工程力学复习题5及答案
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课程考试复习题及参考答案工程力学一、填空题: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。
21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为。
22.在截面突变的位置存在集中现象。
23.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有。
24.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。
25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。
26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件,称为。
27.作用力与反作用力的关系是。
28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。
29.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,则截面C的位移为。
30.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为。
二、计算题: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。
工程力学复习题答案一、单项选择题1. 刚体在平面内运动时,其运动学描述不包括以下哪一项?A. 平移B. 旋转C. 振动D. 变形答案:D2. 材料力学中,下列哪一项不是应力的类型?A. 正应力B. 剪应力C. 拉应力D. 扭应力答案:C3. 在梁的弯曲问题中,以下哪一项不是梁的内力?A. 剪力B. 弯矩C. 扭矩D. 轴力答案:C二、多项选择题1. 以下哪些因素会影响材料的弹性模量?A. 材料类型B. 温度C. 材料的微观结构D. 材料的密度答案:A, B, C2. 根据胡克定律,以下哪些描述是正确的?A. 应力与应变成正比B. 比例系数称为弹性模量C. 应力与应变成反比D. 弹性模量是材料的固有属性答案:A, B, D三、填空题1. 在材料力学中,材料在外力作用下发生形变,当外力移除后,材料能够恢复原状的性质称为_______。
答案:弹性2. 当梁受到均布载荷时,其最大弯矩通常出现在梁的_______。
答案:中点3. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时,从弹性变形过渡到塑性变形的临界应力值,通常用_______表示。
答案:σy四、简答题1. 简述材料力学中应力集中的概念及其对结构设计的影响。
答案:应力集中是指在构件的局部区域,由于几何形状、材料不连续性或其他原因,导致应力值远高于周围区域的现象。
这种现象可能导致结构的局部应力超过材料的强度极限,从而引发裂纹或断裂,对结构的安全性和可靠性造成影响。
因此,在结构设计中,应尽量避免应力集中的产生,或采取适当的措施来降低其影响。
2. 描述梁在弯曲时的正应力分布规律。
答案:梁在弯曲时,其横截面上的正应力分布规律是:在中性轴上,正应力为零;在中性轴上方,正应力为拉应力,且随着距离中性轴的增加而增大;在中性轴下方,正应力为压应力,且随着距离中性轴的增加而增大。
这种分布规律可以用弯曲应力公式σ=My/I来描述,其中M是弯矩,y是距离中性轴的距离,I是横截面的惯性矩。
《工程力学》考试复习题库(含答案)一、选择题1. 工程力学是研究()A. 材料力学性能B. 力的作用和物体运动规律C. 结构的计算和分析D. 机器的设计与制造答案:B2. 在静力学中,力的作用效果取决于()A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. A、B、C均正确答案:D3. 平面汇交力系的平衡条件是()A. 力的代数和为零B. 力矩的代数和为零C. 力的投影和为零D. 力的投影和为零且力矩的代数和为零答案:D4. 拉伸或压缩时,杆件横截面上的正应力等于()A. 拉力或压力B. 拉力或压力除以横截面面积C. 拉力或压力乘以横截面面积D. 拉力或压力除以杆件长度答案:B5. 材料在屈服阶段之前,正应力和应变的关系符合()A. 胡克定律B. 比例极限C. 屈服强度D. 断裂强度答案:A二、填空题1. 工程力学中的基本单位有()、()、()。
答案:米、千克、秒2. 二力平衡条件是:作用在同一个物体上的两个力,必须()、()、()。
答案:大小相等、方向相反、作用在同一直线上3. 材料的弹性模量表示材料在弹性范围内抵抗()的能力。
答案:变形4. 在剪切力作用下,杆件横截面沿剪切面发生的变形称为()。
答案:剪切变形5. 梁的挠度是指梁在受力后产生的()方向的位移。
答案:垂直三、判断题1. 力偶的作用效果只与力偶矩大小有关,与力偶作用点位置无关。
()答案:正确2. 在拉伸或压缩过程中,杆件的横截面面积始终保持不变。
()答案:正确3. 材料的屈服强度越高,其抗断裂能力越强。
()答案:错误4. 在受弯构件中,中性轴是弯矩等于零的轴线。
()答案:错误5. 梁的挠度曲线是梁的轴线在受力后的实际位置。
()答案:正确四、计算题1. 一根直径为10mm的圆形杆,受到轴向拉力1000N的作用。
求杆件的伸长量。
答案:杆件的伸长量约为0.005mm。
2. 一根简支梁,受到均布载荷q=2kN/m的作用,跨度l=4m。
求梁的最大挠度。
工程力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在工程力学中,下列哪个选项不是力的基本性质?A. 可加性B. 可逆性C. 可传递性D. 可测量性答案:B2. 静摩擦力的大小与下列哪个因素有关?A. 物体的质量B. 物体的面积C. 物体的接触面粗糙程度D. 物体的运动状态答案:C3. 以下哪个不是材料力学中的基本概念?A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 动量守恒答案:D4. 根据胡克定律,弹簧的伸长量与作用力成正比,这个比例常数被称为:A. 弹性系数B. 摩擦系数C. 惯性系数D. 刚度系数答案:A5. 力的平行四边形法则适用于:A. 静力分析B. 动力分析C. 材料力学D. 流体力学答案:A6. 以下哪种情况下,物体的转动惯量会发生变化?A. 物体的质量增加B. 物体的质量分布改变C. 物体的形状改变D. 物体的转动速度增加答案:B7. 材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生永久变形的应力B. 材料的弹性极限C. 材料的断裂强度D. 材料的疲劳强度答案:A8. 根据能量守恒定律,以下哪种情况是正确的?A. 一个物体的动能可以完全转化为势能B. 一个物体的势能可以完全转化为动能C. 一个物体的动能和势能之和是恒定的D. 一个物体的动能和势能之和随时间变化答案:C9. 材料的疲劳破坏是由于:A. 材料的老化B. 材料的腐蚀C. 材料在交变应力作用下的反复变形D. 材料的过载答案:C10. 以下哪种情况下,物体的稳定性最好?A. 重心低,支撑面大B. 重心高,支撑面小C. 重心低,支撑面小D. 重心高,支撑面大答案:A二、填空题(每空1分,共10分)1. 牛顿第二定律表明,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成________。
答案:反比2. 材料的弹性模量是描述材料_______的物理量。
答案:刚性3. 静摩擦力的大小通常不超过最大静摩擦力,其大小与正压力成正比的是_______。
答案:动摩擦力4. 根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向_______。
工程力学第五章习题答案工程力学第五章习题答案工程力学是一门研究物体受力和变形的学科,它在工程实践中起着重要的作用。
第五章是工程力学课程中的重要章节,主要讲述了刚体平衡和平面力系的平衡。
在这一章中,有许多习题需要我们进行解答和分析。
下面我将为大家提供一些工程力学第五章习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 习题:一个悬臂梁的长度为L,梁的质量为m,质心距离支点的距离为a。
求悬臂梁在支点处的支反力和力矩。
答案:根据平衡条件,悬臂梁在支点处的支反力应该等于悬臂梁的重力,即F= mg。
而力矩可以通过计算重力的力矩和质心的力矩来求解。
重力的力矩为0,因为支点处的支反力通过支点,所以力臂为0。
质心的力矩为Ma,即力矩M = mga。
2. 习题:一个平面力系由三个力组成,分别是F1 = 10N,F2 = 5N,F3 = 8N。
已知F1与F2夹角为60度,F2与F3夹角为120度,求力系合力的大小和方向。
答案:首先,我们需要将力系中的三个力进行分解。
根据三角函数的知识,可以得到F1在x轴和y轴上的分量分别为F1x = 10N * cos60°,F1y = 10N *sin60°;F2在x轴和y轴上的分量分别为F2x = 5N * cos120°,F2y = 5N *sin120°;F3在x轴和y轴上的分量分别为F3x = 8N * cos0°,F3y = 8N * sin0°。
然后,将各个力在x轴和y轴上的分量相加得到合力的分量Fx和Fy。
最后,利用勾股定理可以求得合力的大小F和方向θ。
3. 习题:一个物体质量为m,放在一个斜面上,斜面的倾角为θ。
已知斜面的摩擦系数为μ,求物体在斜面上的静摩擦力的大小和方向。
答案:物体在斜面上的重力可以分解为垂直于斜面的分力mgcosθ和平行于斜面的分力mgsinθ。
根据静摩擦力的定义,静摩擦力的大小不超过μmgcosθ。
工程力学考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 根据牛顿第三定律,作用力和反作用力的大小关系是:A. 相等B. 不相等C. 无法确定D. 有时相等有时不相等答案:A2. 材料在受到拉伸应力时,其内部的分子间距离会:A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少答案:A3. 以下哪种材料属于脆性材料?A. 橡胶B. 玻璃C. 木材D. 铝答案:B4. 在静水压力下,液体内部任意一点的压力大小与该点的:A. 深度成正比B. 深度成反比C. 深度无关D. 密度成正比答案:A5. 梁在受到弯曲载荷时,其最大弯矩通常出现在:A. 梁的中点B. 梁的两端C. 梁的支点D. 梁的任意位置答案:C6. 以下哪种情况下,结构的稳定性最好?A. 细长比大B. 细长比小C. 细长比中等D. 无法确定答案:B7. 材料的弹性模量E与泊松比μ之间的关系是:A. E和μ成正比B. E和μ成反比C. E和μ无关D. E和μ成非线性关系答案:C8. 根据能量守恒定律,以下哪种情况下系统的能量不会守恒?A. 系统内部无摩擦B. 系统内部有摩擦C. 系统外部无作用力D. 系统外部有作用力答案:B9. 梁在纯弯矩作用下,其横截面上的正应力分布规律是:A. 线性分布B. 抛物线分布C. 指数分布D. 对数分布答案:A10. 材料的屈服强度是指材料在受到何种应力时开始发生塑性变形的应力值:A. 压缩应力B. 拉伸应力C. 剪切应力D. 任何应力答案:B二、计算题(每题10分,共40分)1. 一矩形截面梁,宽b=100mm,高h=200mm,材料的弹性模量E=200GPa,泊松比μ=0.3,受到一弯矩M=1000N·m,求梁的最大正应力。
2. 一圆柱形压力容器,内径D=500mm,壁厚t=10mm,内压p=5MPa,材料的弹性模量E=200GPa,泊松比μ=0.3,求容器的周向应力和轴向应力。
3. 一悬臂梁,自由端受到一集中载荷P=1000N,梁的弹性模量E=200GPa,截面积A=500mm²,求自由端的挠度。
《工程力学》期末考试题库含答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在静力学中,力的三要素是指()A. 力的大小、方向、作用点B. 力的大小、方向、作用线C. 力的大小、方向、作用面积D. 力的大小、方向、作用时间答案:A2. 平面汇交力系的平衡条件是()A. 力的代数和为零B. 力的投影和为零C. 力矩的代数和为零D. 力矩的投影和为零答案:B3. 当物体受到两个大小相等、方向相反的力作用时,这两个力称为()A. 静力B. 动力C. 平衡力D. 约束力答案:C4. 在平面力系中,力偶矩的单位是()A. N·mB. N/mC. N·m²D. N·m³答案:A5. 在静力学中,约束分为()A. 柔性约束和刚性约束B. 活动约束和固定约束C. 平面约束和空间约束D. 内部约束和外部约束答案:A6. 以下哪种约束属于固定约束()A. 滑轮B. 滚轮C. 铰链D. 拉杆答案:C7. 柔性约束的约束力方向()A. 沿着约束方向B. 垂直于约束方向C. 沿着接触面方向D. 垂直于接触面方向答案:B8. 在空间力系中,力对点之矩的向量表示()A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. 力矩的大小和方向答案:D9. 以下哪种情况下,物体一定处于平衡状态()A. 受到两个力的作用B. 受到三个力的作用C. 受到四个力的作用D. 受到任意个力的作用答案:A10. 在空间力系中,力对轴之矩的向量表示()A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. 力矩的大小和方向答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 在静力学中,力的三要素是______、______、______。
答案:大小、方向、作用点2. 平面汇交力系的平衡条件是______。
答案:力的投影和为零3. 物体受到两个大小相等、方向相反的力作用时,这两个力称为______。
答案:平衡力4. 在平面力系中,力偶矩的单位是______。
精选全文完整版可编辑修改工程力学复习题A一、折梯由AC 和BC 构成,这两部分各重120N ,在C 点用铰链联接,并用绳子在D 、E 点相互联结。
梯子放在光滑的水平地板上。
今销钉C 上悬挂Q=600N 的重物。
已知AC=BC=4m ,DC=EC=3 m ,∠CAB=60°。
求绳子的拉力。
二、求图示梁的支座反力、作内力图。
已知q ,a 。
三、图示T 形截面铸铁梁,载荷可在AC 上移动,c 为截面的形心。
已知材料的[σc ]=160 MPa ,[σt ]=40 MPa ,截面的惯性矩C Z I =104cm 4,y 1=10cm ,y 2=15cm ,P=32kN ,l =1.2m 。
(1)试校核该梁是否安全。
(2)若载荷不变,但将T 形截面倒置成为⊥形,该梁是否安全。
`四、求图示应力状态的主应力和最大切应力,并画出相应的三向应力圆。
五、求图示梁的约束反力、作内力图。
40MPa120MPa60MPaa2ABC2a工程力学复习题B一、AB、CD通过铰链C连接,受力如图。
已知:均布载荷q=10kN/m,力偶矩m=40kN·m,不计梁自重。
求支座A、B、D的约束反力。
二、已知q,a,求梁的支座反力、作内力图。
三、图示⊥形截面铸铁梁,载荷及弯矩图如图,c为截面的形心。
已知材料的[σc]=160 MPa,[σt]=40 MPa,a=2m,P=44kN,q=12kN/m,y1=10cm,y2=15cm,截面的惯性矩I Z=1× 4cm4。
⑴试校核该梁是否安全。
⑵载荷不变,但将⊥形截面倒置成为T形,该梁是否安全。
四、(求图示应力状态的主应力和最大切应力,并画出相应的三向应力圆。
140MPa60MPa30MPa五、图示一转臂起重机架ABC,其中AB杆d1=80mm,BC杆d2=20 mm,材料均为 Q235钢,σp=200 MPa,σs=235 MPa,σb=400 MPa,E=200GPa,n=1.5,n st=4,试⑴确定最大起重载荷[G]。
材料力学 重点及其公式材料力学的任务 (1)强度要求; (2)刚度要求; (3)稳定性要求。
变形固体的基本假设 (1)连续性假设;(2)均匀性假设;(3)各向同性假设;(4)小变形假设。
外力分类:表面力、体积力;内力:构件在外力的作用下,内部相互作用力的变化量,即构件内部各部分之间的因外力作用而引起的附加相互作用力 截面法:(1)欲求构件某一截面上的内力时,可沿该截面把构件切开成两部分,弃去任一部分,保留另一部分研究(2)在保留部分的截面上加上内力,以代替弃去部分对保留部分的作用。
(3)根据平衡条件,列平衡方程,求解截面上和内力。
应力: dA dPA P p A =∆∆=→∆lim 0 正应力、切应力。
变形与应变:线应变、切应变。
杆件变形的基本形式 (1)拉伸或压缩;(2)剪切;(3)扭转;(4)弯曲;静载荷:载荷从零开始平缓地增加到最终值,然后不在变化的载荷动载荷:载荷和速度随时间急剧变化的载荷为动载荷。
失效原因:脆性材料在其强度极限b σ破坏,塑性材料在其屈服极限s σ时失效。
二者统称为极限应力理想情形。
塑性材料、脆性材料的许用应力分别为:[]3n s σσ=,[]bbn σσ=,强度条件:[]σσ≤⎪⎭⎫⎝⎛=maxmax A N ,等截面杆 []σ≤A N max轴向拉伸或压缩时的变形:杆件在轴向方向的伸长为:l l l -=∆1,沿轴线方向的应变和横截面上的应力分别为:l l ∆=ε,AP A N ==σ。
横向应变为:b b b b b -=∆=1'ε,横向应变与轴向应变的关系为:μεε-='。
胡克定律:当应力低于材料的比例极限时,应力与应变成正比,即 εσE =,这就是胡克定律。
E 为弹性模量。
将应力与应变的表达式带入得:EANl l =∆ 静不定:对于杆件的轴力,当未知力数目多于平衡方程的数目,仅利用静力平衡方程无法解出全部未知力。
圆轴扭转时的应力 变形几何关系—圆轴扭转的平面假设dx d φργρ=。
工程力学重点总结笔记期末复习题库及答案习题答案一、重点总结1. 基本概念与原理- 力的概念:力是物体之间相互作用的结果,具有大小和方向。
- 力的合成与分解:力的合成是将多个力合成为一个力的过程;力的分解是将一个力分解为多个力的过程。
- 力矩的概念:力矩是力与力臂的乘积,表示力的旋转效应。
2. 受力分析- 静力学平衡条件:物体在静止状态下,所有力的合力为零,所有力矩的代数和为零。
- 受力分析的基本步骤:确定受力物体、分析受力情况、建立坐标系、列出平衡方程。
- 约束反力:约束反力是约束对物体的反作用力,其方向与约束的方向相反。
3. 力学原理- 应力与应变:应力是单位面积上的内力,应变是物体变形的程度。
- 材料的力学性能:弹性、塑性、强度、韧性等。
- 轴向拉伸与压缩:计算公式、应力与应变的关系、强度条件等。
4. 杆件受力分析- 梁的受力分析:剪力、弯矩、应力等计算方法。
- 桁架结构:节点受力分析、杆件受力分析、整体受力分析。
二、期末复习题库1. 选择题1.1 力是(A)。
A. 物体之间相互作用的结果B. 物体的重量C. 物体的运动状态D. 物体的速度1.2 以下哪个不是静力学平衡条件(D)。
A. 力的合力为零B. 力矩的代数和为零C. 力与力臂的乘积为零D. 力与速度的乘积为零2. 填空题2.1 力的合成遵循______原理。
2.2 材料的弹性模量表示材料的______性能。
3. 判断题3.1 力的分解是唯一的。
(×)3.2 轴向拉伸与压缩时,应力与应变呈线性关系。
(√)4. 应用题4.1 已知一简支梁,跨径为4m,受均布载荷q=2kN/m,求支点反力。
4.2 已知一矩形截面梁,截面尺寸为0.2m×0.4m,受集中载荷F=20kN,求梁的最大弯矩。
三、习题答案1. 选择题1.1 A1.2 D2. 填空题2.1 平行四边形2.2 弹性3. 判断题3.1 ×3.2 √4. 应用题4.1 支点反力:F1=5kN,F2=5kN4.2 最大弯矩:Mmax=10kN·m以下是工程力学重点总结笔记及期末复习题库的详细解析:一、基本概念与原理1. 力的概念:力是物体之间相互作用的结果,具有大小和方向。
大作业(五)一、填空题1、某段梁的内力只有弯矩没有剪力时,该段梁的变形称为(纯弯曲)。
如果它的内力既有剪力又有弯矩时称为(横力弯曲或剪切弯曲)2、提高梁的弯曲强度的措施:(适当布置载荷和支座位置),(选用合理的截面),(采用变截面梁)3、适当布置载荷和支座位置可以提高梁的弯曲强度,它的目的是(降低最大弯矩m ax M )4、合理设计截面形状可以提高梁的弯曲强度,它的目的是(用最小的截面面积A ,使其有更大的抗弯截面模量z W )5、为了使梁的中性轴上、下两侧的材料都能发挥作用,对于塑性材料,如果[][]c t σσ=,应选择(上、下对称的截面),这样抗弯更好,但是抗扭差。
、对于脆性材料,如果[][]c t σσ<,所以(采用T 字型或上下不对称的工字型截面)。
6、截面的经济程度可用比值(AW z )来衡量。
7、在所有相互平行的坐标轴中,对(形心轴)的惯性矩为最小。
8、在平行移轴公式A a I I z z 21+=中,z 轴和z1轴互相平行,则z 轴通过(形心轴)9、对于如图所示的简支梁,在弹性小挠度弯曲中,挠曲线近似微分方程式EIx M dx w d )(22=±左边的正负号为(负号)。
10、对于悬臂梁来说固定端的(挠度和转角)都等于零;11、对于简支梁或外伸梁来说铰支座上(挠度)等于零,弯曲变形的(对称点)上的转角等于零。
12、只有在(小变形)和(材料服从虎克定律)的情况下,才能使用叠加原理求梁的挠度和转角13、弯矩为正,挠曲线呈(凹形);弯矩为负,挠曲线呈(凸形);弯矩为零的梁,挠曲线呈(直线)。
14、梁的弯曲变形与梁的(受力)、(截面形状)及(截面刚度EI )有关。
二、选择题1、矩形截面梁横截面上的最大切应力值为平均切应力的(A )倍。
A 、1.5 B 、34C 、2D 、1 2、圆形截面梁横截面上的最大切应力为平均切应力的(B )倍。
A 、1.5 B 、34C 、2D 、1 3、圆环形截面梁的最大切应力为平均切应力的(C )倍。
A 、1.5 B 、34C 、2D 、1 4、工字形截面梁腹板上的最大切应力约为腹板上的平均切应力(D )倍 A 、1.5 B 、34C 、2D 、1 5、下列情况中不需要进行切应力的强度校核是( D ) A 、较短的梁(l /h <5) B 、工字型 C 、木梁 D 、较长的梁(l /h >5) 6、已知平面图形的形心为C ,面积为A ,对z 轴的惯性矩为I z ,则图形对z 1轴的惯性矩有四种答案, 正确答案是(D ) A 、A b I z 2+ B 、A b a I z 2)(++ C 、A b a I z )(22-+ D 、A a b I z )(22-+zz C z 17、两根细长杆的直径、约束均相同,但材料不同,且212E E =则两杆临界应力之间的关系为:(B )A 、21)()(cr cr σσ=B 、21)(2)(cr cr σσ=C 、2)()(21cr cr σσ= D 、21)(3)(cr cr σσ=8、如图所示的简支梁,其截面形心为C ,I z =5.33×10-6m 4。
材料的许用拉应力[σt ]=80 MPa ,许用压应力[σc ]=160 MPa ,则梁的最大许用载荷q max 为( A )A 、5.33 kN/mB 、4.28 kN/mC 、3.56 kN/mD 、6.83 kN/m9、矩形截面的悬臂梁,载荷情况如图所示,Fl M e =, ( D )错误的? A 、0=A σ B 、0=B σ C 、0=C σ D 、0=D σ10、如图所示的三个梁,其最大弯矩之比为 (D ) A 、1:1:2 B 、1:2:1 C 、2:2:1 D 、2:1:111、如图所示变截面梁,用积分法求自由端的挠度时,微分方程应分( C )段。
A 、1B 、2C 、3D 、412、如图所示变截面梁,用积分法求自由端的挠度时,边界条件为:(B )A 、BC 和CD 两段梁,在C 点处具有相同的转角和挠度B 、固定端D 点处的转角和挠度均为零C 、自由端A 点处的转角和挠度均为最大D 、AB 和BC 两段梁,在B 点处具有相同的转角和挠度13、如图所示变截面梁,用积分法求自由端的挠度时,连续条件为:(A )A 、在B 、C 处左右两段梁具有相同的转角和挠度 B 、固定端D 点处的转角和挠度均为零 C 、自由端A 点处的转角和挠度均为最大 D 、在C 、B 两点处的转角和挠度均相等14、如图a 所示悬臂梁在CB 段受均布载荷q 的作用,它相当于图b 和图c 叠加的结果,下列结论错误的是( C )A 、21B B B w w w += B 、EI qa w B 412-= C 、EIqa w B 842= D 、EI qa w B 24554=15、如图所示的简支梁,减少梁的挠度的最有效措施是( D )?A 、加大截面,以增加其惯性矩的值B 、不改变截面面积,而采用惯性矩值较大的工字形截面C 、用弹性模量E 较大的材料D 、在梁的跨度中点增加支座三、计算题1、一矩形截面木梁如图所示,已知F =10kN ,a =1.2m ;木材的许用应力[σ]=10MPa 。
设梁横截面的高宽比为h /b =2,试选梁的截面尺寸。
解:(1)作弯矩图,求最大弯矩m N Fa M ⋅⨯=⨯⨯==43max 102.12.11010 (2)选择截面尺寸由强度条件[]σσ≤=zW M max max 得: []3364max 102.11010102.1m M W z -⨯=⨯⨯=≥σ 326)2(6322b b b bh W z === 故 333102.132m b -⨯≥ m W b z1216.02102.1323333=⨯⨯=≥-m b h 2432.01216.022=⨯== 最后选用125×250 mm 2的截面。
2、一起重量原为50 kN 的单梁吊车,其跨度l =10.5 m ,由45a 工字钢制成,抗弯截面系数m W z 31043.1-⨯=。
为发挥其潜力,现拟将起重量提高到F =70kN ,试校核梁的强度。
若强度不够,再计算其可能承载的起重量。
梁的材料为Q235A 钢,许用应力[σ]=140 MPa ;电葫芦自重W =15 kN ,梁的自重暂不考虑(图a)。
解: (1)作弯矩图,求最大弯矩可将吊车简化为一简支梁,如图b 所示,显然,当电葫芦行至梁中点时所引起的弯矩最大,这时的弯矩图如图c 所示。
在中点处横截面上的弯矩为m N l W F M ⋅⨯=⨯⨯+⨯=+=544max1023.245.10)105.1107(4)((2)校核强度 梁的最大工作应力为[]MPa MPa Pa Pa W M z 1401561056.11043.11023.2835max max =≥=⨯=⨯⨯==-σσ 故不安全,不能将起重量提高到70 kN 。
(3)计算承载能力梁允许的最大弯矩为m N W M z ⋅⨯=⨯⨯⨯==-336max 102001043.110140][σ由4)(max lW F M +=得 kN N W l M F 2.611012.6105.15.101020044443max =⨯=⨯-⨯⨯=-=故按梁的强度,原吊车梁只允许吊运61.2 kN 的重量。
3、T 形截面铸铁梁如图a 所示。
已知F 1=8kN ,F 2=20kN ,a =0.6m ;横截面的惯性矩I z =5.33×10-6m 4;材料的抗拉强度σb =240MPa ,抗压强度σbc =600MPa 。
取安全因数n =4,试校核梁的强度。
解:(1)作弯矩图 梁的支座反力为:kN F A 22= kN F B 6= 梁的剪力图和弯矩图如图所示。
由图知截面A 或C 可能为危险截面kN M A 8.4-= kN M C 6.3=(2)确定许用应力材料的许用拉应力和许用压应力分别为:Mpa Mpa nbt 604240][===σσ Mpa Mpan bc c 1504600][===σσ (3)校核强度 截面A 与截面C 的正应力分布情况见图。
b,c 受压 c b C A y y M M <>,Θ zI My=σ c b σσ>∴ 最大压应力在截面A 的b 点处 a,d 受压 d a C A y y M M <>,Θ无法确定最大拉应力在什么地方,须经计算确定。
由上述的分析知,需校核a,b,d 各处的正应力。
截面A 下边缘b 点处MPa Mpa Pa I y M c z b A c 150][7210721033.51080108.46633=<=⨯=⨯⨯⨯⨯==--σσ 截面A 上边缘a 点处MPa Mpa Pa I y M t z a A t 60][3610361033.51040108.46633=<=⨯=⨯⨯⨯⨯==--σσ 截面C 下边缘d 点处MPa Mpa Pa I y M t z d C t 60][5410541033.51080106.36633=<=⨯=⨯⨯⨯⨯==--σσ 结果说明各处皆满足强度条件。
4、一悬臂梁AB ,在自由端B 作用一集中力F ,如图所示。
试求梁的转角方程和挠度方程,并确定最大转角|θ|max 和最大挠度|w |max 。
解:以梁左端A 为原点,取一直角坐标系,令x 轴向右,w 轴向上。
(1)列弯矩方程在距原点x 处取截面,列出弯矩方程为:Fx Fl x l F x M +-=--=)()( (2)列挠曲线近似微分方程并积分将弯矩方程代入式EIx M dx w d )(22=得Fx Fl w EI +-=''通过两次积分,得:C x F Flx w EI ++-='22① D Cx x Fx Fl EIw +++-=3262 ②(3)确定积分常数悬臂梁在固定端处的挠度和转角均为零,即:在x =0处,0='=A A w θ,0=A w 代入①、②式,得:0,0==D C (4)建立转角方程和挠度方程将求得的积分常数C 和D 代入①、②式,得梁的转角方程和挠度方程分别为:)2(222x l EIFx EI x F Flx w --=+-='=θ )3(6)62(1232x l EI Fx x F x Fl EI w +-=+-= (5)求最大转角和最大挠度由图可以看出,自由端B 处的转角和挠度绝对值最大。
以x =l ,代入转角方程和挠度方程得EIFl B 22-=θ 即EI Fl 22max=θ;EIFl w B 33-=,即EI Fl w 33max = 所得的θ为负值,说明横截面B 作顺时针方向转动;w B 为负值,说明截面B 的挠度向下。