3dm648.图示矩形截面对z、y两形心轴的惯性矩分别为（D）A22121,121hbIbhIyzB22121,121bhIhbIyzC33121,121bhIhbIyzD33121,121hbIbhIyz9.某直梁横截面面积一定，下图所示的四种截面形状中，抗弯能力最强（B）A．矩形B．工字形C．圆形D．正方形10．拉压胡克定律σ=Eε的另一表达式为（D）AAFNB.llCDEAFNll第5页，共20页第6页，共20页二、填空题(本大题共4小题，每空2分，共10分)11.图示杆件剪切面的面积为___dt____。12.胡克定律σ=Eε只在σ≤__P_________时才成立.13.作用于平面内A点的力F=10kN，如图示，向距A点为100cm的O点平移后，得到主矢量的大小为__10kN___和主矩大小为___5Kn.m_____。14.图示斜五面体OABCDE沿坐标轴正向三个棱边的长度OA＝4，OC＝3，OE＝3（单位m），斜平面ABDE沿对角线EB间作用一力P＝10kN，则该力在x轴上的投影Px=___6.86_kN。三、计算题(本大题共5小题，共70分)15.四杆机构在图示位置平衡。已知OA=60cm，BC=40cm，作用BC上的力偶的力偶矩大小为M2=1N.m，试求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力FAB所受的力。各杆重量不计。（15分）OACBM2M130o第7页，共20页第8页，共20页解：(1)研究BC杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：220sin300150.4sin30sin30oBBooMFBCMMFNBC(2)研究AB（二力杆），受力如图：可知：''5ABBFFFN(3)研究OA杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：110050.63AAMFOAMMFOANmCBM230oFBFCABF’BF’AOAM1FAFO第9页，共20页第10页，共20页16.图示起重架的最大起吊重量（包括行走小车等）为P=40kN，横梁AC由两根No18槽钢组成，材料为Q235钢，许用应力[]=120MPa。试校核梁的强度。解：(1)受力分析当小车行走至横梁中间时最危险，此时梁AC的受力为由平衡方程求得0sin303.51.750400cos300cos3034.64103.51.750202oCAAooCACAACCMSPSPkNXXSXSkNMYPYPkN(2)作梁的弯矩图和轴力图30oACPDSAYCXC35kNm(+)xM(-)—34.64kNxNP30o3.5mABCzyNo18×2第11页，共20页第12页，共20页此时横梁发生压弯组合变形，D截面为危险截面，max34.6435.NkNMkNm(3)由型钢表查得No.18工字钢23299.29152cmAcmWy(4)强度校核33maxmaxmax4634.6410351022229.299102152105.9115.11211.05[]cyMNAWMPa故梁AC满足强度要求。17.槽形铸铁梁受力如图所示，槽形截面对中性轴z的惯性矩Iz＝40×106mm4，材料的许用拉应力MPa40t，材料的许用压应力MPa150c。试（1）画出梁的剪力图和弯矩图；（2）校核此梁的强度。（15分）2m1m1m2m1m1mF＝30kNq＝15kN/mABCD60140zC（1）支座反力第13页，共20页第14页，共20页,0AFkNFB60（4分）（5分）（2）mkNMMB30max][10510104014.0103014.01263maxmaxczcMPaIM（3分）][4510104006.0103006.01263maxmaxtztMPaIM（3分）此梁不安全。18.两端铰支压杆，材料为Q235A钢，200EGPa，长1lm，直径为25dmm，承受25kN压力，规定稳定安全系数3nw，校核此压杆的稳mkN30MmkN30MkN30kN30sFkN30kN30sFkN30kN30sF第15页，共20页第16页，共20页定性。（10分）解：（1）mmdi4254pil1604/2510001采用欧拉公式计算临界力KNEIlFcr79.376414.320014.3100012510243222351.12579.37nFnwcrwF稳定性不足19.如图所示轴AB上装有两个轮子，C轮和D轮分别作用W、F，轴处于平衡状态。已知C轮直径为mD4.01，D轮直径为mD8.02，KNW6,轴的许用应力Mpa60，按第三轻度理论确定轴直径d。（15分）第17页，共20页第18页，共20页解：（1）轴CD段为弯扭组合变形，画出弯矩、扭矩图2221DDFW解得：KNF3第19页，共20页第20页，共20页（2）扭矩：KNWTD2.124.0621弯矩：mknMman.0286.1（3）按强度公式计算轴径WMTz22代入数据：601.0d2.10286.1322mmd1.64取mmd65