word工程力学根底试卷1一、概念题〔25分〕矢量〕1、考虑力对刚体作用的效果，力是〔A.滑动； B.自由；2、关于力偶，以下说法中哪个是正确的?A.组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力B.组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是平衡力系C.力偶对任点之矩等于力偶矩矢量D.力偶在任「坐标轴的投影，等于该力偶矩的大小3、利用平面一般力系的平衡方程最多可求解几个未知量 （）4、内力和应力的关系〔 〕内力等于应力的代数和D应力是分布内力的集度A内力小与应力 BC内力为矢量，应力为标量5、图示结构为〔 〕A.静定结构 B.一次超静定结构2 / 21160MPa、结构尺寸和受力如图示，设 AB和CD杆为刚体，BC和EF杆为圆截面杆，直径均为d假如Fp 39kN，杆的直径d 25mm，杆的材料为Q235ffl,许用应力*2Pa.a 11三、变截面钢轴上的外力偶矩mb 1800N m , me 1200N m，剪切弹性模量G 80 109Pa，轴的尺寸见图，试求最大切应力max和最大相对扭转角AC o〔 15 分〕五、矩形截面悬臂梁受力如下列图，试计算指出是拉应力还是压应力〔15分〕I — I截面上ABCD各点处的正应力，并IP 1.5kNJ ；一 200 Jr300六、直径为d 0.1m的圆杆受力如图，P 50kN，T 7kN m，许用正应力100MPa，试用第三强度理论校核此杆的强度。
〔15分〕word四、〔15分〕参考答案、概念题〔25分〕1、A ; 2、C ; 3、C ; 4、D ; 5、B、〔15 分〕解：1〕由AB梁的平衡求出BC杆的轴力Ma 03.75Fbc 3Fp 0 Fbc3 39kN3.7531.2kN2〕由ED梁的平衡求出EF杆的轴力Md 03.8Fbc 3.2FeF sin30 0 Fef3.8 31.2kN3.2sin 3074.1kN3〕计算应力EF杆的轴力比BC杆的轴力大，因此计算应力大的杆满足强度条件即可Fef 4FefEF 2A d34 74.1 10 N0.0256151 10 Pa = 151MPa <三、〔15分〕解：1〕画扭矩图最大扭矩值3kNm2〕最大切应力3kNmAB maxAB段:d3316 3 10 Nm 36.2 106pa=36.2MPa0.0753m3BC maxBC段:TmaxWP16Tbcd3316 1.2 10 Nm 48.8 106Pa=48.8MPa0.053m3AB段：Tab1 abAB GIab32Tab1 abG d432 3 100.750.68102rad801090.0754TBCl BC32TBCl BC321.2101 0.50.611102 radBC段：GIbcG d4801090.054最大切应力为BCmax 48.8MPa，最大相对扭转角AB max0.68102rad最大相对扭转角3word解：1〕约束反力 Fy二PFs+一2丨画剪力图和弯矩图M+五、〔15分〕解：1〕弯矩M 0.2P 0.2 1.50.3kNm2〕正应力Wz6M 6 0.3 103 bh7 0.018 0.032111 106Pa=111MPa六、〔15 分〕解:1〕内力FnP 50kN T12M斎y12 0.3103 0.010.018 0.03374 106Pa= 74MPa7kN m2〕校核杆的强度6 / 21r3r33 24 50 1030.1271.3MPa<100MPa3 216 7 1030.1371.3106 71.3MPa安全工程力学根底试卷2、概念题〔25分〕1、作用与反作用定律适用如下哪一种情况〔 〕A.只适用于刚体系统； B.只适用于刚体；C.只适用于平衡状态； D.物体系统。
2、F1、F2、F3与F4是作用在刚体上的平面汇交力系，其力矢量之间有如图的关系,F3合力为Fr,如下哪种情况正确〔〕A.Frf4；B.Fr2F4C.fRf；；D.fR2F；3、利用空间力系的平衡方程最多可求解几个未知量 （ ）4、 圆轴扭转，直径为d,极惯性矩是〔 丨A Ip d3/l6 B Ip d3/32C Ip d4/l6 D Ip d4/325、 铸铁梁载荷如图示，横截面为 T字形，截面放置方式更为合理P(a)(b)2qa，三、实心圆轴外力偶矩如图示，材料100MPa，G 80 109Pa，d 60mm，试校核此轴的强度和刚度〔15 分〕、图示结构由梁DC、CEA两构件铰接而成，尺寸和载荷如图M 求A、B处约束反力〔15分〕K./E []—a■E 1kNm 叫 2kNmm2 3kNm四、绘图示梁的剪力图和弯矩图〔15分〕:1F 1F 1r 1F 1B 1q2a-a CF qa五、〔15分〕tv支集的厅申受一豪申載待F柞用抑Efl鼻购•大正曲!力“或心比芻心・aU9Jk大正应力）t小了百井之几?六、直径d 0.1m的圆杆受力如图，P 5kN，力偶矢量m 2kNm与杆轴线平行,100MPa，试用第三强度理论校核此杆的强度。
〔15分〕参考答案、概念题〔25分〕1、D ； 2、A ； 3、C ；4、D ；5、〔a〕二、〔15分〕解：1〕以DC梁为研究对象1 2MB 0 Pa qaFCya0 Fey P1c 1qa 2qa qa2 23 尹Fy 0 FBy P qaF Cy0 FBy Pqa 2qa qa Fey9 -qa2〕由CEA折杆为研究对象Fy 0 Fey FAy 0 FCy FAy 2qaF qaword7 / 21M a 0 M a Fc『a M 0Ma3 2FCya M qa2qa2 2qa2逆时针三、〔15分〕解：1〕画扭矩图2kNm最大扭矩值2kNm2〕最大切应力1kNm16Tbc16BC段:maxWP2 鸟导 47.2 106Pa=47.2MPa0.063m33〕最大单位长度扭转角Tbc 180BC段:max GIP32TbcG d418032 2 10： 1804 1.13 m80 109 2 0.064max =47.2MPa<100MPamax1.13 m2 m，安全四、〔15分〕解：1〕约束反力FA2qa,FB 5qa2 2;2〕画剪力图和弯矩图5rL-93 7 MPi1塁»创空心栽贺心栽血扇大正应力减4L!%.六、〔15分〕解：1〕内力word危险截面在固定端处： M 1m 5kN=5kN mT 2kN m2〕校核杆的强度r34 TWP32 5 1030.1316 2 1030.1354.8 106 54.8MPar3 54.8MPa <100MPa 安全28 / 21A.r3B.r3C.r3D.r3工程力学试卷3一、概念题〔25分〕1、 仅受力作用且处于状态的构件为二力构件。
2、 R、F2与F3是作用在刚体上的平面汇交力系，其力矢量之间有如图的关系，合力为Fr,如下哪种情况正确〔丨F3川A. Fr F3 ； B.Fr 2F；100MPa不安全3〕交换外力偶矩m和m的位置最大扭矩值3kNm2kNm+一3kNmA B段:max maxWpTmax 16Tbcd3316 3 10 Nm 6l3 厂 70.7 10 Pa= 70.7MPa0.063m3max = 70.7MPa<100MPa 安全四、〔15分〕 解：1〕约束反力Fa 2P ,Ma 2Pa（逆时针）；2丨画剪力图和弯矩图Fs2P五、〔15分〕解：1〕求约束反力Ma0 Fb 2a3aIa 0Fb 2a弄2Fy0 Fa Fb3a0 Faq 3aFb 3qa - qa434qa2〕内力危险截面在B处:Mmax2〕校核杆的强度maxM 6MWz bh2I 26 qa_2_bh22 obh 170 1 06 0.062 23a 3 10.08221.8 103 N m21.8kN . m六、〔15分〕解：1〕内力危险截面在固定端处：M 2m5kN=10kN m T 2kN m2〕校核杆的强度r332 10 1030.1316 2 103 2 64 103.9 106 103.9MPa0.13r3 103.9MPa>100MPa 不安全工程力学试卷4、概念题〔25分〕1. F1 , F2 , F3 , F4为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如下列图为平行 四边形。
由此可知〔 丨A.C.2、力系可合成为一个力偶； B. 力系可合成为一个力；力系简化为一个力和一个力偶；D.力系的合力为零，力系平衡当平面力系可以合成为一个合力时，如此其对于作用面内任一点之矩，等于力系中各对于同一点之矩的代数和3、利用空间汇交力系的平衡方程最多可求解几个未知量 （）4、梁发生平面弯曲时，其横截面绕〔 〕旋转A.梁的轴线； B. 中性轴；C.截面的对称轴； D. 截面的上〔或下〕边缘5、圆轴弯扭组合变形，应力状态如图示,其中论计算相当应力，选〔〕B.r3C.r3D.r3M W， TWP，用第三强度理 ►、直杆ACD与杆BC铰链连接，各杆自重不计，直杆 AD上作用均匀载荷q，在D点作用力偶M q 100N/m，a 1m试求BC杆的力和A支座的反力〔15分〕q、圆轴受力如图示，材料100MPa，G 80 109Pa，dAB 60mm，dBC 50mm，试校核此轴的强度和刚度〔15分〕40MPa，许用压应力c 16°MPay1 9.64cm,试计算梁的许可载荷F六、正交圆截面刚架在同一水平面内，尺寸与受力如图，截面直径R 2KN ,[] 100MPa按第三强度理论校核强度〔15分〕d 100 mm，mi 3kNm B mb 2kNmA^^CA m2 5kNm〔15 分〕四、绘图示梁的剪力图和弯矩图2Pa tr—C 五、T形截面悬臂梁，材料的许用拉应力 t 4截面对形心轴z的惯性矩Iz 101.8 10 cm，参考答案一、 概念题〔25分〕1、A ； 2、合力、分力；3、C ； 4、B ； 5、C二、 〔15分〕解：1〕以AD杆为研究对象，CB干为二力杆，求CB干所受的力M A 0 q 4a 2a FCB cos45 2a 0l 8qa2 (8 100 12)Nm …厂“工出FCB 565.68N 压力2a cos 45 2 1 cos 45" m2〕以AD杆为研究对象，求A点约束反力Fx 0 Fcb cos45 Fax 0 Fax Fcb COS45 565.68 cos45 = 400N()Fy0 FAy 4qa Fcbcos45 0 Fa『4qaFcbcos45‘ 4 100 565.68cos45 0、〔15 分〕解：1〕画扭矩图AB段扭矩3kNm BC段扭矩2kNm2〕最大切应力2kNm+一ABTmaxAB段:Wp16Tabd316 3 103Nm0.063m370.7 106Pa=70.7MPaBCTmax16TbcBC段:WPd316 2 103Nm0.05W81.5 106Pa=81.5MPa3 〕最大单位长度扭转角ABAB段：TabGl P18032Tab4G dAB18032 3980 1010321800.0641.69「mTbc18032Tbc18032 21031802.33. mmaxBC段：GIPG d480 10920.054max = 81.5MPa<100MPamax2.33 m2 m,不安全四、〔15分〕解：1〕约束反力Fa2P,Ma2Pa（逆时针）2〕画剪力图和弯矩图Fs4P+2PaM/*五、〔15 分〕六、解:r3$o(Dft® A 叭[} BP X 9 >4 >1CM..6X 10K kN汕]K ・ J.0'*150150〔15 分〕1〕内力危险截面在固定端A处：M 2m 2kN = 4kN2〕校核杆的强度r32MWz2T4 —WP2 232 4 103 16 4 103457.6MPa
A. 作用线都在同一平面内，且汇交于一点；B. 作用线都在同一平面内，但不交于一点；C. 作用线在不同一平面内，且汇交于一点；D. 作用线在不同一平面内，且不交于一点2、 力偶矩的大小取决于〔 〕A.力偶合力与力偶臂； B. 力偶中任一力和力偶臂；C.力偶中任一力与矩心位置； D.力偶在其平面内位置与方向3、 空间力偶矩是（）A.代数量；B.滑动矢量； C.定位矢量； D.自由矢量4、空心圆轴扭转，外直径为 D,内直径为d,抗扭截面系数是〔 〕A. Wp D3 d3 /16 B. Wp41632D35、梁在某截面处Q=0，如此该截面处弯矩有〔 〕A、极值；B、最大值； C、最小值；D、有零值二、P=2qa，试求图示梁的支座反力〔15分〕、实心圆轴外力偶矩如图示，材料100MPa g 80 109PaD 60mm，d 50mm试校核此轴的强度和刚度〔15分〕四、绘图示梁的剪力图和弯矩图〔15分〕200N 150NmArB—2m Cm 2m ―>1五、矩形截面梁，高度h 80mm，宽度b 60mm , a 1m ,分布载荷q 6kN m, 170MPa，试校核梁的强度〔15分〕六、qA上…I J2aqab直角折杆AD放置水平面内，A端固定，D端自由。
折杆直径d0.1m受力如图,F 5kN、P 3kN， 120MPa，试用第三强度理论校核此杆的强度〔15分〕、概念题〔25分〕1、A ； 2、B ；、〔15 分〕解：1〕约束反力Fy 0 FAy Pqa 0 FAy P qa3qaM A 0 M A PaM A Pa^qa* 2 2qa2 ^qa22 25尹2逆时针三、〔15分〕解：1〕画扭矩图最大扭矩值2kNm2〕最大切应力1kNm+一2kNmTmax 16 Tabmax WT R—416 2 10 〕最大单位长度扭转角NmTab 180maxGl P32Tab180G D4 1 4332 2 10 1809 2 4 480 10 0.05 1 0.62.68 . mmax = 93.6MPa < 100MPamax2.68 m3 m，安全四、〔15分〕解：1〕约束反力FAy 200N, M A950Nm ； 2丨画剪力图和弯矩图Fs1〕约束反力Fa 2qa,FB252丨画剪力图和弯矩图12qa ；73〕危险截面在B处,qaM b6 103 12 6kN mmaxMWZ6Mbh26 qa2bh236 10 2 93.8 106Pa= 93.8MPa0.06 0.082max 93.8MPa <100MPa安全。
六、〔15分〕 解：1〕内力危险截面在固定端处:M 1 F 2P 1m 5kN +2m 3kN =11kN mT 1m 3kN 3kN m2〕校核杆的强度2r3MWPWzword32 11 1030.1316 3 103 240.13116 106116MPar3 116MPa <120MPa安全工程力学根底复习题 B空心圆轴外力偶矩如图示，材料100MPa，G 80 109Pa，3. m， D 60mm ，d 50mm，试校核此轴的强度和刚度解：1〕画扭矩图最大扭矩值2kNm' 1kNm+一2〕最大切应力TmaxmaxWp16Tabd3 1 4316 2 10 Nm3 40.05 1 0.6—93.6MPa m3〕最大单位长度扭转角Tab 180maxGl P32TabG D4 1180 3280 10932 10 180三 4 - 2.68.. m2 0.054 1 0.64max = 93.6MPa<100MPa， max 2.68 , m200N150NmABc C _ 2mn 1 2m t■i'=梁受力如图示，求约束反力并画出剪力图和弯矩图解：1〕约束反力Fy0,FBy 200N 0 ； FBy 200NMb0,200N 4m 150Nm 0 ； MB 950Nm顺时针2丨画剪力图和弯矩图/ 21word21 / 21矩形截面梁，高度 h 80mm宽度b 60mm， a 1m，分布载荷q 6kN m,170MPa，试校核梁的强度。
q2aqah_Tb解：1〕约束反力M b 0 ； 2aFA 2aqFa 0M a 0 ； 2aFB 2aq3aF1 ；Fa qa ；25 qa;20 ； Fb2〕画剪力图和弯矩图13〕危险截面在B处,6qaMb103 12 6kNmaxMWZ6Mbh26bh2qa_26 10320.06 0.0893.8610 Pa=93.8MPamax 93.8MPa<100MPa安全四、直角折杆 AD放置水平面内,A端固定，D端自由折杆直径 d 0.1m受力如图,F1 5kN、120MPa，试用第三强度理论校核此杆的强度F2 10kN、P 3kN，D10kN解：1〕内力危险截面在固定端处:M 1 Fi 2 P1m 5kN2m 7kN = 9kN mT 3kN 1m 3kN m2〕校核杆的强度r3,M 2 T2 wz320.133 103 296.6 10696.6MPar3 96.6MPa <120MPa 安全3 / 212 2Fn 4 TA W4、 圆轴弯曲，直径为d，截面对形心轴z的惯性矩是〔 〕A. Iz d3/32 B. Ip d3/64C Ip d4 5/64 D Ip d4/325、 应力状态如图示，用第三强度理论计算相当应力，选〔 〕3 4 3 93.6MPa0.05 1 0.6 m。