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河北工业大学2012年攻读硕士学位研究生入学考试试题参考答案（结构力学Ⅰ）一、是非题1. 02.×3. 04.×考点：1-3题考察静定结构、超静定结构的一般性质，4题考察组合结构的计算。
解析：1-3题请看下面编者语。
4题解答如下：AE 、EH 是梁式杆，AD 、DF 、FH 、CD 、GF 是链杆，故先求出支座反力、截断链杆DF 、解除E 点约束，取左半部分为研究对象,对E 点取距由0=∑E M 得：0223=⨯-⨯-⨯a F a P a P DF ，P F DF 2=，再根据D 结点的平衡可知：P N 21-=（求DF F 时也可以对A 点取距，根据对称性，E 结点的竖向力P 21，0=∑A M ，022/=⨯-⨯+⨯a F a P a P DF P F DF 2=）编者语：（1）关于静定结构、超静定结构的一般性质。
（2）关于组合结构的计算二、选择题1、B考点：影响线的应用中荷载最不利位置的确定。
解析：B R 的影响线如图所示：因必有一集中荷载在顶点，当48kN 力在顶点时，kN kN R B 682140148=⨯+⨯=，当40kN 力在顶点时，kN kN R B 721403248=⨯+⨯=，故kN R B 72=，选B 。
（选项中的C 选项分明是48kN+40kN=88kN 的结果，这只能是两力都加在B 上，而这是不可能的）。
编者语：关于荷载最不利位置的确定，有如下总结：最常见的、也是最重要的是上述2)、3)种情况，第5)种情况很少见，也可以说没有出过题目，故2)、3)情况必须要掌握，本题考察的是第2)种情况。
2.A考点：多跨静定梁的内力传递解析：当荷载作用于基本部分时，只有基本部分受力，附属部分不受力。
当荷载作用于附属部分时，则不仅附属部分受力，基本部分一般也受力。
本题中左边部分为主体结构，右边部分为附属结构，P力作用在主体结构上，右边附属结构不受力。
编者语：（1）有很多同学不明白，力作用在铰上，到底是作用在哪一边？我的回答是随便假设一边都可以算出相同的结果！现以此题来分析！由整体分析可知，水平力为零：当力作用在左边铰时：进一步解出：当力作用在右边铰时：进一步解出：故得出结论，对于集中荷载计算时，假设集中力作用在铰的任何一边都是可行的，故题目中直接把荷载加在铰上，但是要注意，当铰接处作用力偶时，应看清作用在铰的左侧还是右侧，力偶不能直接作用在铰上，只能作用在铰两侧的截面上。
河北工业大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题（A）科目名称机械原理科目代码409适用专业车辆工程、机械设计及理论共3 页注：所有试题答案一律写在答题纸上、答案写在试卷上、草稿纸上一律无效。
一、（15分）题一图所示，已知BC//DE//GF，且分别相等，计算平面机构的自由度。
若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请指出。
二、（15分）图示凸轮机构，凸轮廓线为圆形，几何中心在B点，请标出：1）凸轮的理论廓线；2）凸轮的基圆；3）凸轮机构的偏心圆；4）凸轮与从动件在D点接触时的压力角；5）凸轮与从动件在C接触到在D点接触时凸轮转过的角度。
三、（15分）如题三图所示曲柄滑块机构，曲柄AB等速整周回转。
1、设曲柄为主动件，滑块朝右为工作行程，确定曲柄的合理转向；2、设曲柄为主动件，画出极位夹角θ，最小传动角γmin出现的位置；3、次机构在什么情况下，出现死点位置，指出死点位置。
四、（20分）一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，已知齿数z1=25，z2=55，模数m=2mm，压力角α=20°，h a*=1，c*=0.25。
试求：1、齿轮1 在分度圆上廓线的曲率半径ρ；2、齿轮2在齿顶圆上的压力角α2；3、如果这对齿轮安装后的实际中心距α’=81mm，求啮合角α’和两齿轮的节圆半径r1’、r2’。
五、（15分）用速度瞬心法求出图示机构C点的速度方向。
六、（15分）破碎机原理简图如图所示，设要破碎的料块为圆柱形，其重量忽略不计，料块和颚板之间的摩擦系数是f。
求料块被夹紧又不会向上滑脱时颚板夹角α应多大？七、（１５分）现有一薄壁转盘其质量为m，经静平衡试验测定其质心偏距为r，方向如图所示垂直向下，由于该回转平面上不允许安装平衡质量，只能在平面I和II上进行调整，试求在平衡基面I和II上的平衡质径积[mr]及其方向。
八、（20分）已知机组在稳定运转时期的等效阻力矩的变化曲线M r-Φ如图八所示，等效驱动力矩为常数M r=19.6Nm，主轴的平均角速度ωm=10rad/s.为了减小主轴的速度波动，现装一个飞轮，飞轮的转动惯量J F=9.8kgm2，（主轴本身的等效转动惯量不计），试求：运转不均匀系数δ。
理论力学复习题1答案三、计算题1、两根铅直杆AB、CD与梁BC铰接，B、C、D均为光滑铰链，A为固定端约束，各梁的长度均为L=2m，受力情况如图。
已知：P=6kN，M=4kN·m，qO=3kN/m,试求固定端A及铰链C的约束反力。
2、求指定杆1、2、3的内力。
3、一均质杆AB 重为400N ，长为l ，其两端悬挂在两条平行等长的绳上处于水平位置，如图所示。
今其中一根绳子突然被剪断，求另一根绳AE 此时的张力。
解：运动分析绳子突然被剪断，杆AB 绕A 作定轴转动。
假设角加速度为α，AB 杆的质心为C ，由于A 点的 绝对速度为零，以瞬心A 为基点，因此有：e CC a a α =la C α21= 方向如图所示 受力分析：AB 杆承受重力、绳子拉力、惯性力和惯性力矩 利用动静法，对质心C 建立力矩方程：由 0=∑CM有 021=⨯-*l T M C即 0211212=-Tl ml α （1）由0=∑Y有=-+*mg F T C即 021=-+mg lm T α （2）联立（1）（2）两式，解得：ACe ca α α2/l 2/lABCα*CF *CM mgT2/l 2/lABEDl g 23=α N T 100=【注】本题利用质心运动定理和绕质心转动的动量矩定理也可求解4、边长b =100mm 的正方形均质板重400N ，由三根绳拉住，如图所示。
求：1、当FG 绳被剪断的瞬时，AD 和BE 两绳的张力；2、当AD 和BE 两绳运动到铅垂位置时，两绳的张力。
A D E B60ºFG5、图中，均质梁BC质量为4m、长4R，均质圆盘质量为2m、半径为R，其上作用转矩M，通过柔绳提升质量为m的重物A。
已知重物上升的加速度为a=0.4g，求固定端B处约束反力。
6、均质杆AB长为L=2.5m，质量为50kg，位于铅直平面内，A端与光滑水平面接触，B端由不计质量的细绳系于距地面h高的O点，如图所示。
一、是非题1.加减平衡力系原理既适用于刚体，也适用于变形体。
2．作用在一个刚体上的任意两个力平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同，大小相等，方向相反。
3.力偶没有合力，力偶平衡只能由力偶来平衡。
4．利用速度合成定理分析动点的运动时，动点的牵连速度是指某瞬时动系上与动点重合点的速度。
5.当刚体平动时，刚体内各点的轨迹形状都相同。
6．如果质点系所受的力对某点（或某轴）的矩恒为零，则质点系对该点（或轴）的动量矩保持不变，这就是质点系的动量矩守恒定律。
7．作用于质点系的外力主矢恒等于零，则质点系动量守恒。
8、虚位移可以有多种不同的方向，而实位移只能有唯一确定的方向。
9、平面图形上如已知此瞬时两点的速度为零，则此平面图形的瞬时角速度和瞬时角加速度一定都为零。
10.力对点的矩矢在通过该点的任意轴上的投影等于这力对于该轴的矩。
11.在有摩擦的情况下，全约束力与法向约束力之间的夹角称为摩擦角。
12．理想约束的约束力不做功，而质点系的内力做功之和并不一定等于零。
13．如果作用于质点系的外力主矢在某一坐标轴上的投影恒等于零，质点系的动量在该坐标轴上的投影保持不变。
14.绝对运动、相对运动都是指点的运动，可能是直线运动或者是曲线运动。
15.平面运动刚体瞬时平动时，刚体上各点速度相同，各点加速度相同。
16.动参考系给动点直接影响的是该动系上与动点相重合一点，这点称为瞬时重合点或动点牵连点。
17.力偶中的两个力对同一平面内任一点之矩的代数和等于力偶矩。
18.应用速度合成定理，在选择动点、动系时，若动点是某刚体上的一点，则动系也固结于这个刚体上。
19.在对所有平行于质心轴的任一轴的转动惯量中，以对质心轴的转动惯量为最大。
20.平面运动中，平移的速度和加速度与基点的选择无关，而平面图形绕基点转动的角速度和角加速度与基点的选择有关。
二、选择题1、平面汇交力系平衡的充分必要几何条件是（）。
A.合力为零B.力多边形自行封闭C.力在x 轴投影和为零D.力在y 轴投影和为零 2、图1，一重W 的物体置于倾角为α的斜面上，若摩擦因数为f ，且tg α<f ，则物体（）。
河北工业大学理论力学期终试题(一) 单项选择题（每题2分，共4分）1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ϕ=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为( )。
A 静止(非临界平衡)状态B 临界平衡状态C 滑动状态第1题图 第2题图2. 图(a)、(b)为两种结构，则( )。
A 图(a)为静不定的，图(b)为为静定的B 图(a)、(b)均为静不定的C 图(a)、(b)均为静定的D 图(a)为静不定的，图(b)为为静定的 (二) 填空题(每题3分，共12分)1. 沿边长为m a 2=的正方形各边分别作用有1F ，2F ，3F ，4F ，且1F =2F =3F =4F =4kN ，该力系向B 点简化的结果为：主矢大小为R F '=____________，主矩大小为B M =____________ 向D 点简化的结果是什么？ ____________。
第1题图 第2题图2. 图示滚轮，已知2m R =，1m r =， 30=θ，作用于B 点的力4kN F =，求力F 对A 点之矩A M =____________。
3. 平面力系向O 点简化，主矢R F '与主矩如图。
若已知10kN F '=，20kN m O M = ，求合力大小及作用线位置，并画在图上。
D C ABF 1F 2F 3F 4第3题图 第4题图4. 机构如图，A O 1与B O 2均位于铅直位置，已知13m O A =，25m O B =，23rad s O B ω=，则杆A O 1的角速度A O 1ω=____________，C 点的速度C υ=____________。
(三) 简单计算题(每小题8分，共24分)1. 梁的尺寸及荷载如图，求A 、B2. 丁字杆ABC 的A 端固定，尺寸及荷载如图。
求A 端支座反力。
3. 在图示机构中，已知m r B O A O4.021===，AB O O =21，A O 1杆的角速度4rad s ω=，角加速度22rad α=，求三角板C 点的加速度，并画出其方向。
