山东建筑大学工程力学期末试题 ppt课件

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《工程力学》试卷及答案课件.doc

A：－5PB：－2P
二、填空题（每空1分，共10分）
C：－7PD：－P订
1、力是物体之间的相互作用，力对物体的作用效应取决于力的
、、。3、所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（）。
2、.工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称为，工件中最大（A）强度低，对应力集中不敏感；
工作应力不能超过此应力，超过此应力时称为。（B）相同拉力作用下变形小；
(）2、如果两个力偶是等效力偶，必须是力偶的力及力偶的力臂都要相等。
A、（b）图B、（c）图C、（d）图(）3、两个力在同一轴上的投影相等，这两个力一定相等。
(）4、在减速箱中，高速轴直径大，低速轴直径小。
2、截面M－M面上的轴力为――――――――――――――――（）
名
姓
(）5、实验表明：当梁较为细长时，正应力是决定梁是否破坏的主要因素。
C.应力不超过比例极限D.应力不超过屈服极限
三、问答题（每小题各5分，共10分）
1、简述截面法求内力的基本步骤。
3、图示结构。钢杆1为圆形截面，直径d=16mm，[σ]1=150MPa；木杆2为
正方形截面，面积为100×100mm2，[σ]2=4.5MPa；尺寸如图。求节点B处
所能起吊的最大载荷P。（15分）
3、对于长度相等、受力相同的杆，EA值越大，杆件变形，通常把
（C）断裂前几乎没有塑性变形；
级
班
装
EAБайду номын сангаас称为。
（D）应力-应变关系严格遵循胡克定律。
4、.图所示的受扭圆轴横截面上最大扭矩Tmax，若其横截面为实心圆，
4、插销穿过水平放置的平板上的圆孔（如右图），在其
直径为d，则最大切应力max。

工程力学期末复习题及参考资料PPT课件

求：结构的许可载荷[ F ] 。
解：(1) 各杆轴力
A
30º B
45º
SFx= 0 FNBC sin30º– FNAC sin 45º= 0
SFy= 0 FNBC cos30º– FNAC cos 45º– F = 0
C
∴ FNAC = 0.518F FNBC = 0.732F
(2) 由AC杆强度条件：
F1 ll
M
A
B
l2
l1
y FAx
A FAy
F1 M
B FB
解： 1. 取梁为研究对象
F2
2. 受力分析如图
60º 3. 选坐标系，列平衡方程
SFx= 0 FAx – F2 cos60º= 0
SFy= 0 FAy+ FB –F1–F2 sin60º= 0
F2 SMA(F)= 0
60º FBl2–M –F1l1–F2 sin60º(l1+l2) = 0
例5 梁AB上受到一个均布载荷和一个力偶作用，已知载荷集度 (即梁的每单位长度上所受的力)q = 100 N/m，力偶矩 M = 500 N·m。长度AB =3m，DB =1m。试求活动铰支座 D 和固定铰支座A的约束力。
q
M
3.选坐标系，列平衡方程。
SFx= 0 FAx = 0
A
B SFy= 0 FAy – F +FD = 0
aB
E
F2
2.受力分析如图 y
FAy FAx
C
AD
FB
a
E
B x
b
F1 P
F2
第2页/共83页
y
3.选如图坐标系，列平衡方程
FAy FAx AD

山东建筑大学期末工程力学第1章静力学基础

§1-1 静力学的基本概念
一，力的概念 1，力的定义力是物体相互间的一种机械作用运动效应 (外效应 )：使物体的机械运动状态发生改变。( 理力）变形效应 (内效应 ) ：使物体发生变形。（材力） 2，力的三要素：大小、方向 ( 包括方位和指向 ) 和作用点。
在这三要素中, 如果改变其中任何一个, 也就改变了力对物体的作用效应
四、作用与反作用定律 ( 公理 4 ) 两物体间相互作用的力，总是等值、反向、共线，并分别同时作用在这两个物体上。
G
N
G
N1
( N , N 1) 是作用力与反作用力。
作用力与反作用力总是成对地出现在两个相互作用的物体之间。
五、刚化原理变形体在某力系作用下处于平衡, 如将此变形体刚化为刚体, 则其平衡状态保持不变.
受力特点：所受两力必沿两力作用点连线。且等值，反向。
（2）作用力与反作用力规律作用力与反作用力总是成对地出现在两个相互作用的物体之间。
例1-1 将重量为 P 的圆球放在光滑的斜面上 , 并将绳索 AC 与铅直墙面连接 , 画圆球的受力图.
A A C O

FC
C O

B
P

B
P
FB
例1-2 图示钢架的重量不计，画其受力图。
F
MA F Ax
F Ay
A
八，轴承（1）滑动轴承
F Ay
A
F Ax
轴线
约束力垂直轴线并通过轴心，方向待定。
（2）止推轴承
F Az
F Ay
F Ax
A
约束力用垂直轴向和沿轴向的三个分力表示，方向待定。
§1-4 物体的受力分析与受力图

山东建筑大学期末工程力学第4章平面任意(一般)力系

F 2 F 1 Fn
M1 M2
o
An
o
Mn
F n
得到平面汇交力系 ( F 1 , F 2 ,, F n)以及相应的一个力偶矩分别为
( M1 , M2 , … , Mn ) 的附加平面力偶系 .
F1
A1
F2
A2
F 2 F 1 Fn
M1 M2
F R F R F R FRd Mo
d MO FR
至于合力的作用线在点 O 的哪一侧，应根据 FR 的指向和 MO 的转向确定。
F R
O
FR
MO
O O′
d
MO d FR 若从 O 点处沿主矢 F R 的指向看去
当 MO > 0 时， O'点应在 F R 的右侧
420N.m
例题: 求图示力系向 O 点简化的主矢与主矩。
已知：F1 100 N，F2 100 2 N，F3 50 N，M 500 N .m
y
F2
450
(-3,2)
β
F1
(2,1) O
x
M
(0,-4)
F3
cosβ=12/13
sinβ=5/13
y
F2
450
cosβ=12/13
F1
M O M O( F )
F1
A1
F2
A2
y
F R
MO

o
An
Fn
x
o
F R F
M O M O( F )
结论
平面任意力系向作用面内已知点简化，一般可以得到一个力和一个力偶。

山东建筑大学工程力学期末试题

a
a
a
1
2
3
作轴力图
只需分别对 AD 段和 BC 段进行强度计算。
三、作图题（20分） 1、作图示杆的轴力图。（5分）
20kN
20kN
90kN
15kN
10kN
5kN
三、作图题（20分） 1、作图示杆的轴力图。（5分）
20kN
20kN
90kN
40kN
50kN
20kN
15kN
10kN
5kN
5kN
10kN
l/2
A
B
C
D
q=4KN/m
F=20KN
l/2
l/2
FD
FB
AB段：（）
FSA= 0
FSB左= -ql/2 = - 8 KN
BC段：（—）
FSB右 = RB - ql/2 = 12 KN
CD段：（—）
FSD左 = - RD = - 8 KN
（1）剪力图
+
-
-
8 KN
8 KN
12 KN
FSD右 = 0
C
B
A
60o
30o
杆1
杆2
F
解:1、内力（1）究对象：节点C （2）作受力图（2分）（3）建坐标（4）列方程：
1
2
（3）列平衡方程
A
B
C
F
1m
F
A
FN1
FN2
1
2
2、许可为轴力: 查型钢表：
许可为轴力
3、许可荷载
许可荷载： [F]=184.6kN
2（15分）如图所示结构，杆1为钢杆，横截面积，；杆2为木杆，横截面积，。求结构的许可荷载。

工程力学ppt课件01(第一部分：第1-4章)

材料力学的性能分析
01
材料力学性能分析包括对材料的弹性、塑性、脆性、韧性等性能的评估。
02
弹性是指材料在外力作用下发生形变，外力消失后能恢复原状的能力；塑性是指材料在外力作用下发生形变，外力消失后不能恢复原状但也不立即断裂的能力；脆性和韧性则是描述材料在受力过程中易碎和抗冲击能力的性能。
03
力的分类
根据力的作用效果，可将力分为拉力、压力、支持力、阻力、推力等。
静力学的基本原理
二力平衡原理
力的平行四边形法则
作用与反作用定律
三力平衡定理
作用在刚体上的两个力等大反向，且作用在同一直线上，则刚体处于平衡状态。
作用于物体上同一点的两个力和它们的合力构成一个平行四边形，合力方向沿两个力夹角的角平分线，因为两个分力大小不变，所以合力的大小也是一定的。
材料力学性能分析对于工程设计和安全评估具有重要意义，是确定材料能否承受预期载荷并保持稳定性的关键依据。
材料力学的应用实例
材料力学在建筑、机械、航空航天、汽车、船舶等领域有广泛应用。
例如，建筑结构中的梁和柱的设计需要考虑到材料的应力分布和承载能力；机械零件的强度和刚度分析对于其正常运转和疲劳寿命预测至关重要；航空航天领域中，材料力学则涉及到飞行器的轻量化设计以及确保飞行安全的关键因素。
动力学的基本原理
牛顿第一定律
物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律
物体受到的合外力等于其质量与加速度的乘积，即F=ma。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
动力学的基本方法
动力学方程的建立
01
根据牛顿第二定律，建立物体运动过程中受到的合外力与加速

工程力学完整ppt课件

第一篇静力学
第一章静力学基本概念与物体受力分析第二章汇交力系第三章力偶系第四章平面任意力系第五章空间任意力系第六章静力学专题——桁架、摩擦、重心
引言
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。
静力学主要研究：物体的受力分析；力系的简化；力系的平衡条件及其应用。
第一章静力学基本概念与物体受力分析
F
G
FN2
G
约束力特点：
①大小常常是未知的；
FN1
②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；
③作用点在物体与约束相接触的那一点。
二、约束类型和确定约束反力方向的方法： 1. 柔索：由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
绳索类只能受拉，约束反力作用在接触点，方向沿绳索背离物体。
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素：大小，方向，作用点
4.力的单位：国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN)
FA
5. 力系：是指作用在物体上的一群力。 6. 等效力系：两个力系的作用效果完全相同。F1
F3 C AB
7. 力系的简化：用一个简单力系等效代替一个复 F2
一、概念
§1-3 约束与约束反力
自由体：位移不受限制的物体叫自由体。
非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。
约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）
约束力：约束与非自由体接触相互产生了作用力，约束作用于非自由体上的力叫约束力或称为约束反力。
杂力系。
8. 合力：如果一个力与一个力系等效，则称这个

工程力学课件 (2)PPT

研
室
作用点：约束与被约束物体的接触处。
约束力大小：未知待求。
Gong
Hui
主动力：主动引起物体运动或使物体有运动趋势的力。
Ling
2020/4/5
17 17
静力学基础1
山东
建二、工程中常见的几种约束类型及其约束反力
筑大
学 1、柔索约束（柔绳、皮带、链条等）
力学
教特征：只限制沿柔索中心线伸长方向的运动。
学
教
研
自由体：能在空中自由运动（飞机、鸟）
室
非自由体：某些方面的运动受到周围物体的限制。
Gong
Hui
绳、合页轴、铁轨）
Ling
（如灯
2020/4/5
16 16
力
筑
大
学
（1）约束：阻碍物体运动的限制物。
力
（2）约束力：约束作用于被约束物体上力。
学
教
方向：与所限制物体运动趋势的方向相反。
静力学基础1
三力平衡汇交定理
山
东建
刚体受不平行的三力作用而平衡时，此三力作用线必
筑大
共面且汇交于一点。
FR12
学
力
F1
F2
F1
F2
A
B
学教研
o
=
o
C
C
室
F3
F3
力的可传递性
Gong 证：F1，F2，F3 是不平行的三个相互平衡的力
Hui
平形四边形法则
Ling 将力F1，F2移到其汇交点o
得合力FR12
Gong Hui Ling
2020/4/5
B
=
F

山东建筑大学期末工程力学第11章压杆稳定

上的工作应力超过材料的极限应力 ( b 或 S ) 时, 就会因其强度不足而失去压杆承载能力. 以此建立起强度条件 .
对于等直杆
F N max [ ] max A
例题：一长为300 mm的钢板尺，横截面尺寸为 20mm 1mm 。钢的许用应力为[ ]=196 MPa。按强度条件计算得钢板尺所能承受的轴向压力为
一, 两端为绞支（球形绞支），长为 l 的细长压杆。
当 F 达到 FCr 时，压杆的特点是：保持微弯形式的平衡。
x
F cr
x
w
l
l 2

m w m
F cr
M ( x) F cr w
m m
x
o w o
x
w
F cr
FCr
x
w
m
M ( x) F cr w
m
x
o w
FCr
压杆任一 x 截面沿 w 方向的位移为 w = f (x) 该截面的弯矩为

E F cr cr A ( l / i )

l
i
称为压杆的柔度（长细比）。集中地反映了压杆的长度，杆端约
束，截面尺寸和形状对临界应力的影响。
2 E 2
cr
cr
E 2
2
越大，相应的 cr 越小，压杆越容易失稳。
F Cr A Cr
x
y
2 EI F cr 2 ( l )
z
2 EI y ( F Cr ) y ( l )2 y
2 EI z ( F Cr ) z ( l )2 z
F Cr {( F Cr ) y,( F Cr ) z}min

2山东建筑大学成人高等教育期末考试《建筑力学》复习题

山东建筑大学成人高等教育期末考试《建筑力学》复习题
填空题：
1、梁AB上受一力偶的作用，为求支座A、B的约束力需用方程，支座A、
B的约束力FA和FB的关系是什么?。
2、分析图示体系的几何组成，该结构属于体系，有个多余约束。
3、图示结构的超静定次数n=。
4、应用图乘法求结构位移时，计算公式是，式中yC必须在弯矩图是的
当低碳钢试件的试验应力时，试件将（D）。
A.完全失去承载能力B.脆断
C.发生局部颈缩现象D.产生较大的塑性变形
图示结构受力作用，杆重不计，
则A支座约束力的大小为（B）。
A.P/2 B.
C.PD. 0
下列结论正确的有____A______。（Pc r为压杆的临界力）
A.只有P<Pcr时，压杆才不会失稳。
A. ， B. ，
C. ， D. ，
压杆失稳是指压杆在轴向压力的作用下（D）。
A.局部横截面的面积迅速变化B.不能维持平衡状态而突然发生运动
C.危险截面发生屈服或断裂D.不能维持直线平衡而突然变弯
如图所示应力状态，按照第三强度理论，其相当应力为（D）。
A.20MPaB.40MPa
C.60MPa D.80MPa
9、竖直（相同）；单位力
10、一对平衡力或一个力偶
选择题
用低碳钢标准试件做拉伸实验过程中，出现的应力只作微小波动而变形迅速增加时的应力称为（C）。
A.比例极限B.弹性极限C.屈服极限D.强度极限
如图所示四种截面形式，其面积相同，作为梁的截面较为合理的是（D）。
A. B. C. D.
两拉杆的材料和所受拉力都相同，且均处于弹性范围内，若两杆长度相等，横截面积，则（C）。
10、作用在一个刚体上的两个力 A、 B，满足 A=－ B的条件，则该二力可能是。

《工程力学》PPT演示课件

9
轴力正负号规定：
同一位置处左、右侧截面上内力分量必须具有相同的正负号。
FN
FN
轴力以拉为正，以压为负。
10
三. 轴力图(FN —x )___表示轴力沿杆件轴线变化规律的图线。
如果杆件受到的外力多于两个，则杆
例题2-1
件不同部分的横截面上有不同的轴力。
A 1 B 2 C 3D
已知 F1=10kN；F2=20kN；
F1 F1 F1
FNkN
1 F2
2 F3 3 F4
F3=35kN；F4=25kN；
解：1、计算杆件各段的轴力。
FN1
AB段
Fx 0
F2
FN2
FN1F110kN
BC段
Fx 0 FN2F2 F1
FN3
FN2 F1 F2
F4
102010kN
10
25 CD段
Fx 0
FN3F425 kN
x
10
轴力图的特点：突变值 = 集中载荷
计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力
对所留部分而言是外力）。
8
例如：（一）、内力（截面法）
F
F
F
FN =F
F
Fx 0
FN F 0
FN=F
FN F
轴力——由于外力的作用线与杆件的轴线重合，所以轴向拉压杆
内力的作用线也必与杆件的轴线重合,因此,内力称
为轴力。用FN 表示。单位：牛顿（N）
+
II
150kN
II
100kN
100kN
50kN
II FN2
I FN1 FN1=50kN
I
100kN FN2= 100kN

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6、力偶对刚体的作用效应与其在作用面内的位置无关。
7、作用在刚体上的一个力，可以从原来的作用位置平行移动到该刚体内任意指定点，但必须附加一个力偶，附加力偶的矩等于原力对指定点的矩。
8、材质相同的压杆，其柔度越大越容易失稳。
9、当切应力超过材料的剪切比例极限时，剪切胡克定律与切应力互等定理都不成立。
画出图示刚架 AB 的受力图。
q F
q F
A
B FAx
A
B
FAy
FB
q F
FAx
A
B
FAy
FB
作轴力图
3、如图所示拉杆，已知许用切应力[τ]=90MPa，许用挤压应力[σb[σsb]=s]2=4204M0PMaP，a 图中尺寸单位均为mm，则杆件的许用拉力[F]为（）。（A）18.8kN （B）37.7kN （C）67.8kN （D）117. 6kN
A
B F
C （第2题图）
D=32
h=12
d=20
山东建筑大学工程力学期末试题
1、两个力偶的力偶矩矢相等，则此两力偶等效。
2、在任何情况下，摩擦力的大小总是等于摩擦系数与法向反力的乘积。
3、空间任意力系的最后合成结果可能是一个合力，或一个合力偶，或一个力螺旋或力系平衡。
4、当力与轴平行或相交时，力对轴的矩等于零。
5、重心在物体内的位置以及重心坐标都是确定的。
6、力偶对任意点之矩恒等于力偶矩，与矩心的位置无关。
7、因静摩擦力的大小可在一定范围内变化，故物体有一平衡范围。√
8、空间任意力系向不同点简化，主矢与简化中心的位置无关，主矩一般与简化中心的位置有关。√
9、力对任意轴的矩等于其所有分力对同一轴之矩的代数和。 √
10、平面图形的重心一定位于图形内部。×
12.铆钉受挤压时，实际接触面为半圆柱面，则计算挤压面为（A ）
A. 半圆柱面的直径投影面；
B. 半圆柱面；
C. 半圆柱面的直径投影面的一半； D. 半圆柱面的一半
13.梁的挠曲线近似微分方程为：( A )
A.
d2w dx2
Mx
EI
；
B.
dw dx
M x
EI
；
C. w M x
EI
；D
d 2w dx2
8、物块重W=10kN，被水平力F=50kN挤压在粗糙的铅垂墙面上，且处于平衡状态。物块与墙之间的摩擦系数f=0.3。则物块与墙之间的摩擦力大小为（ B ）（A）15kN （B）10kN （C）3kN （
9、压杆失稳是指压杆在轴向压力作用下（D ）（A）局部横截面的面积迅速变化（B）危险截面发生屈服或断裂（C）不能维持平衡状态而突然发生运动（D）不能维持直线平衡而突然变弯
10、平行移轴公式表示图形对于任意两个相互平行轴的惯性矩之间的关系。
二、选择题：（每题2分，共10分。将正确答案按照对应题号填入表中。）
1、圆截面细长压杆的材料和杆端约束保持不变，若将其直径缩小一半，则压杆的临界压力为原压杆的（B ）。
（A）1 2 （B）1 4 （C） 1 8 （D）1 16 2、如图所示，已知物体C重W1，均质杆AB重W2。杆与物体间有摩擦，而物体与水平支承面间的摩擦忽略不计。当水平力F增大而物体仍保持平衡时，杆AB对物体C的正压力（ C ）。（A）由小变大（B）由大变小（C）不变（D）不能确定
F （第3题图）
4、当低碳钢试件的试验应力σ=σS时，试件将（A ）。（A）产生较大的塑性变形（B）脆断（C）发生局部颈缩现象（D）完全失去承载能力
5、如图所示应力状态，按照第三强度理论，其相当应力为（D ）（A）20MPa （B）40MPa（C）60MPa （D）80MPa
50MPa 30MPa
M
x.
14.压杆的柔度越大，则压杆的稳定性（ A ） A. 越差； B. 越好； C. 不变； D. 不能确定
15. 单元体上的应力如图所示，其第三强度理论的相当应力为：（ D ）
A. 80MPa C. 40 MPa
B. 50MPa D. 60MPa
30MPa
10MPa
50MPa
16.工程中将伸长率 5%的材料称为：( B )
判断题：（每题2分，共10分。正确的填√，错误的填×，）
1、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。对
2、平面任意力系中，若其力多边形自行封闭，则该力系平衡、错
3、在一组平行轴中，以截面对其形心轴的惯性矩为最小。对 4、剪切胡克定律仅在纯剪切情况下才成立。错 5、两根材料和柔度都相同的压杆，临界压力相同。错
10、单元体处于纯剪切应力状态，其主应力特点为（A ）
（A） 10 ,20 ,30 ,13
（B） 10 ,20 ,30 ,13
45
（C） 10,230
°
（D） 120,30
´
11.脆性材料的抗拉强度与其抗压强度的关系为：( B ) A.其抗拉强度高于其抗压强度； B. 其抗拉强度低于其抗压强度； C.其抗拉强度等于其抗压强度； D.无法确定；
19.压杆属于细长杆、中长杆还是短粗杆，是根据压杆的 ____D___来判断的。
A长度； B横截面尺寸； C临界应力； D柔度。
20.单元体上的应力如图所示，其第三强度理论的相当应力为：（）
A. 60MPa C. 10 MPa
B. 50MPa D. 30MPa
10MPa
20MPa
40MPa
三、作图题（20分）
10MPa
6、切应力互等定理的适用条件是（D ）。（A）仅仅为纯剪切应力状态；（B）仅仅为各向同性材料；（C）仅仅为线弹性范围；（D）平衡应力状态；
7、用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同的试验条件下进行拉伸试验，得到的应力—应变曲线如图示。比较三条曲线，可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好的材料分别是（ C ）。（A） a、b、c；（B） b、c、a；（C） b、a、c （D） c、b、a
A.脆性材料； B.塑性材料； C.建筑材料； D.混凝土
17. 在连接件上，剪切面和挤压面分别（ B ）于外力方向。 A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.平行、平行 D.垂直、垂直
18.梁的弯曲变形用哪两个参数度量 ( A ) A.挠度和转角； B.正应力和线应变； C.切应力和切应变； D.扭转角和单位扭转角；