合肥工业大学工程力学练习册答案512章
五 轴向拉伸与压缩
试求图示各杆横截面1-1、2-2、3-3上的轴力，并作轴
N 1= 10kN N 2= -15kN N 3= -18kN
一根中部对称开槽的直杆如图所示。试求横截面1-1和
2-2
解： 1．轴力
由截面法可求得，杆各横截面上的轴力为 P N -= 2．应力 6
3111111104201014----???-=-==A P A N σPa 175-=MPa ()6
322222
210410201014----??-?-=-==A P A N σPa 350-=MPa
一桅杆起重机如图所示。起重杆AB 的横截面是外径为
18 mm 的圆环，钢丝绳CB 的横截面面积为10 mm 2。试求起重杆和钢丝绳横截面上的应力。
解： 1．轴力
取节点B 为研究对象，受力如图所示，
0=∑X ： 045cos 30cos =++ P N
N AB BC
0=∑Y ： 030sin 45
sin =--
AB N P
由此解得： 83.2-=AB N kN ， 04.1=BC N kN 2．应力
起重杆横截面上的应力为
()
6223
1018204
1083.2-?-??-=
=πσA
N AB AB Pa 4.47-=MPa 钢丝绳横截面上的应力为
63
10
101004.1-??==A N BC BC σPa 104=
MPa 铜和钢的弹性模量分1001=GPa 和2102=E GPa 。若杆的总伸长为126.0=l ? mm ，
试求杆横截面上的应力和载荷P 。
解：
1．横截面上的应力 由题意有 ????
??+=+=
?+?=?221
1221121E l E l A E Pl A E Pl l l l σ 由此得到杆横截面上的应力为
99221110210400
10100600126
.0?+?=+
?=E l E l l σPa 9.15=MPa
2．载荷
62610404
109.15-????==π
σA P N 20=kN
200=E GPa
解：
1．最大正应力
在BC 段的任一横截面上，即
127.3MPa Pa 10204
1040623
min max =???==-π
σA N
2．杆的总伸长
mm 57.0m 1020108001040104001020010404 44
4
62362393
2221
22
2
12
1=???
?
?
???+?????=
?
??? ??+=
+
=
+=+=
----π
π
ππ???d l d l E P d E
Pl d E
Pl EA Pl EA Pl
l l l BC AB BC AB BC
AB BC AB
AB 和AC 组成如图所示。杆AC 的长度为杆AB
200=A mm 2
。两杆材料相同，许用应力160][=σMPa ，试求结构的许可载荷。
解： 由
0=∑X ： 030sin 45sin =- AC AB
N N
可以得到： AB AB AC N N N >=2，即AC 杆比AB 杆危险，故 32N 1020010160][6
6
=???==-A N AC σkN 2162
1
==AC AB N N kN
由
0=∑Y ： 030cos 45
cos =-+P N N
AC AB
可求得结构的许可荷载为 P 7.43=kN
AB 各段内的轴力。
解：
为一次超静定问题。设支座反力分别为A R 和B R ，如图所示。 由截面法求得各段轴力分别为
A AC R N =， P R N
B CD +=， B DB R N = ① 静力平衡方程为
0=∑Y ： 02=---B A
R P P R
②
变形协调方程为
0=?+?+?=?DB CD AC l l l l ③
物理方程为
EA a N l AC AC =?， EA a N l CD CD 2=?， EA
a
N l DB DB =? ④ 由①②③④联立解得：P R A 47=，P R B 45
-=
故各段的轴力为：P N AC 47=，4P N CD -=，P N DB 4
5
-=。
横梁AB 可视为刚体。杆1、2和3的横截面A 。各杆材料相同，其许用应力为][σ。试求许可载荷。
解：
为一次超静定问题。
由对称性可知，BF AD N N =，BF AD l l ?=?。 静力平衡条件：
0=∑
Y ： 0=-++P N N N BF CE AD ①
变形协调条件：
CE AD l l ?=?
即 EA
l
N EA l N CE AD 2?=
即 CE AD N N 2= ②
由①②解得：P N N N CE BF AD 5
2
2===
由AD 、
BF 杆强度条件A
P BF AD 5
2==σσ≤][σ，可得该结构的
许可载荷为
P ≤A ][2
5
σ
与许用拉应力的比值为3]
[]
[=+-σσ。各杆横截面面积均为Ａ。试求该结
构的最大许可载荷Ｆ。
解：
B 点受力如图(a )所示，由平衡条件可得：2F N =
由对称性可知，AD 、BD 、AC 、BC 四杆受拉，拉力为2F
，由
拉杆强度条件 A
F 2
=
+σ≤][+σ
可得 F ≤A ][2+σ ①
D 点受力如图(b )所示，由平衡条件可得：F N N -=-=2' CD 杆受压，压力为F ，由压杆强度条件
A
F
=
-σ≤][3][+-=σσ 可得 F ≤A ][3+σ ②
由①①可得结构的最大许可载荷为A F ][2+=σ。
工程力学试题及答案 A
《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 （ A 卷） （本试卷共4 页） 一、填空题（每空2分，共12分） ? 1、强度计算问题有三种：强度校核， ，确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗 的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为 ，它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是： 。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同，则它们的内力 。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，最大正应力是原来的 倍。 二、单项选择题（每小题5分，共15分） 1、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T ，轴内最大剪应力多大？（ ） A. 16T/πd 3 B. 32T/πd 3 C. 8T/πd 3 D. 64T/πd 3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确？（ ） A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力（ ）。 A 、与弯矩成正比 B 、与极惯性矩成反比 C 、与扭矩成正比 D 、与轴力正比 三、判断题（每小题3分，共15分） 1、平面一般力系向一点简化，可得到主失和主矩。（ ） 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。（ ） 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。（ ） 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 得分 阅卷人 得分 阅卷 得分 阅卷人
4、杆件变形的基本形式是：轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲（ ） 5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。（ ） 四、计算题（本题满分20分） 矩形截面木梁如图所示，已知P=10kN ，a =，木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横截面的高宽比为h/b =2，试：（1）画梁的弯矩图； (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题（本题满分20分） 传动轴AB 传递的功率为Nk=, 轴的转速n=360r/min.轴的直径D=3cm,d=2cm. 试：(1)计算外力偶矩及扭矩； (2)计算AC 段和BC 段轴横截面外边缘处剪应力； (3)求CB 段横截面内边缘处的剪应力。 得分 阅卷人 得分 阅卷 人
工程力学 试卷B及参考答案
《工程力学》试卷（B卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 选择题（每题4分，共20分） ）。 A、合力为零 B、合力矩为零 C、各分力对某坐标轴投影的代数和为零 D、合力和合力矩均为零 ） A、构件不发生断裂破坏 B、构件原有形式下的平衡是稳定的 C、构件具有足够的抵抗变形的能力 D、构件具有足够的承载力、刚度和稳定性 ,同一截面上各点的切应力大小( )，同一圆周上的切应大小( )。 A、完全相同 B、全不相同 C、部分相同 D、无法确定 ）是正确的。 A、材料力学的任务是研究材料的组成 B、材料力学的任务是研究各种材料的力学性能 C、材料力学的任务是在既安全又经济的原则下，为设计构件的结构提供分析计算的基 本理论和方法 D、材料力学的任务是在保证安全的原则下设计构件的结构 、若某刚体在平面一般力系作用下平衡，则此力系各分力对刚体（）之矩的代数和 必为零。 A、特定点 B、重心 C、任意点 D、坐标原点 1、5分，共36分） 、工程中遇得到的物体，大部分是非自由体，那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为 _____ ___。 、由链条、带、钢丝绳等构成的约束称为柔体约束，这种约束的特点：只能承受 ________不能承受________，约束力的方向沿________的方向。 ________效应的度量，其单位_________，用符号________表示，力 矩有正负之分，________旋转为正。
9 、平面一般力系的平衡方程的基本形式：________、________、________。 10、根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________________、________________、________________。 11、拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：________________________。 12、塑性材料在拉伸试验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：___________、___________、___________、___________。 13、构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件___________、 14、扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：______________________________________________________。 15、力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：___________、___________、__________三种常见形式。 三．判断题：（每题3分，共15分） 16、杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用，杆件一定发生地是轴向拉（压）变形。（） 17、标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标，作为材料测定力学性能指标。（） 18、当挤压面为圆柱形侧面时，挤压面的计算面积按该圆柱侧面的正投影面积算。（） 19、由于空心轴的承载能力大且节省材料，所以工程实际中的传动轴多采用空心截面。（） 20、梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点受到压应力作用，下侧各点受到拉应力作用。 （）
合肥工业大学土木学院研究生公共实验
研究生创新综合实验建设项目申报书 建设单位：土木与水利工程学院 实验名称：土木与水利综合实验 适用学院：土木与水利工程学院、资源与环境工程学院等适用专业： 电测综合实验：结构工程、固体力学、工程力学、岩土工程、 水工结构、桥梁与隧道、防灾 水力学实验：市政工程、水文学、水力学、水利水电工程 测量实验：大地测量、地理信息系统、地质工程 选课人数: 212人／2009级 项目负责人：巫绪涛 二○○九年十月
项目摘要 (简要说明项目建设的必要性、可行性及预期成效) 根据土木与水利工程学院所有研究生主要研究方向结合考虑学校其它专业的需要，本项目包括三项独立的实验项目：工程电测综合实验、水工模型测量综合实验及GPS原理与数据处理综合实验，下面分别简要介绍各项目建设的必要性、可行性及预期成果。 一、工程电测综合实验 电阻应变测量方法(电测法)是目前应用最广泛的实验应力分析方法，其适用范围非常广泛，包括静态、准动态、高速变形相关力学量测量都可以采用，且测量原理和操作过程基本相同，仅在数据采集和处理方面有区别。电测法可以较方便准确获得结构在复杂载荷作用下的实际响应，对于监测结构安全性、判定设计参数与实际情况的符合程度、验证数值模拟结果判定其准确性具有重要的作用。 对于工科学生，电测法的基本原理本科二年级就已初步掌握，涉及到后续课程内容较少，具有适用专业宽的优点。但由于一般本科学生进行电测实验主要关注的是应变测量结果与理论值的符合程度，而对于电测的实际操作过程，诸如各种应变计结构性能特点、应变计的粘贴位置选择、应变计粘贴及焊接技术、复杂测试条件的布片与接桥方案等不完全了解。因此势必影响其在工程或课题研究中正确有效地使用该技术。 土木与水利工程学院力学实验室拥有电测实验的所有设备，拥有丰富工程电测经验的师资力量，完全满足开设该实验的必要条件。工科相关专业研究生经过该实验的学习，基本能独立运用该技术进行工程结构受力分析及论文研究课题的相关工作。 初步计划实验学生数：180人/年。 二、水工模型测量综合实验 水流运动是一种非常复杂的自然现象，设计水利工程时，常常有很多问题是不能用数学分析的方法来解决的，对许多水力学现象同样不能依靠数学分析的方法来解释。通常需要通过水工模型试验进行研究。特别是在近50年来，我国先后对长江、黄河等七大水系和洞庭湖、巢湖、太湖、洪泽湖等天然水域进行了大规模的河道整治和建设工程，这些工程的规划、设计和实施均离不开水工模型试验。通过水工模型实验，不但可以解决水利工程建设中的重大工程技术难题，可
工程力学试题以及答案
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20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。 1.如图所示的平面汇交力系中，F 1=4kN ，F 2，F 3=5kN ，则该力系在两个坐标轴上的投影为( ) A.X= 12B. X=12, Y=0 D. X=-12 2.如图所示，刚架在C 点受水平力P 作用，则支座A 的约束反力N A 的方向应( ) A.沿水平方向 B.沿铅垂方向 C.沿AD 连线 D.沿BC 连线 3.如图所示，边长a=20cm 的正方形匀质薄板挖去边长b=10cm 的正方形，y 轴是薄板对称轴，则其重心的y 坐标等于( ) A.y C =1123 cm B.y C =10cm C.y C = 712 cm D.y C =5cm 4.如图所示，边长为a 的正方体的棱边AB 和CD 上作用着大小均为F 的两个方向相反的力，则二力对x 、y 、z 三轴之矩大小为 ( ) A.m x (F )=0，m y (F )=Fa ，m z (F )=0 B.m x (F )=0，m y (F )=0，m z (F )=0 C. m x (F )=Fa ，m y (F )=0，m z (F )=0 D. m x (F )=Fa ，m y (F )=Fa ，m z (F )=Fa 5.图示长度为l 的等截面圆杆在外力偶矩m 作用下的弹性变形能为U ，当杆长为2l 其它条件不变时，杆内的弹性变形能为( ) A.16U
B.8U C.4U D.2U 6.图示结构为( ) A.静定结构 B.一次超静定结构 C.二次超静定结构 D.三次超静定结构 7.工程上，通常脆性材料的延伸率为( ) A.δ<5％ B. δ<10％ C. δ<50％ D. δ<100％ 8.如图，若截面图形的z轴过形心，则该图形对z轴的( ) A.静矩不为零，惯性矩为零 B.静矩和惯性矩均为零 C.静矩和惯性矩均不为零 D.静矩为零，惯性矩不为零 9.图示结构，用积分法计算AB梁的位移时，梁的边界条件为( ) A.y A≠0 y B=0 B.y A≠0 y B≠0 C.y A=0 y B≠0 D.y A=0 y B=0 10.图示为材料和尺寸相同的两个杆件，它们受到高度分别为h和2办的重量Q的自由落体的冲击，杆1的动荷系数K d1和杆2的动荷系数K d2应为( ) A.K d2>K d1 B.K d1=1 C.K d2=1 D.K d2 《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 （A 卷）（本试卷共4 页）题号一二三四五六总分 得分 得分 阅卷人 一、填空题（每空2分，共12分） 1、强度计算问题有三种：强度校核，，确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为，它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是：。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同，则它们的内力。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，最大正应力是原来的倍。 得分 阅卷人 二、单项选择题（每小题5分，共15分） 1、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T，轴内最大剪应力多大？（） A. 16T/πd3 B. 32T/πd3 C. 8T/πd3 D. 64T/πd3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确？（） A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力（）。 A、与弯矩成正比 B、与极惯性矩成反比 C、与扭矩成正比 D、与轴力正比 得分 阅卷人 三、判断题（每小题3分，共15分） 1、平面一般力系向一点简化，可得到主失和主矩。（） 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。（ ） 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。（ ） 4、杆件变形的基本形式是：轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲（ ） 5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。（ ） 四、计算题（本题满分20分） 矩形截面木梁如图所示，已知P=10kN ，a =1.2m ，木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横截面的高宽比为h/b =2，试：（1）画梁的弯矩图； (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题（本题满分20分） 传动轴AB 传递的功率为Nk=7.5kw, 轴的转速n=360r/min.轴的直径D=3cm,d=2cm. 试：(1)计算外力偶矩 及扭矩； (2)计算AC 段和BC 段轴横截面外边缘处剪应力； (3)求CB 段横截面内边缘处的剪应力。 得分 阅卷人 得分 阅卷人 《流体力学》合肥工业大学答案 流体力学 第1章 绪论 1.1 若某种牌号的汽油的重度γ 为 7000N/m 3，求它的密度ρ。 解：由g γρ=得， 332 7000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γ ρ===g 1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3，运动黏度 ν =0.893×10-6m 2/s ，求它的动力黏度μ。 解：ρ μ=v 得，3 6 24997.0kg/m 0.89310 m /s 8.910Pa s μρν--==??=?? 1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。 解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度可计算为 1 3 du u 0.25 500s dy y 0.510 --===? 由牛顿切应力定律d d u y τμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d y u τμ-= =?? 1.4上下两个平行的圆盘，直径均为d ，间隙厚度为δ，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩T 的表达式。 题1.4图 解：圆盘不同半径处线速度 不同，速度梯度不同，摩擦力也不同，但在微小面积上可视为常量。在半径r 处，取增量dr ，微面积 ，则微面积dA 上的摩擦力dF 为 du r dF dA 2r dr dz ωμπμδ == 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT 3 2dT rdF r dr πμω δ == 积分上式则有 d 43 20 2d T dT r dr 32πμω πμωδ δ ===?? 一、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的在括号中打“×”。） 1、加减平衡力系公理一般不适用于一个变形体。（√） 2、合力一定比分力大。（×） 3、物体相对于地球静止时，它一定平衡；物体相对于地球运动时，它一定不平衡。（×） 4、约束力的作用位置在约束与被约数物体的相互接触处。（√） 5、凡是只受到两个力作用的杆件都是二力杆件。（×） 6、汇交力系中各个力的作用点为同一点。（×） 7、力偶矩的单位与力矩的单位是相同的。（√） 8、力偶不能够合成为一个力，也不能用一个力来等效替代。（√） 9、平面一般力系的主矢与简化中心无关。（√） 10、平面力系与其作用面内的两个不同点简化，有可能得到主矩相等，但力系的主矢和主矩都不为零。（×） 11、平面汇交力系中各力在任意轴上投影的代数和分别等于零，则该力系平衡。（√） 12、一个汇交力系如果不是平衡力系，则必然有合力。（√） 13、在应用平面汇交力系的平衡方程解题时，所选取的两个投影轴必须相互垂直。（×） 14、平面力系的平衡方程可以是三个彼此独立的投影式的平衡方程。（×） 15、材料力学的任务是尽可能保证构件的安全工作。（√） 16、作用在刚体上的力偶可以任意平移，而作用在变形固体上的力偶一般不能平移。（√） 17、线应变是构件中单位长度的变形量。（√） 18、若构件无位移，则其内部不会产生内力。（×） 19、用圆截面低碳钢试件做拉伸试验，试件在颈缩处被拉断，断口呈杯锥形。（√） 20、一般情况下，脆性材料的安全系数要比塑性材料取得小些。（×） 21、胡克定律只适用于弹性变形范围内。（√） 22、塑性材料的应力-应变曲线中，强化阶段的最高点所对应的应力为强度极限。（√） 23、发生剪切变形的构件都可以称为剪切构件。（×） 24、在剪切构件中，挤压变形也是一个次要的方面。（×） 25、构件的挤压面和剪切面一般是垂直的。（√） 26、针对剪切和挤压，工程中采用实用计算的方法，是为了简化计算。（×） 27、受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的外力偶矩有关，而与杆件的材料及其横截面的大小和形状无关。（√） 28、根据平面假设，圆轴扭转时，横截面变形后仍保持平面。（√） 29、轴的受力特点是受到一对大小相等、转向相同、作用面与杆的轴线垂直的力偶的作用。（×） 30、若两梁的跨度、承受载荷及支撑相同，但材料和横截面面积不同，则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。（×） 31、最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。（×） 32、控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。（×） 33、在等截面梁中，正应力绝对值的最大值必然出现在弯矩值最大的截面上。（√） 34、力偶在任一轴上投影为零，故写投影平衡方程时不必考虑力偶。（√） 工程力学期末考核试卷（带答案） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 一、判断题（每题2分，共10分） 1、若一个杆件受三力作用而处于平衡，则此三力必平行或者汇交于一点。（ ） 2、剪力以对所取的隔离体有逆时针趋势为正。（ ） 3、力偶与力矩两者的量纲相同，都是【力的单位】×【长度的单位】。（ ） 4、杆系结构中增加或拆除二元体不会改变体系的几何属性。（ ） 5、光滑接触面的约束反力可能是拉力，也可能是压力。（ ） 二、填空题（每空5分，共35分） 1、已知：矩形截面h=18cm ，b=12cm ，y=6cm ，如下图所示， 则：Z I = ， z S = 。 2、如上左图所示，一梁自由端作用1F 、 2F 两个力,则此两力对梁上O 点的力矩分别为M1= ，M2= 。 3、杆件的横截面A=1000mm 2 ，P1=3KN,P2=8KN,受力如下图所示,此杆处于平衡状态。 命题教师： 院系负责人签字： 则P 3=______________、σ1-1=_________ _，σ2-2=_________ _。 得分 阅卷人 得分 阅卷人 班 级： 姓 名： 学 号： …………………………………………密……………………………………封………………………………线………………………… 三、计算题（共55分） 1、求图示三铰刚架A,B处的支座反力。（15分） 2、P1=30kN，P2 =10kN , AC段的横截面面积A AC=500mm2,CD段的横截面面积 A CD=200mm2，弹性模量E=200GPa。试作轴力图，并求杆端D的位移量。（15分） 得分阅卷人 合肥工业大学工程力学专业研究生培养方案 1. 所属学院：土木水利工程学院学科、专业代码： 080104 获得授权时间：1986 2．学科、专业简介 本学科点研究工程中所提出的力学问题，建立工程结构分析的力学模型以及工程科学中的数值分析方法，将力学与工程结合起来，面向国民经济建设的主战场。工程力学专业主要以土木工程为背景，从中提炼并解决工程力学问题，服务于土木工程教学与科研，培养高层次的应用力学人才。 本专业主要以工程结构稳定与振动、智能结构计算理论与方法、工程结构振动控制、工程结构非线性静动力分析与工程结构抗震研究为特色，已经具备了一支高素质、高学术水平、结构合理的学术队伍，拥有国内一流试验设备的工程结构中心实验室。本学科点曾完成和正在进行多项国家自然科学基金和部基金项目的研究。多次获省部级奖，在国内外学术界有一定的影响。 本专业与安徽省交通土建、建筑工程以及相关工程行业有着十分密切的联系，在经济建设和基础设施建设中起着重要的基础性作用。近年来，本专业积极为安徽省经济建设主战场服务，将科研成果直接应用于工程实际中去，承担了大量高等级道路、桥梁工程、房屋结构等方面的基础性科研、咨询、监测监控和鉴定等工作。 3. 培养目标 （1）较好地掌握马克思主义基本理论，树立爱国主义和集体主义思想，遵纪守法，具有良好的道德品质、人文素养、学术修养及社会责任心；具有开拓进取、严谨求实的科研作风，能积极为社会主义现代化建设服务。 （2）掌握本学科坚实的基础理论和系统的专业知识，能熟练阅读、翻译外文资料的能力,具有从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力。掌握本学科理论与技术研究的最新发展动态，具有良好的科学素养、宽广的国际视野、团队合作精神，初步具有解决重大工程技术问题的能力。 4. 主要研究方向 （1）工程结构分析与计算机仿真 （2）大跨度桥梁的施工控制与仿真分析 （3）智能结构与结构振动控制 （4）复合材料结构力学及其在工程的应用 5. 学制及学分 学制2.5年；课程规定总学分为28-32学分，学位课程学分为16-18学分。跨专业及同等学力考生须补修本专业本科阶段至少2门主干课程，不计学分。 6．课程设置方案： 工程力学专业硕士研究生课程设置一览表 三、判断题 1．液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（○） 2．液体流动时，其流量连续性方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。（×）3．理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换，但其总和不变。（○） 4．雷诺数是判断层流和紊流的判据。（×） 5．薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。（○） 6．流经缝隙的流量随缝隙值的增加而成倍增加。（×） 7．流量可改变的液压泵称为变量泵。（×） 8．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（×） 9．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。（○） 10．配流轴式径向柱塞泵的排量q 与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量。（○） 11．双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。（○） 12．双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内环。（×）13．液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生变化。（○）14．齿轮泵多采用变位齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象。（×） 15．液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。（×） 16．因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量。（○） 17．双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。（×）18．滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者不仅密封性能好而且开启时无死区。（○）19．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量（○） 20．单向阀可以用来作背压阀。（○） 21．同一规格的电磁换向阀机能不同，可靠换向的最大压力和最大流量不同。（○）22．因电磁吸力有限，对液动力较大的大流量换向阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。（○） 23．串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定的工作压力。（×）24．增速缸和增压缸都是柱塞缸与活塞缸组成的复合形式的执行元件。（×） 25．变量泵容积调速回路的速度刚性受负载变化影响的原因与定量泵节流调速回路有根本的不同，负载转矩增大泵和马达的泄漏增加，致使马达转速下降。（○） 26．采用调速阀的定量泵节流调速回路，无论负载如何变化始终能保证执行元件运动速度稳定。（×） 27．旁通型调速阀（溢流节流阀）只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可安装在执行元件的回油路和旁油路上。（○） 29．在变量泵—变量马达闭式回路中，辅助泵的功用在于补充泵和马达的泄漏。（×）30．因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。（○）31．同步运动分速度同步和位置同步，位置同步必定速度同步；而速度同步未必位置同步。 （○） 32．压力控制的顺序动作回路中，顺序阀和压力继电器的调定压力应为执行元件前一动作的最高压力。（×） 页脚内容 2012/2013学年第 1 学期考试试卷( A )卷 课程名称 工程力学 适用专业/年级 本卷共 6 页，考试方式 闭卷笔试 考试时间 120 分钟 一、 判断题（共10分，每题1分） 1. 实际挤压应力在挤压面上是均匀分布的。 ( ) 2. 纯弯曲梁的横截面上只有正应力。 ( ) 3. 横截面面积相等，实心轴的承载能力大于空心轴。 ( ) 4. 力偶在任意坐标轴上的投影恒等于零。 ( ) 5. 梁发生弯曲变形，挠度越大的截面，其转角也越大。 ( ) 6. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。 ( ) 7. 当低碳钢试件的试验应力 p σσ<时，试件将产生局部颈缩。 ( ) 8. 圆轴扭转时其切应力的最大值仅可能出现在横截面的外边缘。 ( ) 9. 作用力与反作用力不是一对平衡力。 ( ) 10. 临界应力越小的受压杆，其稳定性越好。 ( ) 二、单项选择题（共20分，每题2分） 1. 下右图中杆AB 的变形类型是 。 A ．弯曲变形 B ．拉（压）弯组合变形 页脚内容 C ．弯扭组合变形 D ．拉（压）扭组合变形 2. 下图矩形截面梁受F 和Me 作用，Me =Fl 。则以下结论中错误的是 。 A ．0A σ= B ．0B σ= C ．0D σ= D ．0E σ= 3. 力偶对物体的运动效应为 。 A ．只能使物体平动 B ．只能使物体转动 C ．既能使物体平动又能使物体转动 D ．它与力对物体的运动效应有时相同，有时不同 4. 关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力是 。 A ．比例极限p σ B ．屈服极限s σ C ．强度极限b σ D ．许用应力[σ] 5．在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高 能力。 A ．螺栓的抗拉伸 B ．螺栓的抗剪切 C ．螺栓的抗挤压 D ．平板的抗挤压 6. 若实心圆轴①和空心圆轴②的材料、横截面积、长度和所受扭矩均相同，则两轴的最大扭转角之间的关系为 。 A ．φ1<φ2 B ．φ1=φ2 C ．φ1>φ2 D ．无法比较 7. 低碳钢试件扭转破坏形式是 。 A ．沿横截面拉断 B ．沿横截面剪断 C ．沿450螺旋面拉断 D ． 沿450螺旋面剪断 合肥工业大学工程力学资料 工程力学公式： 1、轴向拉压杆件截面正应力N F A σ= ，强度校核m ax []σ σ≤ 2、轴向拉压杆件变形N i i i F l l E A ?=∑ 3、伸长率：1100% l l l δ -=?断面收缩率：1 100% A A A ψ-=? 4、胡克定律：E σ ε =，泊松比：'ευε=-，剪切胡克定律：G τ γ = 5、扭转切应力表达式：T I ρ ρ τ ρ = ，最大切应力：m ax P P T T R I W τ= = ， 4 4 (1)32 P d I πα= -，3 4 (1) 16 P d W πα= -，强度校核：m ax m ax []P T W τ τ= ≤ 6、单位扭转角：P d T dx G I ?θ = = ，刚度校核：m ax m ax []P T G I θ θ= ≤，长度为 l 的一段轴两截面之间的相对扭转角P T l G I ?= ，扭转外力偶的计 算公式：()(/m in) 9549 K W r p M e n = 7、薄壁圆管的扭转切应力：2 2T R τπδ = 8、平面应力状态下斜截面应力的一般公式： cos 2sin 22 2 x y x y x ασσσσσατα +-= + -，sin 2cos 22 x y x α σστατα -= + 9、平面应力状态三个主应力： 22 '( )2 2 x y x y x σσ σσ στ+-= ++，22 ''( )2 2 x y x y x σσ σσ στ+-= -+，'''0σ= 最大切应力22 m ax ''' ( )2 2 x y x σσσστ τ--=± =±+，最大正应力方位 02tan 2x x y τασσ =- - 10、第三和第四强度理论：22 3 4r σστ =+，22 4 3r σ στ =+ 11、平面弯曲杆件正应力：Z M y I σ= ，截面上下对称时，Z M W σ = 矩形的惯性矩表达式： 3 12 Z bh I = 圆形的惯性矩表达式： 4 4 (1)64 Z d I πα= - 矩形的抗扭截面系数：2 6 Z bh W = ，圆形的抗扭截面系数： 3 4 (1)32 Z d W πα= - 13、平面弯曲杆件横截面上的最大切应力：m ax m ax *S z S Z F S F K bI A τ = = 14、平面弯曲杆件的强度校核：（1）弯曲正应力max [] t t σ σ≤， m ax []c c σσ≤ （2）弯曲切应力m ax []ττ≤（3）第三类危险点：第三和第四强度 理论 15、平面弯曲杆件刚度校核：叠加法 m ax [ ]w w l l ≤，m ax []θθ≤ 16、（1）轴向载荷与横向载荷联合作用强度： m ax m ax m in ()N Z F M A W σσ= ± （2）偏心拉伸(偏心压缩)：m ax m in ()N Z F F A W δσ σ=± （3）弯扭变形杆件的强度计算： 合肥工业大学流体力学专业研究生培养方案 1.所属学院：土木与水利工程学院学科、专业代码: 080103 获得授权时间:2011年 2．学科、专业简介 流体力学主要研究流体本身的静止状态和运动状态，其在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。毕业生可以在政府、建筑开发、施工、设计、科研单位、管理等部门得到相应的工作机会，也可以从事设计、施工、管理、研究等工作。 3. 培养目标 1. 热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理；具有为社会主义现代化建设服务、为人民服务的思想觉悟，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有敬业爱岗、艰苦求实、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。 2. 了解流体力学领域发展前沿和动态，在流体力学领域内具有坚实的理论基础、系统的专业知识和较熟练的实验技能。 3. 懂得社会主义民主和法制，遵纪守法，举止文明，有“勤奋、严谨、求实、创新”的良好作风，具有较好的文化素养和心理素质以及一定的美学修养。 4. 比较系统地掌握本专业所必需的自然科学基础和技术科学基础的理论知识，具有一定的专业知识，对本专业学科范围内的科学技术新发展及其新动向有一定的了解。 5. 受到工程设计方法和科学研究方法的训练，具备本专业所必需的运算、实验、测试、计算机应用等技能以及一定的基本工艺操作技能。 6. 有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力以及具有较强开拓创新的精神，具备一定的社会活动能力、从事本专业业务工作的能力和适应相邻专业业务工作的基本素质。 7. 较为熟练的掌握一门外国语，能够地阅读本专业的外文资料。 8. 具有较强的使用信息技术的能力，能够将现代信息技术熟练运用于学习、工作和社会实践活动。 《工程力学A （Ⅱ）》试卷（答题时间100分钟） 班级 姓名 班级序号 一、单项选择题（共10道小题，每小题4分，共40分） 1．关于下列结论的正确性： ①同一截面上正应力 σ 与切应力 τ 必相互垂直。 ②同一截面上各点的正应力 σ 必定大小相等，方向相同。 ③同一截面上各点的切应力 τ 必相互平行。 现有四种答案： A ．1对； B ．1、2对； C ．1、3对； D ． 2、3对。 正确答案是： 。 2．铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？ A ．切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向； B ．切应力造成，破坏断面在横截面； C ．正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向； D ．正应力造成，破坏断面在横截面。 正确答案是： 。 3．截面上内力的大小： A ．与截面的尺寸和形状有关； B ．与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； C ．与截面的尺寸和形状无关； Ｄ．与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 正确答案是： 。 4．一内外径之比为D d /=α的空心圆轴，当两端承受扭转力偶时，横截面上的最大切应力为τ，则内圆周处的切应力为 A ．τ B ．ατ Ｃ．τα)1(3- Ｄ．τα)1(4- 正确答案是： 。 9．图示矩形截面拉杆，中间开有深度为 2 h 的缺口，与不开口的拉杆相比，开口处最 A．2倍； B．4倍； C．8倍； D．16倍。 正确答案是：。 10.两根细长压杆的横截面面积相同，截面形状分别为圆形和正方形，则圆形截面压 试用叠加法求图示悬臂梁自由端截面B 的转角和挠度，梁弯曲刚度EI 为常量。 2F a a A B C Fa 四、计算题（本题满分10分） 已知材料的弹性模量 GPa E 200=，泊松比25.0=ν，单元体的应力情况如图所示，试求该点的三个主应力、最大切应力及沿最大主应力方向的主应变值。 MPa 一．最新工程力学期末考试题及答案 1．(5分) 两根细长杆，直径、约束均相同，但材料不同，且E1=2E2则两杆临界应力的关系有四种答案: (A)(σcr)1=(σcr)2；(B)(σcr)1=2(σcr)2； (C)(σcr)1=(σcr)2/2；(D)(σcr)1=3(σcr)2. 正确答案是. 2．(5分) 已知平面图形的形心为C，面积为A，对z轴的惯性矩为I z，则图形对z1轴的惯性矩有四种答案: (A)I z+b2A；(B)I z+(a+b)2A； (C)I z+(a2-b2)A；(D)I z+(b2-a2)A. 正确答案是. z z C z 1 二．填空题（共10分） 1．(5分) 铆接头的连接板厚度t=d，则铆钉剪应力τ=，挤压应力σbs=. P/2 P P/2 2．(5分) 试根据载荷及支座情况，写出由积分法求解时，积分常数的数目及确定积分常数的条件. 积分常数 个， 支承条件 . A D P 三．(15分) 图示结构中，①、②、③三杆材料相同，截面相同，弹性模量均为E ，杆的截面面积为A ，杆的长度如图示.横杆CD 为刚体，载荷P 作用位置如图示.求①、②、③杆所受的轴力. ￠ù C D 四．(15分) 实心轴与空心轴通过牙嵌离合器相连接，已知轴的转速n=100r/min，传递的功率N=10KW，[τ]=80MPa.试确定实心轴的直径d和空心轴的内外直径d1和D1.已知α=d1/D1=0.6. D 1 五．(15分) 作梁的Q、M图. qa2/2 六．(15分) 图示为一铸铁梁，P 1=9kN ，P 2=4kN ，许用拉应力[σt ]=30MPa ，许用压应力[σc ]=60MPa ，I y =7.63?10-6m 4，试校核此梁的强度. P 1 P 2 80 20 120 20 52 (μ ￥??:mm) 成功是必须的 一、填空题（每空2分，共10分） 1. 圆管层流的沿程阻力系数仅与 有关， 而和 无关。 2. 不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是 3. 1=M 即气流速度与 相等，此时称气体处于 临界状态。 4 并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 。 二、选择题（每题2分，共20分） 1．下列力中 不是质量力。 （A ）表面力 （B ）流体做等加速直线运动时的惯性力 （C ）重力 （D ）流体做等角速旋转运动时的惯性力 2．静止流体中任意一点的压强的大小与 无关。 （A ）点的位置 （B ）作用面的方向 （C ）流体的种类 （D ）重力加速度 3．流体静止时不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必须是沿着作用面的 方向。 （A ）内法线 （B ）切线 （C ）外法线 （D ）任意 4．相对压强是指该点的绝对气压与_______ 的差值。 （A ）标准大气压 （B ）当地大气压 （C ）真空压强 （D ）工程大气压 5．水平管道的截面逐渐缩小，管内水流的压强 。 (A) 逐渐变大 (B) 逐渐变小 (C) 不改变 (D) 没有变化规律 6．粘性流体总水头线沿程的变化是 。 （A ）沿程下降 （B ）沿程上升 （C ）保持水平 （D ）前三种情况都有可能 7．如果_______，则沿程损失系数λ不受壁面粗糙度的影响。 (A) 雷诺数足够大 (B) 在紊流光滑区 (C) 在紊流过渡区 (D) 速度足够大 8. 紊流惯性切应力2τ等于（ ） (A)y x u u ρ (B)－y x u u ρ (C)''y x u u (D)''-y x u u 9. 在( )中，流线与迹线线重合。 (A)层流 (B)非均匀流 (C)恒定流 (D)缓流 理论力学习题册解答 1 第一篇静力学 一、受力图 出下列指定物体的受力图。 (a) 杆AB (d) 杆AC, 杆AB, 销C q (c) 杆AB A q AC, 杆BC, 销C B F (d) AB , BCD , DEF 理论力学习题册解答 3 二、平面汇交力系 如图所示图中方格的边长 为1cm ，求力系的合力。 [解] 由解析法有 N X R X 3.549cos 800cos 750450cos 500cos 10004321=+---==∑θθθθ N Y R Y 8.382sin 800sin 750sin 500sin 00014321-=--+==∑θθθθ 所以合力R 大小为： N R R R Y X 5.66922=+= R 方向为： 2534'?-==X Y R R arctg α P=20KN ，用绳子挂在支架的滑轮B 上，绳子的另一端接在绞车D 上，如 图所示，转动绞车物体便能升起。设滑轮的大小及其中的摩擦略去不计，A 、B 、C 三处均为铰链连接。当物体处于平衡态时，试求拉杆AB 和支杆CB 所受的力。 [解] 取滑轮B 为研究对象,受力如图所示,列平衡方程： 030sin 30cos :0=?-?--=∑ T F F X CB AB ∑=?--?-=030cos 30sin :0T P F Y CB P T = 联立上述方程可解得： （压） 拉）;64.74(;64.54KN F KN F CB AB -== A 、 B 的约束反力。 [解] (a) AB 梁受力如图： (b) 构件受力如图： ∑=-+?=02415, 0AB R m A i ∑=-??=045sin ,0Pa l R m A i 解得： KN R R B A 5.1== 解得： ;2λ Pa R R B A == 四连杆机构OABO 1，在图示位置平衡，已知OA =40cm ，O 1B =60cm ，作用在曲 柄OA 上的力偶矩大小为m 2=1NM,不计杆重,求力偶矩m 1的大小及连杆AB 所受的力。 [解] AB 为二力杆，受力如图： ① 以AO 1杆为对象， ∑ =-???=030sin :02m OA F m A i 可解得： ;5N F A = 即 ;5N F B = ② BO 1杆受力如图, ∑=+?-=0:011m BO F m B i 解得： m 1 = 3 Nm F A A B F B O B 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20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。 1.如图所示的平面汇交力系中，F1=4kN，F22，F3=5kN，则该力系在两个坐标轴上的投影为( ) A.X=1 2 534 - B. X=1 2 , Y=0 453 - D. X=-1 2 534 - 2.如图所示，刚架在C点受水平力P作用，则支座A的约束反力N A的方向应( ) A.沿水平方向 B.沿铅垂方向 C.沿AD连线 D.沿BC连线 3.如图所示，边长a=20cm的正方形匀质薄板挖去边长b=10cm的正方形，y轴是薄板对称轴，则其重心的y坐标等于( ) A.y C=112 3 cm B.y C=10cm C.y C= 71 2 cm D.y C=5cm 4.如图所示，边长为a的正方体的棱边AB和CD上作用着大小均为F的两个方向相反的力，则二力对x、y、z三轴之矩大小为( ) A.m x(F)=0，m y(F)=Fa，m z(F)=0 B.m x(F)=0，m y(F)=0，m z(F)=0 C. m x(F)=Fa，m y(F)=0，m z(F)=0 D. m x(F)=Fa，m y(F)=Fa，m z(F)=Fa 5.图示长度为l的等截面圆杆在外力偶矩m作用下的弹性变形能为U，当杆长为2l其它条件不变时，杆内的弹性变形能为( ) A.16U B.8U C.4U D.2U 6.图示结构为( ) A.静定结构 B.一次超静定结构 C.二次超静定结构 D.三次超静定结构 7.工程上，通常脆性材料的延伸率为( ) A.δ<5％ B. δ<10％ C. δ<50％ D. δ<100％ 8.如图，若截面图形的z轴过形心，则该图形对z轴的( ) A.静矩不为零，惯性矩为零 B.静矩和惯性矩均为零 C.静矩和惯性矩均不为零 D.静矩为零，惯性矩不为零 9.图示结构，用积分法计算AB梁的位移时，梁的边界条件为( ) A.y A≠0 y B=0 B.y A≠0 y B≠0 C.y A=0 y B≠0 D.y A=0 y B=0 10.图示为材料和尺寸相同的两个杆件，它们受到高度分别为h和2办的重量Q的自由落体的冲击，杆1的动荷系数K d1和杆2的动荷系数K d2应为( ) A.K d2>K d1 B.K d1=1 C.K d2=1 D.K d2最新工程力学试题及答案-A
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