1、1工程力學(xué)練習(xí)題靜力學(xué)的基本概念和受力分析5、非自由體必受空間物體的作用，空間物體對非自由體的作用稱為約束。約束是力的作用，空間物體對非自由體的作用力稱為（約束反力），而產(chǎn)生運(yùn)動或運(yùn)動的趨勢的力稱為主動力。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。（V）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改變力對剛體的作用效 應(yīng)。（V）&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。（V）9、 在靜力學(xué)中，常把剛體的受力看成兩類力，即主動力與約束力。（V）10、 在靜力學(xué)中，平面力系中常見的約

2、束有柔繩約束、光滑面約束、鉸鏈約束及固定端約束等。（V）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)）1、 剛體 是指在力的的作用下，2、力使物體產(chǎn)生的兩種效應(yīng)是3、力是矢量，其三要要素是（4、等效力系是指（作用效果大小和形狀不變的物體。內(nèi) 效應(yīng)和夕卜 效應(yīng)。大小）、方向及作用點(diǎn)的位置。）相同的兩個(gè)力系。217 畫出下列各圖中物體 A,構(gòu)件 AB,BC 或 ABC 的受力圖，未標(biāo)重力的物體的重量不計(jì)，所有接觸 處均為光滑接觸。(a)A318。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)。(f)(1) )小球小球12)大球大球(3

3、)兩球合在一起兩球合在一起(a)4BB(b)5 CA tF:冷(e)C1)CD樣AB桿OA桿6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)中主要研究力對物體的外效應(yīng)。D、力是滑移矢量，力沿其作用線滑移不會改變對物體的作用效應(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)動效應(yīng)）的物理量。用力矩或力偶矩的大小來(f)7衡量，其大小等于力（或力偶）與力臂（或力偶臂）的乘積。2.力偶在任意坐標(biāo)軸上的投影的合力為零。（V）3.平面內(nèi)的任意力偶可以合成為一個(gè)合力偶，合力

4、偶矩等于各力偶矩的代數(shù)和。（V）4、如圖 3 所示不計(jì)自桿件重，三鉸剛架上作用兩個(gè)方向相反的力偶 ml 和 m2 且力偶矩的值 m 仁m2=m 不為零），則支座 B 的約束反力 FB（ A ）。A、作用線沿 A、B 連線；B 、等于零；C、作用線沿 B、C 連線；D、作用線沿過 B 的鉛垂線。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 =50_ kN，附 加力偶矩 MA=_15_ kN.m。2.平面一般力系向一點(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_到剛體上任一點(diǎn)，

5、但必須同時(shí)附加一個(gè)_力偶 。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；ZM0(FR) =0 ； ZFY=0OB、二FX=0 ； 1FY=0。第二篇緒論力，穩(wěn)定性是指構(gòu)件在外力作用下保持_平衡的能力。2.靜力學(xué)研究的對象是剛體，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)研究的對象是變形固體。（V）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。（V）軸向拉伸與壓縮1.塑性材料的屈服強(qiáng)度

6、（屈服極限） 二s是取屈服變形階段所對應(yīng)的（ 屈服）點(diǎn)強(qiáng)度。脆性C、丄Fx=0 ；二M0(FR) =0OD 、二M0( FR)=0； 1 FY=0O1.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)件在外力作用下抵抗_變形的能8材料的名義屈服強(qiáng)度二0.2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%所對應(yīng)的強(qiáng)度。2. 斷面伸縮率：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廳&曲線，各曲線分別用數(shù)字 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）最大的是 2_。94.某材料的（T-S曲線如圖，則材料的（1

7、） 屈服極限ds= 235MPa；（2） 強(qiáng)度極限db= 00_ MPa。5.拉壓變形時(shí)其內(nèi)力稱為軸力，常用 軸力為負(fù)，則表示桿件受壓縮。（V）6在拉壓實(shí)驗(yàn)中縱向應(yīng)變 ；與橫向應(yīng)變 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)。（V）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”。（V）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)，這對外力所具備的特點(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，作用線與桿軸線重合D、 方向相對，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。9.圖示受拉直桿，其

8、中 AB 段與 BC 段內(nèi)的軸力及應(yīng)力關(guān)系為（ A ）。ANAB= NBC、CTABCTBC； 1pBNAB=NBCCTABA CTBC.- r - 1iL B 1c uCNAB NBCAB= BCo10.圖示階梯形桿，CD 段為鋁，橫截面面積為 A; BC 和 DE 段為鋼，橫截面面積均為 2A。設(shè) 1-1、 2-2、3-3 截面上的正應(yīng)力分別為d1、d2、d3，則其大小次序?yàn)椋ˋ ）。表示，若用截面法計(jì)算出軸力為正，表示桿件受拉伸，若A、d1d2d3B、d2 d3 d1(C)1011.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 ）A、分別是橫截面、45斜截面B、都是橫截面C、分別是

9、 45斜截面、橫截面D、都是 45斜截面C、(r3 d1 d2D、d2 d1 d31112.設(shè)軸向拉伸桿橫截面上的正應(yīng)力為6,則 45斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（D ）。A、分別為612和6B、均為6C、分別為6和6/2D、均為6/213.一拉伸鋼桿，彈性模量E= 200GPa,比例極限為 200MPa,今測得其軸向應(yīng)變= 0.0015 ,則橫截面上的正應(yīng)力（C ）A、6= Ee= 300MPaB、6 300MPaC、200MPav 6 v300MPaD、6 v200MPa14.現(xiàn)有鋼、鑄鐵兩種棒材，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)中的兩15低碳鋼拉伸經(jīng)過冷作硬化后，以下四種

10、指標(biāo)中（B ）得到提高: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”。（V）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。（V）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. 圖示鉚接件，若板與鉚釘為同一材料，且已知 6jy = 2T，為充分提高材料的利用率，則鉚 釘?shù)闹睆絛應(yīng)為（D ）。A、d=2tB、d=4t C d=4t/nD、d=8t/ntB 兩桿均為鑄鐵;C、1 桿為鑄鐵，2 桿為鋼;D、 1 桿為鋼，2

11、 桿為鑄鐵。A、強(qiáng)度極限;E、比例極限;C、斷面收縮率;D、伸長率（延伸率）A、兩桿均為鋼;126。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 ）牛一F132 2B、ndh ,n(D-d )/4;2 2D、nDh,n(D -d )/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。（V）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。（V）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。（V）5. 截面為空心圓，外圓直徑為D,內(nèi)孔直徑為 d ,截面對圓心的極慣性矩 IP 為（C ）

12、。6. 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,截面對圓心的極慣性矩IP 為（B ）。2A、ndh ,nD/4;2C、nDh, nD /4;d14二 d4二 d4二 d4二 d4A.16B, ,32C.64D.48. 一齒輪軸的輸入功率為P （單位KV）,轉(zhuǎn)速為口）為（A）c)A、P9550 。B、9.55。nnC、9550X103P- 。D、無法求解。9.=、丄設(shè)空心圓軸的內(nèi)徑為d,外徑為D,d/D= a三為(C).A、lp=1/64nD4-a4),Wt =1/32nD3(a3).B、lp=1/32nD4(a4),Wt =1/16nD3(a3).C、Ip

13、=1/32nD4-a4),Wt =1/16nD3(a4).D、 Ip=1/32n(D44),Wt =1/16n(EM3).n（單位 r/min）,作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩M （單位，則其橫截面的極慣性矩Ip 和抗扭截面模量 WtMn,下列四種橫截面上沿徑向的應(yīng)力分布圖中（(A)N10.空心圓軸受扭轉(zhuǎn)力偶作用，橫截面上的扭矩為A(B)(C)(D)15梁的內(nèi)力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 轉(zhuǎn)動趨勢時(shí)，剪力取正號，反之取負(fù)號。2. 靜定梁有簡支梁、外伸梁和懸臂梁三種基本形式。3. 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。（V）4. 梁橫

14、截面上只有彎矩沒有剪力的彎曲是（ A ）彎曲。A、純彎曲；B、剪切彎曲；C 剪切與彎曲的的組合；D、都不是。5. 圖示簡支梁中間截面上的內(nèi)力（C ）6.圖示受橫力彎曲的簡支梁產(chǎn)生純彎曲變形的梁段是（D ）A、AB 段 B、BC 段 C CD 段 D 不存在7。 梁在集中力偶作用截面處（A、M 圖無變化，Q 圖有突變；C、M 圖有突變，Q 無變化；8. 已知：G,a,b,l,畫梁 AB 內(nèi)力圖。C ）B、M 圖無變化，Q 圖有折角;D M 圖有突變，Q 圖有折角順時(shí)針A、C、M 工 0 Q= 0M=0 Q=0 B M=0 QM016GbGabACB9. 如圖所示簡支梁 AB，畫出剪力圖與彎矩圖。

15、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)力為零富aAGa17B、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)力均為零181 已知梁 AB 上作用一力偶，力偶矩為 座 A和 B 的約束反力。M-（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(b)FA= FB2 在題圖所示結(jié)構(gòu)中二曲桿自重不計(jì)，曲桿AB 上作用有主動力偶，其力偶矩為 M，試求 A 和C 點(diǎn)處的約束反力。計(jì)算題1/2(b)M，梁長為 I，梁重不計(jì)。求在圖 a,b,兩三種情況下，支(a)FA= FB

16、八19題 2-8 圖作兩曲桿的受力圖，BC 是二力桿，AB 只受力偶作用，因此 A、B 構(gòu)成一對力偶。 即FA二FB MA=0, FB a FB 3a二M2 22MFB =4aFA= FB= FC=嚴(yán)4aJ203 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。211 作受力圖2、BC 只受力偶作用，力偶只能與力偶平衡x2M4 四連桿機(jī)構(gòu) ABCD 中的 AB=0.1 m, CD=0.22 m,桿 AB 及 CD 上各作用一力偶。 已知mOkN.m,桿重不計(jì)，求 A、D 兩絞處的約束反力及力偶矩m2。題 2-9 圖3、構(gòu)件 AD

17、C三力匯交在圖示位置平衡。222324AB桿：M二 O,FBIABsin30二M1CD桿M二 0,FBICDsin75二M2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。題 5-1 圖12340kN-30kN .20kN2314P24P.PL一123(a)(b)257.在變速箱中，低速軸的直徑比高速軸的大，何故?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。2kN m4kN m22kN mI 2m(a)26PMe二9549 , n變速箱中軸傳遞的扭矩與軸的轉(zhuǎn)速呈反比，低速軸傳遞的扭矩大，故軸徑大。8.某傳動軸，由電機(jī)

18、帶動，已知軸的轉(zhuǎn)速n=1000r/min（轉(zhuǎn)/分），電機(jī)輸入的功率P = 20kW，試求作用在軸上的外力偶矩。Me= 9549 - = 9549 -201909.8Nmen10009.某傳動軸，轉(zhuǎn)速n = 300r/min，輪 1 為主動輪，輸入功率R =50kW，輪 2、輪 3 與 輪 4 為從動輪，輸出功率分別為P2=10kW，F(xiàn)3=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 的位置對調(diào)，軸的最大扭矩變?yōu)楹沃担瑢S的受力是否有利。Me廠9549- 1591.5NmnMe3二Me4二9549巳二636.6NmMe29549n二318.3Nm題 5-

19、5 圖27T/A7Hj1273.231S.3Tmax二1273.2NmT/Nm1954.9Tmax954.9Nm對調(diào)后，最大扭矩變小，故對軸受力有利。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maxmax1282Pm =Pa(a)題 10ICBCIra)2PinIPaPD刖29II刼B-3m/2aq3m/2830q11.圖示的桿件，若該桿的橫截面面積A =50mm2，試計(jì)算桿內(nèi)的最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力。3kN2kN2kN .-3kNr1-題 ii 圖3kN2kN2kN.3kMF坤I-NJ1陋133112.圖示階梯形

20、圓截面桿，承受軸向載荷R =50kN與P2作用，AB與BC段的直徑分別為d20mm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。fP2_JV-ABC題 12 圖AB =BCP1R *P2d12d2244P2=62.5kN13.題 6-2 圖所示圓截面桿，已知 載荷R =200kN，F(xiàn)2=100kN，AB段的直徑d,=40mm，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求BC段的直徑。二AB = - BCR_ R + B；!.22d,d244d2二48.99mmFN max=3kN, FNmax= 2kN-tmax- cmax30006= 60MPa50 10200

21、040MPa50 10-614.圖示簡支梁，求跨中截面a、b、c三點(diǎn)正應(yīng)力。32題 13 圖M=20kNm,lz = 0.06 0.09 =3.645 10 126 =015.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lz=2.59 105m42420000 0.023.645 10 = 109.7MPa（拉）20000 0.0453.645 10二 246.9MPa（拉）33g = 60kN/mFa=45kNFB=135kN114=259xl(rW1作梁的彎曲圖2.截面關(guān)于中性軸不對稱，危險(xiǎn)截面為最大正負(fù)彎矩兩處= 92.5MPa1C3_316.875

22、 1048 10最大負(fù)彎矩處:-531.3MPa0 10348 10”2.59 疋 10，2.59 心 0I *= 55.6MPa綜合得:fax-92.5MPacmax=164.5MPa15.單元體各面應(yīng)力（單位3_330 10142 102.59 10= 164.5MPaMPa）如圖所示，試用解析法求解指定斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力。34(a)題 15 圖(a)匚x- -40,；y=0,x=20, . =60-x f-yxycos2：-xsin 2：= -27.32MPa 2 25 ysin 2 戈xcos2：=-27.32MPa16.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

23、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。題 16 圖(a)=50 =0, x =202050Cmax(J -CT2 (x2y)2= 57MPa(b)35y)2x2=25MPay 22)x= -25 MPa17 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r =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。二 Fx=0,-FACCOS30 - FBCcos30 二 0 Fy= 0,FACsi n30 -FBCSin 30 -F =0解得：FAC二-FBC二 FAC 桿強(qiáng)度條件： 仏峯二,其中SAC為桿 AC 的截面積，查表得:SACBC 桿強(qiáng)度條件：金乞刁,其中SBC為桿 BC 的截面積，查表得：SAC=35.578cm2SBC- miny 22)x7MPa0二-19.3(b)二X =0,；y=o,x= 25maxmin題 17 圖SAC=2 15.692 cm2CFAC636解得：F 二FAC乞 502kNF 二FBC355.8kN 綜合得：F 355.8kN18 圖示傳動軸，主動輪 B 輸入功率 P