1、工程力學(xué)練習(xí)題靜力學(xué)的基本概念和受力分析1.剛體 是指在力的的作用下,大小和形狀不變的物體。2.力使物體產(chǎn)生的兩種效應(yīng)是 內(nèi) 效應(yīng)和_ _外效應(yīng)。3、力是矢量，其三要要素是（ 大小）、方向及作用點(diǎn)的位置。4、等效力系是指（ 作用效果）相同的兩個(gè)力系。5、非自由體必受空間物體的作用，空間物體對(duì)非自由體的作用稱為約束。約束是力的作用，空間物體對(duì)非自由體的作用力稱為（約束反力），而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的趨勢的力稱為主動(dòng)力。6、作用在剛體上的二力，若此兩力大小相等、方向相反并同時(shí)作用在同一直線上，若此剛體為桿件則稱為而二力桿件。（，）7、作用在剛體上的力，可以沿其作用線滑移到剛體上的任意位置而不會(huì)改變力對(duì)剛

2、體的作用效 應(yīng)。（，）8、作用在剛體上的三個(gè)非平行力，若剛體處于平衡時(shí)，此三力必匯交。（，）9、在靜力學(xué)中，常把剛體的受力看成兩類力，即主動(dòng)力與約束力。（，）10、在靜力學(xué)中，平面力系中常見的約束有柔繩約束、光滑面約束、錢鏈約束及固定端約束等。（，）11.畫出圖中AB構(gòu)件的受力圖。面都是光滑的16.如圖所示，繩 AB懸掛一重為 G的球。試畫出球 C的受力圖。（摩擦不計(jì)）C.BG的受力圖，未標(biāo)重力的物17畫出下列各圖中物體 A 構(gòu)件 AB, BC或ABC 體的重量不計(jì)，所有接觸處均為光滑接觸。(a)18。畫出圖中指定物體的受力圖。所有摩擦均不計(jì),各物自重除圖中已畫出的外均不計(jì)。(a)（1）小球3

3、）大球（3）兩球含荏一起(b)(1 ) ABff3, CD桿3整體(1 ) CD桿AB桿(3) QA 桿3gA產(chǎn)ClJCDff CiJ ABtr (31OMT(1)CD 桿AB桿(3 ) OA 桿(e)(f)平面匯交力系1以下說法中正確的是（C ）.A物體在兩個(gè)力作用下平衡的充分必要條件是這二力等值、反向、共線。B、凡是受到兩個(gè)力作用的剛體都是二力構(gòu)件。C、理論力學(xué)中主要研究力對(duì)物體的外效應(yīng)。D、力是滑移矢量，力沿其作用線滑移不會(huì)改變對(duì)物體的作用效應(yīng)。力矩和平面力偶系1 .力矩、力偶矩是度量物體繞某點(diǎn)（矩心） （轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)）的物理量。用力矩或力偶矩的大小 來衡量，其大小等于力（或力偶）與力臂（或

4、力偶臂）的乘積。2 .力偶在任意坐標(biāo)軸上的投影的合力為零。（，）3 .平面內(nèi)的任意力偶可以合成為一個(gè)合力偶，合力偶矩等于各力偶矩的代數(shù)和。（，）4、如圖3所示不計(jì)自桿件重，三較剛架上作用兩個(gè)方向相反的力偶ml和m2且力偶矢I的值m1=m2=m為零），則支座 B的約束反力CFb（ a ）。 ，.A、作用線沿A B連線；B 、等于零；3/ . m2C、作用線沿B、C連線； D、作用線沿過B的鉛垂線。、/A 1）平面任意力系1 . A、B兩點(diǎn)的距離 a=10cm,F=150kN,欲將F力從B點(diǎn)平移到A點(diǎn)，得到的力F'=_150_ kN,附加力偶矩MA=_15_ kN.mo2 .平面一般Z系高

5、一點(diǎn)簡化時(shí)得到的主矢、主矩與簡化中心的選取有關(guān)的是主矩_3 .作用于剛體上的力，均可 移動(dòng)到剛體上任一點(diǎn)，但必'須同時(shí)附加一個(gè)_。4平面任意力系，向平面內(nèi)任意點(diǎn)簡化，可得到一個(gè)作用在簡化中心的（C ）。A主矢； B 主矩； C主矢和主矩；D ;外力。5.剛體受平面一般（任意力系）力系作用時(shí)，若剛體處于平衡時(shí)，其獨(dú)立平衡方程為 （A ）。A、ZFX=0； IM0 （Fr） =0 ; IFY =0oB、£FX=0； IFY=0oC、工Fx=0; ZM。（Fr） =0。 D 、工Mo （Fr） =0 ；汴丫=0。第二篇緒論1 .強(qiáng)度是指構(gòu)件在外力作用下抵抗 _破壞的能力,剛度是指構(gòu)

6、件在外力作用下抵抗 _虹的能 力，穩(wěn)定性是指構(gòu)件在外力作用下保持wT的能力。一2 .靜力學(xué)研究的對(duì)象是剛體，剛體可以看成是由質(zhì)點(diǎn)系組成的不變形固體。材料力學(xué)研究的對(duì) 象是變形固體。（，）3 .變形固體四種基本變形，即拉壓變形、剪切與擠壓變形、扭轉(zhuǎn)變形及彎曲變形。（，）軸向拉伸與壓縮1 .塑性材料的屈服強(qiáng)度（屈服極限）s是取屈服變形階段所對(duì)應(yīng)的（ 屈服）點(diǎn)強(qiáng)度。脆性材料的名義屈服強(qiáng)度仃0.2是無塑性變形階段的材料，取彈性變形階段縱向應(yīng)變的0.2%所對(duì)應(yīng) 的強(qiáng)度。2 .斷面伸縮率 6不小于（5% ）稱為塑性材料，而小于此數(shù)的稱為脆性材料。3 .右圖為三種不同材料的b - e曲線，各曲線分另J用數(shù)字

7、1、2、3表示, 則三種材料中，強(qiáng)度最高的是_1 ，剛度（在彈性階段）最大白是 2，4 .某材料的b - £曲線如圖，則材料的（1）屈服極限 b s=235 MPa（2）強(qiáng)度極限 b b= 400 MPa5 .拉壓變形時(shí)其內(nèi)力稱為軸力，常用表示，若用截面法計(jì)算 出軸力為正，表示桿件受拉伸，若軸力為負(fù)，則表示桿件受壓縮。（，）6 .在拉壓實(shí)驗(yàn)中縱向應(yīng)變名與橫向應(yīng)變 名/之比稱為泊松比，是材料自身特性的反應(yīng)，與材料的形狀尺寸無關(guān)。（，）7 .塑性材料構(gòu)件預(yù)拉后，其比例極限提高了，而塑性降低的現(xiàn)象稱為“冷作硬化現(xiàn)象”。（，）8 .等截面直桿在兩個(gè)外力的作用下發(fā)生軸向壓縮變形時(shí)，這對(duì)外力所具

8、備的特點(diǎn)一定是等值、（C ）。A、反向、共線B、反向，過截面形心C、方向相對(duì)，作用線與桿軸線重合D、方向相對(duì)，沿同一直線作用8.下列圖中的受力桿件，（D ）是軸向拉壓桿件。其中9.圖示受拉直桿,N AB N BC 、AB段與BC段內(nèi)的軸力及應(yīng)力關(guān)系為（ A ）。A.B.N AB NBCC.NAB = NBC1 AB :;BC 二 AB K ' BC .-'AB - BCo10.圖示階梯形桿，CD段為鋁,橫截面面積為A B I C DA; BC和DE段為鋼，橫截面面積均為設(shè) 1-1、2-2、3-3截面上的正應(yīng)力分別為A、C、(T(T1 >3>(T(T2>1 &g

9、t;(T(T(TB、D、1、(T(T(T2>2>2、(T(T(T3>1 >3,(T(T則其大小次序?yàn)椋ˋ ）1311.A、軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截面（A ）分別是橫截面、45°斜截面C、分別是450斜截面、橫截面12.設(shè)軸向拉伸桿橫截面上的正應(yīng)力為B、都是橫截面D、都是450斜截面A、分別為（T /2和（TC、分別為b和b /213. 一拉伸鋼桿，彈性模量 則橫截面上的正應(yīng)力（C）B、均為則450斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（D ）（TD、均為b /2E= 200GPa比例極限為 200MPa今測得其軸向應(yīng)變£0.0015 ,A、B、

10、C、D、14.A、兩桿均為鋼;l Ee = 300MPab > 300MPa200MP<k b v 300MPa (r< 200MPa其直徑相同。從承載能力和經(jīng)濟(jì)效益兩方面考慮，圖示結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)有鋼、鑄鐵兩種棒材,B 、兩桿均為鑄鐵;C、1桿為鑄鐵，2桿為鋼；D 1桿為鋼，2桿為鑄鐵。15 .低碳鋼拉伸經(jīng)過冷作硬化后，以下四種指標(biāo)中（B ） 得到提高：A、強(qiáng)度極限；B、比例極限；C、斷面收縮率；D、伸長率（延伸率）。16 .塑性材料構(gòu)件預(yù)拉后，其比例極限提高了，而塑性降低的現(xiàn)象稱為“冷作硬化現(xiàn)象”。（，）剪切1.當(dāng)剪應(yīng)力不超過材料的比例極限_時(shí)，剪應(yīng)力與 剪應(yīng)變成正比。這一結(jié)論

11、稱為剪切虎 克定律。3 .桿件受剪切變形時(shí)，伴隨著擠壓變形。（，）4 .在連接件上，剪切面和擠壓面分別（B ） 于外力方向。A、垂直、平行B、平行、垂直C、平行D、垂直5 .圖示挪接件，若板與挪釘為同一材料，且已知 bjy =2 t,為充分提高材料的利用率， 則挪釘?shù)闹睆絛應(yīng)為（D ）。A、d=2t B、d=4t C、d=4t/ 兀 D、d=8t/ 兀p -gSLE-TT6 。插銷穿過水平放置的平板上的圓孔，在其下端受有一拉力 P.該插銷的剪切面面積和擠壓面積分別等于（B ）dA、d dh,dD/4;B、兀 dh,兀（D2-d2）/4;C、兀 Dh,dD2/4;D、兀 Dh,兀（D2-d2）/

12、4。扭轉(zhuǎn)1.材料在外力作用下產(chǎn)生扭曲變形時(shí),應(yīng)按強(qiáng)度條件、剛度條件進(jìn)行校核計(jì)算。5.截面為空心圓，外圓直徑為A號(hào)吸 B.任。,4,4二 d二 dA. 16B. 32二 d 4二 d 46.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上既有正應(yīng)力也有剪應(yīng)力。（X）7.截面為實(shí)心圓，直徑為d,截面對(duì)圓心的極慣性矩IP為（B ）。8. 一齒輪軸的輸入功率為2. G*I稱為扭轉(zhuǎn)變形的剛度，E*A稱為拉壓變形時(shí)的剛度。（，）4. 一般在減速箱中，高速軸的直徑較小，而低速軸的直徑較大。（，）IP 為（CD,內(nèi)孔直徑為d ,截面對(duì)圓心的極慣性矩C 19/ D ，：，C. 二乙, D.。外 oP （單位KV7,轉(zhuǎn)速為n（單位r/min

13、）,作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩M（單位N m）為（A ）。B無法求解。D9dd/D)卜列四種橫截面上沿徑向的應(yīng)力分布圖(C)(A)(B)(D)梁的內(nèi)力外伸梁純彎曲B(4)4)4)3)3)4)5.AAC10.A234外徑為D：(D ):D3(1-:D3(1-:D3(1-(D3-d3)靜定梁有簡支梁D、C )CD4(1- a D4(1- aD4(1- a (D4-d4)根據(jù)梁的支承情況，一般可把梁簡化為簡支梁、外伸梁和懸臂梁。則其橫截面的極慣性矩Ip和抗扭截面模量 WtD、陣0 QW0空心圓軸受扭轉(zhuǎn)力偶作用，橫截面上的扭矩為 )是正確的圖示簡支梁中間截面上的內(nèi)力仁 0 Q=0 B、Mk 0 QW0c八P

14、9550 n9.55 P nI, Wt =1/32i, Wt =1/16i, Wt =1/16Wt =1/16的表達(dá)式為(CA、 Ip=1/64B、Ip=1/32C、Ip=1/32D> Ip=1/326.圖示受橫力彎曲的簡支梁產(chǎn)生純彎曲變形的梁段是A、AB段B、BC段C、CD段D、不存在( A ) 剪切彎曲； 都不是。1.使梁彎曲成 上凹下凸 變形時(shí),彎矩為正，反之為負(fù)；剪力使該截面的臨近微段有 _順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢時(shí)，剪力取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。3 P 9550X103 一。n設(shè)空心圓軸的內(nèi)徑為7。梁在集中力偶作用截面處（C ）A、M圖無變化，Q圖有突變； 日M圖無變化，Q圖有折角； C、M圖

15、有突變，Q無變化； D 、M圖有突變，Q圖有折角 8.已知：G,a,b,l, 畫梁AB內(nèi)力圖。 .Gab彎曲應(yīng)力1 .矩形截面梁剪切彎曲時(shí)，在橫截面的中性軸處(B )A、正應(yīng)力最大，剪應(yīng)力為零B、正應(yīng)力為零，剪應(yīng)力最大C、正應(yīng)力和剪應(yīng)力均最大D、正應(yīng)力和剪應(yīng)力均為零計(jì)算題1已知梁AB上作用一力偶，力偶矩為 M梁長為l ,梁重不計(jì)。求在圖 a,b,兩三種情況下，支 座A和B的約束反力。(a) Fa = Fb = 一丁(注意，這里，A與B處約束力為負(fù)，表示實(shí)際方向與假定方向相反，結(jié)果應(yīng)與你的受力圖一致，不同的受力圖其結(jié)果的表現(xiàn)形式也不同)*M(b) Fa - Fb l cos 二2在題圖所示結(jié)構(gòu)中

16、二曲卞f自重不計(jì)，曲桿AB上作用有主動(dòng)力偶，其力偶矩為 M試求A和C點(diǎn)處的約束反力。°作兩曲桿的受力圖,BC是二力桿，AB只受力偶作用，因此 A、B構(gòu)成一對(duì)力偶。Fa =Fb'2Ma =0, Fb' a2Fb' 3a = M 2 BFb2M4aFa = Fb,2M4a3在圖示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重略去不計(jì)，在構(gòu)件BC上作用一力偶矩為 M的力偶，各尺寸如圖。求支座 A的約束反力。題2-9圖1作受力圖2、BC只受力偶作用，力偶只能與力偶平衡Fb3、構(gòu)件ADC三力匯交FxFa、2M4 四連桿機(jī)構(gòu) ABCW白A AB=0.1 mC*0.22 m桿AB及CD±各

17、作用一力偶。在圖示位置平衡。已知 m=0.4kN.m,桿重不計(jì),求A、D兩絞處的約束反力及力偶矩m2。AB桿工 M = 0,FB1ABsin30©= M1 CD桿£ M = 0,Fb1cd sin75©= M 2 解得：M2=1.7kNm5試求圖示各桿1-1、2-2、3-3截面上的軸力，并作軸力圖。3220kN1題5-1圖4P% tic技4P1 4P(a)WA2(b)T/kNm6試求圖示各桿在1-1、2-2截面上的扭矩。并作出各桿的扭矩圖。1(a)227.在變速箱中，低速軸的直徑比高速軸的大，何故?一 c c PM e = 9549 , en變速箱中軸傳遞的扭矩與

18、軸的轉(zhuǎn)速呈反比，低速軸傳遞的扭矩大，故軸徑大。8.某傳動(dòng)軸，由電機(jī)帶動(dòng)，已知軸的轉(zhuǎn)速P =20kW，試求作用在軸上的外力偶矩。一 c c P c c 20M e = 95499549 -n1000n = 1000 r/min (轉(zhuǎn)/分)，電機(jī)輸入的功率1909.8Nm9.第五大題扭轉(zhuǎn)某傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)速n =300 r/min ,輪1為主動(dòng)輪，輸入功率P =50kW ,輪2、輪3與輪4為從動(dòng)輪，輸出功率分別為 P2=10kW, P3 = P4 = 20kW。(1) 試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩；(2) 若將輪1和輪3的位置對(duì)調(diào)，軸的最大扭矩變?yōu)楹沃担瑢?duì)軸的受力是否有利。234180080031S

19、.3Tmax = 1273.2Nm80063 d. 6題5-5圖PM- 9549 =1591.5Nm enMe2 = 9549 P2=318.3Nm nMe3 = M e4 = 9549 P3 = 636.6Nm euern03o.o31S.3954.9Tmax'= 954.9Nm對(duì)調(diào)后，最大扭矩變小，故對(duì)軸受力有利。10.設(shè)圖示各梁上的載荷 P、q、m和尺寸a皆為已知，（1）列出梁的剪力方程和彎矩方程；（2）作剪力圖和彎矩圖；（3）判定Q 和M 。 maxmax2Pm =PaP2P題10(b)(a)(c)(d)題1011.圖示的桿件，若該桿的橫截面面積A = 50mm2,試計(jì)算桿內(nèi)的

20、最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力。2kN3kN2kN .3kN題ii圖3kN2kN2kN.-4 -3kN.F；N max= 3kN,FN；ax =2kN3000"-'t max、-cmax50 10200050 10上=60MPa= 40MPa12.圖示階梯形圓截面桿，承受軸向載荷P =50kN與P2作用，AB與BC段的直徑分別為di =20mm與d2 =30mm,如欲使 AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求載荷P2之值。PlP2題12圖-ABPiJId4二二 BCP +P22 二 21 Nd2F2=100kN, AB段的直徑BC段的直徑。P2 =62.5kN13.題6-2圖所示圓截

21、面 桿，已知 載荷P1=200kN di =40mm ,如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求:-AB 二1 BCP1PiP2：.,2：2 di d244d2 = 48.99mm14.圖示簡支梁，求跨中截面a、b、c三點(diǎn)正應(yīng)力。題13圖1364M =20kNm, Iz 0.06 0.09 -3.645 10 m 12二 a =020000 0.02o-b =-6- =109.7MPa（拉）3.645 10q= 20000 M0.045 =246.9MPa（拉） 3.645 1015.求圖示T形鑄鐵梁的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力。q = 60 kN / m題6-12圖2m84 2#2.59 1

22、靖Mg = 60 kN/mi.作梁的彎曲圖2.截面關(guān)于中性軸不對(duì)稱，危險(xiǎn)截面為最大正負(fù)彎矩兩處 最大正彎矩處a£TT|42mFa=45RN中性就/ =2.59xl(rWFb =135kN= 92.5MPa= 55.6MPa= 164.5MPa= 92.5MPa2.59 C1202二 C2.59 10“2.59 10, 30 103 142 10“2.59 103夫。父而,我油班滬(Jt i T max16.875 103 142 10”16.875M103 m48M10綜合得:二 T一 1最大負(fù)彎矩處,:C二 Cmax =164.5MPa15.單元體各面應(yīng)力（單位 MPa）如圖所示，

23、試用解析法求解指定斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力。(a)題15圖(a)二x = M0,； =0, x =20,1=60二x - y 二xc cc :-= cos2： - xsin2： - -27.32MPa-22x二x二y . ccc -=sin 2：xcos2： - -27.32MPa216.已知應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，應(yīng)力單位為MPa。試用解析法和應(yīng)力圓分別求：（1）主應(yīng)力大小，主平面位置；（2）在單元體上繪出主平面位置和主應(yīng)力方向；（3）最大切應(yīng)力。(a)7(a)二50，二 y = 0, x二20二 maxg +crx y二 minYy507(b)CT -CTx ycr -crx y題16圖22)

24、x =57MPa22) x - -7MPatan 二 0二 x 一二 min1 0 - -19.3(b)ox =0,c-v =0, x =25 xyx-max= 25MPamin =2-25MPatan = 0 = , ：- 0 - -45x min17三角架ABC由AC和BC二桿組成。桿AC由兩根No.12b的槽鋼組成，許用應(yīng)力為=160MPa； 桿BC為一根No.22a的工字鋼，許用應(yīng)力為(r=100MPa。求荷載F的許可值F。以節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，列平衡方程：'、Fx = 0, -Fac cos30 - Fbc cos30 = 0'、Fy =0, FACsin30 -F BCsin 30 -F -0解得：Fac -Fbc =FAC桿強(qiáng)度條件：FC Mo,其中SAC為桿AC的截面積，查表得：SAC =2M15.692cm2 SacBC桿強(qiáng)度條件： . 引，其中Sbc為桿BC的截面積，查表得：Sac =35.578cm2 Sbc解得：F = Fac < 502kNACF =Fbc <355.8kN綜合得：F <355.8kN18圖示傳動(dòng)軸，主動(dòng)輪B輸入功率R