工程力学试题及答案_ 2_工程力学试题及答案

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工程力学试题及答案

一、填空题

1.物体的平衡是指物体相对于地面__________或作________运动的状态

2.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：_____。该力系中各力构成的力多边形____ 3.一物块重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数f=0.3，在左侧有一推力150N，物块有向右滑动的趋势Fmax=__________,所以此物块处于静止状态，而其F=__________。

4.刚体在作平动过程中，其上各点的__________相同，每一瞬时，各点具有__________的速度和加速度。

5.AB杆质量为m，长为L，曲柄O1A、O2B质量不计，且O1A=O2B=R，O1O2=L，当θ=60°时，O1A杆绕O1轴转动，角速度ω为常量，则该瞬时AB杆应加的惯性力大小为__________，方向为__________

6.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。工程上一般把__________作为塑性材料的极限应力；对于脆性材料，则把________作为极限应力。

7.__________面称为主平面。主平面上的正应力称为______________。

8.当圆环匀速转动时，环内的动应力只与材料的密度ρ和_____________有关，而与__________无关。

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题3分，共18分)1.某简支梁AB受载荷如图所示，现分别用RA、RB表示支座A、B处的约束反力，则它们的关系为（）。

A.RA

B.RA>RB

C.RA=RB

D.无法比较

2.材料不同的两物块A和B叠放在水平面上，已知物块A重0.5kN，物块B重0.2kN，物块A、B间的摩擦系数f1=0.25，物块B与地面间的摩擦系数f2=0.2，拉动B物块所需要的最小力为（）

A.0.14kN

B.0.265kN

C.0.213kN

D.0.237kN

3.在无阻共振曲线中，当激振力频率等于系统的固有频率时，振幅B趋近于（）。

A.零

B.静变形

C.无穷大

D.一个定值 4.虎克定律应用的条件是（）。

A.只适用于塑性材料

B.只适用于轴向拉伸

C.应力不超过比例极限

D.应力不超过屈服极限

5.梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有（）。

A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面C

B.最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面D

C.最大拉应力位于截面D，最大压应力位于截面C

D.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D

6.圆轴扭转时，表面上任一点处于（）应力状态。

A.单向

B.二向

C.三向

D.零

三、简答题(每小题4分，共16分)1.平面图形在什么情况下作瞬时平动?瞬时平动的特征是什么? 2.一质点在铅垂平面内作圆周运动，当质点恰好转过一周时，其重力的功为零，对吗?为什么? 3.何谓纯弯曲和平面弯曲? 4.试述构件发生疲劳破坏时的主要特点。

四、计算题(共50分)1.三铰拱刚架如图所示，受一力偶作用，其矩M=50kN²m，不计自重，试求A、B处的约束反力。(8分)

2.杆AB的A端沿水平线以等速度v运动，运动时杆恒与一半圆周相切，半圆周的半径为R，如图所示。如杆与水平线间夹角为θ，试以角θ表示杆的角速度。

(8分)3.重为P的物块A沿光滑斜面下滑，并通过一绕过光滑滑轮的绳索带动重为Q的物块B运动，如图所示。斜面与水平夹角为α，滑轮和绳索质量不计，且绳索不可伸长，求物块B的加速度a(10分)

4.如图所示为二杆桁架，1杆为钢杆，许用应力［ζ］1=160MPa，横截面面积A1=6cm2；2杆为木杆，其许用压应力［ζ］2=7MPa，横截面面积A2=100cm2。如果载荷P=40kN，试校核结构强度。

(8分)

5.试作如图所示梁的剪力图和弯矩图。(8分)5.求图示应力状态的主应力和最大剪应力。(8分)

浙江省2002年1月高等教育自学考试

工程力学(一)试题参考答案

课程代码：02159

一、填空题(每空1分，共16分)

1.保持静止

匀速直线

2.该力系的合力为零

自行封闭

3.180N

150N

4.轨迹形状

相同

5.Fgh=mRω

2过质心C平行O1A指向向下

6.屈服点ζs

抗拉和抗压强度ζb

7.剪应力为零的面

主应力

8.转动线速度v

横截面面积A

二、单项选择题(每小题3分，共18分)

1.C

2.A

3.C

4.C

5.B

6.B

三、简答题(每小题4分，共16分)

1.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同； 平面图形在该瞬时的各点的加速度不相同。

2.对的因为重力的功等于质点的质量与其始末位置的高度差的乘积，当高度差为零时，重力的功为零。

3.梁的横截面上只有弯矩而无剪力时称纯弯曲；梁上的外力作用在梁的纵向对称平面内时，梁的轴线将在平面内弯成一条曲线，这种弯曲称之平面弯曲。

4.(1)工作应力水平较低；

(2)无明显塑性变形；

(3)断面上明显分为光滑区和粗糙区。

四、计算题(共50分)

1.解：AC杆为二力杆受力图如(a)所示。

再画整体受力图，如(b)图所示。

Σm=0

RA²AD=M

∴RA=RB=

=50422M AD=17.7kN

方向如图所示。

2.解：选A点作为基点，则C点的速度有

vCvAvCA

由图中几何关系，可解得

vCA=vA²sinθ=vsinθ

又vCA=AC²ω VCAvsin2

∴ω=

ACRcos

3.解：物块A、B均作平动，设物块B移动S时的速度为v，系统的动能为

T2=TA+TB=1p21Q2vv 2g2g

T1=0

系统外力作功之和

ΣW12=PS²sinα-QS

由动能定理，得

PQ2vPSsinQS 2g2(PsinQ)Sg

PQ

v2=

对上式两边求导，并注意

得a=(PsinQ)g

PQdvdsa,=v dtdt

4.解：两杆均为二力杆，取结点A为研究对象，受力图如图所示。

Σy=0,N1sin30°-P=0

∴N1=P/sin30°=80kN

Σx=0,-N1cos30°+N2=0

∴N2=N1cos30°=69.3kN

1杆：ζ1=N180103 =133MPa

2A1610N269.3102杆：ζ2= =6.93MPa

A2100102

两杆均满足强度。

5.RA=2qa,RB=qa

6.解：求主应力

max =minxy2±(xy2)22x

=7007002±()502

2296

=26MPa

∴ζ1=26MPa,ζ2=0,ζ3=-96MPa,η

max=13 =66MPa 2工程力学复习资料

一、单项选择题(每小题2分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.三个刚片用三个铰两两相联，所得的体系（）

A.一定为几何不变体系

B.一定为几何瞬变体系

C.一定为几何常变体系

D.不能确定

2.图示体系是（）

A.无多余联系的几何不变体系

B.有多余联系的几何不变体系

C.瞬变体系

D.常变体系

3.图示三铰拱，已知三个铰的位置，左半跨受均

布荷载，其合理拱轴的形状为（）

A.全跨圆弧

B.全跨抛物线

C.AC段为园弧，CB段为直线

D.AC段为抛物线，CB段为直线

4.图示结构A端作用力偶m，则B端转角B的值为（）A．mlmlmlml

B.C.D.6EI3EI2EIEIPa EA1Pa 2EA1Pa 4EA5.图示桁架C点水平位移的值为（）

A．

B．

C．

D．0 6.图示刚架的超静定次数为

A.1

B.2

C.3

D.4 7.图示超静定则架，用力法计算时，不能选为基本体系的是图（）

8.下列弯矩图中正确的是图（）

9.图示结构中，BA杆B端的力

矩分配系数等于（）

10.图示结构截面K剪力影响线是图（）

二、填空题(每小题2分，共16分)11.在具有一个自由度的体系上加上一个二元体(二杆结点)时，所得新体系的自由度为_____。

12.位移互等定理的表达式是________。

13.图示对称结构，截面K弯矩的绝对值为________。14.图示结构，作用荷载P，不计轴向变形时，支座A的反力矩MA等于________。15.已知图示连续梁(a)的弯矩图(b)，则

A端剪力等于________kN。

16.用力矩分配法计算图示连续梁时，算至放松结点C分配传递后，当前结点B的结点不平衡力矩(约束力矩)等于________kN.m

17.力P在梁ABC上移动过程中，截面K中产生的变矩(绝对值)的最大值为________kN²m

18.图中给出了截面K弯矩MK影响线的形状，该影响线在截面K下面的纵标等于________。

三、计算题(19～22小题，每小题7分，23～25小题，每小题12分，共64分)19.计算图示桁架指定杆件1、2、3的内力。

20.计算图示刚架A、C两截面的相对转角AC。

21.计算图示结构，并绘弯矩图，各杆EI=常数。

22.用力矩分配法计算图示结构，并绘弯矩图。EI=常数

23.计算图示结构，绘弯矩图、剪力图、轴力图。

24.用力法计算图示刚架，并绘弯矩图。(EI=常数)25.用位移法计算图示结构，并绘弯矩图。

全国2002年4月高等教育自学考试

结构力学(一)试题参考答案

课程代码：02393

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)

1.D

2.D

3.B

4.A

5.A

6.B

7.B

8.B

9.D

10.C

二、填空题(本大题共8小题，每小题2分，共16分)

11.1

12.δij=δij或δ12=δ13.Pa/2

14.0

15.13.62

16.21.4

17.20

18.1l

3三、计算题(本大题共7小题，19～22小题，每小题7分，23～25小题，每小题12分，共64分)

19.N1=20kN,N2=-10kN，N3=302kN 20.(1)绘Mp图

(2)作虚拟状态绘M图

(3)计算AC

21．r11Z1+R1p=0 r11=8i Rip=-pl Z1=Pl 8iM=MiZ1Mp

24.11X112X21p0 21X122X22p0

ql4ql4ql4l3l31122,1121,1p,xp,X1X2

3EIEI6EI6EI14(1)基本未知量(2)力法典型方程 M1,M2,Mp图(3)11,12,2

21p,2p（4）X1，X2值（5）M图

(2)建立方程r11Z1+R1p=0(3)计算系数与自由项

EI令i

lr11=18il2,R1pP

R1pPl2 r1118i(4)解方程：x1=(5)绘M图.工程力学复习资料

一、填空题(每空1分，共44分)1.在分析两个或多个构件之间互相作用时，要注意________力与________力的关系。

2.作用于平面内A点的力F=10kN，如图示，向距A点为100cm的O点平移后，得到主矢量的大小为________和主矩大小为________。

3.设有一个力F，当力F与________轴________但________时有力F在X轴上的投影FX=0，力F对x轴之矩mx(F)≠0。

4.由平面假设所得到的轴向变形时，截面上的计算公式ζ=N/A中的ζ是________，这个公式不仅适用于________变形，而且也适用于________变形。

5.已知主动轮A输入功率为80马力，从动轮B和C输出功率为30马力和50马力，传动轴的转速n=1400转/分，那么，各轮上的外力偶矩的大小分别为mA=____ ,mB=______, mC=______。

6.图示结构中固定端A的反力为________、________、________。

7.图示各结构是静定还是静不定，及其静不定次数。图(a)是________，(b)是________，(c)是________。

8.力的可传原理只适用于________体，而不适用于________体，因此不适用于研究力对物体的________效应。

9.若截面对于y轴和z轴的惯性积Iyz=0，则此对轴称为________轴，若此对轴又通过形心，则称此对轴为________轴。对称图形中含有对称轴的一对坐标轴必为________轴。

10.图示是梁的左段，A点力2P为反力，B点作用力P，C点作用力偶Pa，此时截面C的剪力QC=________,弯矩MC=________。

S*11.矩形截面弯曲剪应力公式为η=Z，其中S*z是所求剪应力的点，画平行于中性轴的横

IZb线________截面面积对中性轴的面积矩，因此S*z是________量，截面上的最大剪应力发生在________。

12.用积分法求图示梁的变形时，以A为原点写出AB梁的微分方程________及边界条件________、________。注：B点为弹簧支撑，已知弹簧的位移λ=力，C为弹簧的刚性系数。

13.单元体是由三对________的面组成，由于单元体极其微小，可以认为它的每个面上的应力是________分布的，而且在________的面上。

14.图示折杆ABCD，在自由端A作用水平力P1及铅垂力P2，请分别写出各段的变形，AB段为________变形，BC段为变形，CD段为________变形。

15.压杆稳定的欧拉公式适用于________范围内，用柔度λ来表示则λ≥________。

16.动荷载、动应力是指荷载随________不断地变化，或构件在荷载作用下随________不断运动。但只要应力不超过材料的比例极限，________定律仍适用于动应力、动应变的计算。

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题1分，共16分)1.图示中四个力F1、F2、F3、F4对B点之矩是（）A.mB(F1)=0 B.mB(F2)=F2l

P,P为作用在弹簧上的CC.mB(F3)=F3lcos45° D.mB(F4)=F4l

2.图示中力多边形自行封闭的是（）A.图(a)B.图(b)C.图(c)D.图(d)

3.物体在一个力系作用下，此时只能（）不会改变原力系对物体的外效应。A.加上由二个力组成的力系

B.去掉由二个力组成的力系 C.加上或去掉由二个力组成的力系

D.加上或去掉另一平衡力系 4.图示ABC杆，固定端A的反力是（）A.XA=P, YA=0 B.YA=P，mA=Pa C.XA=P, YA=0 D.XA=P, YA=0,mA=Pa

5.构件在外力作用下平衡时，可以利用（）A.平衡条件求出所有未知力

B.平衡条件求出某些未知力 C.力系的简化求未知力

D.力系的合成或分解求未知力

6.图示传动轴中各轮的外力偶矩分别为mA=20kN²m,mB=5kN²m,mC=10kN²m,mD=5kN²m,那么四个轮子布局中最合理的是（）A.图(a)B.图(b)C.图(c)

D.图(d)

7.关于轴力（）A.是杆件轴线上的荷载

B.是杆件截面上的内力 C.与杆件的截面面积有关

D.与杆件的材料有关

8.由AB和CD两杆组成，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，正确的选择是（）A.AB杆为铸铁，CD杆为铸铁 B.AB杆为铸铁，CD杆为低碳钢 C.AB杆为低碳钢，CD杆为铸铁 D.AB杆为低碳钢，CD杆为低碳钢

9.图示截面，在圆截面中挖去一正方形，已知圆截面的直径为D，正方形的边长为a，其惯性矩IZ=（）πD4a4A.3212πD4a4B.6412πD4a4C.326πD42a4D.1612

10.弯曲梁，当某截面的剪力Q=0时，（）A.此截面上弯矩有突变

B.此截面上弯矩有极值

C.此截面上弯矩一定为该梁的最大值

D.此截面上的弯矩一定为零

11.为了合理的利用钢材，在梁的弯曲问题中，在同样面积情况下，以下四种截面形状钢 梁，使用哪种较为合理（）A.(a)B.(b)C.(c)D.(d)

12.图示悬臂梁，其梁截面转角关系为（）A.θA=θB=0

B.θA=0，θB=θmax

C.从A到B各截面的转角均相等 D.θA=θB=fB l

13.图示应力圆，其主应力及用第三强度理论求得相当应力ζr3（），题中应力单位均为MPa。A.ζ1=70,ζ2=70,ζ3=0,ζr3=35 B.ζ1=0,ζ2=0,ζ3=-70,ζr3=70 C.ζ1=0,ζ2=0,ζ3=-70,ζr3=-70 E.ζ1=-70,ζ2=-70,ζ3=0,ζr3=70

14.竖立的折杆ABC，C端固定，A端作用一垂直于AB的水平力P=500N，BC杆为空心圆杆，外径D=80mm，内径d=70mm，用第四强度理论计算相当应力ζr4为（）A.64MPa B.25.45MPa C.101.8MPa D.50.9Mpa

15.压杆稳定的欧拉公式适用的范围，以下四种情况哪种是错误的（）A.细长杆

B.λ≥λC.弹性范围内

D.屈服极限范围内

16.(a),(b)二根简支梁，E、I、W均同，同样的重物Q从h高度自由落下冲击梁，两根梁 的动应力ζd与动荷系数Kd的比较应为（）A.ζad>ζbd,Kad>Kbd B.ζadζbd,KadKbd

三、计算题(每小题5分，共40分)1.图示三铰拱，G=2kN,l=1.15m,h=0.173m，试求A、B处的反力。

2.两块钢板各厚t1=8mm,t2=10mm,用5个直径相同的铆钉搭接，受拉力P=200kN的作用，如图所示。设铆钉的许用应力分别为〔η〕=140MPa，〔ζbs〕=320MPa，试求铆钉的直径d。

3.一正方形的混凝土短柱，受轴向压力P的作用,如图示，柱高为l，截面边长为a=400mm,柱内埋有直径d=30mm的钢筋四根。已知柱受压后混凝土内的应力ζ混=6MPa，试求P值，设钢筋与混凝土的弹性模量之比为E钢∶E混=15。

4.图示桁架。G1=G2=20kN,W1=W2=10kN,试求A、B的反力和杆①、杆②的内力。

5.悬臂梁AB上作用集中力P及集中力偶Pa，试作梁的剪力图与弯矩图，并在图中注明各特征点值。

6.圆截面简支梁中间l处，梁的下边缘，用标距S=20mm的应变仪测得纵向伸长△S=0.01mm,2梁长l =2m,梁截面直径D=80mm,弹性模量E=2.0³105MPa,试求均布荷载q的大小。

7.梁AB，A端为固定端，B端为动铰支座，AC段作用均布荷载q,已知抗弯刚度EI，求B点的支座反力RB。

8.已知平面应力状态中的ζx=50MPa，ζy=30MPa，ηxy=40MPa，试求其单元体的主应力及第三强度理论的相当应力ζr3。

浙江省2002年4月高等教育自学考试

工程力学(二)试题参考答案

课程代码：02391

一、填空题(每空1分，共44分)1.作用

反作用

2.主矢 F′=F=10kN

主矩m0(F)=5kN²m 3.x

垂直

不相交 4.常量

拉伸

压缩 5.mA=7024³80=401.4N²m

mB=150.5N²m

mC=250.86N²m

14006.xA=0

YA=0

mA=Pa 7.图(a)为一次静不定

图(b)为静定

图(c)为静定 8.刚体

变形体

内效应 9.主轴

形心主轴

主轴 10.QC=P

MC=2Pa 11.以外部分

变量

中性轴 12.EIy″=-RAx+12qx

2yA=0

yB=λ=

ql 2c 13.互相垂直

均匀

互相平行

14.弯曲变形

压、弯、扭变形

拉、弯、扭变形 15.弹性

λ1

16.时间

时间

胡克

二、单项选择题(每小题1分，共16分)1.A

2.B

3.D

4.D

5.B 6.B

7.B

8.C

9.B

10.B

11.B

12.B

13.B

14.D

15.D

三、计算题(每小题5分，共40分)1.YA=G/2=1kN

YB=1kN

xB=3.32kN

xA=3.32kN

2.θ=P/5=40kN

Pbs=P/5=40kN

d≥40³103³4 =19.1mm

ζ

bs=

40³103 π²140 d²8≤〔ζbs〕=320

d≥15.63mm

取d=20mm

3.N1=15.1

N2=0.79P

N2=P/19.1

P=1214.3kN

ζ钢=90MPa

4.RBX=0

RBy=35kN

RA=25kN

S1=-30kN

S2=25.98kN≈26kN

5.6.ε=5³10-4

ζ=εE=5³10-4³2³105³106=100MPa

100³1068q³22132π³803³10-9

16.A

100³106³π³803³10-9

q=

=10.05KN/m

qa4qa47qa47.fBq=

8EI6EI24EI-8RBa3

fBRB=

3EI

fBq+fBRB=0

RB=8.ζ7qa

64.23=81123.MPa

maxmin

ζ1=81.23MPa, ζ2=0, ζ3=-1.23MPa

ζr3=82.46MPa