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工程力学试卷及答案A

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第1页，共20页
《工程力学》模拟试卷A卷及答案
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1. 某简支梁AB受载荷如图所示，现分别用RA、RB表示支座A、B处的约束
反力，则它们的关系为( C )。
A.RAB.RA>RB
C.RA=RB
D.无法比较

D.作用线沿过B的铅垂线
2.图示平面机构，正方形平板与直角弯杆ABC在C处铰接。平板在板面内受矩
为M=8N·m的力偶作用，若不计平板与弯杆的重量，则当系统平衡时，直角
弯杆对板的约束反力大小为( C )
A.2N
B.4N

C.22N
D.42N
3.平面平行力系合成的结果是 ( D )
A.合力 B.合力偶 C.主矩 D.主矢和主矩
4.一折杆受力如图所示。其中AB杆的变形为( B )
A. 扭转
B. 弯曲与扭转组合
C. 弯曲
D. 弯曲与弯曲

5. .判断压杆属于细长杆、中长杆、还是短粗杆的依据是 ( A )
A．柔度 B．长度 C．横截面尺寸 D．临界应力

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总分
得分
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6.图示轴向受力杆件中n-n截面上的轴力为( C )
A.-3P B.-4P C.+4P D.+8P

7.图示受扭圆杆中的最大剪应力为( C )
A.3dm16 B.3dm32 C.3dm48 D.3dm64
8. 图示矩形截面对z、y两形心轴的惯性矩分别为（ D ）
A 22121,121hbIbhIyz

B 22121,121bhIhbIyz
C 33121,121bhIhbIyz
D 33121,121hbIbhIyz
9.某直梁横截面面积一定，下图所示的四种截面形状中，抗弯能力最强（ B ）

A．矩形 B．工字形 C．圆形 D．正方形
10．拉压胡克定律σ=Eε的另一表达式为（ D ）

A AFN B. ll C D EAFNll
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二、填空题(本大题共4小题，每空2分，共10分)
11.图示杆件剪切面的面积为___dt____。

12.胡克定律σ=Eε只在σ≤__P_________时才成立.
13.作用于平面内A点的力F=10kN，如图示，向距A点为
100cm的O点平移后，得到主矢量的大小为__10kN ___和
主矩大小为___5Kn.m _____。

14.图示斜五面体OABCDE沿坐标轴正向三个棱边的长度
OA＝4，OC＝3，OE＝3（单位m），斜平面ABDE沿对角线EB
间作用一力P＝10kN，
则该力在x轴上的投影Px=___6.86_kN。

三、计算题(本大题共5小题，共70分)
15.四杆机构在图示位置平衡。已知OA=60cm，BC=40cm，作用BC上的力偶的力
偶矩大小为M2=1N.m，试求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力
FAB所受的力。各杆重量不计。（15分）

O
A
C
B

M
2

M
1

30o
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解：(1) 研究BC杆，受力分析，画受力图：
列平衡方程：
220 sin30015 0.4sin30sin30oB
B
o
o

MFBCMMFNBC


(2) 研究AB（二力杆），受力如图：
可知：
''
5 ABBFFFN

(3) 研究OA杆，受力分析，画受力图：

列平衡方程：
110 0 50.63 A
A

MFOAMMFOANm



C
B
M
2

30o
F
B

F
C

A
B
F’B F’
A

O
A
M
1

F
A

F
O
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16. 图示起重架的最大起吊重量（包括行走小车等）为P=40 kN，横梁AC由两
根No18槽钢组成，材料为Q235钢，许用应力[]=120MPa。试校核梁的
强度。

解：(1) 受力分析
当小车行走至横梁中间时最危险，此时梁AC的受力为

由平衡方程求得
0 sin303.51.750 400 cos300 cos3034.6410 3.51.750 202oCAAooCACAACCMSPSPkNXXSXSkNMYPYPkN







(2) 作梁的弯矩图和轴力图

30o
A

C
P

D

S
A
Y

C

X

35kNm
(+)
x

M

(-)
—
34.64kN

x

N

P
30o
3.5m
A

B

C
z
y
No18×2
第11页，共20页
此时横梁发生压弯组合变形，D截面为危险截面，
max
34.64 35 .NkNMkNm

(3) 由型钢表查得 No.18工字钢
23
299.29 152cmAcmWy

(4) 强度校核
33
max
maxmax4634.6410351022229.299102152105.9115.1121 1.05[]c

y

M
NAWMPa






故梁AC满足强度要求。

17.槽形铸铁梁受力如图所示，槽形截面对中性轴z的惯性矩Iz＝40×106mm4，
材

料的许用拉应力MPa40t，材料的许用压应力MPa150c。试
（1）画出梁的剪力图和弯矩图；
（2）校核此梁的强度。 （15分）

2m
1m
1m

F＝30kN
q＝15kN/m

A
B
C
D

6

0

1
4
0
z

C

（1）支座反力
第13页，共20页

,0AFkNFB60
（4分）

（5分）
（2） mkNMMB30max
][10510104014.0103014.01263maxmaxczcMPaIM

（3分）

][4510104006.0103006.01263maxmaxtztMPaIM

（3分）

此梁不安全。
18.两端铰支压杆，材料为Q235A钢，200EGPa，长1lm，直径为
25dmm，承受25kN
压力，规定稳定安全系数3nw，校核此压杆的稳

mkN30
M

kN30

kN30
s
F
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定性。（10分）
解：（1）mmdi4254



p
il1604/25

10001


采用欧拉公式计算临界力


KNEIlFcr79.376414.320014.3100012510243222


351.12579.37
nFn

wcrw
F

稳定性不足
19.如图所示轴AB上装有两个轮子，C轮和D轮分别作用W、F，轴处于平
衡状态。已知C轮直径为mD4.01，D轮直径为mD8.02，KNW6,

轴的许用应力Mpa60，按第三轻度理论确定轴直径d。（15分）
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解：（1）轴CD段 为弯扭组合变形，画出弯矩、扭矩图
22
21
DD
FW

解得：KNF3
第19页，共20页

（2）扭矩：KNWTD2.124.0621
弯矩：mknMman.0286.1
（3）按强度公式计算轴径


W
MT

z
22

代入数据：601.0d2.10286.1322
mmd1.64
取mmd65

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工程力学试卷A答案

工程力学试卷A答案

一、图示为一悬臂吊车， BC 为实心圆管，横截面积A 1 = 100mm 2， AB 为矩形截面，横截面积A 2 = 200mm 2，假设起吊物重为Q = 10kN ，求各杆的应力。

（15分）解：首先计算各杆的内力：需要分析B 点的受力0X =∑ 12cos300F F -+=0Y =∑ 1cos 600F Q -=1220F Q KN ==211317.322F F KN == 由作用力和反作用力可知： BC 杆的受力为拉力，大小等于F 1AB 杆的受力为压力，大小等于小等于最后可以计算的应力：BC 杆：11121120200100N F KN MPa A A mmσ==== AB 杆：22222217.3286.6200N F KN MPa A A mm σ--====- 二、已知：P = 100 kN ，F = 400 kN ，M = 20 kN·m ，q = 20 kN /m ，α=30°。

求：支座A 的约束力。

（15分）解：分布力的合力 1302q AC F q l kN =⨯= 作用位置如图：对ABD 杆列平衡方程0x F =∑ 0sin600Ax q F F F +-=0y F =∑ 0cos600Ay F P F --=0A M =∑ 001sin603cos6010A qM M F F F --⨯+⨯+⨯= 解得：316.43001188Ax Ay A F kNF kNM kN m ===-⋅三、如图所示，传动轴的转速为n=500r/min ，主动轮1输入功率P 1=368kW ，从动轮2、3 分别输出功率P 2=1/47kW ，P 3=221kW 。

已知[τ]=70MPa ，[φˊ]=1（°）/m ，G=80GPa 。

（25分）(1)试确定AB 段的直径d 1和BC 段的直径d 2；(2)若AB 和BC 两段选同一直径，试确定直径d ；(3)主动轮和从动轮应如何安排才比较合理?解：如图：①外力偶矩： 33221954995494220N m 500e P M N m n ⎛⎫==⨯=⋅ ⎪⎝⎭22147954995492810N m 500e P M N m n ⎛⎫==⨯=⋅ ⎪⎝⎭ 根据平衡条件可得：()123281042207030N m e e e M M M N m =+=+=⋅ ②扭矩图③直径d 1的选取按强度条件 []max 3116AB T d ττπ=≤ 331616167030m 80mm π[]π7010T d τ⨯≥==⨯⨯ 按刚度条件 []4132180AB ABT G d φφππ''=⨯≤ 4412923218032703018084.6mm π[]8010π1AB T d G ϕ⨯⨯⨯≥==='⨯⨯⨯⨯ 185mm d =④直径d 2的选取按强度条件 33261616422067.5mm π[]π7010BC T d τ⨯≥==⨯⨯ 按刚度条件 4422923218032422018074.5mm π[]8010π1BC T d G ϕ⨯⨯⨯≥=='⨯⨯⨯⨯ 275mm d =⑤选同一直径时185mm d d ==⑥将主动轮安装在两从动轮之间受力合理，可使最大扭矩取最小值。

工程力学模拟试卷(A)参考答案及评分标准.doc

工程力学模拟试卷(A)参考答案及评分标准.doc

工程力学模拟试卷（A ）参考答案及评分标准一、 判断题（每小题3分，共24分）1 > V ； 2、x ； 3、x ； 4、V ； 5、 x ； 6、 V ； 7、 x ； 8、 Vo二、 选择题（每小题3分，共30分）1 > B; 2、A; 3、C; 4、C; 5、B; 6、 D; 7、A; 8、C; 9、D; 10、B 。

三、 作图解答题（每题6分，共12分）q1 •解：（1）分解载荷为均布载荷q ，集中力2几 L（1(£) -在均布载荷q 单独作用下 ' 5 384E/（2分）集中力2P 单独作用下p/3(f )= ----------- 3P 24EJ（2分）（2）查表叠加T5ql 4 Pl 3（1分） 384E/ 24EI2、答：构件受力图如图。

（3分）理由如下：不计自重时BC为二力构件，B,C较受力必过BC连线,且= F c o而AB件在B处受力F〃，且F, =F；;AB件在A较的约束力为F A O AB件受到匕化片三个力的作用，据三力汇交定理可定的方向。

（3分）四、计算题（1题12分）1、解；AB段轴力：N严FTOkN轴力图如右10kN+一10kN (3分)M = “AB + “BC（2分）翌 +凹一10X"N X400M* -咲10皿400呦EA t EA. 200 xl O3MPa xlOOmtn22(X) x 103MPax50/^2= 0.2 —（）.4 = —0.2加加（4 分）2、题（8分）解：冲裁须满足Qhq（ 1 分），由T = — >T b F > A T T b（1 分）A T=7CcltA r（2分）F > 7tdtT b =3.14x1 Smin x 5 min x 400MPa = 113O4O7VF>=ll3kN（4 分）五、解（1）由对称得约束力F A=F H=^；（2分）剪力图和弯矩图见下图；（4分）（2）最大弯矩发生在梁屮部截而上，M M（I =Pm（2分）由式M Max<W z[a] , EP Pm< W z[a]代入有关数，（3 分）得Pm< 0.0981x10 3zn3 X 10Nm =981Nm 即P=981N 为最大集中载荷。

工程力学卷A含答案

工程力学卷A含答案

《工程力学》试卷A适用专业： 考试日期：考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 总分：100分 一、填空题(每空1分，共15分)1、两个力大小相等、方向相反、作用在同一作用点上，若此二力作用在同一个物体上， 则此二力是一组 ，若此二力作用在两个不同的物体上则是一组 ；2、根据约束情况的不同静定梁可分为： 、 、 三种常见形式。

3、根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设 , 其内容是： 、 、 。

4、反映材料抵抗弹性变形的能力称为材料的 ；5、应力集中常常发生在 ；6、摩擦角为 ，静摩擦系数为f ，则物体自锁条件是 ；7、承受交变载荷的构件易发生 。

低碳钢的σ-ε曲线如图，则： 材料的弹性模量 E ＝ GPa 材料的屈服点σs ＝ Mpa材料的抗拉强度 σb ＝ Mpa二、画出以下结构中构件的受力图（共2题，每题8分，共16分）1） 2）三、无重水平梁的支撑和载荷如图所示，已知q=2kN/m ，M=2kN·m，求支座A 和B 的约束力。

（本题12分）四、阶梯状直杆受力如图所示。

已知AD 段横截面面积A AD =1000mm 2，DB 段横截面面积A DB =500mm 2，材料的弹性模量E=200GPa 。

求该杆的总变形量Δl AB 。

（本题12分）院系： 专业班级： 姓名： 学号：装 订 线五、图示矩形截面简支梁，已知h ＝100mm ，b ＝60mm ，l ＝1m ，当梁内最大弯曲正应力为MPa 120max =σ时，试计算其最大切应力max τ。

(15分)六、柄OA 长r =20cm ，A 端与一套筒铰接，套筒套在摇杆BC 上，曲柄以匀角速度ω=4rad/s 绕O 轴转动。

图示瞬时，OA 水平，摇杆BC 与水平线夹角45°，求此时摇杆BC 的角速度（方向画在图上）（本题15分）七、图示一根不可伸长的绳子跨过定滑轮，两端分别挂一质量为m A 和m B 的物块A 、B ，已知m A >m B ，定滑轮可视为匀质圆盘，其质量为m ，半径为r 。

工程力学A卷答案

工程力学A卷答案

单选题
1.在图示结构中，如果将作用于构件AC上矩为M的
力偶搬移到构件BC上，则A、B、C三处约束力的
大小( )。

A．都不变
B．A、B处约束力不变，C处约束力改变；
C．都改变
D．A、B处约束力改变，C处约束力不变
答案:C
知识点：第二章
难度: 4
解析: 力偶的性质
2.下列结论中哪些是正确的（）？
（1）为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的强度。

（2）为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的刚度。

（3）为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的稳定性。

（4）为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的强度、刚度和稳定性。

A.（1），（2），（3）
B.（4）
C.全对
D.全错
答案: C
知识点：第五章
难度: 3
解析: 材料力学的定义
3.变截面杆AD受集中力作用，如图所示。

设N AB、N BC、N CD分别表示该杆AB段，BC段和CD 段的轴力，则下列结论中正确的是( )
A.N AB >N BC >N CD
B.N AB =N BC=N CD
C.N AB=N BC >N CD
P
P
D
C
B
A。