设计力学复习
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设计力学知识点总结归纳设计力学是机械工程领域中的重要学科,它研究物体的力学行为和结构的强度。
在设计过程中,掌握设计力学知识是至关重要的。
本文将对设计力学的相关知识进行总结归纳,帮助读者加深对这一领域的理解。
材料力学材料力学是设计力学的基础,它研究物质的力学行为。
了解材料的应力-应变关系对设计者来说至关重要。
材料的应力指材料内部的分子间相互作用力大小与方向,等于单位面积的力;应变指材料的变形程度。
应力和应变之间的关系可以通过应力-应变曲线表示。
在设计过程中,需要了解材料的弹性力学和塑性力学性质。
弹性力学涉及材料在给定应力作用下的弹性变形,以及恢复原状的能力。
塑性力学则研究材料的塑性变形,即超过弹性极限后的可持续变形。
设计者需要根据材料的力学性质来选择合适的材料,确保设计的可靠性和安全性。
静力学静力学是研究物体静止或平衡状态的力学分支。
静力学提供了确定物体平衡条件的方法,设计者可以利用这些方法进行结构的稳定性分析。
在静力学中,平衡条件是指物体所受的合力和合力矩都为零。
设计者需要了解物体的受力分析和力的合成原理。
受力分析可以帮助设计者确定物体受力的大小和方向,从而分析结构受力情况。
力的合成原理可以帮助设计者将多个力合成为一个等效力,简化受力分析过程。
动力学动力学研究物体在受力作用下的运动规律。
在设计过程中,了解物体的运动状态和响应对于设计者来说是至关重要的。
设计者需要考虑结构的动态响应,以确保结构在受到外部力的作用下保持稳定。
动力学涉及质点运动学和刚体动力学。
质点运动学研究物体的位置、速度和加速度之间的关系。
刚体动力学则研究刚体的运动规律和受力分析。
设计者可以利用运动学和动力学知识来分析结构受力和变形情况,从而优化设计。
结构力学结构力学是研究物体结构的强度和刚度的学科。
在设计过程中,了解结构力学知识可以帮助设计者选择合适的结构形式和尺寸,以满足设计要求。
结构力学涉及结构的静力学和动力学分析。
静力学分析可以确定结构所受的静力和力矩大小和方向,从而评估结构的稳定性。
建筑力学知识点总结一、静力平衡静力平衡是建筑力学中的基础知识点,它涉及到建筑结构各部分之间的受力关系。
在静力平衡中,我们需要掌握以下内容:1. 应力分析:建筑结构受到不同方向的力,需要进行应力分析,并确定各部分的受力情况。
2. 受力分析:对不同形状、结构的建筑进行受力分析,包括梁、柱、板、框架等。
3. 各种受力形式:拉力、压力、剪力、弯矩等受力形式的分析和计算。
4. 杆件受力:对杆件在受力时的受力情况进行分析,包括张力、挠度、位移等。
5. 平衡条件:在建筑结构中,各部分之间需要满足外力和内力平衡的条件,需要进行平衡分析。
二、结构稳定性结构稳定性是建筑力学中的重要知识点,它涉及到建筑结构在承受外部荷载时的稳定性情况。
在结构稳定性中,我们需要掌握以下内容:1. 稳定条件:建筑结构需要满足一定的稳定条件,包括受力平衡、几何稳定、材料稳定等。
2. 稳定性分析:对不同形式的建筑结构进行稳定性分析,包括平面结构、空间结构、倾斜结构等。
3. 屈曲分析:对建筑结构在受力时的屈曲情况进行分析和计算,包括临界载荷、屈曲形式等。
4. 建筑高度:建筑结构的高度对其稳定性有一定的影响,需要进行高度稳定性分析。
5. 结构材料:不同材料的建筑结构在受力时的稳定性情况有所不同,需要进行材料稳定性分析。
三、弹性力学弹性力学是建筑力学中的重要分支,它涉及到建筑结构在受力时的弹性变形情况。
在弹性力学中,我们需要掌握以下内容:1. 弹性模量:建筑结构在受力时的弹性模量情况对其受力性能有一定的影响,需要进行弹性模量分析和计算。
2. 应变分析:建筑结构在受力时会产生一定的应变,需要进行应变分析和求解。
3. 弹性极限:建筑结构在受力时会产生一定的弹性极限,需要进行弹性极限分析和计算。
4. 应力-应变关系:建筑结构在受力时的应力和应变之间存在一定的关系,需要进行应力-应变关系分析和求解。
5. 弹性能力:建筑结构的弹性能力对其受力性能有一定的影响,需要进行弹性能力分析和评定。
机械原理及设计知识点介绍:机械原理和设计是机械工程领域中的重要组成部分,它涵盖了机械工程师必备的核心知识。
本文将介绍机械原理和设计的一些基本知识点,帮助读者了解和掌握这一领域的重要概念和技术。
第一部分:力学基础在机械原理和设计中,力学是一门基础学科。
它涉及了力的产生、传递和作用等方面的内容。
以下是一些力学基础知识点:1. 力的定义和单位:力是物体之间相互作用的结果,它的单位是牛顿(N)。
常见的力单位还包括千牛顿(kN)和兆牛顿(MN)等。
2. 力的合成和分解:当多个力同时作用在物体上时,可以通过合成力和分解力的方法来求解其合力和分力。
3. 牛顿第一定律:也称为惯性定律,指出物体在不受外力作用时将保持静止或匀速直线运动。
4. 牛顿第二定律:描述物体的加速度与作用力和物体质量的关系,力等于质量乘以加速度。
5. 牛顿第三定律:也称为作用-反作用定律,指出对于任何作用力,都存在一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
第二部分:运动学运动学是研究物体运动的学科,它在机械原理和设计中扮演着重要角色。
以下是一些与运动学相关的知识点:1. 位移、速度和加速度:位移描述了物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的变化,速度是位移对时间的导数,而加速度是速度对时间的导数。
2. 直线运动和曲线运动:物体可以沿直线或曲线路径移动,对于不同类型的运动,可以使用不同的数学表达式和运动方程。
3. 匀速运动和变速运动:如果物体在等时间间隔内位移相等,则称其为匀速运动;如果位移到不同时刻的位移不相等,则称其为变速运动。
4. 动能和动能定理:动能是物体由于运动而具有的能量,它等于物体质量乘以速度的平方的一半。
动能定理规定了物体的动能与其所受的净外力和位移之间的关系。
第三部分:静力学静力学是研究物体静止状态下的力学学科,它在机械设计中扮演着重要的角色。
以下是一些与静力学相关的知识点:1. 浮力和压力:浮力是液体或气体中物体受到的向上的力,与所浸泡的液体或气体的体积有关。
1、钢筋和混凝土的物理力学性能不同,它们能够结合在一起共同工作的主要原因是钢筋与混凝土之间的粘结里和钢筋与混凝土的线膨胀系数数值相近。
2、钢筋的变形性能用伸长率和冷弯性能两个基本指标表示。
3、钢筋强度标准值用于正常使用极限状态的验算,设计值用于承载能力极限状态的计算。
4、冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度和抗压强度。
5、《规范》规定以边长为150mm 的立方体在20±3℃的温度和相对湿度在以上的潮湿空气中养护90% ,依照标准试验方法测得的具有28d 95% 保证率的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度,并用符号f cu,k表示。
6、适筋梁的破坏始于纵向受拉钢筋先屈服,它的破坏特征属于塑性破坏。
超筋梁的破坏始于受压区混凝土先压碎,它的破坏特征属于脆性破坏。
7、斜截面受弯承载力是通过剪跨比来予以保证的。
二、选择题1、混凝土保护层厚度是指(B )(A) 箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离(B) 受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离(C) 受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离2、单筋矩形截面梁正截面承载力与纵向受力钢筋面积A s的关系是(C )(A) 纵向受力钢筋面积愈大,承载力愈高(B) 纵向受力钢筋面积愈大,承载力愈小(C) 适筋条件下,纵向受力钢筋面积愈大,承载力愈大3、少筋梁正截面受弯破坏时,破坏弯矩是( A )(A) 小于开裂弯矩(B) 等于开裂弯矩(C) 大于开裂弯矩4、无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种,对同样的构件,其斜截面承载力的关系为( B )(A) 斜拉破坏>剪压破坏>斜压破坏(B) 斜拉破坏<剪压破坏<斜压破坏(C) 剪压破坏>斜压破坏>斜拉破坏(D) 剪压破坏=斜压破坏>斜拉破坏5、混凝土柱的延性好坏主要取决于(B )(A) 混凝土的强度等级(B) 纵向钢筋的数量(C) 箍筋的数量和形式三、简答题1、结构极限状态的定义是什么?有哪几类?参考答案:答:整个结构或结构的一部分超过某一特定临界状态就不能满足设计规定的某一功能要求,该特定临界状态称为该功能的极限状态。
结构设计原理知识点总复习一、力学基础力学是结构设计的基础,了解力学的基本概念对于结构设计至关重要。
这包括静力学、动力学和弹性力学等方面的知识。
静力学是研究在静止状态下物体之间相互作用力的平衡关系,动力学是研究物体在运动状态下受到的力和加速度的关系,弹性力学是研究物体在受外力作用下发生形变和位移时所产生的内力关系。
对于结构设计来说,需要熟悉力学的基本原理和公式,并能够应用于实际的结构计算中。
二、结构稳定性结构稳定性是指结构在受到外力作用下仍能保持平衡和安全的能力。
在结构设计中,需要考虑各种稳定性问题,包括整体稳定性、局部稳定性和稳定性分析等。
整体稳定性是指结构整体的稳定性,例如房屋的整体抗倾覆能力;局部稳定性是指结构各个部件的稳定性,例如柱子或梁的抗弯矩能力;稳定性分析是指通过计算和分析结构的承载能力和位移变形来评估结构的稳定性。
在结构设计中,需要采取一系列措施来保证结构的稳定性,例如增加结构的抗倾覆能力和抗弯能力,并进行合理的稳定性分析。
三、荷载分析荷载分析是指研究结构受到的各种外荷载的作用和影响。
在结构设计中,需要考虑静力荷载和动力荷载等。
静力荷载是指结构受到的恒定荷载和可变荷载的作用,恒定荷载是指不会发生明显变化的荷载,例如自重和永久荷载;可变荷载是指会有明显变化的荷载,例如雪荷载和风荷载。
动力荷载是指结构受到的地震荷载和振动荷载的作用。
在荷载分析中,需要根据规范和实际情况来确定荷载的大小和作用方式,并进行相应的计算和分析。
四、材料力学材料力学是指研究材料在受力作用下的强度和变形性能。
在结构设计中,需要研究结构所使用的材料的强度和刚度等特性,例如钢材的屈服强度和混凝土的抗压强度。
同时,还需要了解材料的应力应变关系,根据材料的力学性能来进行结构设计和材料选择。
五、结构设计原则结构设计原则是指在进行结构设计时需要遵循的一些基本原则。
这包括力学平衡原理、能量最小原理和经济性原则等。
力学平衡原理是指结构在受到外力作用下需要保持力学平衡,力的合力为零,力的和力矩为零;能量最小原理是指结构需要在满足力学平衡的前提下,通过调整结构的形状和材料的使用来使结构的能量最小化;经济性原则是指在结构设计中需要尽量减少材料和劳动力的使用,使结构的成本最低,效益最大。
1)在钢筋混凝土构件中,钢筋的作用是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。
2)钢筋与混凝土两种材料共同工作基于三个条件:1.钢筋与混凝土之间存在粘接力,使两者能结合在一起;2.钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近;3.钢筋埋置于混凝土中,混凝土对钢筋起到了保护和固定作用,使钢筋不容易发生锈蚀,且使其受压时不易失稳,在遭受火灾时不致因钢筋很快软化而导致结构整体破坏。
3)混凝土优点:耐久性好、耐火性好、整体性好、可模性、就地取材、节约钢材;缺点:自重大、抗裂性差、需用模板、结构施工工序复杂,周期较长且受季节气候影响,损伤修复困难,隔热、隔声性能较差。
钢筋的物理性能取决于它的化学成分;按化学成分可分为碳素钢和普通低合金钢。
4)钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构中的普通钢筋可采用热轧钢筋;用于预应力混凝土结构中的预应力筋可采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋软钢:有明显流幅的钢筋。
硬钢:无明显流幅的钢筋。
工程上一般取残余应变为0.2%时的应力(σ0.2)作为无明显流幅钢筋的强度限值。
5)钢筋应力-应变曲线分四个阶段:弹性阶段ob、屈服阶段bc、强化阶段cd、破坏阶段de。
钢筋的两个强度指标:屈服强度(b点钢筋的强度限值),抗拉(极限)强度(d点钢筋的实际破坏强度)。
钢筋还有两个塑形指标:延伸率(指钢筋试件上标距为10d或5d范围内的极限伸长率)和冷弯性能。
6)疲劳破坏:钢筋在重复、周期动荷载作用下,经过一定次数后,钢材发生脆性的突然断裂破坏,而不是单调加载时的塑性破坏,这种破坏称为疲劳破坏。
钢筋的疲劳强度:是指在某一规定应力变化幅度内经过一定的次数循环荷载后,发生破坏的最大应力值。
混凝土结构对钢筋性能的要求:适当的强度和屈服比;足够的塑性;可焊性;耐久性和耐火性;与混凝土具有良好的粘结。
7)混凝土的强度是指它抵抗外力产生的某种应力的能力。
混凝土的强度有立方体抗压强度;轴心抗拉强度;轴心抗压强度。
立方体抗压强度试验:取标准试件的立方体用钢模成型,经浇筑振捣密实静置一昼夜,试件拆模后放入标准养护室,28天后取出试件擦干表面水,置于试验机内,沿浇筑的垂直方向施加压力,连续加载至试件破坏。
一、填空题1、链条节数选择偶数是为接头方便,链轮齿数选择奇数是为了磨损均匀。
2、选用链条节距的原则是:在满足传递功率的前提下,尽量选用较小的节距。
3、为减小链传动的动载荷,小链轮齿数应选得多些;为防止链传动过早脱链小链轮齿数应选得少些。
4、滚子链的最主要参数是链的节距,为提高链传动的均匀性,应选用齿数较大的链轮。
5、当链节数为奇数时,必须采用过渡链节联接,此时会产生附加弯曲应力。
6、链轮转速越高,链条节距越大,链传动中的动载荷越大。
7、v带两工作面的夹角θ为40度,v带轮的槽形角υ应小于υ角。
8、带传动常见的张紧装置有定期张紧装置,自动张紧装置,张紧轮等几种。
9、v带传动中,带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动。
10、v带传动中,限制带的根数z≤zmax,是为了保证每根v带受力均匀(避免受力不均).11、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力至于过大。
12、在设计v带传动时,v带的型导根据传递功率和小轮带速选取。
13、单根v带在载荷平稳,包角为180°,且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号,小轮直径,小轮转速有关。
14、传动带中的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。
15、带传动所能传递的最大有效圆周力决定于初拉力,小轮包角,摩擦系数,带速四个因素.16、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。
17、r=-l的变应力称为对称力,r=0的变应力称为脉动变应力,当r=1 时称为静应力,当r为其他值时称为非对称循环变应力。
18、应力幅与平均应力之和等于最大应力,应力幅与平均应力之差等于最小应力,小应力与最大应力之比称为应力循环特性。
19、变载荷一定产生变应力.变应力既可能由变载荷产生,也可能由静载荷产生.但是静应力一定是由静载荷产生的。
20、根据是行随时间变化,将载荷分为静载荷和变载荷两类.同理,应力也分为静应力和变应力两大类。
21、影响机械零件疲劳强度的因素有应力集中,绝对尺寸,表面状态。
构造设计知识点构造设计是指在建筑、工程或产品设计的过程中,通过合理的结构组织和配置,以满足功能要求、形式美感以及安全稳定性等方面的考虑。
构造设计知识点是指在进行构造设计时,需要掌握的相关知识和技巧。
下面将具体介绍构造设计中的一些重要知识点。
一、力学基础知识力学是构造设计中非常重要的基础知识,它主要包括静力学和动力学两个方面。
1.静力学静力学研究物体在平衡状态下的力学性质,是构造设计的基本原理。
静力学的主要内容包括力的作用规律、力的合成与分解、平衡的条件以及支承结构的受力分析等。
2.动力学动力学研究物体在运动状态下的力学性质,对于构造设计来说也是非常重要的。
动力学的主要内容包括加速度、速度、位移的计算,以及惯性力、力矩等的分析。
二、材料力学材料力学是研究材料在受力状态下力学性质的学科,是进行构造设计不可缺少的知识点。
1.应力与应变应力是材料在受力时单位面积上所受到的力的大小,应变是材料在受力时产生的形变。
了解应力与应变的关系,可以对材料在受力状态下的性能进行准确的评估。
2.材料强度材料的强度是指材料在承受外力时的抵抗能力。
了解材料的强度可以帮助设计者选择合适的材料,保证结构的安全性。
三、结构形式及构造优化1.结构形式不同的结构形式对于构造设计来说十分重要。
常见的结构形式包括桁架结构、拱形结构、钢筋混凝土框架结构等。
选择合适的结构形式可以提高结构的稳定性和强度。
2.构造优化构造优化是指通过调整结构构造的布局、连接方式等,使得整体结构更加合理和优化。
通过构造优化,可以提高结构的抗震性能、减小材料消耗以及降低工程成本。
四、施工工艺及施工监理1.施工工艺施工工艺是指进行建筑施工时采用的具体操作方法和技术。
了解不同施工工艺的特点,可以帮助设计者更好地控制工程质量,提高施工效率。
2.施工监理施工监理是对施工过程进行监督管理,确保工程按照设计要求进行施工。
施工监理的任务包括审核施工方案、检查施工质量、解决施工中的技术问题等。
第一章 绪论选择题( )1、大跨度结构应优先选用钢材,其主要原因是A 、钢结构具有良好的装配性;B 、钢材接近均质等向体,力学计算结果与实际最符合;C 、钢材的韧性好;D 、钢材的比重与强度之比小于混凝土等其它材料。
填空题1、钢材有哪些主要特点?结合这些特点,相应有哪些合理的应用范围?2、高效钢材包括哪些种类?第二章 钢结构的材料选择题( )1、钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由 等于单向拉伸时的屈服强度决定的。
A 、最大主拉应力1σ;B 、最大剪应力max τ;C 、最大主压应力3σ;D 、折算应力eq σ。
( )2、钢材的设计强度是根据 确定的。
A 、比例极限;B 、弹性极限;C 、屈服强度;D 、极限强度。
( )3、某构件发生了脆性破坏,不经检查可以肯定下列问题中 对该破坏无直接影响。
A 、钢材的屈服点过低;B 、构件的荷载增加速度过快;C 、存在冷加工硬化;D 、构件有构造原因引起的应力集中。
( )4、Q235钢按照质量等级分为A 、B 、C 、D 四级,由A 到D 表示质量由低到高,其分类依据是 。
A 、冲击韧性;B 、冷弯试验;C 、化学成分;D 、伸长率。
( )5、普通碳素钢强化阶段的变形是 。
A 、完全弹性变形;B 、完全塑性变形;C 、弹性成分为主的弹塑性变形;D 、塑性成分为主的弹塑性变形。
( )6、钢材中S 的含量超过规定标准, 。
A 、将提高钢材的伸长率;B 、将提高钢材的抗拉强度;C 、将使钢材在低温工作时变脆;D 、将使钢材在高温工作时变脆。
( )7、钢材屈服点f y 的高低反映了材料 。
A 、受静载时的最大承载能力;B 、受静载时的最大变形能力;C 、受动载时的最大承载能力;D 、受静载、发生塑性变形前的承载能力。
( )8、金属M n 可提高钢材的强度,对钢材的塑性 ,是一种有益的成分。
A 、提高不多;B 、提高较多;C 、降低不多;D 、降低很多。
( )9、钢材内部除含有F e 、C 外,还含有有害元素 。
机械设计基础⼯程⼒学试题1. 在研究⼒的外效应时把物体看成是()的物体;在研究⼒的外效应时把物体看成是()的物体。
2. 物体抵抗破坏的能⼒叫(),物体抵抗变形的能⼒叫(),构件在外⼒作⽤下具有抵抗变形的能⼒称为构件的()。
3. 在⼯程⼒学中,对变形固体提出下⾯的假设,这些假设包括(),( ),(),和()四个。
4、刚体只在两个⼒的作⽤下⽽处于平衡的充要条件是:()。
5、⼯程上把受两个⼒作⽤⽽平衡的物体叫做()或(),6、⼒对⼀般物体的作⽤效应取决于⼒的三要素:即⼒的()、()、()。
7、⼒F对轴之矩等于该⼒在垂直于此轴的平⾯上的()对该轴与此平⾯的交点的⼒矩。
8、平⾯任意⼒系向其作⽤⾯内任意⼀点简化,可得到⼀个⼒和⼀个⼒偶。
该⼒作⽤于(),其⼤⼩和⽅向等于原⼒系的各⼒的();该⼒偶的⼒偶矩等于原⼒系中各⼒对简化中⼼()9、某截⾯上的扭矩在数值上等于截⾯任意⼀侧的()的代数和。
10、某截⾯上的剪⼒在数值上等于该截⾯任⼀侧所有垂直轴线⽅向外⼒的()。
某截⾯上的弯矩,在数值上等于截⾯任意⼀侧所有外⼒对该截⾯形⼼()的代数和。
11、拉压杆横截⾯上只有均匀分布的()应⼒,没有( )应⼒。
44、⼀般将单元体上切应⼒等于零的平⾯称为()。
作⽤在主平⾯上的正应⼒称为()应⼒12、低碳钢的拉伸试验可分为四个阶段,即()、()、()和()13 物体抵抗破坏的能⼒叫(),物体抵抗变形的能⼒叫(),构件在外⼒作⽤下具有抵抗变形的能⼒称为构件的()。
切剪和挤压1、拉压杆横截⾯上只有均匀分布的()应⼒,没有( )应⼒。
2、两块钢板⽤螺栓联接,每块板厚t=10mm,螺栓d=16mm,[τ]=60Mpa,钢板与螺栓的许⽤挤压应⼒[σjy]=180Mpa,则螺栓能承受的许可载荷P=______。
3、轮轮与轴的平键联接,已知轴径为d,传递⼒偶矩m。
键材料许⽤剪应⼒[τ],许⽤挤压应[σjy],平键尺⼨bhl,则该平键剪切强度条件为_______,挤压强度条件为_________。
混凝⼟结构设计原理复习重点⾮常好混凝⼟结构设计基本原理复习重点(总结很好)第 1 章绪论1.钢筋与混凝⼟为什么能共同⼯作:(1)钢筋与混凝⼟间有着良好的粘结⼒,使两者能可靠地结合成⼀个整体,在荷载作⽤下能够很好地共同变形,完成其结构功能。
(2)钢筋与混凝⼟的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,不致产⽣较⼤的温度应⼒⽽破坏两者之间的粘结。
(3)包围在钢筋外⾯的混凝⼟,起着保护钢筋免遭锈蚀的作⽤,保证了钢筋与混凝⼟的共同作⽤。
1、混凝⼟的主要优点:1)材料利⽤合理2 )可模性好 3)耐久性和耐⽕性较好 4)现浇混凝⼟结构的整体性好5)刚度⼤、阻尼⼤6)易于就地取材2、混凝⼟的主要缺点:1)⾃重⼤ 2)抗裂性差3 )承载⼒有限 4)施⼯复杂、施⼯周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适⽤性和耐久性三个⽅⾯作⽤的分类:按时间的变异,分为永久作⽤、可变作⽤、偶然作⽤结构的极限状态:承载⼒极限状态和正常使⽤极限状态结构的⽬标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值⼩于荷载设计值;材料强度的标准值⼤于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝⼟材料物理⼒学性能⼀、混凝⼟⽴⽅体抗压强度(f cu,k):⽤150mm×150mm×150mm的⽴⽅体试件作为标准试件,在温度为(20±3)℃,相对湿度在90%以上的潮湿空⽓中养护28d,按照标准试验⽅法加压到破坏,所测得的具有95%保证率的抗压强度。
(f cu,k为确定混凝⼟强度等级的依据)1.强度轴⼼抗压强度(f c):由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后⽤标准试验⽅法测得的。
(f ck=0.67 f cu,k)轴⼼抗拉强度(f t):相当于f cu,k的1/8~1/17, f cu,k越⼤,这个⽐值越低。
复合应⼒下的强度:三向受压时,可以使轴⼼抗压强度与轴⼼受压变形能⼒都得到提⾼。
江苏⾃学考试《⼯程⼒学与机械设计》复习题⼆..江苏⾃学考试《⼯程⼒学与机械设计》复习题⼆课程代码:05799⼀、单项选择题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.图⽰不计⾃重的三铰刚架上作⽤两个⽅向相反的⼒偶m1和m2,且⼒偶矩的值=m2=m(不为零),则⽀座B的约束反⼒N B( ) mA.等于零B.作⽤线沿A、B连线C.作⽤线沿B、C连线D.作⽤线沿过B的铅垂线2.图⽰轴向受⼒杆件中n-n截⾯上的轴⼒为( )A.-3PB.-4PC.+4PD.+8P3.图⽰梁为( )A.静定梁B.⼀次超静定梁C.⼆次超静定梁D.三次超静定梁4.图⽰三铰刚架上作⽤⼀⼒偶矩为m的⼒偶,则⽀座B的约束反⼒⽅向应为()A.沿BC连线B.沿AB连线C.平⾏于AC连线D.垂直于AC连线5.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6.在下列关于轴向拉压杆轴⼒的说法中,错误..的是() A .拉压杆的内⼒只有轴⼒B .轴⼒的作⽤线与杆轴线重合C .轴⼒是沿杆轴线作⽤的外⼒D .轴⼒与杆的横截⾯和材料均⽆关7.作⽤⼒F 与反作⽤⼒F '() A .F=F ',构成⼀⼒偶B .F F '-=,分别作⽤在相互作⽤的两个物体上C .F F '=,分别作⽤在相互作⽤的两个物体上D .F=F ',构成⼀平衡⼒系8.直⾓杆⾃重不计,尺⼨如图,受已知⼒偶m 作⽤,处于平衡。
B 处为光滑⾯接触。
则铰链A 处的约束反⼒⼤⼩等于()A .l m2B .l mC .mlD .l m59.主动⼒的合⼒R 作⽤线位于摩擦⾓之内()A .只有当R ⼩于最⼤摩擦⼒时,物体处于平衡B .只有当R ⾜够⼩时,物体处于平衡C .当R 取任意值时,物体处于平衡D .只有当R ⼩于全反⼒时,物体处于平衡10.在Oyz 平⾯内作⽤的⼒F 如图所⽰,该⼒对z 轴的矩的⼤⼩等于()A .aFcos 30°B .aFsin 30°C .0D .aF11.截⾯上的剪应⼒的⽅向()A .平⾏于截⾯B .垂直于截⾯C .可以与截⾯任意夹⾓D .与截⾯⽆关12.杆件尺⼨如图,受已知⼒F 作⽤,则⼒F 对O 点的矩等于()A . FrB . F(L+r)C . F(L-r)D . Flr13.重量为W 的物块放在倾⾓为θ的粗糙斜⾯上⽽处于临界平衡状态。
混凝土结构设计基本原理复习要点第一章钢筋与混凝土材料物理力学性能1.钢筋的种类、级别及其主要的力学性能 记识:(1)钢筋的种类、级别;(2)有明显屈服点钢筋的应力应变曲线;没有明显屈服点钢筋的应力应变曲线; (3)钢筋设计强度的取值依据,没有明显屈服点钢筋的条件屈服强度; (4)钢筋冷加工的原理;(5)混凝土结构对钢筋性能的要求; (6)有明显屈服点钢筋)0.21(δ-=ym yk f f ,没有明显屈服点钢筋)0.21(δσ-=bm tk f ,保证率为97.73%。
2.混凝土的强度及变形 记识:(1)混凝土立方体抗压强度的标准试验方法,混凝土强度等级,轴心抗压强度和轴心抗拉强度。
普通混凝土:cmf =0.76cumf ,cmf =0.88×0.76cum f =0.67cum f ;《混凝土结构设计规范》:ck f =0.88cuk f k k 21,保证率为95%。
=1k 0.76,2k 高强混凝土脆性折减系数。
普通混凝土:tmf =0.26,cmf =0.88×0.263/2cum f =0.233/2cum f ,tm f =0.39555.0cum f ;《混凝土结构设计规范》:tk f =0.882k ×0.39555.0.cukf (1-1.645δ)45.0,保证率为95%。
(2)复合应力状态下混凝土强度产生变化的概念; (3)单轴受压时混凝土的应力应变曲线(0ε、cu ε);(4)混凝土弹性模量的定义;(5)混凝土徐变和收缩的定义及其对结构的影响。
领会:(1)从钢筋与混凝土的力学性能来理解钢筋混凝土是一种非弹性、非匀质的结构材料;(2)对单轴受压时混凝土的应力应变关系曲线有一定的认识和理解。
3.钢筋与混凝土的粘结 识记:(1)粘结的定义,光圆钢筋与变形钢筋粘结力的组成; (2)保证可靠粘结的主要构造措施。
第二章 混凝土结构设计方法 1.作用效应S 与结构抗力R识记:(1)作用效应S与结构抗力R,作用效应与结构抗力的不确定性; (2)直接作用(又称荷载)、间接作用、偶然作用。
设计力学知识点总结图设计力学是研究物体在外力作用下的平衡条件和运动状态的一门学科,通过对设计力学的学习和应用,我们能够更好地理解和分析物体在力学系统中的行为。
在设计工程中,设计力学知识的掌握对于确保结构的稳定性和安全性至关重要。
本文将对设计力学的一些重要知识点进行总结,并通过图表的形式加以展示。
1. 作用力分析设计力学的基础是力的作用和力的分析。
作用力分析是将对物体的外力分解为不同的分力,以便更好地理解力的作用和影响。
常见的力的分解方法包括平行力分解和垂直力分解。
平行力分解是将一个力分解为平行于两个坐标轴的分力,而垂直力分解则是将一个力分解为垂直于两个坐标轴的分力。
通过作用力的分析,我们可以准确地确定力的大小和方向,为后续的分析提供基础。
2. 静力平衡静力平衡是设计力学的核心概念之一,也是设计工程中最常见的应用之一。
静力平衡指的是物体在外力作用下,力的合力为零的状态。
在静力平衡的条件下,物体不会产生任何运动,保持静止或匀速直线运动。
对于平衡物体,所有作用在其上的力和力矩之间存在着平衡条件,即力矩的合为零。
静力平衡的概念对于设计结构的稳定性和安全性至关重要,通过力的平衡分析,我们能够判断结构是否处于平衡状态,并进行必要的调整和改进。
3. 杆件受力分析在设计工程中,常常需要对杆件的受力进行分析和计算,以确保结构的强度和稳定性。
杆件受力分析需要考虑外力对杆件的作用,以及杆件内部的反力和受力情况。
常见的杆件受力分析方法包括静力平衡方程、截面受力分析和杆件内力分析。
通过对杆件受力的准确分析,我们能够确定杆件的强度要求,并选取合适的材料和结构形式,满足设计要求。
4. 转矩和转动平衡转矩是设计力学中另一个重要的概念,指的是力对物体产生的偏转效应。
转矩的大小与力的大小和力臂的长度有关。
在转动平衡的条件下,物体绕某一点或轴心旋转时,合外力矩为零,使物体保持平衡状态。
转矩和转动平衡的分析对于设计工程中涉及到旋转和转动的结构,如机械传动系统和旋转部件等,非常重要。
机械设计中的力学基础知识在机械设计领域中,力学基础知识是非常重要的。
正确理解和应用力学原理,对于设计出安全可靠、高效的机械结构至关重要。
本文将介绍机械设计中的力学基础知识,包括静力学和动力学两个方面。
一、静力学基础知识静力学研究物体在静止状态下的平衡条件和力的作用关系。
以下是几个常见的静力学概念:1. 力的平衡条件:对于一个物体处于平衡状态,力的合力与力的合力矩均为零。
合力是各个力合成的结果,合力矩是各个力对某一点产生的力矩的矢量和。
2. 受力分析:通过受力分析可以确定物体所受的各个力的大小、方向和作用点。
常用的受力分析方法有自由体图法和切线力图法。
3. 支承条件:在机械设计中,合理的支承条件对于确保机械结构的稳定性和可靠性至关重要。
常见的支承形式包括固定支承、铰支承和滑动支承等。
二、动力学基础知识动力学研究物体在运动状态下的力学关系和运动规律。
以下是几个常见的动力学概念:1. 牛顿定律:牛顿第一定律又称为惯性定律,指出物体若无外力作用,将保持静止或匀速直线运动。
牛顿第二定律描述了物体在受力作用下的加速度与力的关系,公式为F=ma,其中F为物体所受合外力,m为物体质量,a为物体加速度。
牛顿第三定律指出,相互作用的两个物体对彼此施加的作用力大小相等、方向相反。
2. 动力学方程:动力学方程描述了物体在受力作用下的运动规律。
常见的动力学方程有直线运动的位移-时间关系方程、速度-时间关系方程和加速度-时间关系方程等。
3. 惯性力:惯性力是由于参考系选择不当而出现的形式力。
在非惯性系中,物体在运动过程中需要受到惯性力的补偿,以保持动力学方程的正确性。
综上所述,力学基础知识在机械设计中起着重要的作用。
准确理解和应用静力学和动力学的原理,能够帮助工程师设计出更加安全、可靠和高效的机械结构。
因此,熟练掌握力学基础知识是机械设计人员必备的能力之一。
通过不断学习和实践,我们可以不断提高自己的机械设计水平,为实现工程目标做出更大的贡献。
材料力学结构设计知识点总结在材料力学结构设计领域,掌握一系列的知识点是非常重要的。
这些知识点可以帮助工程师们更好地理解材料的力学性质,并设计出更加稳定和高效的结构。
本文将对一些关键的材料力学结构设计知识点进行总结。
1. 材料的力学性质1.1 弹性模量:弹性模量是衡量材料抵抗外力变形的能力的物理量。
它描述了材料在受到外力作用后的应力和应变关系。
常见的弹性模量包括杨氏模量、剪切模量和泊松比等。
1.2 抗拉强度:抗拉强度是材料能够承受的最大拉伸力。
它是衡量材料抵抗拉伸变形能力的重要指标。
1.3 延伸率:延伸率是材料在受到拉伸力作用下能延展的程度。
它表示材料能够在拉伸过程中产生的应变。
1.4 硬度:硬度是材料抵抗局部压力的能力。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度和布氏硬度等。
2. 材料的疲劳性能2.1 疲劳强度:疲劳强度是指材料在长期受到交变载荷作用下能够承受的最大应力。
它是衡量材料抵抗疲劳破坏的能力的重要指标。
2.2 疲劳寿命:疲劳寿命是指材料在一定载荷作用下能够承受的循环次数。
了解材料的疲劳寿命可以帮助工程师预测结构的使用寿命。
2.3 疲劳裂纹扩展:疲劳裂纹扩展是指在疲劳载荷作用下,由于应力集中或者材料缺陷导致的裂纹逐渐扩展。
对疲劳裂纹扩展进行研究可以提高结构的疲劳寿命。
3. 结构设计方法3.1 单材料结构设计:单材料结构设计是指使用一种材料进行结构设计。
在设计过程中,需要综合考虑材料的力学性能、制造工艺和成本等因素。
3.2 复合材料结构设计:复合材料结构设计是指使用多种材料进行结构设计。
复合材料具有高强度、高刚度和轻质等优良性能,在设计过程中需要考虑不同材料的相互作用和界面效应。
3.3 结构优化设计:结构优化设计是指通过调整结构参数,使得结构在给定约束条件下具有最佳的性能。
常用的优化方法包括参数优化和拓扑优化等。
4. 结构力学分析4.1 静力学分析:静力学分析是研究结构在静力平衡下的力学行为。
通过计算结构的受力情况和应力分布,可以评估结构的强度和稳定性。
勘察设计理论力学知识点勘察设计是工程建设的前期环节,是为了在实施工程项目之前对地质、水文、地形、气候等因素进行详细调查和分析。
在勘察设计过程中,理论力学是一个重要的知识点,它主要涉及到土力学、结构力学和岩土力学等方面的内容。
本文将从这三个方面来介绍与勘察设计相关的理论力学知识点。
一、土力学土力学是土体力学性质及其满足条件的理论研究,它在勘察设计中有着广泛的应用。
下面介绍几个与土力学相关的知识点。
1. 土体物理性质土体物理性质是指土体的密度、含水量、孔隙比等特征。
其中,土体的密度是指单位体积土体的质量,含水量是指土体中所含水分的重量与干土质量之比,孔隙比是指土体中孔隙体积与土体总体积之比。
这些参数对土体的稳定性、承载能力等方面有着重要的影响。
2. 土体力学性质土体力学性质是指土体在受力作用下的变形规律和破坏特点。
常见的土体力学性质有弹性模量、抗剪强度、内摩擦角等。
其中,弹性模量描述了土体的变形特性,抗剪强度表示了土体抵抗剪切破坏的能力,内摩擦角则是表征土体内部颗粒间的相互作用特性。
二、结构力学结构力学是研究结构体受力和变形的力学学科,对于勘察设计中的建筑结构分析和设计起着关键作用。
以下是几个与结构力学相关的知识点。
1. 受力分析受力分析是结构力学中的基本内容,主要研究结构体在外力作用下的受力状态。
通过对结构中各部分受力情况的分析,可以确定结构的稳定性和承载能力。
2. 结构稳定性结构稳定性是指结构在外力作用下保持平衡的能力。
在勘察设计中,我们需要关注结构的稳定性,以确保结构能够在工程期限内正常使用而不发生倾覆或破坏的情况。
三、岩土力学岩土力学是研究岩石和土壤力学性质及其应用的学科,广泛应用于勘察设计中的地基处理和土木工程。
下面介绍两个与岩土力学相关的知识点。
1. 岩石力学性质岩石力学性质是指岩石在受力作用下的变形和破坏规律。
在勘察设计中,了解岩石的力学性质,可以对其承载能力和稳定性进行评估,从而为地基处理和土木工程提供依据。
设计力学复习
复习资料
一、 填空题 1、杆件的基本变形有
轴向拉伸与压缩 、剪切、扭
转、弯曲 四种形式。
2、正应变的计算公式E
σ
ε=
中E 为
弹性模量 ,切应力的计算公
式p
x I M ρ
τ=
中ρ为 曲率半径 。
3、强度是指构件抵抗__
破坏_的能力,刚度是指构件抵抗变形的能
力,稳定性是指受压杆件要保持_
平衡形式转变__的能力。
4、矩形截面梁受弯曲变形,如果梁横截面的高度增加一倍时,则梁内的最大正应力为原来的
1/4 倍。
5、.梁发生平面弯曲时其横截面绕
中性轴 旋转
6、已知圆形截面的直径为d,则,则Ip =32/4d π。
7、载荷按其作用在结构上的分布情况来分,可分为 集中载荷 和
分布载荷两种。
8、力的两种效应为
运动 效应和变形 效应。
9、力的三要素是 力的大小 、方向 和作用点 。
10、力偶三要素是 力偶平面 、力偶矩的大小和转向 。
11、一圆轴用低碳钢材料制作,若抗扭强度不够,采用
增加圆轴直
径 的措施对于提高其强度最为有效。
12、已知矩形截面,120mm h =,60mm b =,Ip= 648x107mm 4。
13、梁发生平面弯曲时其中性层上的正应力为 0 。
14、材料的塑性指标有
延伸率断 和 断面收缩率 。
15、在理论分析时,为使问题得到简化,对材料的性质做了 连续性假设、均匀性假设和各向同性假设 三个基本假设。
16、提高构件抗弯刚度的措施有 增大截面高度、提高材料的弹性模量、调整构件的跨长和改变结构形式。
17、杆件截面上某点的分布内力集度称为该点处的 。
它沿着截面法线方向的分量称为 ;而沿着截面切线方向的分量称为 。
二、 试绘制梁的剪力图和弯矩图(图中支座AB 处支反力分别为F A 和F B )
(每个内力图5分,共10分)
F Q 3ql 2/2
qL qL 2/2
q
A B
M
三、简答题(10分)
1、试对下图进行几何组成分析,并指出体系是哪一种体系。
若有多余联系,其多余联系的数目是多少?
FC、FE与
满足基本规则二,
合成大刚片
Ⅰ;刚片Ⅰ与
BC、EB也满足
基本规则二,
合成大刚片
Ⅱ;刚片Ⅱ与AD间又4根连杆,去掉一根刚好满足基本规则一,因此体系属于超静定体系,多余联系数目是1。
2、试对下图进行几何组成分析,并指出体系是哪一种体系。
若有多余联系,其多余联系的数目是多少?
杆件AB、CE都只与刚片BCD和基座相连,因此杆件AB、CE可看作连杆,刚片BCD 和基座相连虽由三根连杆连接,但是三根连杆汇交于一点,并且不满足基本规则一,故
体系属于可变体系中的瞬变体系。
四、 计算题(共40分)
1、(15分)如下图所示汽车的传动轴AB 由45钢无缝钢管制成,外径D=90mm ,壁厚t=2.5mm 。
该轴传递的最大转矩为M ,材料的许用切应力[τ]=60Mpa 。
(1)求轴内的最大切应力m ax τ。
(2)试校核轴的强度是否安全。
解:(1)传动轴的扭矩为:M M x
=
传动轴横截面上的抗扭截面系
数为:
)
)90
85(1(1610914.3)1(164634
3
-⨯⨯=-=-απD W p
(2)传动轴内的最大切应力为: p
x
W M =
max τ
(3)由扭转强度条件得:
MPa 60][max
=ττ
故传动轴的强度足够。
2、(15分)如下图所示矩形截面的悬臂梁,已知截面的尺寸为b ,h ,L ,梁材料的许用应力[σ]=100Mpa ,问作用于梁自由端的许可载荷P 为多少?
解:(1)绘制弯矩图,如下图,
确定危险截面在固定端面,弯矩为
M z = PL
(2)计算横截面的抗弯截面系数:
d
D
L
B
A P
6
2
bh W z =
(3)由弯曲强度条件计算梁的许可载荷[P]
][max
σσ
≤==z
z W PL W M
L
W P z
][σ≤
故梁自由端的许可载荷为:
3、(10分)已知梁的跨度L ,均布载荷q,圆木直径,木材弹性模量E=10GPa,梁的相对允许挠度[l f /]=0.005。
解:梁可简化为均布载荷作用下的简支构件,查表9-1得最大挠度计算试
f =4
3845EI ql
式中,64
π4
d I =
梁的刚度
EI
ql ElI ql l f 3845384534== ]/[005.0l f l
f
=≤ 故,此构件的刚度足够。
4、 (15分)如下图所示某汽车方向盘的直径为D 1,设驾驶员每只手加在
方向盘上的切向力F 。
方向盘下的转向轴为空心圆管,外径D ,内径d 。
试求:
(1)转向轴内的最大切应力τMAX 。
(2)若轴的[τ]=60Mpa ,求手能施加的最大力[F]。
解:(1)作用在转向轴上的外力偶:
M=F D 1 转向轴横截面上的扭矩为: M X =M
转向轴横截面上的抗扭截面系数为:
16)1(4
3
απ-=D w p
转向轴横截面内的最大切应力为:
p
z w M
=τ (2)当手施加的力为F 时,转向轴内的最
大切应力为:p
z w M =τ 由轴的扭转强度条件有: []ττ≤ 即:][1
ττ≤==p
p z
w FD w M 1
][D w F p
⋅≤
τ
所以手能施加的最大载荷为 .
5、 (15分)如下图所示圆形截面的木质简支梁,材料的许用应力为
[σ]=10Mpa ,已知圆截面的直径为d ,q ,L ,试校核梁的强度是否安全
解:
(1)计算约束力
2
qL R R B
A == (2)绘制弯矩图,如上图,确定危险截面在梁的正中截面,
弯矩为
8
2
qL M z =
(3)计算横截面的抗弯截面系数:
32
3
d W z π=
(4)进行抗弯强度校核:
d
q B
A R A R B
z
z nax W M =
σ MPa
10][max =σσ
故此梁的强度安全。
6、 (10分)有一根均质构件,如下图所示,中间有一集中载荷P ,构件自重为q ,构件材料的弹性模量E=10Mpa ,I=2×108mm 4,相对允许挠度[l f /]=0.005。
试用叠加法求构件的最大挠度,并校核该构件的刚度。
解:此构件为简支梁,集中荷截在构件中点时构件的挠度最大,且均布载荷最大挠度也发生在构件的中点,根据线形叠加原理,两载荷同时作用时,最大挠
度仍然在构件的中点。
下面分别查表9-1中P 和q 作用下的挠度
在均布载荷q 作用下的跨中
4
3845)(EI
ql
q f =
EI
Pl p f 48)(3
=
)
()(p f q f f +=
]
/[005.0/l f L f =≤
故,此构件的刚度足够。
7、 由铸铁制造的简支梁,受力及横截面尺寸如图,Z 为中性轴,已知材
料的抗拉许用应力[σt ]=45MPa ,抗压许用应力[σc ]=160MPa ,
I Z =7.65⨯106mm 4。
试求C 截面上的最大弯曲拉应力+
m ax σ与最大弯曲压应力-m ax σ。
并校核梁的弯曲正应力强度。
(16分)
y
88 A B
C z 52 1m 1m
KNm Pl
M 64
max ==
(4
分)
]
[78.40max max max
t Z
MPa I y M σσ
≤==+
+ (6
分)
]
[02.69max
max max
c Z
MPa I y M σσ
≤=-=-
- (6
分)
五、 论述题(20分)
举例说明设计力学在工程、生活中的应用。
(考试前查找资料,写好,考试时誊写到试卷上。
)。