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工程力学名词解释

所谓刚体是这样的物体，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。刚体是在力的作用下不变形的物体。

变形体：构件尺寸与形状的变化。这时的物体即视为变形固体。

二力平衡公理：作用在同一刚体上的的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是，这两个力的大小相等、方向相反、且在同一直线上。

加减平衡力系原理：在已知力上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。

力的可传性原理：作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。

三力平衡汇交定理：作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必通过此汇交点，且三个力共面。

刚化原理：变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。

约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。

约束力：约束对非自由体的作用力。

由两个等值、反向、不共线的（平行）力组成的力系称为力偶，记作力偶中两力所在平面称为力偶作用面。

力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂。

合力投影定理：合力在任一轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。力偶系的平衡条件：空间力偶系平衡的必要充分条件是合力偶矩矢等于零，即力偶系各力偶矩矢的矢量和等于零。

平面任意力系：各力的作用线在同一平面内，既不汇交为一点又不相互平行的力系叫平面任意力系。

力系向一点简化：把未知力系（平面任意力系）变成已知力系（平面汇交力系和平面力偶系）

力的平移定理：可以把作用在刚体上点A 的力平行移到任一点B ，但必须同时附加一个力偶。这个力偶的矩等于原来的力对新作用点B 的矩。

强度：杆件在外载作用下，抵抗断裂或过量塑性变形的能力。

刚度：杆件在外载作用下，抵抗弹性变形的能力。

稳定性：杆件在压力外载作用下，保持其原有平衡状态的能力。

连续性假设：物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。（可用微积分数学工具）均匀性假设：物体内，各处的力学性质完全相同。

各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。（这样的材料称为各项同性材料；沿各方向的力学性质不同的材料称为各向异性材料。）

小变形假设：材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸相比甚小，故对构件进行受力分析时可忽略其变形。

内力的定义：指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。应力：内力在截面上的分布集度

应力研究的平面假设：原为平面的横截面在变形后仍为平面。纵向纤维变形相同。危险截面：内力最大的面，截面尺寸最小的面。

危险点：应力最大的点。

许用应力：对不同材料确定其允许承受的最大应力值,常用符号[σ] ()

,F F '

若图形对某一对轴的惯性积为零，则称这对轴为图形的惯性主轴( principal axes of inertia )。

如果惯性主轴通过形心，则称之为形心惯性主轴。

图形关于惯性主轴的惯性矩称之为主惯性矩。形心惯性主轴对应的惯性矩，称为形心主惯性矩。

剪应力互等定理：该定理表明：在单元体相互垂直的两个平面上，剪应力必然成对出现，且数值相等，两者都垂直于两平面的交线，其方向则共同指向或共同背离该交线。

单元体的四个侧面上只有剪应力而无正应力作用，这种应力状态称为纯剪切应力状态。

剪切虎克定律：当剪应力不超过材料的剪切比例极限时（τ≤τp)，剪应力与剪应变成正比关系。

GI p反映了截面抵抗扭转变形的能力，称为截面的抗扭刚度。

[ ]称为许用单位扭转角。

弯曲: 杆受垂直于轴线的外力或外力偶矩的作用时,轴线变成了曲线，这种变形称为弯曲。平面弯曲：杆发生弯曲变形后，轴线仍然和外力在同一平面内。

对称弯曲（如下图）——平面弯曲的特例，弯曲变形后的轴线也将是位于这个对称面内的一条曲线。

非对称弯曲——若梁不具有纵对称面，或者，梁虽具有纵对称面但外力并不作用在对称面内，这种弯曲则统称为非对称弯曲。

横力弯曲：某段梁的内力既有弯矩又有剪力时，该段梁的变形称为横力弯曲。如C A,BD段。

刚体：物体变形很小时，变形对物体的运动和平衡影响甚微，因此在研究力的作用效应时，变形可以忽略不计，这时的物体便可抽象为刚体。

刚度：指构件在确定的外力作用下，其弹性变形或位移不超过工程允许范围的能力。

强度：指构件在确定的外力作用下，不发生破裂或过量塑性变形的能力。

二力平衡原理：不计自重的刚体在二力作用下平衡的充分必要条件是，二力沿着同一作用线，大小相等，方向相反。

二力构件：在二力作用下平衡的刚体称为二力构件。

约束：约束是对与之连接的物体的运动施加一定限制条件的作用。

约束力：约束施加于被约束物体的力称为约束力。

铰链：1、光滑圆柱铰链约束2、球形铰链约束3、止推轴承约束

三力汇交原理：作用于刚体上的三个力，若构成平衡力系，且其中的两个力的作用线交于一点，则这三个力必在同一平面上，且第三个力的作用线一定通过交汇点。

力系的简化：就是将若干个力和力偶所组成的力系，变成一个力，或者一个力偶，或者一个力和一个力偶等简单而等效的情形。

关于材料力学的基本假定：1各向同性假定2均匀连续性假定3小变形假定

胡克定律：若在弹性范围内加载，对于只承受单方向正应力或承受剪应力的微元体，正应力与正应变以及剪应力与剪应变之间存在线性关系：

σ =E *ετ=G*γ

剪力互等定理：在单元体相互垂直的两个平面上，剪应力必然成对出现，且数值相等，两者都垂直于两平面的交线，其方向则共同指向或共同背离该交线。

纯弯曲：一般情况下，平面弯曲时，梁的横截面上有两个内力分量，就是剪力和弯矩。如果梁的横截面上只有弯矩一个内力分量，这种平面弯曲称为纯弯曲。

中性层：梁发生弯曲后，梁内一层纤维既不伸长也不缩短，因而纤维不受拉应力和压应力，此层纤维称中性层。

中性轴：中性层与梁的横截面的交线，称为截面的中性轴。

工程力学材料力学_知识点_及典型例题

作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆：二力杆 E处固定端 C处铰链约束

（1）运动效应：力使物体的机械运动状态发生变化的效应。（2）变形效应：力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素：力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法：（1）力是矢量，在图示力时，常用一带箭头的线段来表示力；（注意表明力的方向和力的作用点！）（2）在书写力时，力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示，如F、G、F1等等。 5、约束的概念：对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力（约束反力）：约束作用于被约束物体上的力。约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。约束力的作用点，在约束与被约束物体的接处 7、主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束：如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点：只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点：约束反力沿柔索的中心线作用，离开被约束物体。（） 9、光滑接触面：物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。（1）约束的特点：两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计，视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动，但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。（2）约束反力的特点：光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线，通过接触点，指向被约束物体。（） 10、铰链约束：两个带有圆孔的物体，用光滑的圆柱型销钉相连接。约束反力的特点:是方向未定的一个力；一般用一对正交的力来表示，指向假定。（）11、固定铰支座（1）约束的构造特点：把中间铰约束中的某一个构件换成支座，并与基础固定在一起，则构成了固定铰支座约束。

土木工程力学习题答案第1-2章

1.1 力的基本知识班级姓名座号 1-1-1 看视频“击打棒球”，体会在1/1000秒内，用90kN的力将棒球的速度由40m/s 降为0，再由0沿相反增加到更大的速度。看视频“击打气球”，体会在1/1000秒内，力的大小、变形的大小还在变化。树立力与变形一致，力与运动状态改变一致的观念。填空：力是物体之间相互的机械作用。这种作用的效应是改变物体的运动状态和使物体变形。在分析力的运动效应时，可以不考虑物体的变形，将实际变形的物体抽象为受力而不变形的物体，称为刚体。力的单位为N（牛顿）。1KN = 1000 N。矢量是既有大小又有方向的量，例如速度、加速度为矢量。 1-1-2做梁受集中荷载作用的小实验，观察梁的变形；将集中荷载展开为均布荷载，观察梁的变形。（图1-1）实验元件：纸片件、链条画图：依据小实验画梁的计算简图。填空：图1-1中，受集中荷载作用梁的变形较大；力的线集度q的单位为kN/㎡。图1-1 集中荷载与分布荷载 1-1-3 试在图1-2中分别以A、B、C、D为作用点，按集中力的描述画力矢量，并标出该力的“作用线”。图1-2 集中力的三要素 1-1-4 自己的体重是0.65kN，身高 1.75m。假设自己平躺在床上，并简化为均布荷载，则荷载的线集度q = 0.371kN/m。

1.2静力学公理（一）班级姓名学号 1-2-1看视频“首尔的平衡达人”。填空：试按认识、表达的顺序书写集中力的三要素：作用点，方向，大小。 1-2-2 看动画“二力平衡公理”。填空：作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是，这两个力在同一直线上，指向相反，大小相等。 1-2-3 看动画“作用与反作用公理”。填空：作用力和反作用力总是同时存在，分别作用在两个物体上，沿同一直线，指向相反，大小相等。 1-2-4 看动画“加减平衡力系公理”及其推论。填空：力的可传性：作用在刚体上的力，可以沿着它的作用线移到刚体的任意一点，不改变力对刚体的作用效应。 1-2-5看视频“悬挂法找重心”，动手做找纸板重心的小实验（图1-3）。实验元件：纸片件、线、大头针画图：悬挂A点，画纸板平衡时的受力图。图1-3 悬挂法找重心1-2-6 看动画“公理比较”，动手做小实验。（图1-4）。实验元件：塑料块件画图：画两物块受力图。填空：在图1-3中，力W1和力F1互为一对平衡力，力F1和力F1′互为一对作用与反作用力。二力平衡公理与作用反作用公理的区别在于前者说的是一个刚体上二力平衡的条件，后者说的是两个刚体相互间的作用关系。图1-4 比较两个公理

工程力学试题库材料力学

材料力学基本知识复习要点 1. 材料力学的任务材料力学的主要任务就是在满足刚度、强度和稳定性的基础上，以最经济的代价，为构件确定合理的截面形状和尺寸，选择合适的材料，为合理设计构件提供必要的理论基础和计算方法。 2. 变形固体及其基本假设连续性假设：认为组成物体的物质密实地充满物体所在的空间，毫无空隙。均匀性假设：认为物体内各处的力学性能完全相同。各向同性假设：认为组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。小变形假设：认为构件在荷载作用下的变形与构件原始尺寸相比非常小。 3. 外力与内力的概念外力：施加在结构上的外部荷载及支座反力。内力：在外力作用下，构件内部各质点间相互作用力的改变量，即附加相互作用力。内力成对出现，等值、反向，分别作用在构件的两部分上。 4. 应力、正应力与切应力应力：截面上任一点内力的集度。正应力：垂直于截面的应力分量。切应力：和截面相切的应力分量。 5. 截面法分二留一，内力代替。可概括为四个字：截、弃、代、平。即：欲求某点处内力，假想用截面把构件截开为两部分，保留其中一部分，舍弃另一部分，用内力代替弃去部分对保留部分的作用力，并进行受力平衡分析，求出内力。 6. 变形与线应变切应变变形：变形固体形状的改变。线应变：单位长度的伸缩量。练习题一. 单选题 1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（）项，

其他各项是必须满足的条件。 A、强度条件 B、刚度条件 C、稳定性条件 D、硬度条件 2、物体受力作用而发生变形，当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称为（） A．弹性B．塑性C．刚性D．稳定性 3、结构的超静定次数等于（）。 A．未知力的数目B．未知力数目与独立平衡方程数目的差数 C．支座反力的数目D．支座反力数目与独立平衡方程数目的差数 4、各向同性假设认为，材料内部各点的（）是相同的。 A.力学性质 B.外力 C.变形 D.位移 5、根据小变形条件，可以认为（） A.构件不变形 B.结构不变形 C.构件仅发生弹性变形 D.构件变形远小于其原始尺寸 6、构件的强度、刚度和稳定性（） A.只与材料的力学性质有关 B.只与构件的形状尺寸有关 C.与二者都有关 D. 与二者都无关7、在下列各工程材料中，（）不可应用各向同性假设。 A.铸铁 B.玻璃 C.松木 D.铸铜二. 填空题 1. 变形固体的变形可分为和。 2. 构件安全工作的基本要求是：构件必须具有、和足够的稳定性。（同：材料在使用过程中提出三方面的性能要求，即、、。） 3. 材料力学中杆件变形的基本形式有。 4. 材料力学中，对变形固体做了四个基本假设。、、和、、、

土木工程力学试题

土木工程力学(本) 试题一、判断题(每小题3分，共30分。将判断结果填入括弧。以√表示正确，以×表示错误) 1．图示为刚架的虚设力状态，按此力状态及位移计算公式可求出A处的转角。(x) 2．图示结构的超静定次数是，z=3。(√ ) 3．超静定结构的力法基本结构是唯一的。(× ) 4．依据静力平衡条件可对静定结构进行受力分析，这样的分析结果是唯一正确的结果。 ( √) 5．静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与所承受的荷载无关。(对) 6．用力矩分配法计算结构时，汇交于每一结点各杆端分配系数总和为l，则表明分配系数的计算无错误。(×) 7．超静定结构由于支座位移可以产生内力。(√) 8·在结构动力计算中，两质点的振动体系，其振动自由度一定为二。(×) 9·图示结构A截面弯矩影响线在A处的竖标为l。( ×) 10．在桁架结构中，杆件内力不是只有轴力。(×)

二、单项选择题 1·根据影响线的定义，图示悬臂梁A截面的剪力影响线在B点的纵坐标为( A)。 A．1 B．一4 C．4 D．一l 2．图示超静定结构独立结点角位移的个数是(B)。 A．2 B．3 C．4 D．5 3．静定结构产生内力的原因有( A)。 A．荷载作用B．支座位移． C．温度变化D．制造误差 4．超静定结构产生内力的原因有( D)。 A．荷载作用与温度变化B．支座位移 C．制造误差D．以上四种原因 5．结构位移计算公式利用什么原理推导的( C)。 A．位移互等原理B．虚位移原理 C．虚功原理D．反力互等原理 6．机动法作静定梁影响线的理论依据是(B)。

A．虚力原理B．虚位移原理 C．位移互等定理D．叠加原理 7．在图示结构中，为使体系自振频率增大，可以( C)。 8．图示简支梁中间截面的弯矩为( A)。 9．一般情况下结点的不平衡力矩等于(D)。 A．固端弯矩B．传递弯矩 C．分配弯矩D．附加刚臂中的约束反力矩 10．超静定结构的超静定次数等于结构中(B)。 A．约束的数目B．多余约束的数目 C．结点数D．杆件数四、(16分) 用力法计算图示结构，作弯矩图。EJ=常数。解：(1)一次超静定，基本体系和基本未知量，如图(a)所示。(2)列力法方程 (3)作图，见图(b)作图，见图(c)

工程力学基础知识

工程力学基础知识第1篇静力学 1、平面汇交力系平衡的充要条件是该力系的合力等于零。即： ∑∑==0,0y x F F 2、平面汇交力系简化的依据是平行四边形法则。 3、平面汇交力系可列2个独立方程，求解2个未知量。 4、在平面问题中力对点之矩不仅与力的大小有关而且与矩心位置有关。（方向：绕矩心逆正顺负） 5、合力矩定理：平面汇交力系的合力对于平面内任一点之矩等于所有分力对于该点之矩的代数和。 6、力和力偶是静力学的两个基本要素。 7、平面力偶系的合成结果是一个力偶，汇交力系的合成结果是一个力。（注：力只能与力平衡；力偶只能与力偶平衡） 8、平面力偶系平衡的充要条件是：力偶系中各力偶矩的代数和为零。即：∑=0i M 9、平面任意力系简化的依据是力线平移定理。 10、力线平移定理揭示了力与力偶的关系。 11、平面任意力系可列3个独立方程，求解3个未知量。第2篇材料力学 1、杆件的四种基本变形：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲 2、为使杆件能正常工作应满足（三个考虑因素）：强度要求、刚度要求、稳定性要求。

3、材料力学对变形固体所做的四个基本假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变形假设。 4、求内力的方法为截面法。轴向拉压部分 5、轴向拉压的受力特点：外力合力的作用线与杆的轴线重合。轴向拉压的变形特点：杆件产生沿轴线方向的拉伸或压缩。 6、轴向拉压杆横截面上的内力为轴力（符号N F ），该力产生正应力σ，公式为：A F N =σ，其中A 为横截面面积。 7、圣维南原理：应力分布只在力系作用区域附近有明显差别，在离开力系作用区域较远处，应力分布几乎均匀。 8、低碳钢拉伸的四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形（颈缩）阶段。 9、衡量材料塑性的指标：伸长率和断面收缩率。 10、拉压杆强度计算的三类问题：（1）校核： []σσ≤??? ??=max max A F N （2）设计截面尺寸：A F A N ≥ （3）确定许可荷载：[]A F ?≤σ 11、拉压杆变形：EA Fl l =? 扭转部分 12、扭转时外力偶矩的计算公式：n P M k e 9549 =，其中k P 单位为kw ，n 单位为min r 。 13、扭矩正负号判断：右手定则（具体见教材145页）。

工程力学材料力学部分习题答案

b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷P 的作用，试计算截面1-1和2-2上的应力。已知：P = 140kN ，b = 200mm ，b 0 = 100mm ，t = 4mm 。题图2.9 解：(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积 21m m 8004200=?=?=t b A 202mm 4004)100200()(=?-=?-=t b b A (3) 计算正应力 MPa 1758001000140111=?== A N σ MPa 350400 1000 140222=?== A N σ (注：本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内，横截面面积小的截面为该段的危险截面) 2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸，力P=10kN ，求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ，并问m ax τ发生在哪一个截面？解：(1) 计算杆的轴力 kN 10==P N (2) 计算横截面上的正应力 MPa 50100 2100010=??==A N σ (3) 计算斜截面上的应力 MPa 5.37235030cos 2 230 =??? ? ???==ο ο σσ

MPa 6.212 3250)302 sin(2 30=?= ?= οο σ τ MPa 25225045cos 2 245 =??? ? ???==οο σσ MPa 2512 50 )452 sin(2 45=?= ?= οο σ τ (4) m ax τ发生的截面 ∵ 0)2cos(==ασα τα d d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此：2 2π α= ， ο454 == π α 故：m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。（注：本题的结果告诉我们，如果拉压杆处横截面的正应力，就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。对于拉压杆而言，最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上，最大正应力发生在横截面上，横截面上剪应力为零） 2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ，P =10kN ，l 1=l 2=400mm ，A 1=2A 2=100mm 2，E =200GPa 。试计算杆AC 的轴向变形Δl 。题图2.17 解：(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N （拉） kN 102-=-=P N （压）

工程力学复习要点

一、填空题 1．力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。 2．力的基本计量单位是牛顿（N ）或千牛顿（）。 3．力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。 4．若力F r 对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同，则称F r 为该力系的合力，力系中的每个力都是F r 的分力。 5．平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直线运动。 6．力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画出。 7．刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不变的物体。 8．若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、方向相反、作用线重合。 9．作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。 10．约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。 11．受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。 12．柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。 13．光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束的物体，恒为压力。 14．活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。 15．将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图。在受力图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成的系统受力图时，只画外力，不画内力。 16．合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在同一轴上投影的代数和，这就是合力投影定理。若有一平面汇交力系已求得x F ∑和y F ∑，则合力大小R F 。 17．画力多边形时，各分力矢量首尾相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的起点指向最后一个分力矢量的终点。 18．如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于平衡状态。 19．平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。 20．平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。 21．力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N m ?或kN m ?。 22．力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。 23．力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。 24．力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。 25．力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。 26．同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 27．力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只对物体产生转动效果，不产生移动效果。 28．力偶没有合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量； 29．力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。 30．平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。 31．平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对象最多可以求解三个未知量。

工程力学(一)知识要点

《工程力学（一）》串讲讲义（主讲：王建省工程力学教授，Copyright 2010-2012 Prof. Wang Jianxing）课程介绍一、课程的设置、性质及特点《工程力学（一）》课程，是全国高等教育自学考试机械等专业必考的一门专业课，要求掌握各种基本概念、基本理论、基本方法，包括主要的各种公式。在考试中出现的考题不难，但基本概念涉及比较广泛，学员在学习的过程中要熟练掌握各章的基本概念、公式、例题。本课程的性质及特点： 1．一门专业基础课，且部分专科、本科专业都共同学习本课程； 2．工程力学（一）课程依据《理论力学》、《材料力学》基本内容而编写，全面介绍静力学、运动学、动力学以及材料力学。按重要性以及出题分值分布，这几部分的重要性排序依次是：材料力学、静力学、运动学、动力学。二、教材的选用工程力学（一）课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材（机械类专业），该书由蔡怀崇、张克猛主编，机械工业出版社出版（2008年版）。三、章节体系依据《理论力学》、《材料力学》基本体系进行，依次是第1篇理论力学第1章静力学的基本概念和公理受力图第2章平面汇交力系第3章力矩平面力偶系第4章平面任意力系第5章空间力系重心第6章点的运动第7章刚体基本运动第8章质点动力学基础第9章刚体动力学基础第10章动能定理第2篇材料力学第11章材料力学的基本概念第12章轴向拉伸与压缩第13章剪切第14章扭转第15章弯曲内力第16章弯曲应力第17章弯曲变形第18章组合变形第19章压杆的稳定性第20章动载荷第21章交变应力

考情分析一、历年真题的分布情况结论：在全面学习教材的基础上，掌握重点章节内容，基本概念和基本计算，根据各个章节的分数总值，请自行给出排序结果。二、真题结构分析全国2010年1月自学考试工程力学(一)试题课程代码：02159 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。

土木工程力学复习题.

土木工程力学复习题一、选择题 1、用力法超静定结构时，其基本未知量为（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、力法方程中的系数ij δ代表基本体系在Xj=1作用下产生的（C ）。 A 、X i B 、X j C 、X i 方向的位移 D 、X j 方向的位移 3、在力法方程的系数和自由项中（B ）。 A 、ij δ恒大于零 B 、ii δ恒大于零 C 、ji δ恒大于零 D 、ip ?恒大于零 4、位移法典型方程实质上是（ A ）。 A 、平衡方程 B 、位移条件 C 、物理关系 D 、位移互等定理 5、位移法典型方程中的系数代表在基本体系上产生的（ C ）。 A 、Z i B 、Z j C 、第i 个附加约束中的约束反力 D 、第j 个附加约束中的约束反力 6、用位移法计算刚架，常引入轴向刚度条件，即“受弯直杆在变形后两端距离保持不变”。此结论是由下述假定导出的：（ D ）。 A 、忽略受弯直杆的轴向变形和剪切变形B 、弯曲变形是微小的 C 、变形后杆件截面仍与变形曲线相垂直 D 、假定A 与B 同时成立 7、静定结构影响线的形状特征是（ A ）。 A 、直线段组成 B 、曲线段组成 C 、直线曲线混合 D 、变形体虚位移图 8、图示结构某截面的影响线已做出如图所示，其中竖标y c ，是表示（ C ）。 A 、P=1在E 时，C 截面的弯矩值 B 、P=1在 C 时，A 截面的弯矩值 C 、P=1在C 时，E 截面的弯矩值 D 、P=1在C 时，D 截面的弯矩值

+ - -1 9、绘制任一量值的影响线时，假定荷载是（ A ）。 A 、一个方向不变的单位移动荷载 B 、移动荷载 C 、动力荷载 D 、可动荷载 10、在力矩分配法中传递系数C 与什么有关（ D ）。 A 、荷载B 、线刚度C 、近端支承D 、远端支承 11、汇交于一刚结点的各杆端弯矩分配系数之和等于（ D ）。 A 、1 B 、0 C 、1/2 D 、-1 12、如下图所示，若要增大其自然振频率w 值，可以采取的措施是（ B ）。 A 、增大L B 、增大EI C 、增大m D 、增大P 13、图示体系不计阻尼的稳态最大动位移EI Pl y 9/43max ，其最大动力弯矩为：（B ）

工程力学

《工程力学》综合复习资料 1.已知：梁AB 与BC ，在B 处用铰链连接，A 端为固定端，C 端为可动铰链支座。试画: 梁的分离体受力图。 2.已知：结构如图所示，受力P 。DE 为二力杆，B 为固定铰链支座，A 为可动铰链支座，C 为中间铰链连接。试分别画出ADC 杆和BEC 杆的受力图。 3.试画出左端外伸梁的剪力图和弯矩图。（反力已求出） D E C B A P

4.已知：悬臂梁受力如图所示，横截面为矩形，高、宽关系为h=2b ，材料的许用应力〔σ〕＝160MPa 。试求：横截面的宽度b=？ 5.已知：静不定结构如图所示。直杆AB 为刚性，A 处为固定铰链支座，C 、 D 处悬挂于拉杆①和②上，两杆抗拉刚度均为EA ，拉杆①长为L ，拉杆②倾斜角为α，B 处受力为P 。试求：拉杆①和②的轴力N1 , N2 。提示：必须先画出变形图、受力图，再写出几何条件、物理方程、补充方程和静力方程。可以不求出最后结果。 q M e =qa 2 =(11/6)qa

6.已知：一次静不定梁AB ，EI 、L 为已知，受均布力q 作用。试求：支反座B 的反力。提示：先画出相当系统和变形图，再写出几何条件和物理条件。 7.已知：①、②、③杆的抗拉刚度均为EA ，长L ，相距为a ，A 处受力P 。试求：各杆轴力。提示：此为静不定结构，先画出变形协调关系示意图及受力图，再写出几何条件、物理条件、补充方程，静立方程。 A L B q

8.已知：传动轴如图所示，C轮外力矩M c=1.2 kN m ，E轮上的紧边皮带拉力为T1，松边拉力为T2，已知 T1=2 T2，E轮直径D=40 cm ,轴的直径d=8cm，许用应力［σ］=120 Mpa 。求：试用第三强度理论校核该轴的强度。 9.已知：梁ABC受均布力q作用,钢质压杆BD为圆截面，直径d＝4 0 mm， BD杆长 L＝800 mm , 两端铰链连接，稳定安全系数nst=3 , 临界应力的欧拉公式为 σcr=π2 E / λ2 ，经验公式为σcr= 304–1.12 λ， E = 2 0 0 GPa ， σp=2 0 0 MPa ，σs=2 3 5 MPa 。

工程力学材料力学答案

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；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；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；约束力的方向如图所示。 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；约束力的方向如图所示。 4-7 练钢炉的送料机由跑车A和可移动的桥B组成。跑车可沿桥上的轨道运动，两轮间距离为2 m，跑车与操作架、平臂OC以及料斗C相连，料斗每次装载物料重W=15 kN，平臂长OC=5 m。设跑车A，操作架D和所有附件总重为P。作用于操作架的轴线，问P至少应多大才能使料斗在满载时跑车不致翻倒？解：(1) 研究跑车与操作架、平臂OC以及料斗C，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选F点为矩心，列出平衡方程； (3) 不翻倒的条件； 4-13 活动梯子置于光滑水平面上，并在铅垂面内，梯子两部分AC和AB各重为Q，重心在A点，彼此用铰链A和绳子DE连接。一人重为P立于F处，试求绳子DE的拉力和B、C两点的约束力。解：(1)：研究整体，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选坐标系Bxy，列出平衡方程； (3) 研究AB，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (4) 选A点为矩心，列出平衡方程； 4-15 在齿条送料机构中杠杆AB=500 mm，AC=100 mm，齿条受到水平阻力FQ的作用。已知Q=5000 N，各零件自重不计，试求移动齿条时在点B的作用力F是多少？解：(1) 研究齿条和插瓜(二力杆)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选x轴为投影轴，列出平衡方程； (3) 研究杠杆AB，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (4) 选C点为矩心，列出平衡方程； 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；

土木工程力学(本)期末复习资料-2015

土木工程力学（本）期末复习资料 2013.12 一、单项选择题受弯杆件截面内力有（ D ）。 A. 弯矩 B.剪力C. 轴力 D. A 、B 、C 静定结构产生变形的原因有（荷载作用和温度变化） 1. 静定结构产生位移的原因有（D ） A. 荷载作用与温度变化的 B. 支座位移 C. 制造误差 D. 以上四种原因 2. 静定结构由于温度变化、制造误差或支座位移，（C ） A. 发生变形和位移 B. 不发生变形和位移 C. 不发生变形，但产生位移 D. 发生变形但不产生位移静定结构由于温度变化( D )。 A. 只产生内力 B. 只发生位移 C.只发生变形 D. 既发生位移，又发生变形静定结构由于支座位移，不发生变形，但产生位移 3. 结构位移计算的一般公式根据什么原理推导的？（B ） A. 虚位移原理 B. 虚功原理 C. 反力互等原理 D. 位移互等原理结构位移计算时虚设力状态中的荷载可以是( A )。 A. 任意值(除O 外) B. 1C. 正数 D. 负数推导结构位移计算公式是利用( C )。 A. 功的互等定理 B. 虚位移原理 C. 虚功原理 D. 反力互等定理 4. 图乘法的假设为（D ）适用条件d A. M P 及_ M 图中至少有一图是由直线组成 B. 杆件EI 为常量 C. 杆件为直杆 D. 同时满足以上条件图示结构A 截面的弯矩为（ A ）。 A ．l F P ，上侧受拉 B ．l F P ，下侧受拉 C ．2l F P ，上侧受拉 D ．2l F P ，下侧受拉图示(a)、(b)两个结构中，A 端的支反力完全相同。( × ) 6. 图示悬臂梁中间截面的弯矩为（B ） A.162ql B. 82 ql C. 42ql D. 2 2 ql 7. 图示梁AB 在所示荷载作用下A 截面的剪力值为（A ）

工程力学材料力学答案-第十一章解析

11-6 图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷F 1与F 2作用，且F 1=2F 2=5 kN ，试计算梁内的最大弯曲正应力，及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力。解：(1) 画梁的弯矩图 (2) 最大弯矩（位于固定端）： max 7.5 M kN = (3) 计算应力：最大应力： K 点的应力： 11-7 图示梁，由No22槽钢制成，弯矩M =80 N.m ，并位于纵向对称面（即x-y 平面）内。试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。解：(1) 查表得截面的几何性质： 4020.3 79 176 z y mm b mm I cm === (2) 最大弯曲拉应力（发生在下边缘点处） ()30max 8 80(7920.3)10 2.67 17610x M b y MPa I σ -+-?-?-?===? 6max max max 22 7.510176 408066 Z M M MPa bh W σ?====?6max max 33 7.51030 132 ******** K Z M y M y MPa bh I σ????====? x M 1 z M M z

(3) 最大弯曲压应力（发生在上边缘点处） 30max 8 8020.3100.92 17610 x M y MPa I σ ---???===? 11-8 图示简支梁，由No28工字钢制成，在集度为q 的均布载荷作用下，测得横截面C 底边的纵向正应变ε=3.0×10-4，试计算梁内的最大弯曲正应力，已知钢的弹性模量E =200 Gpa ，a =1 m 。解：(1) 求支反力 31 44 A B R qa R qa = = (2) 画内力图 (3) 由胡克定律求得截面C 下边缘点的拉应力为： 49max 3.010******* C E MPa σε+-=?=???= 也可以表达为： 2 max 4C C z z qa M W W σ+== (4) 梁内的最大弯曲正应力： 2 max max max 993267.5 8 C z z qa M MPa W W σσ+ = === q x x F S M

工程力学知识点

工程力学知识点静力学分析 1、静力学公理 a，二力平衡公理：作用在刚体上的两个力使刚体处于平衡的充分必要条件是这两个力等值、反向、共线。（适用于刚体） b，加减平衡力系公理：在任意力系中加上或减去一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。（适用于刚体） c，平行四边形法则：使作用在物体上同一点的两个力可以合为一个合力，此合力也作用于该点，合理的大小和方向是以两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。（适用于任何物体） d，作用与反作用力定律：两物体间的相互作用力，即作用力和反作用力，总是大小相等、指向相反，并沿同一直线分别作用在这两个物体上。（适用于任何物体） e，二力平衡与作用力反作用力都是二力相等，反向，共线，二者的区别在于两个力是否作用在同一个物体上。 2、汇交力系 a，平面汇交力系：力的作用线共面且汇交与一点的平面力系。 b，平面汇交力系的平衡：若平面汇交力系的力多边形自行封闭，则该平面汇交力系是平衡力系。 c，空间汇交力系：力的作用线汇交于一点的空间力系。 d，空间汇交力系的平衡：空间汇交力系的合力为零，则该空间力系平衡。

3、力系的简化结果 a，平面汇交力系向汇交点外一点简化，其结果可能是①一个力②一个力和一个力偶。但绝不可能是一个力偶。 b，平面力偶系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力偶②合力偶为零的平衡力系 c，平面任意力系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力②一个力偶③一个力和一个力偶④处于平衡。 d，平面平行力系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力②一个力偶③一个力和一个力偶④处于平衡。 e，平面任意力系平衡的充要条件是①力系的主矢为零②力系对于任意一点的主矩为零。 4、力偶的性质 a，由于力偶只能产生转动效应，不产生移动效应，因此力偶不能与一个力等效，即力偶无合力，也就是说不能与一个力平衡。 b，作用于刚体上的力可以平移到任意一点，而不改变它对刚体的作用效应，但平移后必须附加一个力偶，附加力偶的力偶矩等于原力对于新作用点之矩，这就是力向一点平移定理。 c，在平面力系中，力矩是一代数量，在空间力系中，力对点之矩是一矢量。力偶对其作用面内任意点的力矩恒等于此力偶矩，而与矩心的位置无关。 5、平面一般力系。 a，主矢：主矢等于原力系中各力的矢量和，一般情况下，主矢并不与原力系等效，不是原力系的合力。它与简化中心位置无关。 b，主矩：主矩是力系向简化中心平移时得到的附加力偶系的合力偶的矩，它也不与原力系等效。主矩与简化中心的位置有关。 c，全反力：支撑面的法向反力及静滑动摩擦力的合力 d，摩擦角：在临界状态下，全反力达到极限值，此时全反力与支撑面的接触点的法线的夹角。f=tan e，自锁现象：如果作用于物体的全部主动力的合力的作用线在摩擦角内，则无论这个力有多大，物体必然保持静止，这一现象称为自锁现象。 6、a，一力F在某坐标轴上的投影是代数量，一力F沿某坐标轴上的分力是矢量。 b，力矩矢量是一个定位矢量，力偶矩矢是自由矢量。 c，平面任意力系二矩式方程的限制条件是二矩心连线不能与投影轴相垂直；平面任意力系三矩式方程的限制条件是三矩心连线不能在同一条直线上。 d，由n个构件组成的平面系统，因为每个构件都具有3个自由度，所以独立的平衡方程总数不能超过3n个。 e，静力学主要研究如下三个问题：①物体的受力分析②力系的简化③物体在力系作用下处于平衡的条件。 f，1 Gpa = 103 Mpa = 109 pa = 109 N/m2 7、铰支座受力图固定铰支座活动铰支座

1129-土木工程力学(本)

土木工程力学（本）练习与解析一、判断题（将判断结果填入括弧，以√表示正确，以×表示错误）（） ( ) ( ) 5．某种荷载作用下桁架可能存在零杆，因此在实际结构中可以将零杆去掉。（）6．结构的自振频率与干扰力无关。（） 7．位移法的基本结构是一组单跨超静定梁。（） 8．超静定结构由于支座位移产生的内力与刚度的绝对值有关。（） 9．计算受弯杆件时不考虑其轴向变形，则杆件轴力为0。（） 10．力法典型方程是根据平衡条件得到的。( ) 解析： 1．×。静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与杆件的刚度无关。 2．×。静定多跨梁作用在附属部分上的荷载将使基本部分产生反力和内力，作用在基本部分上的荷载对其附属部分没有影响。本题图示是一个静定多跨梁，AB为基本部分，FD、DB是附属部分，荷载作用在附属FD上，DB、BA部分都会有内力。 3．×。转动刚度S AB的值与杆件的线刚度及远端的支承条件有关。远端固定， S=；远端自由或轴向支承，0 = S。 =；远端定向，i i S4 =；远端简支，i S3 4．×。在非荷载因素如温度变化、支座位移和制造误差等的作用下，静定结构不产生反力和内力，但会产生位移。 5．×。零杆是桁架在特定荷载作用下出现的，当作用的荷载发生变化时，其内力可能不再为零。零杆并不是多余的杆件，在实际结构中不应去掉。 6．√。结构的自振频率与干扰力无关。自振频率只与结构的质量和刚度有关，

与外界的干扰因素无关，是结构本身固有的属性。 7．√ 。位移法的基本结构是一组单跨超静定梁。 8．√。在荷载作用下，超静定结构的内力只与各杆刚度的相对比值有关，而与其绝对比值无关；在温度变化、支座位移等因素作用下，其内力则与各杆刚度的绝对值有关。 9．×。计算受弯杆件时不考虑其轴向变形，但是杆件轴力并不一定为0。 10．× 力法典型方程是根据多余约束处位移协调条件建立的。二、单项选择题 1．绘制影响线采用的是（） A 实际荷载 B 移动荷载 C 单位荷载 D 单位移动荷载解析：正确选项为D 。绘制影响线采用的是单位移动荷载。 2．一般情况下结点的不平衡力矩总等于（） A 汇交于该结点的集中力之和 B 传递弯矩之和 C 结点集中力矩 D 附加约束中的反力矩解析：正确选项为D 。一般情况下结点的不平衡力矩总等于附加约束中的反力矩。 3．图示结构杆件BC 的B 端转动刚度BC S 为（）。 A ．2 B ．4 C ．6 D ．8 A B C m 3m 3i = 1i = 2

土木工程力学(本)学前自测答案

一、判断题（2×20=40分） 1．任何外力作用下，大小和形状均保持不变的物体称为刚体。正确的答案是“对”。 2．平面力系中，所有力作用线互相平行的力系，称为平面平行力系，有二个平衡方程。正确的答案是“对”。 3．对于作用在物体上的力，力的三要素是大小、方向和作用线。正确的答案是“错”。 4．物体平衡是指物体处于静止状态。正确的答案是“错”。 5．合力一定比分力大。正确的答案是“错”。 6．二力在坐标轴上的投影相等，则两个力一定相等。正确的答案是“错”。 7．平面一般力系的平衡方程共有三组九个方程，但独立的平衡方程只有三个。正确的答案是“对”。 8．应力是构件截面某点上内力的集度，垂直于截面的应力称为切应力。正确的答案是“错”。 9．集中力作用点处，梁的剪力图有突变，弯矩图有尖点。正确的答案是“对”。 10．作用在物体上的力，可以沿其作用线移动而对物体的作用效果不变。正确的答案是“错”。 11．使物体产生运动或运动趋势的力，称为主动力。正确的答案是“对”。 12．力偶在坐标轴上的投影的代数和恒等于零。正确的答案是“对”。 13．轴向拉伸（压缩）时与轴线相重合的内力称为剪力。正确的答案是“错”。 14．抗拉刚度只与材料有关。正确的答案是“错”。 15．抗弯刚度只与材料性质有关。正确的答案是“错”。 16．轴向拉伸（压缩）的正应力大小和轴力的大小成正比。正确的答案是“对”。 17．图形对所有平行轴的惯性矩中，图形对其形心轴的惯性矩为最大。正确的答案是“错”。 18．当弯矩不为零时，离中性轴越远，弯曲正应力的绝对值越大。正确的答案是“对”。 19．平面图形对其形心轴的静矩恒为零。正确的答案是“对”。 20．弯矩图应画在梁的受拉一侧。正确的答案是“对”。

工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第六章习题答案

第六章习题 6—1 用积分法求以下各梁的转角方程、挠曲线方程以及指定的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。 6-2、用积分法求以下各梁的转角方程、挠曲线方程以及指定的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。

6-3、用叠加法求图示各梁中指定截面的挠度和转角。已知梁的抗弯刚读EI为常数。 6-4阶梯形悬臂梁如图所示，AC段的惯性矩为CB段的二倍。用积分法求B端的转角以及挠度。 6-5一齿轮轴受力如图所示。已知：a=100mm,b=200mm,c=150mm,l=300mm;材料的弹性模量E=210Pa;轴在轴承处的许用转角[]

=0.005rad。近似的设全轴的直径均为d=60mm,试校核轴的刚度。回答： 6-6一跨度为4m的简支梁，受均布载荷q=10Kn/m,集中载荷P=20Kn,梁由两个槽钢组成。设材料的许用应力[]=160Ma,梁的许用挠度[]=。试选择槽钢的号码，并校核其刚度。梁的自重忽略不计。 6-7两端简支的输气管道，外径D=114mm。壁厚=4mm,单位长度重量q=106N/m,材料的弹性模量E=210Gpa。设管道的许用挠度试确定管道的最大跨度。 6-8 45a号工字钢的简支梁，跨长l=10m,材料的弹性模量E-210Gpa。若梁的最大挠度不得超过，求梁所能承受的布满全梁的

最大均布载荷q。 6-9一直角拐如图所示，AB段横截面为圆形，BC 段为矩形，A段固定，B段为滑动轴承。C端作用一集中力P=60N。有关尺寸如图所示。材料的弹性模量E=210Gpa,剪切弹性模量G=0.4E。试求C端的挠度。提示：由于A端固定，B端为滑动轴承，所以BC杆可饶AB杆的轴线转动。C端挠度由二部分组成；（1）把BC杆当作悬臂梁，受集中力P作用于C端产生的挠度，；（2）AB杆受扭转在C锻又产生了挠度，。最后，可得 C端的挠度 6-10、以弹性元件作为测力装置的实验如图所示，通过测量BC梁中点的挠度来确定卡头A处作用的力P，已知, 梁截面宽b=60mm,高h=40mm,材料的弹性模量E=210Gpa。试问当百分表F指针转动一小格（1/100mm）时，载荷P增加多少？