大学工程力学题目与参考答案
大学工程力学题目及参考答案

大学工程力学题目及参考答案一、题目背景某建筑公司计划建造一座大型桥梁,桥梁跨度为30米,桥面宽度为12米,设计载荷为200吨。
桥梁采用简支梁结构,材料为Q235钢材,弹性模量为E=210 GPa,剪切模量为G=80 GPa,密度为ρ=7850 kg/m³。
请根据所给条件,完成以下问题。
二、题目内容1. 计算桥梁的自重;2. 分析桥梁在载荷作用下的弯矩、剪力和应力分布;3. 设计桥梁的截面尺寸,并校核桥梁的强度和刚度;4. 提出一种有效的减重措施,并分析其效果。
三、解题步骤1. 计算桥梁的自重首先,我们需要计算桥梁的自重。
由于桥梁采用简支梁结构,其自重可以按照均布载荷计算。
桥梁的体积为V=30 m × 12 m × 1 m = 360 m³,桥梁的自重为:G = ρVg = 7850 kg/m³ × 360 m³ × 9.8m/s² = 2.752×10⁷ N2. 分析桥梁在载荷作用下的弯矩、剪力和应力分布根据简支梁受力分析,桥梁在载荷作用下的弯矩、剪力和应力分布如下:(1)弯矩分布根据简支梁的弯矩公式,桥梁在载荷作用下的弯矩分布为:M(x) = Fx - Fx²/2l其中,F为载荷,l为桥梁跨度。
(2)剪力分布根据简支梁的剪力公式,桥梁在载荷作用下的剪力分布为:F(x) = F - Fx/l(3)应力分布根据剪力分布,我们可以得到桥梁的应力分布:σ(x) = F(x)S/I其中,S为截面静矩,I为截面惯性矩。
3. 设计桥梁的截面尺寸,并校核桥梁的强度和刚度根据桥梁的弯矩和剪力分布,我们可以计算出桥梁的最大弯矩和剪力。
然后,根据桥梁材料的允许应力,确定截面尺寸。
(1)截面尺寸设计根据桥梁的最大弯矩和剪力,我们可以得到以下公式:M_max = F(l/2) - Fl²/8F_max = F根据Q235钢材的允许应力[σ],我们可以得到以下公式:[σ] = M_max/S[σ] = F_max/S通过解方程,我们可以得到截面尺寸。
工程力学大学试题及答案

工程力学大学试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪项不是材料力学中的基本假设?A. 均匀性假设B. 各向同性假设C. 各向异性假设D. 连续性假设答案:C2. 弹性模量E表示的是材料的哪种性质?A. 屈服强度B. 硬度C. 弹性D. 韧性答案:C3. 梁的弯曲应力公式为σ=M/I,其中M表示什么?A. 弯矩B. 剪力C. 轴力D. 扭矩答案:A4. 在静定结构中,内力的求解方法不包括以下哪项?A. 弯矩分配法B. 虚功原理C. 弯矩图法D. 单位载荷法答案:B5. 以下哪种材料不是脆性材料?A. 铸铁B. 陶瓷C. 玻璃D. 橡胶答案:D6. 应力集中是指在构件的哪些部位应力会显著增加?A. 光滑表面B. 圆角C. 平面D. 尖锐棱角答案:D7. 材料力学中的应力-应变曲线中,弹性极限指的是:A. 材料开始发生塑性变形的应力B. 材料发生断裂的应力C. 材料发生永久变形的应力D. 材料开始发生弹性变形的应力答案:A8. 梁的剪切变形主要取决于以下哪个因素?A. 材料的弹性模量B. 梁的截面形状C. 梁的长度D. 梁的剪切力答案:B9. 以下哪种情况下,构件的稳定性不会受到影响?A. 构件长度增加B. 构件截面减小C. 构件材料的弹性模量增加D. 构件的支撑条件改善答案:C10. 根据能量守恒原理,以下哪种情况下构件不会发生破坏?A. 外力作用下B. 温度变化下C. 内部缺陷存在D. 无外力作用答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 当材料受到拉伸时,其内部应力与应变成______关系。
答案:正比2. 材料力学中,______是描述材料在外力作用下抵抗变形的能力。
答案:强度3. 在梁的受力分析中,______是梁在受到外力作用时抵抗弯曲的能力。
答案:截面模量4. 构件在受到压缩力作用时,如果其长度增加,其______会减小。
答案:稳定性5. 材料力学中,______是指材料在受到外力作用时,内部应力与应变的比值。
《工程力学》考试复习题库(含答案)

《工程力学》考试复习题库(含答案)一、选择题1. 工程力学是研究()A. 材料力学性能B. 力的作用和物体运动规律C. 结构的计算和分析D. 机器的设计与制造答案:B2. 在静力学中,力的作用效果取决于()A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. A、B、C均正确答案:D3. 平面汇交力系的平衡条件是()A. 力的代数和为零B. 力矩的代数和为零C. 力的投影和为零D. 力的投影和为零且力矩的代数和为零答案:D4. 拉伸或压缩时,杆件横截面上的正应力等于()A. 拉力或压力B. 拉力或压力除以横截面面积C. 拉力或压力乘以横截面面积D. 拉力或压力除以杆件长度答案:B5. 材料在屈服阶段之前,正应力和应变的关系符合()A. 胡克定律B. 比例极限C. 屈服强度D. 断裂强度答案:A二、填空题1. 工程力学中的基本单位有()、()、()。
答案:米、千克、秒2. 二力平衡条件是:作用在同一个物体上的两个力,必须()、()、()。
答案:大小相等、方向相反、作用在同一直线上3. 材料的弹性模量表示材料在弹性范围内抵抗()的能力。
答案:变形4. 在剪切力作用下,杆件横截面沿剪切面发生的变形称为()。
答案:剪切变形5. 梁的挠度是指梁在受力后产生的()方向的位移。
答案:垂直三、判断题1. 力偶的作用效果只与力偶矩大小有关,与力偶作用点位置无关。
()答案:正确2. 在拉伸或压缩过程中,杆件的横截面面积始终保持不变。
()答案:正确3. 材料的屈服强度越高,其抗断裂能力越强。
()答案:错误4. 在受弯构件中,中性轴是弯矩等于零的轴线。
()答案:错误5. 梁的挠度曲线是梁的轴线在受力后的实际位置。
()答案:正确四、计算题1. 一根直径为10mm的圆形杆,受到轴向拉力1000N的作用。
求杆件的伸长量。
答案:杆件的伸长量约为0.005mm。
2. 一根简支梁,受到均布载荷q=2kN/m的作用,跨度l=4m。
求梁的最大挠度。
工程力学本科试题及答案

工程力学本科试题及答案一、选择题(每题5分,共40分)1. 在下列关于力的说法中,正确的是()A. 力是矢量,有大小和方向,但没有作用点B. 力是标量,只有大小,没有方向C. 力是矢量,有大小和方向,作用点在力的作用线上D. 力是标量,只有大小,作用点在力的作用线上答案:C2. 在平面汇交力系中,力的分解方法通常有()A. 正交分解法B. 平行四边形法C. 力的三角形法D. A、B和C都是答案:D3. 下列关于力矩的说法中,正确的是()A. 力矩是标量,没有方向B. 力矩是矢量,有大小和方向C. 力矩是矢量,只有大小D. 力矩是标量,只有方向答案:B4. 在下列关于约束的说法中,错误的是()A. 约束是限制物体运动的条件B. 约束可以是主动约束,也可以是被动约束C. 约束可以是固定约束,也可以是移动约束D. 约束不能是力的作用答案:D5. 下列关于静定和超静定结构的说法中,正确的是()A. 静定结构的未知反力个数等于约束个数B. 超静定结构的未知反力个数小于约束个数C. 静定结构的未知反力个数小于约束个数D. 超静定结构的未知反力个数等于约束个数答案:A6. 在下列关于应力与应变的关系中,正确的是()A. 应力与应变成正比B. 应力与应变成反比C. 应力与应变无关D. 应力与应变成非线性关系答案:A7. 下列关于材料力学性能的说法中,错误的是()A. 弹性模量越大,材料越硬B. 泊松比越大,材料越脆C. 延伸率越大,材料塑性越好D. 断面收缩率越大,材料韧性越好答案:B8. 在下列关于梁的弯曲的说法中,正确的是()A. 梁的弯曲应力与梁的长度成正比B. 梁的弯曲应力与梁的截面惯性矩成反比C. 梁的弯曲应力与梁的弹性模量无关D. 梁的弯曲应力与梁的截面形状无关答案:B二、填空题(每题10分,共40分)9. 平面汇交力系中,力的分解方法有__________和__________。
答案:正交分解法、平行四边形法10. 材料力学性能指标主要有__________、__________、__________和__________。
工程力学考试题及答案

工程力学考试题及答案第一部分:选择题(共40分,每题2分,共20小题)1.以下哪个是工程力学的基本概念?A.质量B.速度C.功率D.电流答案:A 质量2.以下哪个是工程力学的单位?A.米B.牛顿C.度D.秒答案:B 牛顿3.下列哪个是牛顿第一定律?A.质体静止B.速度恒定C.加速度不断变化D.物体受到力时才会运动答案:B 速度恒定4.物体所受的外力大小等于物体运动状态发生改变时的惯性力,这是牛顿的哪个定律?A.一定律B.二定律C.三定律D.四定律答案:B 二定律5.哪个是工程力学中动力学的研究对象?A.平衡结构B.静力学C.运动结构D.变形结构答案:C 运动结构第二部分:填空题(共30分,每空2分,共15空)1.牛顿的第一定律也叫_______定律。
答案:惯性定律2.________是测量物体运动速度的物理量。
答案:速度3.牛顿的第三定律也叫________定律。
答案:作用与反作用定律4._______是测量物体运动加速度的物理量。
答案:加速度5._______是测量物体质量大小的物理量。
答案:质量第三部分:简答题(共30分,每题10分,共3题)1.简述牛顿的三大定律。
答案:牛顿的第一定律是运动物体保持匀速直线运动或静止状态,直至受到外力的作用;牛顿的第二定律是物体所受的合力等于物体质量乘以加速度;牛顿的第三定律是每个作用力都有一个等大相反方向的反作用力。
2.什么是动力学学?答案:动力学是力及物体的相互作用,研究物体的运动状态和运动规律。
3.简述质量和重力的区别。
答案:质量是物体所拥有的物质量大小;重力是地球对物体的吸引力,是一种力的作用。
以上就是工程力学考试题及答案,希望可以帮助大家更好地理解和掌握工程力学知识。
祝大家考试顺利!。
工程力学试题及答案

工程力学试题及答案一、选择题(每题5分,共25分)1. 在下列力学分支中,主要研究刚体运动的规律和力的作用效应的是()A. 材料力学B. 理论力学C. 弹性力学D. 流体力学答案:B2. 在下列力系中,属于平面力系的是()A. 空间力系B. 平面汇交力系C. 平面平行力系D. 空间平行力系答案:C3. 刚体在空间中绕定点转动的运动称为()A. 平面运动B. 定轴转动C. 一般运动D. 点的运动答案:B4. 在下列静力学公理中,错误的是()A. 力的平行四边形法则B. 力的分解与合成法则C. 二力平衡公理D. 力的独立性公理答案:D5. 在下列弹性体中,属于脆性材料的是()A. 钢材B. 铸铁C. 铝材D. 塑料答案:B二、填空题(每题5分,共25分)6. 在平面力系中,力矩的量纲是______。
答案:力×长度7. 刚体绕定点转动的角速度与______成正比。
答案:转动半径8. 材料力学中,将材料内部各点的应力与应变之间的关系称为______。
答案:应力应变关系9. 在静力学中,二力平衡公理表明,作用在刚体上的两个力,如果它们的大小相等、方向相反且作用线______,则该刚体处于平衡状态。
答案:重合10. 弹性体在外力作用下,内部各点的应力与应变之间的关系遵循______。
答案:胡克定律三、判断题(每题5分,共25分)11. 刚体在空间中的运动可以分解为平动和绕定点转动。
()答案:正确12. 平面力系的平衡方程可以推广到空间力系。
()答案:错误13. 在材料力学中,胡克定律适用于弹性材料的线性范围。
()答案:正确14. 刚体绕定点转动的角速度越大,其线速度也越大。
()答案:错误15. 在静力学中,力的分解与合成法则表明,一个力可以分解为两个或多个力的合力。
()答案:错误四、计算题(每题25分,共100分)16. 如下图所示,一个质量为10kg的物体受到一个水平力F 的作用,沿着水平面运动。
工程力学试题及答案

工程力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在工程力学中,下列哪个选项不是力的基本性质?A. 可加性B. 可逆性C. 可传递性D. 可测量性答案:B2. 静摩擦力的大小与下列哪个因素有关?A. 物体的质量B. 物体的面积C. 物体的接触面粗糙程度D. 物体的运动状态答案:C3. 以下哪个不是材料力学中的基本概念?A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 动量守恒答案:D4. 根据胡克定律,弹簧的伸长量与作用力成正比,这个比例常数被称为:A. 弹性系数B. 摩擦系数C. 惯性系数D. 刚度系数答案:A5. 力的平行四边形法则适用于:A. 静力分析B. 动力分析C. 材料力学D. 流体力学答案:A6. 以下哪种情况下,物体的转动惯量会发生变化?A. 物体的质量增加B. 物体的质量分布改变C. 物体的形状改变D. 物体的转动速度增加答案:B7. 材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生永久变形的应力B. 材料的弹性极限C. 材料的断裂强度D. 材料的疲劳强度答案:A8. 根据能量守恒定律,以下哪种情况是正确的?A. 一个物体的动能可以完全转化为势能B. 一个物体的势能可以完全转化为动能C. 一个物体的动能和势能之和是恒定的D. 一个物体的动能和势能之和随时间变化答案:C9. 材料的疲劳破坏是由于:A. 材料的老化B. 材料的腐蚀C. 材料在交变应力作用下的反复变形D. 材料的过载答案:C10. 以下哪种情况下,物体的稳定性最好?A. 重心低,支撑面大B. 重心高,支撑面小C. 重心低,支撑面小D. 重心高,支撑面大答案:A二、填空题(每空1分,共10分)1. 牛顿第二定律表明,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成________。
答案:反比2. 材料的弹性模量是描述材料_______的物理量。
答案:刚性3. 静摩擦力的大小通常不超过最大静摩擦力,其大小与正压力成正比的是_______。
答案:动摩擦力4. 根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向_______。
大学工程力学试题及答案

大学工程力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪项不是材料力学中的基本假设?A. 均匀性假设B. 连续性假设C. 各向同性假设D. 各向异性假设答案:D2. 梁的弯曲应力公式为:A. σ = (M/I) * (y/R)B. σ = (M/I) * (R/y)C. σ = (M/I) * (y/R)D. σ = (M/I) * (R/y)答案:C3. 弹性模量E的单位是:A. N/mB. N/m²C. PaD. J/m³答案:C4. 以下哪种材料不属于脆性材料?A. 玻璃B. 陶瓷C. 橡胶D. 混凝土答案:C5. 根据能量守恒定律,以下说法不正确的是:A. 机械能守恒B. 能量可以无中生有C. 能量可以转化为其他形式D. 能量守恒定律适用于所有物理过程答案:B6. 静定结构与超静定结构的主要区别在于:A. 材料种类B. 受力情况C. 几何形状D. 约束数量答案:D7. 以下哪种情况不属于平面力系的平衡条件?A. 合力为零B. 合力矩为零C. 合外力为零D. 合外力矩为零答案:C8. 梁的剪力图和弯矩图可以用来确定:A. 梁的变形B. 梁的内力C. 梁的自重D. 梁的外力答案:B9. 梁的挠度与弯矩之间的关系是:A. 线性关系B. 非线性关系C. 没有关系D. 反比关系答案:B10. 以下哪种方法不适用于解决超静定结构问题?A. 弯矩分配法B. 力法C. 位移法D. 能量法答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料的弹性模量E与泊松比μ之间的关系是E = _______。
答案:2G(1+μ)2. 梁在纯弯矩作用下,其横截面上的应力分布为_______。
答案:线性分布3. 在静力平衡状态下,一个物体的合力为_______。
答案:零4. 材料力学中的胡克定律表明,在弹性范围内,材料的应力与应变之间存在_______关系。
答案:线性5. 梁的弯矩与截面的惯性矩I成_______关系。
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工程力学一、判断题:1.力对点之矩与矩心位置有关,而力偶矩则与矩心位置无关。
[ ]2.轴向拉压时无论杆件产生多大的变形,正应力与正应变成正比。
[ ]3.纯弯曲的梁,横截面上只有剪力,没有弯矩。
[ ]4.弯曲正应力在横截面上是均匀分布的。
[ ]5.集中力所在截面上,剪力图在该位置有突变,且突变的大小等于该集中力。
[ ]6.构件只要具有足够的强度,就可以安全、可靠的工作。
[ ]7.施加载荷使低碳钢试件超过屈服阶段后再卸载,材料的比例极限将会提高。
[ ]8.在集中力偶所在截面上,剪力图在该位置有突变。
[ ]9.小柔度杆应按强度问题处理。
[ ]10.应用平面任意力系的二矩式方程解平衡问题时,两矩心位置均可任意选择,无任何限制。
[ ]11.纯弯曲梁横截面上任一点,既有正应力也有剪应力。
[ ]12.最大切应力作用面上无正应力。
[ ]13.平面平行力系有3个独立的平衡方程。
[ ]14.低碳钢试件在拉断时的应力为其强度极限。
[ ]15.若在一段梁上作用着均布载荷,则该段梁的弯矩图为倾斜直线。
[ ]16.仅靠静力学平衡方程,无法求得静不定问题中的全部未知量。
[ ]17.无论杆件产生多大的变形,胡克定律都成立。
[ ]18.在集中力所在截面上,弯矩图将出现突变。
[ ]二、单项选择题:1.图1所示杆件受力,1-1、2-2、3-3截面上轴力分别是 [ ]图1A.0,4F ,3FB.-4F ,4F ,3FC.0,F ,0D.0,4F ,3F2.图2所示板和铆钉为同一材料,已知bs []2[]στ=。
为充分提高材料利用率,则铆钉的直径应该是[ ]图2A.2d δ=B.4d δ=C.4d δπ=D.8d δπ=3.光滑支承面对物体的约束力作用于接触点,其方向沿接触面的公法线 [ ]A.指向受力物体,为压力B.指向受力物体,为拉力C.背离受力物体,为压力D.背离受力物体,为拉力4.一等直拉杆在两端承受轴向拉力作用,若其一半为钢,另一半为铝,则两段的 [ ]A.应力相同,变形相同B.应力相同,变形不同C.应力不同,变形相同D.应力不同,变形不同5.铸铁试件扭转破坏是 [ ]A.沿横截面拉断B.沿45o 螺旋面拉断C.沿横截面剪断D.沿45o 螺旋面剪断6.图2跨度为l的简支梁,整个梁承受均布载荷q时,梁中点挠度是45384CqlwEI,图示简支梁跨中挠度是 [ ]图2A.45768qlEIB.45192qlEIC.451536qlEID.45384qlEI7.塑性材料冷作硬化后,材料的力学性能变化的是 [ ]A.比例极限提高,弹性模量降低B.比例极限提高,塑性降低C.比例极限不变,弹性模量不变D.比例极限不变,塑性不变8.铸铁试件轴向拉伸破坏是 [ ]A.沿横截面拉断B.沿45o斜截面拉断C.沿横截面剪断D.沿45o斜截面剪断9.各向同性假设认为,材料沿各个方向具有相同的 [ ]A.外力B.变形C.位移D.力学性质10.材料不同的两根受扭圆轴,其直径和长度均相同,在扭矩相同的情况下,它们的最大切应力和相对扭转角之间的关系正确的是 [ ]A.最大切应力相等,相对扭转角相等B.最大切应力相等,相对扭转角不相等C.最大切应力不相等,相对扭转角相等D.最大切应力不相等,相对扭转角不相等11.低碳钢试件扭转破坏是 [ ]A.沿横截面拉断B.沿45o螺旋面拉断C.沿横截面剪断D.沿45o螺旋面剪断12.整根承受均布载荷的简支梁,在跨度中间处 [ ]A.剪力最大,弯矩等于零B.剪力等于零,弯矩也等于零C.剪力等于零,弯矩为最大D.剪力最大,弯矩也最大三、填空题:1.圆轴扭转时,横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。
2.梁上作用着均布载荷,该段梁上的弯矩图为。
3.偏心压缩为的组合变形。
4.柔索的约束反力沿离开物体。
5.构件保持的能力称为稳定性。
6.图所示点的应力状态,其最大切应力是。
7.物体在外力作用下产生两种效应分别是。
8.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则杆中最大正应力为。
9.梁上作用集中力处,其剪力图在该位置有。
10.平面任意力系平衡方程的三矩式,只有满足三个矩心的条件时,才能成为力系平衡的充要条件。
11.图所示,梁最大拉应力的位置在点处。
12.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
13.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有。
14.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
15.临界应力的欧拉公式只适用于杆。
16.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。
17.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则截面C的位移为。
18.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为。
四、计算题:1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。
2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示,C为截面形心。
已知I z=60125000mm4,y C=157.5mm,材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=40MPa。
试求:①画梁的剪力图、弯矩图。
②按正应力强度条件校核梁的强度。
3.传动轴如图所示。
已知F r=2KN,F t=5KN,M=1KN·m,l=600mm,齿轮直径D=400mm,轴的[σ]=100MPa。
试求:①力偶M的大小;②作AB轴各基本变形的内力图。
③用第三强度理论设计轴AB的直径d。
4.图示外伸梁由铸铁制成,截面形状如图示。
已知I z=4500cm4,y1=7.14cm,y2=12.86cm,材料许用压应力[σc]=120MPa,许用拉应力[σt]=35MPa,a=1m。
试求:①画梁的剪力图、弯矩图。
②按正应力强度条件确定梁截荷P。
5.如图6所示,钢制直角拐轴,已知铅垂力F1,水平力F2,实心轴AB的直径d,长度l,拐臂的长度a。
试求:①作AB轴各基本变形的内力图。
②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。
6.图所示结构,载荷P=50KkN,AB杆的直径d=40mm,长度l=1000mm,两端铰支。
已知材料E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=1.12MPa,稳定安全系数n st=2.0,[σ]=140MPa。
试校核AB杆是否安全。
7.铸铁梁如图5,单位为mm,已知I z=10180cm4,材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=40MPa,试求:①画梁的剪力图、弯矩图。
②按正应力强度条件确定梁截荷P。
8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。
已知M=200GPa,μ=0.3,[σ]=140MPa。
试求:①作图示圆轴表面点的应力状态图。
②求圆轴表面点图示方向的正应变。
③按第四强度理论校核圆轴强度。
9.图所示结构中,q=20kN/m,柱的截面为圆形d=80mm,材料为Q235钢。
已知材料E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=1.12MPa,稳定安全系数n st=3.0,[σ]=140MPa。
试校核柱BC是否安全。
10.如图所示的平面桁架,在铰链H处作用了一个20kN的水平力,在铰链D处作用了一个60kN的垂直力。
求A、E处的约束力和FH杆的内力。
11.图所示圆截面杆件d=80mm,长度l=1000mm,承受轴向力F1=30kN,横向力F2=1.2kN,外力偶M=700N·m的作用,材料的许用应力[σ]=40MPa,试求:①作杆件内力图。
②按第三强度理论校核杆的强度。
12.图所示三角桁架由Q235钢制成,已知AB、AC、BC为1m,杆直径均为d=20mm,已知材料E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=1.12MPa,稳定安全系数n st=3.0。
试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。
13.槽形截面梁尺寸及受力图如图所示,AB=3m,BC=1m,z轴为截面形心轴,I z=1.73×108mm4,q=15kN/m。
材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=80MPa。
试求:①画梁的剪力图、弯矩图。
②按正应力强度条件校核梁的强度。
14.图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内,AB段为直径d=20mm的圆截面杆。
在垂直平面内F1=0.4kN,在水平面内沿z轴方向F2=0.5kN,材料的[σ]=140MPa。
试求:①作AB段各基本变形的内力图。
②按第三强度理论校核刚架AB段强度。
15.图所示由5根圆钢组成正方形结构,载荷P=50KkN,l=1000mm,杆的直径d=40mm,联结处均为铰链。
已知材料E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=1.12MPa,稳定安全系数n st=2.5,[σ]=140MPa。
试校核1杆是否安全。
(15分)16.图所示为一连续梁,已知q、a及θ,不计梁的自重,求A、B、C三处的约束力。
17.图所示直径为d的实心圆轴,受力如图示,试求:①作轴各基本变形的内力图。
②用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式。
18.如图所示,AB=800mm,AC=600mm,BC=1000mm,杆件均为等直圆杆,直径d=20mm,材料为Q235钢。
已知材料的弹性模量E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=1.12MPa。
压杆的稳定安全系数n st=3,试由CB杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。
参考答案一、判断题:1.√2.×3.×4.×5.√6.×7.√8.×9.√ 10.×11.× 12.× 13.× 14.× 15.× 16.√ 17.× 18.×二、单项选择题:1.A2.D3.A4.B5.B6.A7.B8.A9.D 10.B 11.C 12.C三、填空题:1.正2.二次抛物线3.轴向压缩与弯曲4.柔索轴线5.原有平衡状态6.100MPa7.变形效应(内效应)与运动效应(外效应) 8.5F /2A 9.突变 10.不共线 11.C 12.2τx ≤[σ] 13.突变 14.224[]στσ+≤ 15.大柔度(细长) 16.力、力偶、平衡 17.7Fa /2EA 18.斜直线四、计算题:1.解:以CB 为研究对象,建立平衡方程B ()0:=∑M FC 1010.520⨯⨯-⨯=F:0=∑y F B C 1010+-⨯=F F解得: B 7.5kN =F C 2.5kN =F以AC 为研究对象,建立平衡方程:0=∑y F A C 0-=y F FA ()0:=∑M F A C 1020M F +-⨯=解得: A 2.5kN =y F A 5kN m =-⋅M2.解:①求支座约束力,作剪力图、弯矩图B ()0:=∑M F D 102120340⨯⨯-⨯+⨯=F:0=∑y F B D 102200+-⨯-=F F解得: B 30kN =F D 10kN =F②梁的强度校核1157.5mm =y 2230157.572.5mm =-=y拉应力强度校核B 截面33B 2tmax t 12201072.51024.1MPa []6012500010--⨯⨯⨯σ===≤σ⨯z M y I C 截面 33C 1tmax t 121010157.51026.2MPa []6012500010--⨯⨯⨯σ===≤σ⨯z M y I 压应力强度校核(经分析最大压应力在B 截面)33B 1cmax c 122010157.51052.4MPa []6012500010--⨯⨯⨯σ===≤σ⨯z M y I 所以梁的强度满足要求3.解:①以整个系统为为研究对象,建立平衡方程()0:=∑x M F t 02⨯-=D F M 解得: 1kN m =⋅M (3分)②求支座约束力,作内力图由题可得:A B 1kN ==y y F F A B 2.5kN ==z z F F③由内力图可判断危险截面在C 处22222r332()[]σσ+++==≤y z M M T M T 222332() 5.1mm []πσ++∴≥=y z M M T d4.解:① 求支座约束力,作剪力图、弯矩图A ()0:M F =∑ D 22130y FP P ⨯-⨯-⨯= :0=∑y F A D 20y y F F P P +--= 解得:A 12y F P = D 52y F P =②梁的强度校核拉应力强度校核C 截面 C 22tmax t 0.5[]z zM y Pa y I I ⋅σ==≤σ 24.5kN P ∴≤ D 截面D 11tmax t []z zM y Pa y I I ⋅σ==≤σ 22.1kN P ∴≤ 压应力强度校核(经分析最大压应力在D 截面)D 22cmax c []z zM y Pa y I I ⋅σ==≤σ 42.0kN P ∴≤ 所以梁载荷22.1kN P ≤5.解:①。