07南航理论力学考研卷答案
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2017江苏南京航空航天大学理论力学考研真题第 1 题(25 分)图示平面结构,由直角折杆 ABC 和直角折杆CDE 组成,C 为光滑铰链,A 处为固定端,E 处为可动铰支座。
BC 和 CD 段上作用载荷集度 q的均布力,杆 ABC 上作用力偶矩为 M=qa2 的力偶,杆 AB 的中点处作用一大小为 qa 的力 F,结构尺寸如图所示,BC=CD=DE=a,AB=2a,其中载荷集度 q,长度 a 为已知量,不计各杆自重及各处摩擦。
求 E 处和 A 处的约束力。
第 2 题(15 分)已知:正方体的边长为 a,轴 AB 与水平面夹角为30 ,力 F 作用如图所示。
建立直角坐标系 Oxyz 如图。
试求:(1)力 F 对 x 轴、y 轴的矩 Mx(F)、My(F);(2)力 F 对 AB 轴(方向从点 A 指向点 B)的矩(F)。
第 3 题(20 分)图示平面机构,半径为 R 的圆轮,以匀角速度ω绕轴 O 顺时针转动,并带动杆 AB 绕轴 A 转动。
在图示瞬时,OC 与铅垂线的夹角为,杆 AB 水平,圆轮与杆 AB 的接触点 D 距A 为。
试用点的复合运动方法求:此时杆 AB 的角速度和角加速度。
第 4 题(25 分)图示平面四连杆机构,已知:AB = BC = l=1m,CD = 2l。
在图示瞬时 A、B、C 三点成一直线,且杆CD 与水平线 AD 夹角为,杆 AB 的角速度为=3rad/s,角加速度为零。
求该瞬时杆 CD 的角速度和角加速度。
第 5 题(20 分)均质细杆 OA 可绕垂直纸面的水平轴 O 转动,另一端A 与均质细杆 BD 的中点铰接,杆 BD 可绕铰 A 在铅垂面内自由旋转,如图所示。
已知两杆长均为 l,质量均为 m,各处摩擦不计。
初始时杆 BD 铅垂,θ= 30°,两杆静止。
试:(1)写出杆 OA 运动到任意位置时杆 OA 和杆 BD 的动能;(2)求杆 OA 运动到铅垂位置时两杆的角速度。
2007年南京航天航空大学硕士入学考试试题考试科目:材料力学1、如图所示,三根绳索悬挂一块刚性板。
A和B处用铝绳,铝绳直径3mm,弹性模量72GPa,许用应力96MPa;C处用钢绳,钢绳直径2mm,弹性模量200GPa,许用应力124MPa。
求最大载荷P。
(15分)(答案:P max=705N)题1图2、如图所示,电机匀速转动时,施加800Nm的扭矩在等截面圆钢轴ABCD上。
已知A 和D间的最大允许扭转角为1.5°,剪切弹性模量G=77GPa,许用切应力[η]=60MPa。
试求轴的最小直径。
(15分)(答案:d min=42.1mm)题2图3、试作图示梁的剪力图和弯矩图。
(15分)题3图4、矩形截面外伸梁作用均布载荷q,BC段梁的尺寸为:高度h=90mm,宽度b=40mm,AB梁段尺寸为:高度h=70mm,宽度b=30mm,材料的许用应力[ζ]=200MPa,试求许可均布载荷q。
(15分)题4图5、小型密封容器除承受内压p外,在两端还承受轴向压力F p。
若容器平均直径为D;壁厚为δ。
且F p=2pDπδ。
P、D、、δ等均已知,且D=2πδ。
试:(1)、用单元体表示危险点的应力状态;(2)、确定危险点的三个主应力;(3)、确定危险点的最大剪应力。
(15分)(答案:ζ1=10p, ζ2=3p, ζ3=-p, ηmax=5.5p)题5图6、构件一点的应力状态如图所示,若ζx=-100MPa,ζy=100MPa,ηxy=100MPa,材料的许用应力[ζ]=300MPa。
计算点的主应力,并用第三强度理论对其进行强度校核。
(15分)(答案:ζ1=ζmax=141MPa, ζ2=0, ζ3=-141MPa, ζ1-ζ3=282MPa≤[ζ]=300MPa)7、某主轴受轴向拉伸与扭转联合作用,为了用实验方法测定拉力F p及外力偶M e,在主轴上沿轴线方向及与轴向45°夹角方向各贴一枚电阻应变片,今测得轴在等速旋转时轴向应变平均值与45°方向应变平均值分别为ε0°=500×10-6,ε45°=80×10-6。
第十四章达朗贝尔原理1.平移刚体上的惯性力系向任意点简化,所得主矢相同,R Q =-m a C 。
设质心为C ,点O 到质心的矢径为r C ,则惯性力系向O 点简化的主矩为( )。
① MQO =0② MQO =J O α③ MQO =J C α④ MQO =r C ×R Q正确答案:④2.定轴转动刚体,其转轴垂直于质量对称平面,且不通过质心C ,当角速度ω=0,角加速度α≠0时,其惯性力系的合力大小为R Q =ma C ,合力作用线的方位是( )。
(设转轴中心O 与质心C 的连线为OC ;J C 、J O 分别为刚体对质心及转轴中心的转动惯量)。
① 合力作用线通过转轴轴心,且垂直于OC② 合力作用线通过质心,且垂直于OC③ 合力作用线至轴心的垂直距离为h =J O α / ma C④ 合力作用线至轴心的垂直距离为h =OC +J C α / ma C正确答案:③、④3.刚体作定轴转动时,附加动反力等于零的充分必要条件是( )。
① 转轴是惯性主轴② 质心位于转轴上③ 转轴与质量对称面垂直④ 转轴是中心惯性主轴正确答案:④4.如图所示,质量为m 的质点A ,相对于半径为r 的圆环作匀速圆周运动,速度为u ;圆环绕O 轴转动,在图示瞬时角速度为ω,角加速度为α。
则图示瞬时,质点A 的惯性力为( )。
① )22(ωαu r m F gx +=)/2(22r u r m F gy +=ω② )22(ωαu r m F gx +−=)/2(22r u r m F gy +−=ω③ αmr F gx 2−=)22/(22ωωr u r u m F gy +−=④ 0=gx Fr mu F gy /2−=正确答案:③5.如图所示,半径为r ,质量为m 的均质圆盘与质量也为m 、长为l 的均质杆焊在一起,并绕O轴转动。
在图示瞬时,角速度为ω,角加速度为α 。
则惯性力系向O 点简化结果为( )。
① 2/)23(αm r l F g τ+=2/)23(2ωm r l F gn +=6/)1298(22αm lr r l M gO ++=② 2/)(αm r l F g τ+=2/)(2ωm r l F gn +=6/)1298(22αm lr r l M gO ++=③ 2/)23(αm r l F g τ+=2/)23(2ωm r l F gn +=2/)23(2αm r l M gO +=④ 2/)23(αm r l F g τ+=2/)23(2ωm r l F gn +=4/])(4[22αm r l l M gO ++=正确答案:①6.长度为r 的杆OA 与质量为m 、长度为2r 的均质杆AB 在A 端垂直固接,可绕轴O 转动。
第七章刚体的简单运动1.刚体作平动时,刚体内各点的轨迹()。
①一定是直线②一定是曲线③可以是直线,也可以是曲线④可以是直线,也可以是不同半径的圆正确答案:③2.某瞬时,刚体上任意两点A、B的速度分别为v A、v B,则下述结论正确的是()。
①当v A = v B时,刚体必平动②当刚体作平动时,必有|v A| = |v B|,但v A与v B的方向有可能不同③当刚体作平动时,必有v A = v B④当刚体作平动时,v A与v B的方向必然相同,但可能|v A| ≠|v B|正确答案:③3.一对外啮合或内啮合的定轴传动齿轮,若啮合处不打滑,则任一瞬时两轮啮合点处的速度和加速度所满足的关系为()。
①速度矢量和加速度矢量均相等②速度大小与加速度大小均相等③速度矢量和加速度矢量均不相等④速度矢量和切向加速度矢量均相等正确答案:④4.如图所示的平面机构中,三角板ABC与杆O1A、O2B铰接,若O1A = O2B = r,O2O1 = AB,则顶点C的运动轨迹为()。
①以CO1长为半径,以O1点为圆心的圆②以CH长为半径,以H点为圆心的圆③以CD长(CD // AO1)为半径,以D点为圆心的圆④以CO = r长(CO // AO1)为半径,以O点为圆心的圆正确答案:④5.刚体绕定轴转动,()。
①当转角ϕ>0时,角速度ω为正②当角速度ω>0时,角加速度α为正③当ω与α同号时为加速转动,当ω与α异号时为减速转动④当α>0时为加速转动,当α<0时为减速转动正确答案:③6.汽车左转弯时,已知车身作定轴转动,汽车左前灯A的速度大小为v A,汽车右前灯B的速度大小为v B。
A、B之间的距离为b,则汽车定轴转动的角速度大小为()。
① b v A ② b v B ③ b v v B A )(+ ④ bv v B A )(− 正确答案:④7.每段长度相等的直角折杆在图示的平面内绕O 轴转动,角速度ω为顺时针转向,则M 点的速度方向如图中的( )所示。
可编辑修改精选全文完整版07年评分标准及参考答案一(本大题 12 分)总分: 12 分。
(1) 6 分; (2)2 分 ;(3)4 分(1) 滚子B 、 C 两处存在局部自由度,应消除。
(2) 故机构自由度(3)二、( 14 分)答案:总分 14 分。
(1)4 分; (2)3 分; (3)3 分; (4)4 分图解过程如图所示。
三、( 16 分)答案总分 16 分 (1) 3 分 (2) 3 分 (3) 3 分 (4) 4 分 (5) 3 分(1) 因用于雷达天线俯仰传动,不应有急回作用 , 故( 3 分)(2) 作,且使mm ( 3 分)(3) 以D 为圆心,mm 为半径作弧与C 2 C 1 连线的延长线交于A 点。
( 3 分)(4) 量得mm , mm ,故mm , mm ( 4 分)(5) 作出可能为最小传动角的两个位置,可见在曲柄与机架重叠时,传动角为最小,且量得,满足要求。
〔 3 分〕四、 ( 本大题 16 分 )总分 16 分。
(1)8 分; (2)8 分( 1 )求,m/s,作速度多边形,利用影像法求d ,m/s( 2 )求,m/s 2,又,m/s 2作加速度多边形,利用影像法求m/s 2 ,方向如图所示五、(本大题 18 分)总分 18 分。
(1) mm( 3 分)( 2 分)(2)( 取)(4 分 )(3)( 5 分)(4) mm(4 分 )六(本题 16 分)答案:答案:总分 16 分(1),( 6 分)(2) ( 6 分)(3) r/min (ˉ)( 2 分)七题、(本题共 8 分)总分: 8 分。
(1) 2 分 (2) 2 分 (3) 2 分 (4)2 分( 1 )求N × m( 2 )计算各点的盈亏功,画出图。
J( 3 )在处,在处。
( 4 〕。
第十七章机械振动基础1.质量为m 的物体M ,置于光滑水平面上,在图示的连接情况下,系统的固有频率为( )。
① )(2121k k m k k + ② 2121)(k k k k m + ③m k k 21+ ④ 21k k m + 正确答案:①2.如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,置一刚度系数为k 的弹簧,一质量为m 的物块沿斜面下滑s 距离与弹簧相碰,碰后弹簧与物块不分离并发生振动,则自由振动的固有频率为( )。
① mk ② ms k ③αsin m k ④ m k αsin 正确答案:①3.如图所示,单摆由无重刚杆OA 和质量为m 的小球A 构成。
小球上连接有两个刚度系数为k 的水平弹簧,则单摆微振动的固有频率为( )。
① mk ② m k 2 ③m k L g 2+ ④ m k L g + 正确答案:③4.图示的两个振动系统中,如果物块的质量和弹簧的刚度系数均相等,则此两种情况下系统的固有频率( )。
① 相同② 不同③ 由质量和刚度系数尚不能确定正确答案:①5.图示质量弹簧系统,已知物块的质量为m ,弹簧的刚度系数为k ,静伸长为δs ,原长是l 0 。
若以弹簧未伸长的下端点为坐标原点O ,则物块的运动微分方程为( )。
① 0=+x mk x ② 0)(=−+s x mk x δ ③ g x mk x s =−+)(δ ④ 0)(=++s x mk x δ 正确答案:②6.在图示中,当把弹簧原长的中点O 固定后,系统的固有频率与原来固有频率的比值为( )。
① 21 ② 2③ 2④ 4正确答案:③7.图示弹簧秤,秤盘重未知,当盘上放一重P 的物体时,测得振动周期为T 1;换一重Q 的物体时,其振动周期为T 2,则弹簧的刚度系数应为k =( )。
正确答案:)()(421222T T g P Q −−π8.图示为四根弹簧连接而成的振动装置,弹簧的刚度系数分别为k 1和k 2。
假设质量为m 的物块A 沿倾角为α的斜面作平动,则该振动装置的固有频率ω =( )。
2007年硕士学位研究生入学统一考试试题理论力学A卷一、如图1所示,一根轻质直杆AB的A端与铰链支座相连,与墙构成45度角,在距离B端1/4杆长处系有一水平细绳。
若在距离B点2/5杆长处作用一竖直向下的力F,试作出直杆的受力分析图。
二、如图2所示,长度均为2a的梁AB和BC由铰链B构成梁AC,其所受载荷分布如图所示。
试求固定端A和铰链支座C的约束反力。
三、力系中,F1=F2=F3=1N,各力作用线的位置如图3所示。
求合力的大小和合力对原点的矩。
四、球形凸轮顶杆机构如图4所示,顶杆AB的A端只能在凸轮子午面上运动。
已知凸轮半径R,向右平移的速度V,加速度a。
试求顶杆AB的速度和加速度。
五、如图5所示,一质量为m的物体放在匀速转动的水平转台上,它与转轴的距离为r。
设物体与转台表面的摩擦系数为μ。
当物体不致因转台旋转而滑出时,求水平台的最大转速是多少。
六、图6所示,水平面上放有一质量为M1的均质直三棱柱,在其斜面上又放一质量为M2的均质直三棱柱,质量比为M1:M2=3,两者的尺寸在图中已标注。
设所有摩擦均可忽略,初始时系统静止。
当斜面上的三棱柱下滑到水平面时,质量为M1的三棱柱移动了多少距离。
七、送料机构小车连同矿石的质量为m1,绞轮质量为m2,半径为r,对其转轴的回转半径为r2,轨道的倾角为θ,如图7所示。
在绞轮上作用一不变力矩M将小车提升。
试求小车由静止开始沿轨道上升路程为s时的速度及加速度。
略去摩擦作用及绳索的质量。
八、如图8所示,轮A和B可视为均质圆盘,半径均为r,质量均为m。
绕在二1,并且放在理想光滑的水平面轮上的绳索中间连有物块C,设物块C的质量为m2上。
今在轮B上作用一个不变的力偶M,求轮B与物块C之间那段绳索的张力。
九、均质直杆重为G,长为L,A端为球铰链连接,B端自由,以匀角速度Ω绕铅垂轴AZ转动,如图9所示。
求杆在A端受到铰链的约束力大小。
(应用达朗贝尔原理)图 92007年理论力学A卷参考答案一、答:二、答:1取BC为研究对象进行受力分析,设Nc为C端受到的作用力大小,方cos 30°·2a-2aq·a=0,求得向垂直于斜坡,列出对B点取距的平衡方程Nc。
2010年南京航空航天大学815理论力学考研试题理论力学考研试题((回忆版回忆版))
常规的7道大题:
1.平面任意力系,求一固定铰支座和一滑动铰支的约束力。
需取隔离体,列矩方程,求出滑动铰支的约束力。
再取整体,列一矩式。
2.空间任意力系。
求一力在各坐标轴的投影及对各坐标轴的矩。
3.点的合成运动。
机构为一偏心轮带动一杆做定轴转动,杆一端铰支,另一端与偏心轮始终接触,已知偏心轮的角速度,求杆的速度、加速度。
4.平面刚体运动。
具体情形不好意思,忘记了。
用的是基点法,各位只要熟练掌握这部分内容,相信不难解出,像速度投影定理、瞬心法是要掌握的。
PS:以上4题是基础题,共85分。
5.动力学综合。
题目设置的情形为一根绳一端固定于天花板,另一端与杆的一端相连。
初始绳水平,杆足够长而与地面接触。
当绳运动到铅垂时,求杆与地面接触端的速度及地对杆的约束力。
动能定理求速度,动量矩定理求约束力。
6.达朗贝尔原理。
具体的情形不好表述,总之,用了动静法就不能再用动力学的知识解。
7.虚位移定理。
先列虚功方程。
求位移关系时可用坐标变分法和虚速度法。
虚速度法方便些,如此转换为点的合成运动问题。
放心,此题一般不难。
Conclusion:本次试题难在动力学综合,这当然是仁者见仁的看法。
希望各位有志考理论力学的同学,认真复习,理出本课程的主线来,如此即便面对各种考题也能游刃有余。