诚信应考，考试作弊将带来严重后果！
华南理工大学期末考试
《工程力学》试卷B （48学时）
注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚；
2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； 3．考试形式：闭卷；
4. 本试卷共七大题，满分100分，考试时间120分钟。
题 号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得 分 评卷人
一、 判断题（每题3分，共计15分）
1. 同一刚体上作用了两个力，且这两个力满足大小相等、方向相反、作用线重合，则该
刚体处于平衡状态。
（ ）
2. 低碳钢拉伸过程中，材料一旦进入屈服状态，将不能承受更大的荷载。
（ ）
3. 同一平面内，某截面图形对所有平行轴的惯性矩中，以对通过该截面形心轴的惯性矩
为最小。
（ ）
4. 刚体上作用一力偶，保持力偶矩矢不变，将力偶臂变长，则该刚体将加速转动。
（ ）
5. 材料保持在纯剪切应力状态，则材料中任取一单元体的六个单元面上，切应力大小均
相等。
（ ）
二、 单项选择题（每题4分，共计24分）
1. 平面平行力系独立的平衡方程数目为（ ）
A ．1个
B ．2个
C ．3个
D ．4个
_____________ ________ 姓名 学号
学院 专业 座位号
( 密 封 线 内 不 答 题 ) …………………………密………………………………………………封………………………………………线………………………………………………
2.铆钉联接的两钢板，则该结构不可能发生的破坏形式为（）
A. 钢板材料的剪切破坏
B. 钢板材料的拉伸破坏
C．钢板材料的挤压破坏 D. 铆钉材料的剪切破坏
3.关于应力与内力之间的关系，说法正确的是（）
A. 内力大于应力
B. 应力是内力分布的集度
C. 内力是矢量，应力是标量
D. 内力等于应力的代数和
4.关于轴向拉压杆，说法正确的是（）
A．若杆的总伸长量为零，则杆内各截面无位移
B．若某一杆段内，各点应变均为零，则该杆段内各点均无位移
C．若某一截面位移为零，则该截面上各点无应力
D．若某杆段内各点位移均为零，则该杆段中部无变形
5.平面任意力系简化后，得到以下结果，其中非最简的结果是（）
A．主矢为0，主矩不为0 B. 主矢不为0，主矩为0
C．主矢和主矩均不为0 D. 主矢和主矩均为0
6.欲以内外径比值为0.9的空心轴来代替直径为40mm的实心轴，承受同一扭矩，在两轴
的最大切应力相等的条件下，实心轴直径与空心轴外径的比值最接近（）
A．0.5 B．0.6 C．0.7 D．0.8
三、（10分）平面直角框架结构，A、B处均为固定铰链支座，C处为铰链联接，该结
构受铅垂均布载荷q和水平集中力F＝qa的作用，a为尺寸参数，不计结构自重的情况下，试作整体结构和各构件的受力分析图，并求A、B处的支座约束力。
a
a a a
a
F
q
A
B C
四、 （10分）两端简支梁AB ，长l ，若梁跨中C 处作用集中荷载F 时，梁内最大正应力
超过材料许用应力25%，为消除过载，在其它条件不变的情况下，考虑将B 端支座向A 端移动距离a ，同时设计要求8
l
a ，问这一改进措施能否使梁AB 满足弯曲强度要求。
F
B
A
l
a
C
l/2
五、（12分）变截面圆轴AC，AB=BC=0.5m，AB段圆轴直径D =80mm和BC段圆轴
直径d=50mm，材料的切变模量80GPa；圆轴B处和C处分别作用扭转力偶矩
12kN m
M=?和
24kN m
M=?，作用方向如图，试:
（1）指出轴内最大切应力的位置，并求最大切应力值；（2）求圆轴C处截面相对于A处截面的相对扭转角。
六、 （14分）图示结构，由刚性梁AB 、杆1和杆2组成。杆1和杆2的长度比为1:3，
横截面面积均为2300mm ；两杆的材料相同，许用应力[]=160MPa σ，若在刚性梁AB 的B 处施加集中力=50kN F ，不计自重的情况下，试校核该结构的强度。
A
B
a a
l
3l
1
2
F
七、 （15分）梁AB ， A 端固支，B 端设置辊轴铰链支座，梁AB 长2a ，弯曲刚度为
EI ，若在梁跨中C 处施加铅垂的集中力F ，试求： (1) 梁在B 处受到的约束力； (2)
梁在C 处的挠度和B 处的转角。
a
a
C
B
A
提示：下图悬臂梁的挠度w 和转角θ：
()()3
32524832l Pl
Pl Pl w w l l EI
EI EI θ??===
???，，
P
l
EI
x
O
B 卷答案及评分标准 一、 1、 2、 3、 4、C 5、B 二、 （向上）代入解得：： （向下）解得：：）（取矩求分析整体，对（向上） 解得：：）（取矩求支反力梁，对分析解：qa R R R qa R Y qa R a R qa a qa a R F M R C qa R qa -aq a a R F M R D BD C B C A A B A C A B 2B D B 2 7 304 5 45.13204 3 021 202==++-=-==?-+?+?===?-?=∑∑∑R B 1825352 max max qa |M|qa ||F s ==可知： 解：剪力与弯矩如图，2 R A 三、 kN P ..P . 6bh W E W M P P M C P R .-P R F M R B 2z z c C A A B A 2.3102001066 040020202.05.04.04.004010942 =???=?====?===??=-∑解得：则：点弯矩：跨中解得：：） （取矩，求支反力对解：εσ四、 ?? 1m 0.5m 0.4m 0.1m 20 40 2 B 2 X 每小题3分，共15分 (3分) (3分)(2分) (2分) ) (2分) (3分) (4分)(3分) (5分) (3分)
mm m T d T W W T d W Mpa D F A F N D T F T D F 1m N n P 7024m T p p p s s s s s s 2.750752.010 423512 16][16][][16)22.27019.07702447702152.033512326351210050 702436 3 max 3 2 2==???=≥≥≤== =??====?===??=?===πσπσστπππτ则）计算扭矩： 解：五、 2 222 22(22(22(22()2(' ',3,3 132122'σσστσσσσσσστσσσσσσσ τσσσσ）（））））解：+=-==-=+=-+= +-±+=-===max xy y x y x xy y x 2六、 七、 )47.566.0212 02.006.010206(47.561006.4706.002.006.4785.2071020614.3100 102001085 .20712 02.06 .02,,212 12 122 39222 62 9 2226 9 23kN l EI F kN A F Mpa E 206E i l i i h i b bh hb A I i y cr cr cr cr p p p y y y z y z y z y y =?????===???===??==>≈??===?====><== == = ） （）（或由：计算临界力为： 计算临界应力为： 为大柔度压杆。则计算。 需取所以有由于，，则压杆一端固定一端自由半径为计算柔度，截面的惯性解：πμπσλπσλλπσπλμλλλλλλ μ (3分) (2分)(4分) (6分)(3分)(2分) (2分) (3分)(4分) (4分)(2分)(3分)(6分) (1分)
工程力学期末考试试卷（ A 卷）2010.01 一、填空题 1. 在研究构件强度、刚度、稳定性问题时，为使问题简化，对材料的性质作了三个简化假设：、和各向同性假设。 2. 任意形状的物体在两个力作用下处于平衡，则这个物体被称为（3）。 3.平面一般力系的平衡方程的基本形式：________、________、________。 4.根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________________、________________、________________。 5拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：________________________。6.塑性材料在拉伸试验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：___________、___________、___________、___________。 7.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：______________________________________________________。 8.力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：___________、___________、__________三种常见形式。 T=，若其横截面为实心圆，直径为d，则最9.图所示的受扭圆轴横截面上最大扭矩 max τ=。 大切应力 max q 10. 图中的边长为a的正方形截面悬臂梁，受均布荷载q作用，梁的最大弯矩为。 二、选择题 1．下列说法中不正确的是：。 A力使物体绕矩心逆时针旋转为负 B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和 C力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关 2.低碳钢材料由于冷作硬化，会使（）提高： A比例极限、屈服极限 B塑性 C强度极限 D脆性 3. 下列表述中正确的是。 A. 主矢和主矩都与简化中心有关。 B. 主矢和主矩都与简化中心无关。 C. 主矢与简化中心有关，而主矩与简化中心无关。 D．主矢与简化中心无关，而主矩与简化中心有关。 4．图所示阶梯形杆AD受三个集中力F作用，设AB、BC、CD段的横截面面积分别为2A、3A、A，则三段杆的横截面上。
《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 《工程力学（一）》历年考题的分值分布情况如下：
11-1 两端为铰支座的细长压杆，如图所示，弹性模量E=200GPa，试计算其临界荷载。（1）圆形截面，25,1 d l == mm m；（2）矩形截面2400,1 h b l === m m；（3）16号工字钢，2 l=m l 解：三根压杆均为两端铰支的细长压杆，故采用欧拉公式计算其临界力： （1）圆形截面，25,1 d l == mm m： 2 29 2 22 0.025 20010 6437.8 1 cr EI P l π π π ? ??? === N kN （2）矩形截面2400,1 h b l === m m 当压杆在不同平面约束相同即长度系数相同均为1 μ=时，矩形截面总是绕垂直短边的轴先失稳 2 0.040.02 min(,) 12 y z y I I I I ? ===，故： 2 29 2 22 0.040.02 20010 1252.7 1 cr EI P l π π ? ??? === N kN （3）16号工字钢，2 l=m 查表知：44 93.1,1130 y z I I == cm cm，当压杆在不同平面约束相同即长度系数相同均为1 μ=时 4 min(,)93.1 y z y I I I I ===cm，故： 2298 22 2001093.110 459.4 2 cr EI P l ππ- ???? === N kN 11-3 有一根30mm×50mm的矩形截面压杆，一端固定，另一端铰支，试问压杆多长时可以用欧拉公式计算临界荷载？已知材料的弹性模量E=200GPa，比例极限σP=200MPa。 解：（1）计算压杆能采用欧拉公式所对应的 P λ 2 2 99.35 P P P E π σλ λ =→=== （2）矩形截面压杆总是绕垂直于短边的轴先失稳，当其柔度大于 P λ可采用欧拉公式计算临界力。故 0.7 80.83 1.229 0.03 99.35 x P y z l l l l i μ λλ ? ===>> =→mm，
《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 （ A 卷） （本试卷共4 页） 一、填空题（每空2分，共12分） 1、强度计算问题有三种：强度校核， ，确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗 的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为 ，它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是： 。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同，则它们的内力 。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，最大正应力是原来的 倍。 二、单项选择题（每小题5分，共15分） 1、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T ，轴内最大剪应力多大？（ ） A. 16T/πd 3 B. 32T/πd 3 C. 8T/πd 3 D. 64T/πd 3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确？（ ） A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力（ ）。 A 、与弯矩成正比 B 、与极惯性矩成反比 C 、与扭矩成正比 D 、与轴力正比 三、判断题（每小题3分，共15分） 1、平面一般力系向一点简化，可得到主失和主矩。（ ） 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。（ ） 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。（ ） 4、杆件变形的基本形式是：轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲（ ） 5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。（ ） 四、计算题（本题满分20分） 矩形截面木梁如图所示，已知P=10kN ，a =1.2m ，木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横 截面的高宽比为h/b =2，试：（1）画梁的弯矩图； (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题（本题满分20分） 传动轴AB 传递的 功率为Nk=7.5kw, 轴的 转速n=360r/min.轴题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 得分 阅卷人 得分 阅卷 得分 阅卷人 得分 阅卷人 得分 阅卷人
《工程力学》试卷（B卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 选择题（每题4分，共20分） ）。 A、合力为零 B、合力矩为零 C、各分力对某坐标轴投影的代数和为零 D、合力和合力矩均为零 ） A、构件不发生断裂破坏 B、构件原有形式下的平衡是稳定的 C、构件具有足够的抵抗变形的能力 D、构件具有足够的承载力、刚度和稳定性 ,同一截面上各点的切应力大小( )，同一圆周上的切应大小( )。 A、完全相同 B、全不相同 C、部分相同 D、无法确定 ）是正确的。 A、材料力学的任务是研究材料的组成 B、材料力学的任务是研究各种材料的力学性能 C、材料力学的任务是在既安全又经济的原则下，为设计构件的结构提供分析计算的基 本理论和方法 D、材料力学的任务是在保证安全的原则下设计构件的结构 、若某刚体在平面一般力系作用下平衡，则此力系各分力对刚体（）之矩的代数和 必为零。 A、特定点 B、重心 C、任意点 D、坐标原点 1、5分，共36分） 、工程中遇得到的物体，大部分是非自由体，那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为 _____ ___。 、由链条、带、钢丝绳等构成的约束称为柔体约束，这种约束的特点：只能承受 ________不能承受________，约束力的方向沿________的方向。 ________效应的度量，其单位_________，用符号________表示，力 矩有正负之分，________旋转为正。
9 、平面一般力系的平衡方程的基本形式：________、________、________。 10、根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________________、________________、________________。 11、拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：________________________。 12、塑性材料在拉伸试验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：___________、___________、___________、___________。 13、构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件___________、 14、扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：______________________________________________________。 15、力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：___________、___________、__________三种常见形式。 三．判断题：（每题3分，共15分） 16、杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用，杆件一定发生地是轴向拉（压）变形。（） 17、标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标，作为材料测定力学性能指标。（） 18、当挤压面为圆柱形侧面时，挤压面的计算面积按该圆柱侧面的正投影面积算。（） 19、由于空心轴的承载能力大且节省材料，所以工程实际中的传动轴多采用空心截面。（） 20、梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点受到压应力作用，下侧各点受到拉应力作用。 （）
诚信应考，考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 《工程力学》试卷B （48学时） 注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共七大题，满分100分，考试时间120分钟。 题 号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得 分 评卷人 一、 判断题（每题3分，共计15分） 1. 同一刚体上作用了两个力，且这两个力满足大小相等、方向相反、作用线重合，则该 刚体处于平衡状态。 （ ） 2. 低碳钢拉伸过程中，材料一旦进入屈服状态，将不能承受更大的荷载。 （ ） 3. 同一平面内，某截面图形对所有平行轴的惯性矩中，以对通过该截面形心轴的惯性矩 为最小。 （ ） 4. 刚体上作用一力偶，保持力偶矩矢不变，将力偶臂变长，则该刚体将加速转动。 （ ） 5. 材料保持在纯剪切应力状态，则材料中任取一单元体的六个单元面上，切应力大小均 相等。 （ ） 二、 单项选择题（每题4分，共计24分） 1. 平面平行力系独立的平衡方程数目为（ ） A ．1个 B ．2个 C ．3个 D ．4个 _____________ ________ 姓名 学号 学院 专业 座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 ) …………………………密………………………………………………封………………………………………线………………………………………………
2.铆钉联接的两钢板，则该结构不可能发生的破坏形式为（） A. 钢板材料的剪切破坏 B. 钢板材料的拉伸破坏 C．钢板材料的挤压破坏 D. 铆钉材料的剪切破坏 3.关于应力与内力之间的关系，说法正确的是（） A. 内力大于应力 B. 应力是内力分布的集度 C. 内力是矢量，应力是标量 D. 内力等于应力的代数和 4.关于轴向拉压杆，说法正确的是（） A．若杆的总伸长量为零，则杆内各截面无位移 B．若某一杆段内，各点应变均为零，则该杆段内各点均无位移 C．若某一截面位移为零，则该截面上各点无应力 D．若某杆段内各点位移均为零，则该杆段中部无变形 5.平面任意力系简化后，得到以下结果，其中非最简的结果是（） A．主矢为0，主矩不为0 B. 主矢不为0，主矩为0 C．主矢和主矩均不为0 D. 主矢和主矩均为0 6.欲以内外径比值为0.9的空心轴来代替直径为40mm的实心轴，承受同一扭矩，在两轴 的最大切应力相等的条件下，实心轴直径与空心轴外径的比值最接近（） A．0.5 B．0.6 C．0.7 D．0.8
第7章 刚体的平面运动 习题 7-1 直杆AB 长为l ，两端分别沿着水平和铅直方向运动，已知点A 的速度A υ为常矢量，试求当 60=θ时，点B 的速度和杆AB 的角速度。 （a ） （b ） 解法一（如图a ） 1.运动分析：杆AB 作平面运动。 2.速度分析：A B A B v v v +=，作速度矢量合成图 I A A B υυυ360tan == A A BA υυυ260cos /== A BA l AB υυω2== 解法二（如图b ） 1.运动分析：杆AB 作平面运动。 2.速度分析：杆AB 的速度瞬心是点I 。 ωυ?=AP A A A l l υυω260cos == A A B l l BP υυωυ32 60sin =??=?=
s rad /6=ω，试求图示位置时，滑块B 的速度以及连杆AB 的角速度。 解：1.运动分析：杆AB 均作一般平面运动，滑块作直线运动，杆OA 作定轴转动。 2.速度分析： 对杆AB ，s m OA A /12=?=ωυ A B A B v v v +=或AB B AB A v v ][][= 30cos B A υυ= s m B /38=υ s m A BA /3430tan =?=υυ s rad AB BA AB /2== υω 7-3 图示机构，滑块B 以s m /12的速度沿滑道斜向上运动，试求图示瞬时杆OA 与杆AB 的角速度。 解：AB 杆运动的瞬心为I 点。 AB B BP ωυ?= s r a d B AB /325.04 3 =?= υω s m AP AB A /2.7323.043=??=?=ωυ 4.0?=OA A ωυ s rad OA /184 .02 .7== ω 或利 s /m .B A 275 3 ==υυ
《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 （ A 卷） （本试卷共4 页） 一、填空题（每空2分，共12分） ? 1、强度计算问题有三种：强度校核， ，确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗 的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为 ，它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是： 。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同，则它们的内力 。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，最大正应力是原来的 倍。 二、单项选择题（每小题5分，共15分） 1、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T ，轴内最大剪应力多大？（ ） A. 16T/πd 3 B. 32T/πd 3 C. 8T/πd 3 D. 64T/πd 3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确？（ ） A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力（ ）。 A 、与弯矩成正比 B 、与极惯性矩成反比 C 、与扭矩成正比 D 、与轴力正比 三、判断题（每小题3分，共15分） 1、平面一般力系向一点简化，可得到主失和主矩。（ ） 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。（ ） 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。（ ） 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 得分 阅卷人 得分 阅卷 得分 阅卷人
4、杆件变形的基本形式是：轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲（ ） 5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。（ ） 四、计算题（本题满分20分） 矩形截面木梁如图所示，已知P=10kN ，a =，木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横截面的高宽比为h/b =2，试：（1）画梁的弯矩图； (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题（本题满分20分） 传动轴AB 传递的功率为Nk=, 轴的转速n=360r/min.轴的直径D=3cm,d=2cm. 试：(1)计算外力偶矩及扭矩； (2)计算AC 段和BC 段轴横截面外边缘处剪应力； (3)求CB 段横截面内边缘处的剪应力。 得分 阅卷人 得分 阅卷 人
2012/2013学年第1 学期考试试卷( A )卷课程名称工程力学适用专业/年级 本卷共 6 页，考试方式闭卷笔试考试时间 120 分钟 一、判断题（共10分，每题1分） 1.实际挤压应力在挤压面上是均匀分布的。 ( ) 2.纯弯曲梁的横截面上只有正应力。 ( ) 3.横截面面积相等，实心轴的承载能力大于空心轴。( ) 4.力偶在任意坐标轴上的投影恒等于零。 ( ) 5.梁发生弯曲变形，挠度越大的截面，其转角也越大。 ( ) 6.在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。 .1
.2 ( ) 7. 当低碳钢试件的试验应力p σσ<时，试件将产生局部颈缩。 ( ) 8. 圆轴扭转时其切应力的最大值仅可能出现在横截面的 外边缘。 ( ) 9. 作用力与反作用力不是一对平衡力。 ( ) 10. 临界应力越小的受压杆，其稳定性越好。 ( ) 二、单项选择题（共20分，每题2分） 1. 下右图中杆AB 的变形类型是 。 A ．弯曲变形 B ．拉（压）弯组合变形 C ．弯扭组合变形 D ．拉（压）扭组合变形 2. 下图矩形截面梁受F 和Me 作用，Me =Fl 。则以下结论中错误的是 。 A ．0A σ= B ．0B σ= C ．0D σ= A B F
D．0 σ= E 3.力偶对物体的运动效应为。 A．只能使物体平动 B．只能使物体转动 C．既能使物体平动又能使物体转动 D．它与力对物体的运动效应有时相同，有时不同 4. 关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力是。 A．比例极限pσ B．屈服极限sσ C．强度极限bσ D．许用应力[σ] 5．在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高能 力。 A．螺栓的抗拉伸 B．螺栓的抗剪切 C．螺栓的抗挤压 D．平板的抗挤压 6.若实心圆轴①和空心圆轴②的材料、横截面积、长度和所受扭矩均相同，则两轴的最大扭转角之间的关系为。 A．φ1<φ2B．φ1=φ2 C．φ1>φ2 D．无法比较 7. 低碳钢试件扭转破坏形式是。 A．沿横截面拉断 B．沿横截面剪断 C．沿450螺旋面拉断 D．沿450螺旋面剪断 8. 塑性材料经过硬化处理后，它的_________得到提高 A．强度极限 B．比例极限 C．延伸率 D．截面收缩率 .3
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 《工程力学》试卷A （48学时） 注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共七大题，满分100，考试时间120分钟。 题 号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得 分 评卷人 一、 判断题（每题3分，共计15分） 1. 两个力满足大小相等、方向相反、作用线重合，这就是二力平衡的条件。 （ ） 2. 刚体上作用一力偶，将该力偶移至与其作用面相平行的另一平面内，则该力偶对刚体 的作用效应将保持不变。 （ ） 3. 单元体相垂直的平面上，切应力必然成对存在，它们大小相等，两者均垂直于两个平 面的交线，方向同时指向或同时背离这一交线。 （ ） 4. 任意力系简化后，将得到一个主失和一个主矩。 （ ） 5. 低碳钢拉伸过程中，材料达到强度极限的瞬间，将立即发生断裂。 （ ） 二、 单项选择题（每题4分，共计24分） 1. 平面任意力系的二矩式平衡方程为：() () 0,0,0x G H F M F M F ===∑∑∑G G ，在何种情 况下，此二矩式不适用（ ）
A．GH连线平行于x轴 B. GH连线不平行于x轴 C．GH连线垂直于x轴 D. GH连线不垂直于x轴 2.两根长度相同的圆轴，受相同的扭矩作用，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则 第一根轴与第二根轴最大切应力之比为（） A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1 3.图示悬臂梁GH，若力偶矩M在梁上移动，则梁的（） G端约束力和H端位移均变化 A. G端约束力变化，H端位移不变 B. G端约束力不变，H端位移变化 C. G端约束力和H端位移均不变 D. 4.在下列说法中，错误的是（） 应变是变形的度量 A. 应变是位移的度量 B. 应变是量纲一的量 C. 应变分正应变和切应变两种 D. 5.材料和截面积相同的情况下，下述各种梁截面抗弯能力的排序为（） A．工字形>矩形>圆形B．矩形>工字形>圆形 C．圆形>矩形>工字形D．工字形>圆形>矩形 6.图示三铰刚架，在构件HK上作用一力偶M，则H处支座的约束力方向为（） A．沿HK连线B．沿GH连线 C．平行于GK连线D．垂直于GK连线
第11章强度失效分析与设计准则 11－1对于建立材料在一般应力状态下的失效判据与设计准则，试选择如下合适的论述。 （A ）逐一进行试验，确定极限应力； （B ）无需进行试验，只需关于失效原因的假说； （C ）需要进行某些试验，无需关于失效原因的假说； （D ）假设失效的共同原因，根据简单试验结果。 正确答案是 D 。 11－2对于图示的应力状态（y x σσ>）若为脆性材料，试分析失效可能发生在： （A ）平行于x 轴的平面； （B ）平行于z 轴的平面； （C ）平行于Oyz 坐标面的平面； （D ）平行于Oxy 坐标面的平面。 正确答案是 C 。 11－3 对于图示的应力状态，若x y σσ=，且为韧性材料，试根据最大切应力准则，失效可能发生在： （A ）平行于y 轴、其法线与x 轴的夹角为45°的平面，或平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45°的平面内； （B ）仅为平行于y 轴、法线与z 轴的夹角为45°的平面； （C ）仅为平行于z 轴、其法线与x 轴的夹角为45°的平面； （D ）仅为平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45°的平面。 正确答案是 A 。 11－4 承受内压的两端封闭的圆柱状薄壁容器，由脆性材料制成。试分析因压力过大表面出现裂纹时，裂纹的可能方向是： （A ）沿圆柱纵向； （B ）沿与圆柱纵向成45°角的方向； （C ）沿圆柱环向； （D ）沿与圆柱纵向成30°角的方向。 正确答案是 A 。 11－5 构件中危险点的应力状态如图所示。试选择合适的准则对以下两种情形作强度校核： 1．构件为钢制 x σ= 45MPa ，y σ= 135MPa ，z σ= 0，xy τ= 0， 拉伸许用应力][σ= 160MPa 。 2．构件材料为铸铁 x σ= 20MPa ，y σ= 25MPa ，z σ= 30MPa ，xy τ= 0，][σ= 30MPa 。 解：1．][MPa 135313r σσσσ<=-=强度满足。 2．][MPa 3011r σσσ===强度满足。 11－6对于图示平面应力状态，各应力分量的可能组合有以下几种情形，试按最大切应力准则和形状改变比能准则分别计算此几种情形下的计算应力。 1．x σ= 40MPa ，y σ= 40 MPa ，xy τ= 60 MPa ； 2．x σ= 60MPa ，80-=y σMPa ，40-=xy τMPa ； 3．40-=x σMPa ，y σ= 50 MPa ，xy τ= 0； 习题11-2、11-3图 习题11-5图
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。 1.如图所示的平面汇交力系中，F 1=4kN ，F 2，F 3=5kN ，则该力系在两个坐标轴上的投影为( ) A.X= 12B. X=12, Y=0 D. X=-12 2.如图所示，刚架在C 点受水平力P 作用，则支座A 的约束反力N A 的方向应( ) A.沿水平方向 B.沿铅垂方向 C.沿AD 连线 D.沿BC 连线 3.如图所示，边长a=20cm 的正方形匀质薄板挖去边长b=10cm 的正方形，y 轴是薄板对称轴，则其重心的y 坐标等于( ) A.y C =1123 cm B.y C =10cm C.y C = 712 cm D.y C =5cm 4.如图所示，边长为a 的正方体的棱边AB 和CD 上作用着大小均为F 的两个方向相反的力，则二力对x 、y 、z 三轴之矩大小为 ( ) A.m x (F )=0，m y (F )=Fa ，m z (F )=0 B.m x (F )=0，m y (F )=0，m z (F )=0 C. m x (F )=Fa ，m y (F )=0，m z (F )=0 D. m x (F )=Fa ，m y (F )=Fa ，m z (F )=Fa 5.图示长度为l 的等截面圆杆在外力偶矩m 作用下的弹性变形能为U ，当杆长为2l 其它条件不变时，杆内的弹性变形能为( ) A.16U
B.8U C.4U D.2U 6.图示结构为( ) A.静定结构 B.一次超静定结构 C.二次超静定结构 D.三次超静定结构 7.工程上，通常脆性材料的延伸率为( ) A.δ<5％ B. δ<10％ C. δ<50％ D. δ<100％ 8.如图，若截面图形的z轴过形心，则该图形对z轴的( ) A.静矩不为零，惯性矩为零 B.静矩和惯性矩均为零 C.静矩和惯性矩均不为零 D.静矩为零，惯性矩不为零 9.图示结构，用积分法计算AB梁的位移时，梁的边界条件为( ) A.y A≠0 y B=0 B.y A≠0 y B≠0 C.y A=0 y B≠0 D.y A=0 y B=0 10.图示为材料和尺寸相同的两个杆件，它们受到高度分别为h和2办的重量Q的自由落体的冲击，杆1的动荷系数K d1和杆2的动荷系数K d2应为( ) A.K d2>K d1 B.K d1=1 C.K d2=1 D.K d2 一、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的在括号中打“×”。） 1、加减平衡力系公理一般不适用于一个变形体。（√） 2、合力一定比分力大。（×） 3、物体相对于地球静止时，它一定平衡；物体相对于地球运动时，它一定不平衡。（×） 4、约束力的作用位置在约束与被约数物体的相互接触处。（√） 5、凡是只受到两个力作用的杆件都是二力杆件。（×） 6、汇交力系中各个力的作用点为同一点。（×） 7、力偶矩的单位与力矩的单位是相同的。（√） 8、力偶不能够合成为一个力，也不能用一个力来等效替代。（√） 9、平面一般力系的主矢与简化中心无关。（√） 10、平面力系与其作用面内的两个不同点简化，有可能得到主矩相等，但力系的主矢和主矩都不为零。（×） 11、平面汇交力系中各力在任意轴上投影的代数和分别等于零，则该力系平衡。（√） 12、一个汇交力系如果不是平衡力系，则必然有合力。（√） 13、在应用平面汇交力系的平衡方程解题时，所选取的两个投影轴必须相互垂直。（×） 14、平面力系的平衡方程可以是三个彼此独立的投影式的平衡方程。（×） 15、材料力学的任务是尽可能保证构件的安全工作。（√） 16、作用在刚体上的力偶可以任意平移，而作用在变形固体上的力偶一般不能平移。（√） 17、线应变是构件中单位长度的变形量。（√） 18、若构件无位移，则其内部不会产生内力。（×） 19、用圆截面低碳钢试件做拉伸试验，试件在颈缩处被拉断，断口呈杯锥形。（√） 20、一般情况下，脆性材料的安全系数要比塑性材料取得小些。（×） 21、胡克定律只适用于弹性变形范围内。（√） 22、塑性材料的应力-应变曲线中，强化阶段的最高点所对应的应力为强度极限。（√） 23、发生剪切变形的构件都可以称为剪切构件。（×） 24、在剪切构件中，挤压变形也是一个次要的方面。（×） 25、构件的挤压面和剪切面一般是垂直的。（√） 26、针对剪切和挤压，工程中采用实用计算的方法，是为了简化计算。（×） 27、受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的外力偶矩有关，而与杆件的材料及其横截面的大小和形状无关。（√） 28、根据平面假设，圆轴扭转时，横截面变形后仍保持平面。（√） 29、轴的受力特点是受到一对大小相等、转向相同、作用面与杆的轴线垂直的力偶的作用。（×） 30、若两梁的跨度、承受载荷及支撑相同，但材料和横截面面积不同，则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。（×） 31、最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。（×） 32、控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。（×） 33、在等截面梁中，正应力绝对值的最大值必然出现在弯矩值最大的截面上。（√） 34、力偶在任一轴上投影为零，故写投影平衡方程时不必考虑力偶。（√） . 2012/2013学年第 1 学期考试试卷( B )卷 课程名称 工程力学 适用专业/年级 本卷共 6 页，考试方式 闭卷笔试 考试时间 120 分钟 一、 判断题（共10分，每题1分） 1. 若作用在刚体上的三个力汇交于一点，则其一定能平衡。 ( ) 2. 力系的合力一定比各分力大。 ( ) 3. 固定铰链约束与滚动铰链约束的约束反力均通过铰链中心。 ( ) 4. 平面汇交力系的合力仍作用在汇交点，其大小和方向与合成秩序无关。( ) 5. 力偶的矩与矩心的选择有关。 ( ) 6. 平面任意力系向一点简化后，主矩与简化中心无关。 ( ) 7. 用截面法计算构件内力时，选取截面两边不同的研究对象，得到的内力是相同 的。 ( ) 8. 主动轮和从动轮的不同安装位置不会影响轴的最大扭矩。 ( ) 9. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。 ( ) 10. 平面图形的静矩可为正，可为负，也可为零。 ( ) 二、单项选择题（共20分，每题2分） 1. 设杆件某截面的面积为A ，轴力为F ，该横截面上的正应力为σ，则下列结论 中哪些是正确_________。 (1)F A σ=?；(2)若横截面上应力σ为均布，则F A σ=；(3)若0F =，则必定 0σ=。 A ． (1)(2)； B ． (2)(3)； C ． (1)(3)； D ．全对。 . 2. 图示平面上A 、B 、C 三点分别受到力P 作用，?ABC 为正 三角形，则该力系 。 A ．平衡 B ．不平衡 C ．主矢和主矩均不为零 D ．主矢不为零，主矩为零 3. 关于连接件设计以下说法正确的是_________。 A 对连接件应该作挤压的强度校核 B 挤压强度校核的计算面积是连接件接触面的面积 C 连接件剪切面上切应力是均匀分布的 D 连接件只发生剪切破坏 4．以下说法错误的是_________。 A ．弹性模量E 的量纲与应力的量纲相同 B ．E 、G 、 是三个互相独立的材料常数 C ．各种牌号钢材的E 值的差异不大 D ．应力的单位是Pa 5．圆轴扭转切应力 。 A . 与扭矩和极惯性矩都成正比 B . 与扭矩成反比，与极惯性矩成正比 C . 与扭矩成正比，与极惯性矩成反比 D ．与扭矩和极惯性矩都成反比 6．以下关于图示AC 杆的结论中，正确的是 。 A ．BC 段有变形，没有位移； B ．B C 段没有变形，没有位移； C ．BC 段有变形，有位移 D ．BC 段没有变形，有位移；。 7．图示圆截面悬臂梁，若其它条件 不变，而直径增加一倍，则其最 大正应力是原来的_____倍。 A ．8 B ．81 C ．2 D ．2 1 8. 平面弯曲变形时，其横截面上的正应力分布规律正确的为：（ ）。 A. B. C. A C B P P P ★编号：（ ）考字第（ ）号 第 1 页 2012/2013学年第 1 学期考试试卷( B )卷 课程名称 工程力学 适用专业/年级 本卷共 6 页，考试方式 闭卷笔试 考试时间 120 分钟 一、 判断题（共10分，每题1分） 1. 若作用在刚体上的三个力汇交于一点，则其一定能平衡。 ( ) 2. 力系的合力一定比各分力大。 ( ) 3. 固定铰链约束与滚动铰链约束的约束反力均通过铰链中心。 ( ) 4. 平面汇交力系的合力仍作用在汇交点，其大小和方向与合成秩序无关。( ) 5. 力偶的矩与矩心的选择有关。 ( ) 6. 平面任意力系向一点简化后，主矩与简化中心无关。 ( ) 7. 用截面法计算构件内力时，选取截面两边不同的研究对象，得到的内力是相同 的。 ( ) 8. 主动轮和从动轮的不同安装位置不会影响轴的最大扭矩。 ( ) 9. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。 ( ) 10. 平面图形的静矩可为正，可为负，也可为零。 ( ) 二、单项选择题（共20分，每题2分） 1. 设杆件某截面的面积为A ，轴力为F ，该横截面上的正应力为σ，则下列结论中 哪些是正确_________。 (1)F A σ=?；(2)若横截面上应力σ为均布，则F A σ=；(3)若0F =，则必定0σ=。 A ． (1)(2)； B ． (2)(3)； C ． (1)(3)； D ．全对。 2. 图示平面上A 、B 、C 三点分别受到力P 作用，?ABC 为正 三角形，则该力系 。 ★编号：（ ）考字第（ ）号 第 2 页 A ．平衡 B ．不平衡 C ．主矢和主矩均不为零 D ．主矢不为零，主矩为零 3. 关于连接件设计以下说法正确的是_________。 A 对连接件应该作挤压的强度校核 B 挤压强度校核的计算面积是连接件接触面的面积 C 连接件剪切面上切应力是均匀分布的 D 连接件只发生剪切破坏 4．以下说法错误的是_________。 A ．弹性模量E 的量纲与应力的量纲相同 B ．E 、G 、 是三个互相独立的材料常数 C ．各种牌号钢材的E 值的差异不大 D ．应力的单位是Pa 5．圆轴扭转切应力 。 A . 与扭矩和极惯性矩都成正比 B . 与扭矩成反比，与极惯性矩成正比 C . 与扭矩成正比，与极惯性矩成反比 D ．与扭矩和极惯性矩都成反比 6．以下关于图示AC 杆的结论中，正确的是 。 A ．BC 段有变形，没有位移； B ．B C 段没有变形，没有位移； C ．BC 段有变形，有位移 D ．BC 段没有变形，有位移；。 7．图示圆截面悬臂梁，若其它条件 不变，而直径增加一倍，则其最 大正应力是原来的_____倍。 A ．8 B ．81 C ．2 D ．2 1 8. 平面弯曲变形时，其横截面上的正应力分布规律正确的为：（ ）。 9．则结论 正确。 A ．梁的承载能力相同 B ．梁的应力情况不相同 《工程力学A （Ⅱ）》试卷（答题时间100分钟） 班级 姓名 班级序号 一、单项选择题（共10道小题，每小题4分，共40分） 1．关于下列结论的正确性： ①同一截面上正应力 σ 与切应力 τ 必相互垂直。 ②同一截面上各点的正应力 σ 必定大小相等，方向相同。 ③同一截面上各点的切应力 τ 必相互平行。 现有四种答案： A ．1对； B ．1、2对； C ．1、3对； D ． 2、3对。 正确答案是： 。 2．铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？ A ．切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向； B ．切应力造成，破坏断面在横截面； C ．正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向； D ．正应力造成，破坏断面在横截面。 正确答案是： 。 3．截面上内力的大小： A ．与截面的尺寸和形状有关； B ．与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； C ．与截面的尺寸和形状无关； Ｄ．与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 正确答案是： 。 4．一内外径之比为D d /=α的空心圆轴，当两端承受扭转力偶时，横截面上的最大切应力为τ，则内圆周处的切应力为 A ．τ B ．ατ Ｃ．τα)1(3- Ｄ．τα)1(4- 正确答案是： 。 9．图示矩形截面拉杆，中间开有深度为 2 h 的缺口，与不开口的拉杆相比，开口处最 A．2倍； B．4倍； C．8倍； D．16倍。 正确答案是：。 10.两根细长压杆的横截面面积相同，截面形状分别为圆形和正方形，则圆形截面压 试用叠加法求图示悬臂梁自由端截面B 的转角和挠度，梁弯曲刚度EI 为常量。 2F a a A B C Fa 四、计算题（本题满分10分） 已知材料的弹性模量 GPa E 200=，泊松比25.0=ν，单元体的应力情况如图所示，试求该点的三个主应力、最大切应力及沿最大主应力方向的主应变值。 MPa 第14章 轴向拉伸与压缩 习题答案 14-1 用截面法求图14-1（a ）（b ）（c ）所示各杆指定截面的内力。 （a ） （b ） （c ） 图14-1 解：（a ） 1. 用截面1-1将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑ 得 10N = 2. 用截面2-2将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，20N P -= 得 2N P = 3. 用截面3-3将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，30N P -= 得 3N P = （b ） 1. 用截面1-1将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，12202 N kN ? -= 得 12N k N = 2. 用截面2-2将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，220N kN -= 得 12N k N = （c ） 1. 用截面1-1将杆截开，取右段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，130N P P --+= 得 12N P =- 2. 用截面2-2将杆截开，取右段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，20P N -= 得 2N P = 14-2 试计算图14-2（a ）所示钢水包吊杆的最大应力。已知钢水包及其所盛钢水共重90kN ，吊杆的尺寸如图（b ）所示。 （b ） （c ） 图14-2 解：吊杆的轴力90N kN =。吊杆的危险截面必在有圆孔之处，如图14-2（c ）所示，它们的截面积分别为 22321(656520) 2.92510A mm m -=-?=? 2322(104 606018)5.1610A m m m -=?-?=? 232 3[11860(6018)2]4.9210A m m m -=?-??=? 显然，最小截面积为321 2.92510A m -=?，最大应力产生在吊杆下端有钉空处 3 max 31190102215.382.92510P N MPa A A σ-?====? 14-3 一桅杆起重机如图14-3所示，起重杆AB 为一钢管，其外径20D mm =，内径18d mm =；钢绳CB 的横截面积为20.1cm 。已知起重重量200P N =，试计算起重杆和钢绳的应力。工程力学练习题及参考答案
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