2010工程力学试卷A答案及评分标准郑州大学

共6页第1页2010级工程力学课程试题（A卷）（考试时间为150分钟）题号一二三四五六总分分数合分人：复查人：一、填空题(每空1分，共15分)分数评卷人1．材料中应力变化不大，而应变显著增加的现象称为___屈服______。2．构件内单元体上二相互垂直棱边夹角在构件受力后的改变量，称为___剪应变____。3．对于受力平衡系统，若未知量的数目超过独立的平衡方程数，这类问题称为超静定（静不定）。4．铸铁作拉伸实验时，由于（正应力）作用，试件沿（横截面）截面断裂；低碳钢屈服时，在450方向上出现滑移线，这是由（剪应力）引起的。5．悬臂梁受载荷如下图：F填空题第5题图1其截面形状如下：a)b)c)d)e)f)填空题第5题图2a)梁的材料为钢时，应选（a））截面为最好；b)梁的材料为铸铁时，应选（d））截面为最好；c)梁的材料为钢筋混凝土时，应选（f））截面为最好。6．均质物体的重心与物体的重量无关，只决定于物体的__几何形状（意思相近即可）。7．联接件剪切变形时，发生相对错动的截面称为__受剪面（抗剪面）。8．当梁上载荷作用于梁的纵向对称面内时，梁将发生_平面__弯曲。9．计算细长杆临界压力的欧拉公式仅在应力不超过材料的___比例极限_____时成立.，压杆柔度λ的计算公式为λ_=__μl/i___。10．圆轴发生弯曲-扭转组合变形时，其使用第三强度理论的相当应力以应力表示为=_σ1-σ3___。共6页第2页二、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。分数评卷人1．光滑面对物体的约束力，作用在接触点处，方向沿接触面的公法线，且（B）。A．指向受力物体，恒为拉力；B．指向受力物体，恒为压力；C．背离受力物体，恒为拉力；D．背离受力物体，恒为压力。2．在铆钉的挤压实用计算中，挤压面积应取为（C）A.实际的挤压面积；B.实际的接触面积；C.挤压面在垂直于挤压力的平面上的投影面积；D.挤压力分布的面积。3．各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的（D）。A．应力；B．变形；C．位移；D．力学性质。4．关于截面法下列叙述中正确的是（C）。A．截面法是分析杆件变形的基本方法；B．截面法是分析杆件应力的基本方法；C．截面法是分析杆件内力的基本方法；D．截面法是分析杆件内力与应力关系的基本方法。5．题5图所示斜面倾角为30°，一重为P的物块放在斜面上，物块与斜面间静滑动摩擦系数f=0.6，下述判断正确的是（A）。A．不管P有多重，物块在斜面上总能保持平衡；B．P有一极值，重量超过该极值物体下滑，否则处于平衡；C．不管P有多轻，物块总要下滑；D．物块虽不下滑，但它处于临界平衡状态。共6页第3页6．如图所示，1-1、2-2截面间杆段只发生轴向变形的杆是（B）。P1a1a2a2aP(A)1a1a2a2aPP(C)2a2a1a1aaPaP(B)22a11aPP(D)7.关于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正确的是（A）。A.主矢的大小、方向与简化中心无关；B.主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关；C.当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化结果为一合力；D.当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力。8.许用应力等于极限应力除以安全系数。对塑性材料而言极限应力一般为(B)。A.比例极限；B.屈服极限；C.强度极限；D.弹性极限。9.矩形截面如图，则截面对y1、y2轴的惯性矩的关系为(D)。A.1382yyIIB.214yyIIC.2138yyIID.124yyIIy1zaay2a10.在画梁的弯曲内力图时，如下正确的是(B)。A．集中力作用处剪力发生突变，集中力偶作用处弯矩不发生突变；B．集中力作用处剪力发生突变，集中力偶作用处弯矩发生突变；C．集中力作用处剪力不发生突变，集中力偶作用处弯矩不发生突变；D．集中力作用处剪力不发生突变，集中力偶作用处弯矩发生突变。共6页第4页三、如图所示，边长分别为a、b、c，重量不计的长方体，A处为球铰，B处为轴承（高度可忽略），E处为铅垂软绳，在顶面作用一矩为m的力偶，求轴承B的约束力。（10分）分数评卷人解：取整体为研究对象，建立坐标系Axyz如图示，整体受力如图示。（力的方向可以任意，但6个力都要有，不多不少，得2分，否则0分）0:0)(bYFMBX……………（2分）得0BY…………（2分）0:0)(mcXaYFMBBZ…………（2分）得cmXB…………（2分）四、简支梁横截面为矩形，高宽比2bh。受均布载荷作用，如图所示。已知材料的许用应力[σ]=10MPa，试按弯曲正应力强度条件设计梁的截面。（15分）分数评卷人l=4mABq=2KN/mhbRARB4KNmM解：以梁ABC为研究对象，受力如图示。……（2分）由0)(FBM得：04242AR，kN4AR……（2分）由0)(FAM得：04242BR，kN4BR……（2分）弯矩图如图示，（可以用各种方法画出弯矩图都是可以的。但在每个控制点处，对一处，zxyZEXBYBZAXAYA共6页第5页得1分，共4分），由图可知，Mmax=4kN·m根据公式：][236)2(bM6bhMWM3max2mx2mxmaxmaxbMb，得mmmMb39039.0101021043][233633max……（4分）取b=400mm，mmbh8002……（1分）五、试求图示单元体的应力，求各个主应力的大小和和最大剪应力。并表示出主单元体的方位。（15分）分数评卷人20MPa80MPazyx解：建立图示坐标系，由图可知，则z方向的应力Mpaz20就是主应力之一。…（2分）Mpax0，Mpay0，Mpayx80……（2分）……（2分）MpaMpa80808020020022……（2分）因此，Mpa801，Mpa202，Mpa803……（2分）22minmax22xyxyx20MPa80MPazyx共6页第6页yxx22tan0450结果如图示。……（2分）802)80(80231maxMpa…（2分）主单元体方位如图所示。…（1分）六、图示为压延机的两个轧辊，其直径均为d=500mm，两辊间的距离为a=5mm，两轧辊转向相反，如图中旋转箭头所示，已知烧红的钢板与轧辊之间的静摩擦系数f=0.1，压延时靠摩擦将钢板带入轧辊，试问能压延钢板的最大厚b为多少？（15分）分数评卷人解：取钢板为研究对象，受力如图示。……（4分）FA、NA的合约束反力RA与FB、NB的合约束反力RB，必然大小相等、方向相反，作用在竖直连线AB上。……（2分）因而1.0ftg……（1分）根据几何关系1.02222222abdabddtg……（4分）解得b=7.5mm…（2分）所以mmb5.7……（2分）FBNBFANARBRAΦ