工程力学A试题及答案

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2012/2013学年第 1 学期考试试卷( A )卷

课程名称工程力学适用专业/年级

本卷共 6 页，考试方式闭卷笔试考试时间 120

分钟

一、判断题（共10分，每题1分）

1. 实际挤压应力在挤压面上是均匀分布的。 ( ) 2. 纯弯曲梁的横截面上只有正应力。 ( ) 3. 横截面面积相等，实心轴的承载能力大于空心轴。 ( ) 4. 力偶在任意坐标轴上的投影恒等于零。 ( ) 5. 梁发生弯曲变形，挠度越大的截面，其转角也越大。 ( ) 6. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。 ( ) 7. 当低碳钢试件的试验应力

p时，试件将产生局部颈缩。 ( )

8. 圆轴扭转时其切应力的最大值仅可能出现在横截面的外边缘。 ( ) 9. 作用力与反作用力不是一对平衡力。 ( ) 10. 临界应力越小的受压杆，其稳定性越好。 ( )

二、单项选择题（共20分，每题2分） 1. 下右图中杆AB的变形类型是

A．弯曲变形

B．拉（压）弯组合变形 C．弯扭组合变形

D．拉（压）扭组合变形

2. 下图矩形截面梁受F和Me作用，Me=Fl A．A0

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B．B0 C．D0 D．E0

3. 力偶对物体的运动效应为。 A．只能使物体平动 B．只能使物体转动 C．既能使物体平动又能使物体转动

D．它与力对物体的运动效应有时相同，有时不同

4. 关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力是。 A．比例极限p B．屈服极限s C．强度极限b D．许用应力[σ]

5．在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高 A．螺栓的抗拉伸 B．螺栓的抗剪切 C．螺栓的抗挤压 D．平板的抗挤压

6. 若实心圆轴①和空心圆轴②的材料、横截面积、长度和所受扭矩均相同，则两轴的最大扭转角之间的关系为。 A．υ1

B．υ1=υ2 C．υ1>υ2 D．无法比较

7. 低碳钢试件扭转破坏形式是 A．沿横截面拉断 B．沿横截面剪断 C．沿450螺旋面拉断 D．沿450螺旋面剪断 8. 塑性材料经过硬化处理后，它的_________得到提高

A．强度极限 B．比例极限 C．延伸率 D．截面收缩率

9. T形截面铸铁悬臂梁受力如下图所示，横截面最合理布置的方案应为。

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A. B. C. D.

10. 下面关于梁挠度和转角的论述中，正确的是

A. 挠度最大的截面转角为零 B. 挠度最大的截面转角最大

C. 转角为零的截面挠度最大 D. 挠度的一阶导数等于转角

三、填空题（共16分，每题4分）

1. 图示正方体边长为a，其顶角处作用力F。求：

（1）该力在x、y轴上的投影Fx=_ __ ___，Fy=__ ___ （2）该力对x、y、z轴的矩mx(F)my(F)， 2. 图示螺钉在拉力F作用下工作。已知螺钉材料的许用应力[τ]和[σ]之间的关系为：[τ]=0.5[σ]，则螺钉直径d与钉头高度h的合理比值d/h= 3. 如下图3所示，圆轴截面上的最大切应力为。

4、下图4中杆的横截面积A=1000mm2，弹性模量E=200GPa，则CD段的轴向变形

lCDmm。题1图

题2图

题3图

题4图

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四、计算题（共54分）

1．重P = 6 kN的均质圆球，置于墙与斜杆AB间，如图所示。已知 AB = 2l ，

AC = l ，各杆的重量及摩擦不计。求斜杆AB在B处的受力。（10分）

2．如下图所示，用两个铆钉将140mm140mm12mm的等边角钢铆接在立柱上，

构成支托。若P30kN，铆钉的直径为21mm。铆钉的许用应力[]40MPa, （10分） [bs]70MPa。试校核铆钉的强度。

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3. 图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷F1与F2作用，且F1=2F2=5 kN，试作内力图并计算梁内的最大弯曲正应力，及该应力所在截面上K点处的弯曲正应力。（10分）

4．阶梯轴AB如图所示，AC段直径d1=40mm，CB段直径d2=70mm，外力偶矩

1 z

MB=1500N·m，MA=600N·m，MC=900N·m，G=80GPa，[τ]=60MPa，[υ]=2º/m。试校核该轴的强度和刚度。（12分）

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5．图示折杆AB段为圆截面，AB⊥CB。已知杆AB直径d=100mm，材料的许用

应力[σ]=80MPa。试按第三强度理论确定许用荷载[F]。（12分）

一、判断题（1*10=10分）

1.（×）2.（√）3.（×）4.（√）5.（×）6.（×）7.（×）8.（√）9.（√）10.（×）二、单项选择题（2*10=20分） 1、（B）2、（C）3、（B）4、（C）5、（D）6、（C）7、（B）8、（B）9、（A）10、（D） 1.

F， 0 ，aF， 0，； 2. 2 ； 3.200MPa ； 4、-0.01 ； 22

四、计算题（10+10+10+12+12分=54分）

1. 解： (1) D ：ΣFy = 0 FCcos30º - 6 = 0 FC43 kN6.93 kN （5分） (2) AB ：ΣmA = 0 FB2lsin30FCl0 FB4 kN6.93 kN（5分） 2. 解：

因结构与载荷都对称，所以两个铆钉受力相等，作用在每个铆钉上的剪力与挤压力都为P/2。

铆钉的剪应力为

QP/20.530103

Pa43.3MPa>[]40MPa (5分) 

Ad2/42

0.0214

所以铆钉的剪切强度不够。

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铆钉的挤压应力为

PP30130

bs (5Pa59.5MP[abs

Abs2td2122110

所以铆钉的挤压强度足够。

3. (1) 画梁的弯矩图

(2) 最大弯矩（位于固定端）：

Mmax7.5 kN (5分)

(3) 计算应力：最大应力：（2分）

max

MmaxMmax7.5106

176 MPa

bh240802WZ

K点的应力：（3分）

MmaxyMmaxy7.510630

K132 MPa33

bh40

80IZ

1212

4. （12分）

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（内力及内力图、强度校核、刚度校核每步各4分） 5、（12分）

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2个内力图各3分，第3强度理论6分