2011年秋季学期工程力学期末考试试卷A卷(答案)

1a学院专业班级学号姓名密封线内不要答题密封线内不要答题江苏科技大学2011－2012学年第一学期《工程力学》课程试题（A卷）一二三四五六七总分得分一、填空题：（24×1）1.两个力要平衡，则它们应该满足的必要和充分条件是：二力等值、反向和共线。2工程构件的失效形式主要有三类，分别是：强度失效，刚度失效，和稳定性失效。3．《工程力学》中关于小变形体有三个重要的基本假设，可以使我们在研究变形体时做出适当的简化和抽象，那么这三个基本假设分别是：材料均匀连续性假设，各向同性假设，和小变形。4．对于梁的刚度问题，我们知道小挠度挠曲线微分方程在其中占有非常重要的地位，对它积一次分可得到转角的计算公式，对它积两次分可得到挠度的计算公式，那么试写出小挠度挠曲线的近似微分方程的形式EIM。5．提高梁的主要措施有：○1合理布置梁的载荷，○2合理设置支座位置，○3合理放置，○4合理选择截面形状，⑤尽可能使横截面面积分布在距中性轴较远处。6.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。工程上一般把屈服应力作为塑性材料的极限应力；对于脆性材料，则把强度极限作为极限应力。7.下图示圆轴受三个扭转外力偶的作用，则1-1截面的扭矩T1=1KNm2-2截面的扭矩T2=__-2KNm3-3截面的扭矩T3=-6KNm。28.下图矩形截面梁受集中力P作用，在图示各点中，最大拉应力在___4___点，最大压应力在2点，最大剪应力在3点。二、选择题：（6×3）1.两根直径相同而长度及材料不同的圆轴，在相同扭矩作用下，其最大切应力和单位长度扭转角的关系是（B）(A)212max1max,;(B)212max1max,;(C)212max1max,;(D)212max1max,;2.图示结构A截面处的反力为C。（A）0042AAAXYqlM（B）qlXYqlMAAA2042（C）0AAAXYM（D）0022AAAXYqlM3.铸铁圆轴扭转时，沿与轴线45°的螺旋面，这与（D）有关。（A）最大剪应力；（B）最大压应力；（C）最大线应变；（D）最大拉应力；34.圆形截面梁剪切弯曲时，横截面上最大切应力发生在(A)A.中性轴上，方向平行于剪力B.中性轴上，方向垂直于剪力C.距中性轴最远处，方向平行于剪力D.距中性轴最远处，方向垂直于剪力5.图示为圆截面杆受偏心拉伸时横截面上的几种正应力分布，其中最不可能的是（A）。(A）(a)；（B）(b)；（C）(c)；（D）(d)；6.图所示多孔钻床，若钻孔时每个力偶矩M=15N·m，那么在工件的两个固定螺钉A、B处受的力是（C）A.FA=FB=15NB.FA=FB=30NC.FA=FB=40ND.FA=FB=60N三、图示平面结构中两构件ABC和CD铰接于C，其所受载荷和几何尺寸如图所示，其中F=5qa，M=9qa2.若不计各构件自重和各接触处摩擦，试求固定铰链支座A、D处的约束力。(10分)4解：四、如图所示为二杆桁架，1杆为钢杆，许用应力［σ］1=160MPa，横截面面积A1=6cm2；2杆为木杆，其许用压应力［σ］2=7MPa，横截面面积A2=100cm2。如果载荷P=40kN，试校核结构强度。（12分）解：两杆均为二力杆，取结点A为研究对象，受力图如图所示。（2分）Σy=0,N1sin30°-P=0（2分）∴N1=P/sin30°=80kNΣx=0,-N1cos30°+N2=0（2分）5∴N2=N1cos30°=69.3kN1杆：σ1=NA11328010610=133MPa［σ］1（2分）2杆：σ2=NA22326931010010.=6.93MPa［σ］2（2分）两杆均满足强度。（2分）五、试作如图所示梁的剪力图和弯矩图（12分）解：求约束力。由梁的平衡方程得RA=2qa,RB=qa（2分）（5分）（5分）6六、图示外伸梁AC，用叠加法求C处的挠度fc.（11分）（1）先只考虑BC段的变形（3分）（2）只考虑AB段变形引起的C处位移EIqaEIaqaEIaqEImlEIqlB83324)3(3243233（3分）由B引起的C处挠度为：（3分）（3）由叠加法求得C处的挠度为：（2分）EIqaEIaqaEImlfc22242221EIqaafBc842444218382qaEIEIqaEIqafffccc7七、钢制圆截面轴，已知轴长l=1.5m,直径d=15cm，作用力P=10KN，垂直于形心轴面上的力偶m=20KN·m。(1)画出图中A点的应力状态，(2)用第三强度理论计算A点的相当应力σr3.（13分）解：（1）MpadlPWMAA3.45)15.0(14.3325.1101032333MpadmWTpA20.30)15.0(14.316102016333（2）点A的主应力分别为,22223,1AA02222.30)23.45(23.454.60或-14.85Mpa由第三强度理论，得：25.75313eqMpa