《工程力学》期末复习题(含答案)

《工程力学》期末复习题1选择题：(1)下面哪一选项是材料的刚度指标？AA弹性模量E；B屈服极限σs；C强度极限σb；D断后伸长率(延伸率)δ。(2)下面哪一选项是材料的塑性指标？DA弹性模量E；B屈服极限σs；C强度极限σb；D断后伸长率(延伸率)δ。(3)在铸铁压缩试验中，破坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性，与轴线近似成45°。破坏前，该断口所在斜截面的应力有何特点？CA拉应力最大；B拉应力最小；C剪应力最大；D剪应力最小。(4)在铸铁扭转试验中，铸铁断口的形态是什么样的？DA断口平齐、与轴线垂直；B断口平齐、与轴线近似成45°；C断口呈螺旋面、与轴线垂直；D断口呈螺旋面、与轴线近似成45°。(5)根据铸铁试件扭转破坏断口可以推断，铸铁的扭转破坏和什么因素有很大的关系？AA最大拉应力；B最小拉应力；C最大剪应力；D最小剪应力。(6)电阻应变片（简称电阻片或应变片）应用广泛，它是利用什么原理实现电测的？CA压电；B光的衍射；C金属丝的电阻随机械变形而发生变化；D当轴向压力达到某一临界值时，压杆失稳。(7)冲击韧性的物理意义是A。A试样断裂过程中断面单位面积吸收的能量；B试样断裂过程中断面吸收的能量；C试样在冲击过程中受到的最大冲击力；D试样在冲击过程中产生的最大变形。(8)矩形截面梁在截面B处沿铅垂对称轴和水平对称轴方向上分别作用有PF，如图所示。关于最大拉应力和最大压应力发生在危险截面A的哪些点上，有4种答案，请判断D是正确的。Amax发生在a点，max发生在b点；Bmax发生在c点，max发生在d点；Cmax发生在b点，max发生在a点；Dmax发生在d点，max发生在b点。(9)构件中危险点的应力状态如图所示。构件为钢制：x=45MPa，y=135MPa，z=0，xy=0，许用应力=160MPa。则下面关于构件强度的说法中正确的是C。A选用第一强度理论，构件满足强度要求；B选用第一强度理论，构件不满足强度要求；C选用第三强度理论，构件满足强度要求；D选用第三强度理论，构件满不足强度要求。(10)构件中危险点的应力状态如图所示。构件材料为铸铁：x=20MPa，y=-25MPa，z=40MPa，xy=0，许用应力=30MPa。则下面关于构件强度的说法中正确的是B。A选用第一强度理论，构件满足强度要求；B选用第一强度理论，构件不满足强度要求；C选用第三强度理论，构件满足强度要求；D选用第三强度理论，构件满不足强度要求。(11)压杆的临界载荷是B。A使压杆保持稳定的直线平衡构形的最小轴向压力；B使压杆保持稳定的直线平衡构形的最大轴向压力；C使压杆保持稳定的直线平衡构形的平均轴向压力；D使压杆保持稳定的曲线平衡构形的最大轴向压力。(12)下面关于压杆约束强弱对其稳定性影响的说法中，正确的是A。A压杆约束愈强，压杆的临界载荷PcrF愈高，其稳定性愈好；B压杆约束愈强，压杆的临界载荷PcrF愈低，其稳定性愈好；C压杆约束愈强，压杆的临界载荷PcrF愈高，其稳定性愈差；D压杆约束愈强，压杆的临界载荷PcrF愈低，其稳定性愈差。(13)如图所示，一端固定、另一端由弹簧侧向支撑的细长压杆的临界载荷，可采用欧拉公式22/lEIFPcr计算。该压杆的长度系数的取值范围为C。A5.0；B7.05.0；C0.27.0；D0.2。(14)冲击动荷系数是A。A构件承受的冲击载荷和相应静载荷之比；B构件承受的相应静载荷和冲击载荷之比；C构件承受的相应静应力和冲击应力之比；D构件承受的相应静位移和冲击位移之比。(15)构件在突加载荷作用下引起的应力和位移是相应静载荷作用下的B。A一倍；B二倍；C三倍；D三分之一。(16)将重物突然放到结构上和将重物缓慢放到结构上，下面关于这两种情形下结构产生的最大变形的说法中，A是正确的。A前者产生的最大变形大；B后者产生的最大变形大；C二者产生的最大变形相同；D有可能前者产生的最大变形大，也有可能后者产生的最大变形大。(17)下面关于疲劳失效的说法中，不正确的是：A。A疲劳失效时的名义应力值高于材料在静载荷作用下的强度极限；B构件在疲劳失效前需要经过一定数量的应力循环；C构件在疲劳失效前没有明显的塑性变形，即使塑性很好的材料也会呈现脆性断裂；D构件疲劳失效时，同一疲劳破坏断口，一般都有明显的光滑区域和颗粒状区域。lkAFBFACWBCWPWBFTFBCWCxFCyFAFNAFNDFDFNAFAFGxFGyF(18)构件的疲劳破坏是B的结果。A构件材料性质变化；B构件中裂纹的形成和逐渐扩展；C构件中最大拉应力的作用；D构件中最大剪应力的作用。(19)影响实际构件疲劳寿命的三个主要因素为D。A温度、压力、体积；B位移、速度、加速度；C材料、质量、密度；D应力集中、零件尺寸、表面加工质量。(20)持久极限是D。A经过有限多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值；B经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值；C经过有限多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值；D经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值。2一活动梯子放在光滑的水平地面上，梯子由AC与BC两部分组成，每部分的重量均为150N，重心在杆子的中点，AC与BC两部分用铰链C和绳子EF相连接。今有一重量为600N的人，站在梯子的D处，试求绳子EF的拉力和A、B两处的约束力。题2图2答：(1)以整体为研究对象，作受力图如右上。(2)以BC为研究对象，作受力图如右下。3砖夹的宽度为250mm，杆件AGB和GCED在G点铰接。已知：砖的重量为W；提砖的合力为FP，作用在砖夹的对称中心线上；尺寸如图所示，单位为mm；砖夹与砖之间的静摩擦因数sf=。试确定能将砖夹起的d值(d是G点到砖块上所受正压力作用线的距离)。题3图3答：砖被夹起时砖夹和砖能保持平衡。(1)以整体为研究对象，作受力图如右上。00WFFPy(a)(2)以砖为研究对象，作受力图如右中。01252500WFMADF(b)NAsAFfF(c)(3)以砖夹AGB部分为研究对象，作受力图如右下。030950dFFFMNAAPGF(d)将式(a)、(b)、(c)、(d)联立，可得4试求图示静定梁在A、B、C三处的全部约束力。已知d和q。题4图4答：(1)先分析BC杆，作受力图。(2)分析AB杆，作受力图。23022/30qdMdFdqdMMAByAAF5试画出图示(图中各数单位为kN)杆件的轴力图。题5图5答：6一端固定另一端自由的圆轴承受4个外力偶作用，如图所示。各力偶的力偶矩数值(单位为kN·m)均示于图中。试画出圆轴的扭矩图。题6图6答：kNFN/xO301020+BACBCyFByFBxFByFBxFAxFAyFAMqdqd2d23d2d23dACBddqdd()7试画出图示梁的剪力图、弯矩图。题7图7答：8试画出图示梁的剪力图、弯矩图。题8图8答：ACBq2qlllqlaaCBAqa2qFQ+2qaqaM--223qa2qaqaxxqaaaCBAqa2qxO30mkNMx/10155-+9图示结构中BC和AC都是圆截面直杆，直径均为d＝20mm，材料都是Q235钢，其许用应力＝157MPa。试求该结构的许用载荷。题9图9答：(1)受力分析，确定各杆的轴力研究销子C，由平衡方程0xF，030sin45sinNBCNACFF，0yF，030cos45cosPNBCNACFFF，得PNACFF518.0，PNBCFF732.0(2)求该结构的许用载荷保证AC杆强度安全的结构许用载荷为ACPAF518.0，518.0AFP保证BC杆强度安全的结构许用载荷为BCPAF732.0，732.0AFPxOxO4ql4ql45ql2ql42ql++QFMACBq2qlllql取较小的kNNAFP106.75732.01020410175732.062610变截面轴受力如图所示，图中尺寸单位为mm。若已知mNMe17651，mNMe11712，材料的切变模量GPaG4.80，求：(1)轴内最大剪应力，并指出其作用位置；(2)轴内最大相对扭转角max。题10图10答：(1)作扭矩图(2)求轴内最大剪应力及其作用位置AB段：31111max16dMWMABxPx43.595MPa107029361693PaBC段：32222max16dMWMBCxPx47.711MPa105011711693Pa可见，BCmaxmax47.711MPa(3)求轴内最大相对扭转角轴内最大相对扭转角为AC两截面相对扭转角，为11悬臂梁受力及截面尺寸如图所示。图中未标示的尺寸单位为mm。求梁的1—1截面上A、B两点的正应力。题11图11答：(1)确定梁的1—1截面上的弯矩数值xOmNMx/29361171-应用截面法可得(2)计算惯性矩(3)求梁的1—1截面上A、B两点的正应力A点：MPaPaIyMAzA542.2102.8125105513005311（拉）B点：MPaPaIyMBzB618.1102.8125103513005311（压）12图示外伸梁承受集中载荷PF作用，尺寸如图所示。已知PF=20kN，许用应力=200MPa，所使用的工字钢的型号是14，试校核梁的强度。题12图附表：12答：(1)先求约束反力(2)作弯矩图（部分）ABCPFm4m1(3)强度分析危险截面在B处，mkNM20max，查表得工字钢的弯曲截面模量3610102mWz，得安全13图示外伸梁承受集中载荷PF作用，尺寸如图所示。已知PF=20kN，许用应力=160MPa，试选择所用工字钢的型号。（部分）ACBPFm4m1ACBPFm4m1AyFByFxO-MmkN20题13图附表：13答：(1)先求约束反力(2)作弯矩图（部分）ABCPFm4m1(3)强度分析危险截面在B处，mkNM20max，由强度条件zWMmaxmax得查表知应选择工字钢。14图示之AB为简支梁，当载荷PF直接作用在梁的跨度中点时，梁内最大弯曲正应力超过许用应力30％。为减小AB梁内的最大正应力，在AB梁配置一辅助梁CD，CD也可以看作是简支梁。试求辅助梁的长度a。题14图（部分）ACBPFm4m1ACBPFm4m1AyFByFxO-MmkN2014答：分别作出AB梁在没有和配置辅助梁CD情况下的弯矩图如下，可见两种情况下的最大弯矩数值分别是PF5.1和aFP5.035.0，由梁内最大弯曲正应力公式zzWMmax可知，最大弯曲正应力与最大弯矩成正比，有得ma385.115图中q、l、EI等为已知。试用叠加法求图示梁中截面B的挠度和转角。题15图ABEI2l2lq221qlPF2PF2PFxOzMPF5.1xOzMaFP5.035.0++已知：15答：+=16图中P、q、l、EI等为已知。试用叠加法求图示梁中截面B的挠度和转角。PABEI2l2lqABEI2l2lqEIqlEIqlEIqlB1264333EIqlEIqlEIqlwB168163444221qlABEI2l2lqEIqlB63EIqlwB84ABEI2l2l221qlEIqlEIlqlB4212132EIqllEIlqlwBB16322221422BEIlBEIl(a)(b)wwAAEIqlB63EIqlwB84qMEIMlBEIMlwB22题16图已知：16答：+=17试求图示梁的A、B端约束力。题17图PABEI2