铰链是工程中常见的一种约束
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《工程力学》题库单选题(三)及答案1、图示等截面轴受到力的作用发生变形,AB将()。
A、伸长B、缩短C、变粗D、有的地方变粗,有的地方变细正确答案:A2、如图,F力在y轴上的投影为()。
A、FyB、-Fy正确答案:A3、图中F力对固定端转动方向是逆时针,所以力矩为()。
A、正B、负C、0D、无法确定正确答案:A4、圆轴扭矩的大小和轴的直径()。
A、有关B、无关C、视具体情况定D、求出左侧约束反力后才能确定正确答案:B5、扭转变形刚度就是计算两个外力偶之间横截面()。
A、扭转角B、单位长度扭转角正确答案:B6、螺栓受力发生剪切挤压变形,则剪切面位于()。
A、两力之间B、两力之外C、力作用点D、最上边正确答案:A7、图中轴采用了变截面目的是尽量使各个截面的应力(),提高整个轴的强度。
A、相等B、不相等正确答案:A9、图中AB和AC构件的面积相等,材料相同,则它们的应力()。
A、不同B、相同正确答案:A10、螺栓剪切面上切应力实际是分布的()。
A、均匀B、不均匀正确答案:B11、F对O点的力矩为()。
A、0B、FlC、-Fl正确答案:B12、图示变截面轴在B、C点作用两个力,则整个轴()。
A、缩短B、伸长C、不变D、不确定正确答案:B13、受到()个力作用处于平衡状态的构件称为二力构件。
A、2B、3正确答案:A15、图中结构两个杆在B点用铰链连接,自重不计,并挂一个重物,则杆BC发生()变形。
A、轴向拉伸B、轴向压缩正确答案:B16、图示悬臂梁受到的是()。
A、集中力B、均布载荷C、集中力偶D、线性分布载荷正确答案:B17、如图所示的杆件,在左右两端和中点处均有外力作用,在()截面处内力最小。
A、1-1B、2-2C、3-3正确答案:C18、如图扭转变形杆件截面上的内力具体叫()。
A、轴力FNB、扭矩TC、剪力FQ,弯矩M正确答案:B19、甲乙两杆,几何尺寸相同,轴向拉力相同,材料不同,它们的应力和变形有四种可能,下列是正确的。
湖南交通工程学院课程授课教案1.1.2 力的性质力的三要素表明:力是矢量,要用一条带有箭头的线段来表示(图1-1)。
课后小结本次课我们主要了解了工程力学的研究对象、研究任务和研究内容,并重点讲解了力的概念及性质,希望同学们课后多加复习和理解,为后面的学习打好基础。
湖南交通工程学院课程授课教案授课内容第一章力的概念及性质1.2 静力学基本公理教学目的及要求掌握静力学基本公理重点难点静力学基本公理参考资料中国石油大学出版社教学方法讲述教学手段板书教学过程教学手段方法设计新课讲授第一章静力学基础1.2 静力学基本公理1.2.1 二力平衡公理二力作用在同一刚体上,使刚体处于平衡状态的充要条件是:这两个力的大小相等、方向相反,且作用线沿同一直线。
二力平衡是一切平衡力系的基础。
建筑结构中受二力平衡的杆件很多,钢筋受拉平衡,柱子受轴向压力平衡都属于这一类。
1.2.2 力的平行四边形公理作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。
合力的作用点也在该点,合力的大小和方向,由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。
该法则指出,两个力合成不能简单地求算术和,而要用平行四边形法则求几何和,即矢量和,它是力系简化的基础(图1-3)。
F R=F1+F2,“+”表示矢量相加。
湖南交通工程学院课程授课教案教学方法讲述教学手段板书教学过程教学手段方法设计新课讲授1、力的可传性图1-4(b)比1-4(a)增加了一对平衡力,且有F1=-F2=F(即三力的大小相同),作用线沿同一直线,根据加减平衡力系公理,显然图1-4(a)及图1-4(b)二力系为等效力系。
由于图1-4(b)中F2及F又可视为一平衡力系,将此平衡力系减去即成为图1-4(c)所示力系。
同理,图1-4(b)及图1-4(c)力系等效。
最终,图1-4(a)及图1-4(c)力系等效。
2、三力平衡汇交定理不平行的三个力若平衡,该三力必汇交于一点且在同一平面内。
此定理证明如下:若图1-5所示刚体上不平行的三个力F1,F2及F3处于平衡状态,根据力的平行四边形公理,考虑到力的可传性,显然F2及F3可合成为一个过交点D的力FR,此时三力平衡已变成为F1及FR的二力平衡。
工程力学知识点工程力学是一门研究物体机械运动和受力情况的学科,它在工程领域中具有极其重要的地位。
通过对工程力学的学习,我们能够更好地理解和设计各种结构和机械系统,确保其安全性、稳定性和可靠性。
接下来,让我们一起深入了解一些关键的工程力学知识点。
一、静力学静力学主要研究物体在静止状态下的受力情况。
首先是力的基本概念,力是物体之间的相互作用,具有大小、方向和作用点三个要素。
力的合成与分解遵循平行四边形法则,通过这个法则可以将多个力合成为一个合力,或者将一个力分解为多个分力。
平衡力系是静力学中的一个重要概念。
如果一个物体所受的力系能够使物体保持静止,那么这个力系就称为平衡力系。
在平衡力系中,所有力的矢量和为零。
此外,还有约束和约束力的知识。
约束是限制物体运动的条件,而约束力则是约束对物体的作用力。
常见的约束类型有光滑接触面约束、柔索约束、铰链约束等,每种约束产生的约束力都有其特定的规律。
二、材料力学材料力学关注的是材料在受力时的变形和破坏情况。
首先是拉伸与压缩,当杆件受到沿轴线方向的拉力或压力时,会发生伸长或缩短。
通过胡克定律可以计算出杆件的变形量,其应力与应变之间存在线性关系。
剪切与挤压也是常见的受力形式。
在连接件中,如铆钉、螺栓等,会受到剪切力和挤压力的作用。
我们需要计算这些力的大小,以确保连接件的强度足够。
扭转是指杆件受到绕轴线的外力偶作用时发生的变形。
对于圆轴扭转,其切应力分布规律和扭转角的计算是重要内容。
弯曲则是工程中常见的受力情况,梁在受到垂直于轴线的载荷时会发生弯曲变形。
我们需要掌握梁的内力(剪力和弯矩)的计算方法,以及正应力和切应力的分布规律,从而进行梁的强度和刚度设计。
三、运动学运动学研究物体的运动而不考虑其受力情况。
点的运动可以用直角坐标法、自然法等方法来描述。
例如,用直角坐标法可以表示点的位置、速度和加速度。
刚体的运动包括平移、定轴转动和平面运动。
平移时,刚体上各点的运动轨迹相同,速度和加速度也相同;定轴转动时,刚体上各点的角速度和角加速度相同;平面运动可以分解为随基点的平移和绕基点的转动。
结构(机械)工程师笔试及答案合集1.在圆齿轮强度计算中,以平均分度当量圆柱的当量直齿齿轮为计算依据。
2.工艺基准不包括平面基准。
3.刀尖轨迹法是获得形状误差的方法之一。
4.牌号T9的碳素工具钢中,数值9的含义是0.9%。
5.一对齿轮的材料加工都相同,接触疲劳破坏先发生在小轮。
二、解答题:(10x5=50分)6.常用的装配吊具包括钢丝绳、铁链、手拉葫芦和专用吊具。
7.缓冲零件在冲模中起到压料、卸料和顶料作用。
8.钢按其端面形状可分为板材、管材、型材和线材。
9.钣金工常用的连接方法包括铆钉连接、焊接、胶接、螺栓连接、键连接和销连接。
10.锥柄钻头中的扁尾用于增加传递的扭矩,避免钻头在主轴孔或钻套中打出。
11.气割是一种切割金属的常用方法,通过预热金属到其燃烧点,然后以高速纯氧气流猛吹,使金属发生剧烈氧化,产生的热量把金属氧化物熔化成液体,再由氧气气流把氧化物的熔液吹走,从而切割金属。
12.钻头的柄部用于夹持和传递钻孔时所需的扭矩和轴向力。
13.局部加热矫正的效果取决于加热位置和加热区形状。
14.球面的分割方式通常有分带法、分块法和分瓣法。
15.火花鉴别法中的三种尾花是直尾花、枪尖尾花和狐尾花。
三、简答题:(10x8=80分)1.电磁屏蔽的原理是通过屏蔽材料对电磁波进行吸收、反射和衰减,从而达到减小电磁波对周围环境和设备的影响的目的。
实施方法包括使用导电材料制作屏蔽罩、使用电磁屏蔽材料制作屏蔽板和使用电磁屏蔽涂料进行涂覆等。
2.机械结构的密封方式包括静密封和动密封两种。
静密封是指两个机械零件之间采用静态密封剂或垫片实现密封;动密封是指在机械运动过程中,通过轴封、活塞环等动密封件实现密封。
按照密封介质的不同,可将密封方式分为气密封、液密封和气液密封。
3.选用工程塑料时应考虑的事项包括:材料的力学性能、耐热性、耐化学性、耐磨性、耐老化性、加工性能和成本等。
4.机械传动的类型包括齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传动和摆线针轮传动等。
铰链是工程中常见的一种约束。
它是由两个钻有直径相同的圆孔的构件采用圆柱定位销钉所形成的连接,如图1-20 a、b所示。
门窗用的活页就是铰链。
如销钉与圆孔接触是光滑的,则这种约束只能限制物体A在垂直于销钉轴线的平面内任何方向的移动,而不能限制物体A绕销钉转动。
因此,当外力作用在垂直于销钉轴线的平面内时,铰链的约束力作用在圆孔与销钉的接触点上,垂直于销钉轴线,并通过销钉的中心,如图1-20c中所示的F → K ;不过,由于接触点K的位置未知,故该约束力的方向不定。
这种约束力通常用两个互相垂直且过铰链中心的分力F → Kx 和 F → Ky 来表示(图1-20d)。
两分力的指向可以任意假设,其正确性要根据计算结果来判定。
(1) 二力构件
只在两点受力而处于平衡的构件称为二力构件。
如果二力构件是直杆,称为二力杆或链杆。
如图1-21中,B、C为光滑铰链连接,一般其约束力的方向不能确定,但当BC杆自重不计时,它只在B、C两点受力而平衡,根据二力平衡公理可知,F → B 与 F → C 必沿B、C的连线,它们大小相等,方向相反,指向可假定(图中设为受压),根据计算结果再判断其假定是否符合实际。
链杆常常可视为一种约束。
应用二力构件的概念,可以很方便地判定结构中某些构件的受力方位。
如图1-22a所示三铰刚架,当不计自重时,其CDE部分只能通过铰C和铰E两点受力,是一个二力构件,故C、E两点处的作用力必沿CE连线的方向(图1-22b)。
【思考题1-2】
如图1-22a所示的三铰刚架,自重不计,其A点处的作用力是否在铰A和C的连线上?
图1-20
图1-21 图1-22
图1-23
工程上常使用有铰链的支座,它们分为固定铰链支座与活动铰链支座。
(2) 固定铰链支座
固定铰链支座简称固定铰支座,它的一个部件固定于地面或机架。
图1-23a为桥梁上所用一种固定铰支座的构造示意图,图1-23b、c都是这种支座当梁在垂直于销钉轴线平面内工作时的简图。
这种支座的约束力如图1-23d所示。
(3) 活动铰链支座
活动铰链支座简称活动铰支座,它是一种搁在几个滚子上的铰链支座。
这种支座也称辊轴支座,其构造示意图如图1-24a所示。
由于辊轴的作用,被支承的梁可沿支承面的切线方向运动,故当作用力作用在垂直于销钉轴线的平面内时,活动铰支座的约束力必通过铰链中心,垂直于支承面,指向待定。
在此情况下这种支座的简图如图1-24b、c或d;其约束力如图1-24e所示。
图1-24
图1-25
在实际的桥梁上使用的固定铰支座和活动铰支座也限制梁沿销钉轴线方向的移动,所以会产生沿销钉轴线方向的约束力,也就是说在此情况下固定铰支座可以产生三个相互垂直的约束力,活动铰支座可以产生两个相互垂直的约束力。
因此为全面反映支座对梁的约束,固
定铰支座有时如图1-25a中A
1或A
2
处所示,用三根相互垂直的链杆表示,活动铰支座如图
1-25a中B1或B2处所示,用两根相互垂直的链杆表示。
值得注意的是实际桥梁由于宽度较大,梁的每端沿横向设置有两个甚至两个以上铰支座(图1-25a),因而固定铰支座所在的截面处(图1-25a中的A
1
- A2处)梁是不能绕竖直轴(图中的y轴)转动的。
在力学计算中当作用在梁上的力位于其纵向对称平面内(xy平面内)而可以简化成平面问题时,这种梁才可以按图1-25b所示图式表示。
有的结构其一端用固定铰支座约束,另一端用活动铰支座约束。
这样的支承方式称为简支。
简支的结构因温度变化而引起伸长或缩短时,支座的间距可相应地随之变化,从而可避免产生温度应力。
(1) 滑动轴承
图1-26a是滑动轴承的示意图。
如略去摩擦,轴颈与轴承是两个光滑圆柱面的接触。
因为滑动轴承不能限制轴沿轴线方向运动,所以它的约束力在垂直于轴线的平面内并通过轴心,通常用互相垂直的两个分力表示。
图1-26b表示滑动轴承的约束力。
图1-26
图1-27 图1-28
(2) 滚动轴承
滚动轴承有两种最常见的形式,其示意图分别如图1-27a和图1-28a所示。
前者称为径向轴承(或向心滚子轴承),后者称为止推轴承(或向心推力轴承)。
向心滚子轴承也只能限制轴沿径向向外的运动,因此它的约束力也用横向平面内互相垂直的两个分力表示(图1-27b)。
至于向心推力轴承(止推轴承),它除了限制轴沿径向移动外,还能单方向地阻止轴沿轴线方向移动,所以它的约束力除了有横向平面内互相垂直的两个分力外,还有沿轴线方向的一个分力(图1-28b)。