当前位置：文档库 › 工程力学2样卷

工程力学2样卷

北京印刷学院

《工程力学（2）》期末考试样卷

一、判断题（正确的打√，错误打×）（共5分，每小题1分）1．( )作用于杆件上的两个外力等值、反向、共线，则杆件受轴向拉伸或压缩。2．( ) 进行挤压实用计算时，所取的挤压面面积就是挤压接触面的正投影面积。3．( )两根材料相同、抗弯刚度相同的悬臂梁I、II如图示，II梁的最大挠度是I梁的4倍。

4.(

)图中应力圆a、b表示的应力状态分别为二向应力状态、单向拉应力状态。

5. （）采用高强度钢材代替普通钢材来制作细长的压杆，可大大提高压杆的承载能力。

二、选择题（每题2分，共10分）

1．一等直拉杆在两端受到拉力作用，若拉杆的一半为钢，另一半为铝，则两段的。

A．应力相同，变形相同B．应力不同，变形不同

C．应力不同，变形相同D．应力相同，变形不同

2．图示两块相同的板由四个相同的铆钉铆接，若采用图示两种铆钉连接方式，则两种情况下板的。

A．最大拉应力相等，挤压应力不等B．最大拉应力不等，挤压应力相等C．最大拉应力和挤压应力都相等D．最大拉应力相等和挤压应力都不相等3．图示梁AB，若材料为铸铁时，应选截面比较合理。

4．图示梁上a点的单元体有下列四种答案，正确的是。

5．如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数

A B

d V

B C

d V

C B

d V

D B

d V

三、填空题（共10分，每小题2分）

1．铸铁短柱受轴向压缩而破坏时，是沿截面破坏的，它是由应力造成的。铸铁圆杆受扭破坏时，是沿截面破坏的，它是由应力造成的。

2．图示梁的ABCD四点中，单向应力状态的点是_ ____，纯剪切应力状态的点是_______，在任何截面上应力均为零的点是____________。

题2图题3图

3．如图所示等截面梁，AC段的挠曲线方程为

M x

=-，则该段的转角方程

为；截面C处的转角和挠度分别为

和。

4．图示交变应力的循环特征r= 、平均应力m

s= MPa；应力幅值a

s= MPa。

5．图中所示的T 形截面梁，若已知A-A 截面上、下表面沿x 方向的线应变分别为

0.00040.000εε=-=

下上，，则此截面上、下表面的正应力比值

为；中性轴位置y c 与截面高h 之间的关系为c y ＝ h 。

四、简答题（每题7分，共28分）

1．对低碳钢试件进行拉伸试验，画出应力应变曲线,写出四个阶段，并标出各个阶段对应应力。

（附加题）若测得弹性模量E =200GPa ，屈服极限σs =235MPa 。当试件横截面上正应力σ=300MPa 时，测得轴向线应变ε=4.0×10-3，然后把荷载卸为零，则试件的轴向塑性线应变为多少？

2. 某传动轴由电机带动，如图所示。已知轴的转速为n = 100r/min ，轮1 为主动轮，输入功率P1 = 50kW，轮2、轮3 与轮4 为从动轮，输入功率分别为P2 =10kW、P3=P4=20kW。

(1) 试画出轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩。

(2) 若将轮1 和轮3的位置对调，轴的最大扭矩为多少，对轴的受力是否有利。

3．已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试用解析法求

（1）主应力及主平面，并画出正应力单元体；

（2）面内最大切应力。

解 (1)求平面内两个主应力

max min 2372030 MPa 272x y

s s s s +=-+=

三个主应力分别为

137MPa s =， 20s =， 327MPa s =-

(2)求主平面方位角0α

02220

tan 20.820

x y

t αs s ?=-

=---

00238.6619.33αα==，，主应力单元体如图8-3所示，1s 在xy t 箭头所指的象限。

4．图(a)所示钢梁受线性分布载荷作用，已知E =200GPa

，I =2.5×10-5m 4，试求A 点挠度w A 。

解加单位力如图(b)。

3()2

()233

q x x M x x x =-

??=- ()M x x =-

图8-3

kN/m 200=q

(b)

043

9512125()()d 10315

1251020010 2.51030.0833m 83.3mm()A w x x x EI EI -?=--=????=????==↓?

三、计算题（共48分）

1.（15分）平行杆系中的杆1、杆2、杆3悬吊着刚性横梁AB 如图所示，刚性梁的左端与墙壁铰接。在横梁上作用有荷载G 。设杆1、2、3的截面积、长度、弹性模量均相同，分别为A 、l 、E 。试求三根杆的轴力N 1、N 2、N 3。

解：设在荷载G 作用下，三根杆件均受拉，画受力图（2分）

N N x

(1) 平衡方程

0X ∑= 0x F =

0Y ∑= 123N N N G ++=

0a a 20c 21=?+?=∑N N M ，（a ）（4分）

（2）变形分别为

123

123 , , N l N l N l l l l EA EA EA ?=?=?= （2分） 1

l ?2

l ?3

l ?A

B C

变形协调方程： 1322l l l ?+?=? (b) （3分）

则：1322N N N += (c) （2分）（3）联立求解

123N N N G ++= 1220N a N a ?+?= 1322N N N +=

1235,,636

G G G

N N N =-

（2分）

2. （18分）如图所示，左轮沿切线作用水平向前F 1=6kN ，右轮沿切线作用铅垂向上F 2，a =0.4m ，D 1

=0.4m ，D 2=0.6m ，轴的材料许用应力[σ]=100MPa ，F 1=6kN 。试按第三强度理论设计合理的d 。

解：

内力：m

.kN 6.10

m .kN 4.2m .kN 2.12kN

4211

e 2========

==a F M M M a F M D F T M F Bz By Az Ay （6分）

内力图（4分）危险截面A （2分）

强度：

[]

06490.032323

223

3r =+≥≤+=

s πs πs T

M d T M d y A y A （6分）

3．（15分）图示托架中圆截面AB 杆的直径mm d 40=，长度mm l 800=，两端可视为铰支，材料为

235钢，许用稳定安全因数2=st n ，中柔度杆的临界应力计

算公式为λs 14.1310-=cr MPa ，100=p λ，600=λ，求：（1）AB 杆的临界载荷cr F ；（2）若已知工作载荷kN F 70=，判定托架是否安全。

解：（1）求AB 杆的临界载荷

AB 杆的柔度 mm d

i 104

== （1分）

8010

800===i l μλ （2分）

p λλ<，AB 杆为中柔度杆（2分）

MPa cr 8.2188014.131014.1310=?-=-=λs （2分） AB 杆的临界载荷为

kN mm N A F cr cr 8.2744

40/8.21822

=??==πs （2分）（2）判定托架是否安全

cos =α，

∑=0c m ，αsin 600900??=?AB F F kN F F AB 8.158900==? （2分）

kN n F F st cr st 4.1372

.274][===

（2分） ][st AB F F >所以托架不安全（2分）

一、判断题（正确的打√，错误打×） ×，√，√，×，×

二、选择题（共10分，每小题2分）

1． D ；2．B ；3．C ； 4． C ；5 A 。

三、填空题（共10分，每小题2分）

1．45?斜；切；45?斜；拉。 2. AB ；D ；C 。

3．EI x M 0-=θ EI a M w c 220-= EI a

M 0-=θ

4．0；20；20 。

5． -2/1 ； 2/3。

四、简答题（共28分，每小题7分）

1．对低碳钢试件进行拉伸试验，画出应力应变曲线,写出四个阶段，并标出各个阶段对应应力。

（图3分，标注4分） 2.825x 10-3（4分）

2. 某传动轴由电机带动，如图所示。已知轴的转速为n = 100r/min ，轮1 为主动轮，输入功率P 1 = 50kW ，轮2、轮3 与轮4 为从动轮，输入功率分别为P 2 =10kW 、P 3=P 4=20kW 。

(1) 试画出轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩。 (2) 若将轮1 和轮3的位置对调，轴的最大扭矩为多少，对轴的受力是否有利。

解：（1）计算外力扭矩

n p M M Nm n p M Nm n p M 1910100

95509550955100

1095509550477510050

95509550

3432211=?====?===?== （2分）计算内力扭矩,画扭矩图（3分）

M T Nm M T Nm

M T 19103820955443231221====-==---

（2）若将轮1 和轮3的位置对调，轴的最大扭矩为2865，对轴的受力有利。（2分）

工程力学课后习题答案(20200124234341)

《工程力学》复习资料 1．画出（各部分）的受力图（1）（2）（3） 2．力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD 相平行，两者之间的距离为h，试求力F对O点的矩的矢量表达式。

解：依题意可得： cos cos F F x sin cos F F y sin F F z 其中3 3sin 3 6cos 45 点坐标为： h l l ,,则 3 ) ()(33 33 33 3j i h l F k F j F i F F M 3．如图所示力系由 F 1，F 2，F 3，F 4和F 5组成，其作用线分别沿六面体棱边。已知：的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ，OA=OC/2=1.2m 。试求力系的简化结果。解：各力向O 点简化 0.0.0 .523143C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55 kN F F Ry 102kN F F F F RZ 54 3 1 即主矢量为: k j i 5105合力的作用线方程 Z y X 24．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。

取CD 段0 ci M 0 212 ql l F D 解得 kN F D 5取整体来研究，0iy F 0 2D B Ay F l q F F 0ix F 0 Ax F 0 iA M 0 32l F l ql l F D B 联合以上各式，解得 kN F F Ay A 10kN F B 255．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m ，ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。（5+5=10分）取BC 段0iy F 0 cos 2C B F l q F 0ix F 0 sin C Bx F F 0 ic M 0 22l l q l F By

工程力学答案整理

思考题 1．试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能量的转移还伴有能量形式的转换。能量平衡分析 1-1夏天的早晨，一个大学生离开宿舍时的温度为20℃。他希望晚上回到房间时的温度能够低一些，于是早上离开时紧闭门窗，并打开了一个功率为15W 的电风扇，该房间的长、宽、高分别为5m 、3m 、2.5m 。如果该大学生10h 以后回来，试估算房间的平均温度是多少？解：因关闭门窗户后，相当于隔绝了房间内外的热交换，但是电风扇要在房间内做工产生热量：为J 5400003600 1015＝??全部被房间的空气吸收而升温，空气在20℃时的比热为：1.005KJ/Kg.K,密度为1.205Kg/m 3 ,所以89.11005.1205.15.235105400003 =?????=?-t 当他回来时房间的温度近似为32℃。 1-9 一砖墙的表面积为122 m ，厚为260mm ，平均导热系数为1.5W/（m.K ）。设面向室内的表面温度为25℃，而外表面温度为-5℃，试确定次砖墙向外界散失的热量。解：根据傅立叶定律有： W t A 9.207626.05 )(25125.1=--? ?=?=Φδλ 1-10 一炉子的炉墙厚13cm ，总面积为202 m ，平均导热系数为1.04w/m.k ，内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg ，问每天因热损失要用掉多少千克煤？解：根据傅利叶公式 KW t A Q 2.7513.0) 50520(2004.1=-??=?= δλ 每天用煤 d Kg /9.3101009.22 .753600244 =??? 1-11 夏天，阳光照耀在一厚度为40mm 的用层压板制成的木门外表面上，用热流计测得木门内表面热流密度为15W/m 2。外变面温度为40℃，内表面温度为30℃。试估算此木门在厚度方向上的导热系数。解： δλ t q ?=，)./(06.0304004 .015K m W t q =-?=?= δλ 1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度t w =69℃，空气温度t f =20℃，管子外径 d=14mm ，加热段长 80mm ，输入加热段的功率8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？解：根据牛顿冷却公式 ()f w t t rlh q -=π2 所以 () f w t t d q h -= π＝49.33W/(m 2.k) 1-13 对置于水中的不锈钢束采用电加热的方法进行压力为1.013Pa 5 10?的饱和水沸腾换热实验。测得加热功率为50W ，不锈钢管束外径为4mm ，加热段长10mm ，表面平均温度为109℃。试计算此时沸腾换热的表面传热系数。

工程力学课后习题答案主编佘斌

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN ?m ，长度单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x

2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究CABD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0 x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知均布载荷集度q=10 kN/m ，力偶M=40 kN ?m ，a=2 m ，不计梁重，试求支座A 、B 、D 的约束力和铰链C 所受的力。解：(1) 研究CD 杆，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选坐标系Cxy ，列出平衡方程； 0()0: -20 5 kN a C D D M F q dx x M F a F =??+-?==∑? 0: 0 25 kN a y C D C F F q dx F F =-?-==∑? (3) 研究ABC 杆，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D a M q a a a C D M q a a F C F D x dx qdx y x y x A B C a q a F ’C F A F B x dx qdx

工程力学作业参考答案

《工程力学》作业1参考答案说明：本次作业对应于文字教材第0—3章，应按相应教学进度完成。一、单项选择题（每小题2分，共30分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。选、错选或多选者，该题无分。 1. 三刚片组成几何不变体系的规则是（B ） A三链杆相连，不平行也不相交于一点 B三铰两两相连，三铰不在一直线上 C三铰三链杆相连，杆不通过铰 D 一铰一链杆相连，杆不通过铰 2. 在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（ C ） A可变体系 B瞬变体系 C无多余约束的几何不变体系 D有多余约束的几何不变体系 3. 图示体系为（D ）。 A瞬变体系 B常变体系 C有多余约束的几何不变体系 D无多余约束的几何不变体系 4. 下图所示平面杆件体系是何种杆件体系（ A常变 B瞬变 C不变且无多余联系 D不变且有一个多余联系

5?图示桁架有几根零杆（ D ） A 0 B 2

6?图1所示结构的弯矩图形状应为（ A ） 7 A |C B 1 |F P A a __ a I a 予 r* ---------------- C F p a （下拉）； D F p a （下拉） 4 2 &图示刚架杆端弯矩 M BA 等于（A ） A 5kN 20kN ? m 5kN 2m A Fpa （上拉）； 4 B 旦a （上拉） 2 （左侧受拉）（右侧受拉）（左侧受 30kN - m 30kN - m 10kN - m 10kN - m

9?下图所示伸出梁弯矩图的正确形状为（ C ) CL A|B1 * C' 一/ C1 4 1D 1 .1—9右 A m （上侧受拉） B m （下侧受拉） C m（下侧受拉） D 0 2 m h|A J C 才」 l l a A AB部分 B BC部分 C CD部分 D DE部分 1A B C D E ■■■ t=0 ― 1 e is 13.对图（a）所示结构，按虚拟力状态图（b）将求出（D ） A截面B的转角 B截面D的转角 C BD两点间的相对移动 D BD两截面间的相对转动 12?悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示，图乘结果是（ abl 4EI abl abl 12EI C ) abl 12EI I i I i} 「1 l—— 4EI

工程力学课后习题答案

第一章静力学基本概念与物体的受力分析下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。解：如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。解：如图 F B B (b)

(j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。解：如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。解： 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。

解：第二章汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。解：2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知：F 1＝100N ，F 2=50N ，F 3=50N ，求力系的合力。解：2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W ＝100N ，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4 图所示。已知30α=，

工程力学-课后习题答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN m ，长度单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0 00.7 2 ( A B C 1 2 q ( M= 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 2 0.8 M = q =(

解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； A B C 1 2 q M= 30o F F A F A y x d 2?x A B C D 0.8 0.8 0.4 00 0.7 2 F F A F A y

(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 0()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin 300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图 (平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.8 20.8 M = q =F F A F A y x 20 x d

《工程力学》课后习题解答48128

4日1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。解： 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 (a) B (b) (c) (d) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a) (b)

98 解： 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 (d) (e) B B (a) B (b) (c) F B (a) (c) F (b) (d) (e)

解： 1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。解： (a) F (b) W (c) (d) D (e) F Bx (a) (b) (c) (d) D (e) W (f) (a) D (b) C B (c) B F D

2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上， F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆， (2) 列平衡方程： 1 21 4 0 sin 60053 0 cos6005 207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N =?+-==?--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。 2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。 (d) F C (e) W B (f) F F BC F 1 F

工程力学含答案

1. 一物体在两个力的作用下，平衡的充分必要条件是这两个力是等值、反向、共线。 ( √ ) 2. 若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于同一个点，则该刚体必处于平衡状态。 ( × ) 3. 理论力学中主要研究力对物体的外效应。 ( √ ) 4. 凡是受到二个力作用的刚体都是二力构件。 ( × ) 5. 力是滑移矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。 ( √ ) 6. 在任何情况下，体内任意两点距离保持不变的物体称为刚体。 ( √ ) 7. 加减平衡力系公理不但适用于刚体，而且也适用于变形体。 ( × ) 8. 力的可传性只适用于刚体，不适用于变形体。 ( √ ) 9. 只要作用于刚体上的三个力汇交于一点，该刚体一定平衡。 ( × ) 10. 力的平行四边形法则只适用于刚体。 ( √ ) 1.作用在刚体上两个不在一直线上的汇交力F 1和F 2 ，可求得其合力R = F 1 + F 2 ，则其合力的大小 ( B;D ) (A) 必有R = F 1 + F 2 ； (B) 不可能有R = F 1 + F 2 ； (C) 必有R > F 1、R > F 2 ； (D) 可能有R < F 1、R < F 2。 2. 以下四个图所示的力三角形，哪一个图表示力矢R 是F 1和F 2两力矢的合力矢量 ( B ) 3. 以下四个图所示的是一由F 1 、F 2 、F 3 三个力所组成的平面汇交力系的力三角形，哪一个图表示此汇交力系是平衡的 ( A ) 4．以下四种说法，哪一种是正确的 ( A ) （A ）力在平面内的投影是个矢量；（B ）力对轴之矩等于力对任一点之矩的矢量在该轴上的投影；（C ）力在平面内的投影是个代数量；（D ）力偶对任一点O 之矩与该点在空间的位置有关。 5. 以下四种说法，哪些是正确的？ ( B ) (A) 力对点之矩的值与矩心的位置无关。 (B) 力偶对某点之矩的值与该点的位置无关。 (C) 力偶对物体的作用可以用一个力的作用来与它等效替换。 (D) 一个力偶不能与一个力相互平衡。四、作图题(每图15分，共60分）画出下图中每个标注字符的物体的受力图和整体受力图。题中未画重力的各物体的自重不计。所有接触处均为光滑接触。 F 1 F 2 R (A) F 1 F 2 R (B) F 1 F 2 R (C) F 1 R F 2 (D) F 1 F 2 F 3 (A) F 1 F 2 F 3 (B) F 1 F 2 F 3 (C) F 1 F 2 F 3 (D)

工程力学_课后习题答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN ?m ，长度单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x

0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.80 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知均布载荷集度q =10 kN/m ，力偶M =40 kN ?m ，a =2 m ，不计梁重，试求支座A 、B 、D A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D M q

工程力学

《工程力学(二)》(02392)实践答卷 1、工程设计中工程力学主要包含哪些内容？答:静力学、结构力学、材料力学。分析作用在构件上的力,分清已知力与未知力;选择合适的研究对象,建立已知力与未知力的关系;应用平衡条件与平衡方程,确定全部未知力 2、杆件变形的基本形式就是什么？答:1拉伸或压缩:这类变形就是由大小相等方向相反,力的作用线与杆件轴线重合的一对力引起的。在变形上表现为杆件长度的伸长或缩方向相反、力的作用线相互平行的力引起的。在变形上表现为受剪杆件的两部分沿外力作用方向发生相对错动。截面上的内力称为剪力。力近似相等。3扭转:这类变形就是由大小相等、方向相反、作用面都垂直于杆轴的两个力偶引起的。表现为杆件上的任意两个截面发生沿着杆件截面平面内的的切应力。越靠近截面边缘,应力越大。4弯曲:这类变形由垂直于杆件轴线的横向力,或由包含杆件轴线在内的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶引起,表现为杆件轴线由面上,弯矩产生垂直于截面的正应力,剪力产生平行于截面的切应力。

另外,受弯构件的内力有可能只有弯矩,没有剪力,这时称之为纯剪构件。越靠近构件截面边缘,弯矩产生的正应力越大。 3、根据工程力学的要求,对变形固体作了哪三种假设？答:连续性假设、均匀性假设、各项同性假设。 4、如图所示,设计一个三铰拱桥又左右两拱铰接而成,在BC作用一主动力。忽略各拱的自重,分别画出拱AC、BC的受力图。(20分) 答:(1)选AC拱为研究对象,画分离体,AC杆为二力杆。受力如图 (2)选BC拱为研究对象,画出分析体,三力汇交原理。 F NC F C C F NC’ F NA B F NB 5、平面图形在什么情况下作瞬时平动？瞬时平动的特征就是什么? 答:某瞬时,若平面图形的转动角速度等于零(如有两点的速度vA VB 而该两点的连线AB不垂直于速度矢时)而该瞬时图形上的速度分布规律与刚体平动时速度分布规律相同,称平面图形在该瞬时作瞬时平动。瞬时平动的特征就是: 平面图形在该瞬时的角速度为零;平面图形在该瞬时的各点的速度相

工程力学答案

1水平外伸梁，约束和载荷如图所示。已知q =8kN/m , M =2kN ·m ， kN P 10=，a=1 m ，求支座A 和B 的约束反力。解：1、对该梁作受力分析 2、列平衡方程 0∑=A M ，0321 =?-?+-?a P a Y M a qa B 0=∑X ， 0=A X 0=∑Y ， 0=--+P qa Y Y B A

2图示悬臂梁，已知q =4kN/m , M =2kN ·m ，kN P 10=，l=2 m 试求A 端的约束力。 (1) 0M 2l q -l sin60P -m 0F m A 2 A =+????=∑)( (2) 0sin60P -ql -Y 0Y A =??=∑ (3) 0cos60P -X 0X A =??=∑ ???? ? ????=??==??+=?=?+???+-=kN kN m kN 5cos60P X 7.16sin60P ql Y 3.232l q l sin60P m M A A 2 A A X A

3在图示组合梁中，已知q =2kN/m ，力偶M =4kN·m , 不计梁的自重,试求A 、C 处支座的约束力。 1、研究BC 杆 2kN R R 0 M 2R 0m C B C ===-?=∑ 2、研究AB 杆 kN 3R 0 1R 2 1 q 2R 0M D D B A -==?+? -=∑ kN 3R 0 1q R R R 0Y A B D A ==?-++=∑

4约束和载荷如图所示，已知100P kN =,200/q kN m =,如果忽略拱的重量，求支座A 和B 的约束反力。解：先研究整体 (3分) 0,20.510.50B A m Y P q =--+??∑＝（2分） X C 0,20.51 1.50A B m Y P q =--??∑＝（2解得：25A Y kN ＝ 175B Y kN ＝（1分）再研究AC 0,0.50C A A m X Y P =-+∑＝（2分）解得：25A X =- （0.5分）再研究BC X C 0,10.50C B B m X Y q =+-??∑＝（2分）解得：75A X =- （0.5 B

《工程力学》作业2参考答案

《工程力学》作业２参考答案说明：本次作业对应于文字教材第4章,应按相应教学进度完成。一、单项选择题(每小题2分,共３0分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者,该题无分。 1.力法计算的基本未知量为（Ｄ） A杆端弯矩 B结点角位移Ｃ结点线位移 D多余未知力 2．超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（Ｂ) A无关 B相对值有关 C绝对值有关 3 移 5．在力法方程的系数和自由项中( B )

B相对值有关Ｃ绝对值有关 D相对值绝对值都有关８.力法典型方程中的自由项 iP ?是基本体系在荷载作用下产生的( C ) C结点数D杆件数１1.力法的基本体系是（ D ) Ａ一组单跨度超静定梁B瞬变体系 C可变体系D几何不变体系 12.撤去一单铰相当于去掉了多少个约束( C ） A1个B３个C2个D４个４次 ) j X方向的位移1.超静定次数一般不等于多余约束的个数。(╳）

）） ╳ ) ）） 8．对称结构在对称荷载作用下内力中弯矩、轴力是对称的，剪力是反对称的。 9.力法的基本体系是无多余约束的几何不变体系。 10.力法的基本方程使用的是位移协调条件;该方法只适用于解超静定结构。四、计算题 (共40分） 1.对下面图ａ所示的超静定结构,选图ｂ所示的力法基本体系，要求 (1）列出力法典型方程；（２）画1M ，2M ，P M 图; （3）求出各系数及自由项。（１0分）

2 （3）求出各系数及自由项。(１０分） EI l 3211=δ EI l 322=δ EI l 62112-==δδ EI ql F 2431-=? Ｆ 02=?F 2．用力法计算图示刚架（求出系数及自由项列出方程即可)(10分)

工程力学答案

1：图示应力状态，其主应力有何特点( ) 1. 2. 3. 4. 2：图示应力状态，其主应力有何特点( ) 1. 2. 3. 4. 3：一两端受扭转力偶作用的圆轴，下列结论中哪些是正确的( ) 1）该圆轴中最大正应力出现在圆轴横截面上; 2）该圆轴中最大正应力出现在圆轴纵截面上; 3）最大切应力只出现在圆轴横截面上； 4）最大切应力只出现在圆轴纵截面上。 1. 2），3）；

2. 2），4）； 3. 1），4）； 4.全错。 4：下列结论中正确的是( )： 1. 钢材经过冷作硬化后，其弹性模量不变； 2.钢材经过冷作硬化后，其比例极限不变； 3.钢材经过冷作硬化后，其材料的强度极限可得到提高； 4.钢材经过冷作硬化后，其材料的强度不能得到提高。 5：受扭圆轴中最大切应力为τ，下列结论中哪些是正确的( ) 1) 该圆轴中最大正应力为σmax=τ; 2) 该圆轴中最大压应力为σmax=－τ; 3) 最大切应力只出现在圆轴横截面上； 4) 圆轴横截面上和纵截面上均无正应力。 1. 1），2），3）； 2. 1），2），4）； 3.全对； 4.全错。

6：图示应力状态，其主应力关系必有( ) 1. 2. 3. 4. 7：箱形截面外伸梁，梁有图示的两种放置方式，在对称弯曲的条件下，两梁的有如下4种关系：正确答案是( )： 1. 2. 3. 4.无法确定 8：下列结论中正确的是( )： 1.钢材经过冷作硬化后，其延伸率将降低；

2.钢材经过冷作硬化后，其截面收缩率可得到提高； 3.钢材经过冷作硬化后，其抗冲击性能可得到提高； 4.钢材经过冷作硬化后，其材料的强度将降低。 9：下列结论中正确的是( )： 1.钢材经过冷作硬化后，其截面收缩率可得到提高； 2.钢材经过冷作硬化后，其延伸率可得到提高； 3.钢材经过冷作硬化后，其抗冲击性能可得到提高； 4.钢材经过冷作硬化后，其材料的强度可得到提高。 10：脆性材料具有以下哪种力学性质( )： 1.试件拉伸过程中出现屈服现象； 2.压缩强度极限比拉伸强度极限大得多； 3.抗冲击性能比塑性材料好； 4.若构件因开孔造成应力集中现象，对强度无明显影响。 11：图示结构，其中AD杆发生的变形为：( )

工程力学作业2参考答案

《工程力学》作业2参考答案说明：本次作业对应于文字教材第4章，应按相应教学进度完成。一、单项选择题（每小题2分，共30分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者，该题无分。 1．力法计算的基本未知量为（ D ） A杆端弯矩 B结点角位移 C结点线位移 D多余未知力 2．超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（ B ） A无关 B相对值有关 C绝对值有关 3 4 5．在力法方程的系数和自由项中（ B ）

D相对值绝对值都有关 8．力法典型方程中的自由项 iP ?是基本体系在荷载作用下产生的（ C ） C结点数D杆件数 11．力法的基本体系是（ D ） A一组单跨度超静定梁B瞬变体系 C可变体系D几何不变体系 12．撤去一单铰相当于去掉了多少个约束（ C ） A 1个 B 3个 C 2个 D 4个） 1．超静定次数一般不等于多余约束的个数。（╳） 2．力法计算的基本体系不能是可变体系。（√） 3．同一结构选不同的力法基本体系，所得到的力法方程代表的位移条件相同。（╳）

）╳））） 8．对称结构在对称荷载作用下内力中弯矩、轴力是对称的，剪力是反对称的。 9．力法的基本体系是无多余约束的几何不变体系。 10．力法的基本方程使用的是位移协调条件；该方法只适用于解超静定结构。四、计算题（共40分） 1．对下面图a所示的超静定结构，选图b所示的力法基本体系，要求（1）列出力法典型方程； M M M

解：（1）列出力法典型方程： 22221211212111=?++=?++P P x x x x δδδδ （2）1M ，2M ，P M 图如下；（3）求出各系数及自由项。（10分） EI l 3211=δ EI l 322=δ EI l 62112-==δδ EI ql F 243 1-=? 02=?F 2．用力法计算图示刚架（求出系数及自由项列出方程即可）（10分） 1 1 x 2 基本体系 1M 图 x 2=1 2M 图 1 解：（1）图示刚架为两次超静定结构，选力法基本体系如图，

工程力学答案

3-5 四连杆机构在图示位置平衡。已知OA=60cm ，BC=40cm ，作用BC 上的力偶的力偶矩大小为M 2=1N.m ，试求作用在OA 上力偶的力偶矩大小M 1和AB 所受的力F AB 所受的力。各杆重量不计。解：(1) 研究BC 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程： 220 sin 300 1 5 0.4sin 30sin 30 o B B o o M F BC M M F N BC =?-====?∑ (2) 研究AB （二力杆），受力如图：可知： '' 5 A B B F F F N === (3) 研究OA 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程： 110 0 50.6 3 A A M F OA M M F OA Nm =-?+=∴=?=?=∑ 3-8 在图示结构中，各构件的自重都不计，在构件BC 上作用一力偶矩为M 的力偶，各尺寸如图。求支座A 的约束力。解：(1) 取BC 为研究对象，受力分析，画受力图； B F B A B F A F

0 0 C C M M F l M F l =-?+== ∑ (2) 取DAC 为研究对象，受力分析，画受力图；画封闭的力三角形；解得 '2cos 45C A o F M F l == 4-5 AB 梁一端砌在墙内，在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D ，设重物的重量为G ，又AB 长为b ，斜绳与铅垂线成角，求固定端的约束力。解：(1) 研究AB 杆(带滑轮)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Bxy ，列出平衡方程； 0: -sin 0 sin x Ax Ax F F G F G αα =+==∑ A C D F ’C F A F F A F ’C F D A B D b A B G b F Ax F A y y x M A G

工程力学习题解答

1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。解： 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 A (a (c A (c) (a) (a) B (c) F B F

1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 (d) (e) B (d) (e) (d) D (e) F Bx

1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。 2-1 (d) D (e) (d) F C D (e)

2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ，力的大小等于20KN ，如图所示。若梁的自重不计，试求两支座的约束力。解：(1) 研究AB ，受力分析并画受力图： (2) 画封闭的力三角形：几何尺寸： AC=CB 11 221tan , cos 2∠=∠∴∴= ====∴==Q P BDC ECD CE BD CE BD CD ED CE CD ββ又求出约束反力： 1 tan 2010 2 2022.4 cos 2 45arctan 18.4=?=?== =?==-=B A o o F F kN F F kN ββαβ 方法二 F F B F A d c e β

解：(1) 以简支梁AB 0 cos 45cos 4500 sin 45sin 4501 0 sin 450 2 =-?-?==-?+?==?- ?=∑∑∑o o x Ax B o o y Ay B o B Ay F F F F F F F F M F AB F AB 解得： 412= ==Ax Ay B F F F F F F 2-6 如图所示结构由两弯杆ABC 和DE 构成。构件重量不计，图中的长度单位为cm 。已知F =200 N ，试求支座A 和E 的约束力。解：(1) 取DE 为研究对象，DE 为二力杆；F D = F E F Ay x y A

《工程力学》课后习题与答案全集

工程力学习题答案第一章静力学基础知识思考题：1. X ；2. V ;3. V ;4. V ;5. K 6. K 7. V ;8. V 习题一 1?根据三力汇交定理，画出下面各图中 A 点的约束反力方向。解：（a ）杆AB 在 A B 、C 三处受力作用。 u 由于力p 和 uu v R B 的作用线交于点Q 如图（a ）所示，根据三力平衡汇交定理, 可以判断支座A 点的约束反力必沿通过A 0两点的连线。 u P 3 uv B 处受绳索作用的拉力 uu v R B （b ）同上。由于力交于0点，根据三力平衡汇交定理 , 可判断A 点的约束反力方向如下图（b ）所示。的作用线 2.不计杆重，画出下列各图中 AB 杆的受力图。 u P 解：（a ）取杆AB 和E 两处还受光滑接触面约束。约束力 UJV N E uuv uu N A 和 N E ，在A 的方向分别沿其接触表面的公法线，外，在并指向杆。其中力 uuv N A 与杆垂直, 通过半圆槽的圆心 Q 力 AB 杆受力图见下图（a ）。和C 对它作用的约束力 N B o ------- r -------- — y — uu v N C 铰销此两力的作用线必须通过（b ）由于不计杆重，曲杆 BC 只在两端受故曲杆BC 是二力构件或二力体，和 B 、C 两点的连线，且

B O两点的连线。见图（d）.

第二章力系的简化与平衡思考题：1. V;2. ＞；3. X；4. K5. V;6. $7. ＞；8. x；9. V. 1.平面力系由三个力和两个力偶组成，它们的大小和作用位置如图示，长度单位为cm求此力系向O点简化的结果，并确定其合力位置。 uv R R 解：设该力系主矢为R，其在两坐标轴上的投影分别为Rx、y。由合力投影定理有: 。 4.梁AB的支承和荷载如图, 小为多少？解：梁受力如图所示： 2. 位置: d M o /R 2500 0.232 火箭沿与水平面成 F, 100 0.6 100 80 2000 0.5 580 m 23.2cm,位于O点的右侧。 25° 角的方向作匀速直线运动，如图所示。火箭的推力 kN与运动方向成行方向的交角解：火箭在空中飞行时，若只研究它的运行轨道问题，可将火箭作为质点处理。这时画出其受力和坐标轴 5角。如火箭重P 20°kN,求空气动力F2 和它与飞 x、y如下图所示，可列出平衡方程。 CB AB，梁的自重不计。则其支座B的反力R B 与飞行方向的交角为由图示关系可得空气动力 90°95°

工程力学精选题答案

轴向拉压1. 度均为q 正确的 (A) qρ = (B) (C) (D) 2. (A) (C) 3. 在A和示。点A 试问：当α (A) 0； (C) 45；。 4. 可在横梁（刚性杆） (A) [] 2A σ(C) []A σ5.

(A) 外径和壁厚都增大； (B) 外径和壁厚都减小； (C) 外径减小，壁厚增大； (D) 外径增大，壁厚减小。

6. 三杆结构如图所示。今欲使杆3的轴力减小，问应采取以下哪一种措施 (A) 加大杆3的横截面面积； (B) 减小杆3的横截面面积； (C)三杆的横截面面积一起加大； (D) 增大α角。 7. 图示超静定结构中，梁AB 分别表示杆1的伸长和杆2种 (A) 12sin 2sin l l αβ?=?； (B) 12cos 2cos l l αβ?=?； (C) 12sin 2sin l l βα?=?； (D) 12cos 2cos l l βα?=?。 8. 图示结构，AC 为刚性杆，杆(A) 两杆轴力均减小； (B) 两杆轴力均增大； (C) 杆1轴力减小，杆2(D) 杆1轴力增大，杆29. 结构由于温度变化，则： (A) (B) (C) (D) 10. 强，其截面n-n 上的内力N F 确的

(A) pD ； (B) 2 pD ； (C) 4pD ； (D) 8 pD 。 11. 则节点A 的铅垂位移A x Δ= 。 12. 一轴向拉杆，拉杆，13. 一长为l l ?= 。 14. 图示杆1 和杆2面面积12A A >力之间的关系是N1F N2F ，正应力之间的关系是 1σ 2σ。（填入符号＜，＝，＞）题1-14答案： 1. D 2. D 3. C 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. B 10. B 11. Fl EA ；a b ；椭圆形 13. 22gl gl E ρρ， 14. ＞，= 15. 试证明受轴向拉伸的圆截面杆，其横截面沿圆周方向的线应变s ε等于直径的相对改变量d ε。证：()s d πππd d d d d d εε+?-?= = = 证毕。 16. 如图所示，一实心圆杆1在其外表面紧套空心圆管2。设杆的拉压刚度分