2013工程力学试题及答案

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2013—2014 学年第2学期《工程力学》课程

(期末考试)试卷

班级

学号

姓名 得分

一、 填空题(共20分)

1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为 。

2.构件抵抗 的能力称为强度。

3.圆轴扭转时,横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成 比。

4.梁上作用着均布载荷,该段梁上的弯矩图为 。

5.偏心压缩为 的组合变形。

6.柔索的约束反力沿 离开物体。

7.构件保持 的能力称为稳定性。

8.力对轴之矩在 情况下为零。

9.梁的中性层与横截面的交线称为 。

10.图所示点的应力状态,其最大切应力是 。

11.物体在外力作用下产生两种效应分别是 。

12.外力解除后可消失的变形,称为 。

13.力偶对任意点之矩都 。

14.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则杆中最大正应力为 。

15.梁上作用集中力处,其剪力图在该位置有 。

16.光滑接触面约束的约束力沿 指向物体。

17.外力解除后不能消失的变形,称为 。

18.平面任意力系平衡方程的三矩式,只有满足三个矩心 的条件时,才能成为力系平衡的充要条件。

19.图所示,梁最大拉应力的位置在 点处。

20.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是 。

二、计算题:20*4

1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。

2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示,C为截面形心。已知Iz=mm4,yC=157.5mm,材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=40MPa。试求:①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。 3 共4页

3.传动轴如图所示。已知Fr=2KN,Ft=5KN,M=1KN·m,l=600mm,齿轮直径D=400mm,轴的[σ]=100MPa。试求:①力偶M的大小;②作AB轴各基本变形的内力图。③用第三强度理论设计轴AB的直径d。

4.图示外伸梁由铸铁制成,截面形状如图示。已知Iz=4500cm4,y1=7.14cm,y2=12.86cm,材料许用压应力[σc]=120MPa,许用拉应力[σt]=35MPa,a=1m。试求:①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。

答案

一、填空题:

1.刚体 2.破坏 3.正 4.二次抛物线 5.轴向压缩与弯曲 6.柔索轴线 5 共4页 7 .接触面的公法线 8.塑性变形

二、计算题:

1.解:以CB为研究对象,建立平衡方程

B()0:MF C1010.520F

:0yF BC1010FF

解得: B7.5kNF C2.5kNF

以AC为研究对象,建立平衡方程

:0yF AC0yFF

A()0:MF AC1020MF

解得: A2.5kNyF A5kNmM

2.解:①求支座约束力,作剪力图、弯矩图

B()0:MF D102120340F

:0yF BD102200FF

解得: B30kNF D10kNF

②梁的强度校核

1157.5mmy 2230157.572.5mmy 拉应力强度校核

B截面

33B2tmaxt12201072.51024.1MPa[]6012500010zMyI

C截面

33C1tmaxt121010157.51026.2MPa[]6012500010zMyI

压应力强度校核(经分析最大压应力在B截面)

33B1cmaxc122010157.51052.4MPa[]6012500010zMyI

所以梁的强度满足要求

3.解:①以整个系统为为研究对象,建立平衡方程

()0:xMF t02DFM

解得:

1kNmM (3分)

②求支座约束力,作内力图

由题可得:

AB1kNyyFF AB2.5kNzzFF

③由内力图可判断危险截面在C处

22222r3332()[]yzMMTMTWd

222332()5.1mm[]yzMMTd

7 共4页 4.解:①求支座约束力,作剪力图、弯矩图

A()0:MF D22130yFPP

:0yF AD20yyFFPP

解得:

A12yFP D52yFP

②梁的强度校核

拉应力强度校核

C截面

C22tmaxt0.5[]zzMyPayII

24.5kNP

D截面

D11tmaxt[]zzMyPayII

22.1kNP

压应力强度校核(经分析最大压应力在D截面)

D22cmaxc[]zzMyPayII

42.0kNP 所以梁载荷22.1kNP