1、1工程力学练习题静力学的基本概念和受力分析1. 刚体 是指在力的的作用下，大小和形状不变的物体。2. 力使物体产生的两种效应是_内_效应和_ _外_效应。3、力是矢量，其三要要素是（ 大小 ） 、方向及作用点的位置。4、等效力系是指（ 作用效果 ）相同的两个力系。5、非自由体必受空间物体的作用，空间物体对非自由体的作用称为约束。约束是力的作用，空间物体对非自由体的作用力称为（ 约束反力 ） ，而产生运动或运动的趋势的力称为主动力。6、作用在刚体上的二力，若此两力大小相等、方向相反并同时作用在同一直线上,若此刚体为杆件则称为而二力杆件。 （）7、作用在刚体上的力，可以沿其作用线滑移到刚体上的任意
2、位置而不会改变力对刚体的作用效应。 （）8、作用在刚体上的三个非平行力，若刚体处于平衡时，此三力必汇交。 （）9、在静力学中，常把刚体的受力看成两类力，即主动力与约束力。 （）10、在静力学中，平面力系中常见的约束有柔绳约束、光滑面约束、铰链约束及固定端约束等。（）11. 画出图中 AB 构件的受力图。13.画出图中 AB 杆件的受力图。15. 画出图中 BC 杆的受力图，所有物体均不计自重,且所有的接触面都是光滑的.16. 如图所示，绳 AB 悬挂一重为 G 的球。试画出球 C 的受力图。 （摩擦不计）217 画出下列各图中物体 A，构件 AB， BC 或 ABC 的受力图，未标重力的物体的
3、重量不计，所有接触处均为光滑接触。（a ） （b）（c）（d）（e）3（f） （g）18。画出图中指定物体的受力图。所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。（a ） 4（b）5（e） 6（f） 平面汇交力系1 以下说法中正确的是( C ). A、物体在两个力作用下平衡的充分必要条件是这二力等值、反向、共线。 B、凡是受到两个力作用的刚体都是二力构件。C、理论力学中主要研究力对物体的外效应。D、力是滑移矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效应。力矩和平面力偶系1. 力矩、力偶矩是度量物体绕某点（矩心） （ 转动效应 ）的物理量。用力矩或力偶矩的大小7来衡量，其大小等于力（或力偶）与
4、力臂（或力偶臂）的乘积。2. 力偶在任意坐标轴上的投影的合力为零。 （）3. 平面内的任意力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各力偶矩的代数和。 （）4、如图 3 所示不计自杆件重,三铰刚架上作用两个方向相反的力偶 m1 和 m2，且力偶矩的值 m1=m2=m(不为零)，则支座 B 的约束反力FB( A )。A、作用线沿 A、B 连线； B、等于零 ； C、作用线沿 B、C 连线； D、作用线沿过 B 的铅垂线。平面任意力系1. A、B 两点的距离 a=10cm，F=150kN ，欲将 F 力从 B 点平移到 A 点，得到的力 F=_150_ kN，附加力偶矩 MA=_15_ kN.m。2.
5、 平面一般力系向一点简化时得到的主矢、主矩与简化中心的选取有关的是_主矩_。3. 作用于刚体上的力，均可_移动_到刚体上任一点，但必须同时附加一个_力偶_。4 平面任意力系，向平面内任意点简化，可得到一个作用在简化中心的( C )。A 主矢； B 主矩； C 主矢和主矩； D；外力。5. 刚体受平面一般（任意力系）力系作用时，若刚体处于平衡时，其独立平衡方程为（ A ） 。A、 =0； （ ）=0 ； =0。 B、 =0； =0。XF0MRYFXYFC、 =0； （ ）=0 。 D、 （ ）=0 ； =0。0MR第二篇 绪论1. 强度是指构件在外力作用下抵抗_破坏_ 的能力，刚度是指构件在外力
6、作用下抵抗_变形_的能力，稳定性是指构件在外力作用下保持_平衡_ 的能力。2. 静力学研究的对象是刚体，刚体可以看成是由质点系组成的不变形固体。材料力学研究的对象是变形固体。 （）3. 变形固体四种基本变形，即拉压变形、剪切与挤压变形、扭转变形及弯曲变形。 （）轴向拉伸与压缩1. 塑性材料的屈服强度（屈服极限） 是取屈服变形阶段所对应的（ 屈服 ）点强度。脆s性材料的名义屈服强度 是无塑性变形阶段的材料，取弹性变形阶段纵向应变 的 0.2%所对应2.0的强度。2. 断面伸缩率 不小于（ 5% ）称为塑性材料，而小于此数的称为脆性材料。3. 右图为三种不同材料的 - 曲线，各曲线分别用数字 1、
7、2、3 表示，则三种材料中，强度最高的是_1_，刚度（在弹性阶段）最大的是8_2_。4. 某材料的 - 曲线如图，则材料的（1 ）屈服极限 s=_235_MPa；（2 ）强度极限 b=_400_MPa。5. 拉压变形时其内力称为轴力，常用 表示，若用截面法计算出轴力为正，表示杆件受拉伸，若轴力为负，则表示杆件受压缩。 （）6. 在拉压实验中纵向应变 与横向应变 之比称为泊松比 ，是材料自身特性的反应，与材料/的形状尺寸无关。 （）7. 塑性材料构件预拉后，其比例极限提高了，而塑性降低的现象称为“冷作硬化现象” 。 （）8. 等截面直杆在两个外力的作用下发生轴向压缩变形时，这对外力所具备的特点一
8、定是等值、( C )。 A、反向、共线 B、反向，过截面形心C、方向相对，作用线与杆轴线重合D、方向相对，沿同一直线作用 8. 下列图中的受力杆件， （ D ）是轴向拉压杆件。9. 图示受拉直杆，其中 AB 段与 BC 段内的轴力及应力关系为（ A ） 。A. 、 ；BCANBCAB. 、 ； C. 、 。BCABCA10. 图示阶梯形杆，CD 段为铝，横截面面积为 A；BC 和 DE 段为钢，横截面面积均为 2A。设 1-1、 2-2、3-3 截面上的正应力分别为 1、2、3 ，则其大小次序为( A )。 A、12 3 B、2 31C、 312 D、2 13 11. 轴向拉伸杆，正应力最大的
9、截面和剪应力最大的截面( A ) A、分别是横截面、45 0 斜截面 B、都是横截面 9C、分别是 450 斜截面、横截面 D、都是 450 斜截面 12. 设轴向拉伸杆横截面上的正应力为 ，则 450 斜截面上的正应力和剪应力( D )。 A、分别为 /2 和 B、均为 C、分别为 和 /2 D、均为 /2 13. 一拉伸钢杆，弹性模量 E200GPa，比例极限为 200MPa，今测得其轴向应变 0.0015，则横截面上的正应力( C ) A、E 300MPaB、300MPaC、 200MPa 300MPaD、200MPa 14. 现有钢、铸铁两种棒材，其直径相同。从承载能力和经济效益两方面
10、考虑，图示结构中的两杆的合理选材方案是（ D ）P 1 2 P 1 2 A、两杆均为钢； B、两杆均为铸铁；C、 1 杆为铸铁，2 杆为钢； D、 1 杆为钢，2 杆为铸铁。15. 低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标中( B )得到提高：、强度极限； 、比例极限；、断面收缩率； 、伸长率（延伸率） 。16. 塑性材料构件预拉后，其比例极限提高了，而塑性降低的现象称为“冷作硬化现象” 。（）剪切1. 当剪应力不超过材料的_比例极限_时，剪应力与 剪应变 成正比。这一结论称为剪切虎克定律。3. 杆件受剪切变形时，伴随着挤压变形。 （）4. 在连接件上，剪切面和挤压面分别( B )于外力方向。
11、A、垂直、平行B、平行、垂直C、平行D、垂直 5. 图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知jy 2，为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径应为( D )。 A、d=2t B、d=4t C、d=4t/ D、d=8t/ 106。 插销穿过水平放置的平板上的圆孔，在其下端受有一拉力 P该插销的剪切面面积和挤压面积分别等于（ B ）A、dh，D 2/4； B、dh，(D 2-d2)/4；C、 Dh，D 2/4； D、Dh，(D 2-d2)/4。扭转1. 材料在外力作用下产生扭曲变形时，应按强度条件、刚度条件进行校核计算。 （）2. G*I 称为扭转变形的刚度，E*A 称为拉压变形时的刚度。 （）4.
12、一般在减速箱中，高速轴的直径较小，而低速轴的直径较大。 （）5. 截面为空心圆，外圆直径为 D，内孔直径为 ，截面对圆心的极惯性矩 IP 为（ C ） 。A. ； B. ； C. ； D. 。6. 圆轴扭转时,横截面上既有正应力也有剪应力。 （X ）7. 截面为实心圆，直径为，截面对圆心的极惯性矩 IP 为（ B ） 。A. 164dB. 324C. 64dD.4d8. 一齿轮轴的输入功率为 P（单位 KW） ，转速为 n(单位 r/min)，作用在该齿轮上的转矩 M(单位 Nm)为（ A ） 。A、9550 。 B、9.55 。nPnC、9550X 。 D、无法求解。3109. 设空心圆轴的
13、内径为 d，外径为 D，d/D，则其横截面的极惯性矩 Ip 和抗扭截面模量 Wt的表达式为( C ) .A、Ip=1/64 D4(1-4), Wt =1/32 D3(1-3).B、Ip=1/32 D4(1-4), Wt =1/16 D3(1-3).C、 Ip=1/32 D4(1-4), Wt =1/16 D3(1-4).D、Ip=1/32 (D4-d4), Wt =1/16 (D3-d3).10. 空心圆轴受扭转力偶作用，横截面上的扭矩为 Mn，下列四种横截面上沿径向的应力分布图中（ A ）是正确的11(A) (B) (C) (D)梁的内力1. 使梁弯曲成 上凹下凸 变形时，弯矩为正，反之为负
14、；剪力使该截面的临近微段有_顺时针_转动趋势时，剪力取正号，反之取负号。2. 静定梁有 简支梁 、 外伸梁 和 悬臂梁 三种基本形式。3. 根据梁的支承情况，一般可把梁简化为简支梁、外伸梁和悬臂梁。 （）4. 梁横截面上只有弯矩没有剪力的弯曲是（ A ）弯曲。A、纯弯曲； B、剪切弯曲；C、剪切与弯曲的的组合； D、都不是。5. 图示简支梁中间截面上的内力( C ) A、M 0 Q0 B、M0 Q0 C、M 0 Q0 D、M 0 Q06. 图示受横力弯曲的简支梁产生纯弯曲变形的梁段是( D ) A、 AB 段 B、BC 段 C、CD 段 D、不存在7。 梁在集中力偶作用截面处（ C ）A、M
15、图无变化，Q 图有突变； B、M 图无变化，Q 图有折角；C、 M 图有突变， Q 无变化； D、 M 图有突变，Q 图有折角8. 已知：G,a,b,l,画梁 AB 内力图。129. 如图所示简支梁 AB ，画出剪力图与弯矩图。弯曲应力131. 矩形截面梁剪切弯曲时，在横截面的中性轴处( B ) A、正应力最大，剪应力为零B、正应力为零，剪应力最大C、正应力和剪应力均最大D、正应力和剪应力均为零计算题1 已知梁 AB 上作用一力偶，力偶矩为 M，梁长为 l，梁重不计。求在图 a,b,两三种情况下，支座 A 和 B 的约束反力。（a） （b）题 2-7 图（a） (注意，这里， A 与 B 处约
16、束力为负，表示实际方向与假定方向相反，结lMFBA果应与你的受力图一致，不同的受力图其结果的表现形式也不同)(b) coslBA2 在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆 AB 上作用有主动力偶，其力偶矩为 M，试求 A和 C 点处的约束反力。14题 2-8 图作两曲杆的受力图，BC 是二力杆，AB 只受力偶作用，因此 A、B 构成一对力偶。即 BAFaMFaaFCBAB4242 32,03 在图示结构中，各构件的自重略去不计，在构件 BC 上作用一力偶矩为 M 的力偶，各尺寸如图。求支座 A 的约束反力。15题 2-9 图1 作受力图2、BC 只受力偶作用，力偶只能与力偶平衡 lMFCB3、构
17、件 ADC 三力汇交 lMFFA CAX20,04 四连杆机构 ABCD 中的 AB=0.1m, CD=0.22m,杆 AB 及 CD 上各作用一力偶。在图示位置平衡。已知 m1=0.4kN.m,杆重不计，求 A、 D 两绞处的约束反力及力偶矩 m2。16题 2-10 图 kNmMMlFCDABCDBA7.175sin,0302 21解 得 ：杆杆 ：5 试求图示各杆 1-1、2-2、3-3 截面上的轴力，并作轴力图。4 0 k N 3 0 k N 2 0 k N112233( a )1122334 PP( b )题 5-1 图17kNmT/6 试求图示各杆在 1-1、2-2 截面上的扭矩。并
18、作出各杆的扭矩图。11222k4kkNm( a )1122kNm35k( b )7. 在变速箱中，低速轴的直径比高速轴的大，何故？ ,954nPMe变速箱中轴传递的扭矩与轴的转速呈反比，低速轴传递的扭矩大，故轴径大。188. 某传动轴，由电机带动，已知轴的转速 （转/分） ，电机输入的功率10minnr，试求作用在轴上的外力偶矩。20PkW NnPMe 8.91029549549. 某传动轴，转速 ，轮 1 为主动轮，输入功率 ，轮 2、轮 33minr 150PkW与轮 4 为从动轮，输出功率分别为 ， 。20PkW3420k（1） 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；（2） 若将轮 1 和轮
19、 3 的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。213 4m34m8 0 0 8 0 0 8 0 0题 5-5 图 NmnPMe 5.199541e 3.822 NmnPee 6.954343 19NmT2.173maxNmT9.54max对调后，最大扭矩变小，故对轴受力有利。10.设图示各梁上的载荷 、 、 和尺寸 皆为已知， （1）列出梁的剪力方程和弯矩Pq方程；（2）作剪力图和弯矩图；（3）判定 和 。maxQaxM20AaCB( a )2PmABDC( b )aa2P题 1021ABC( c )aa2mA BC( d )2aq2a题 10( e )q4l2l4l2211.
20、图示的杆件，若该杆的横截面面积 ，试计算杆内的最大拉应力与最大压应力。250Am2 k N3 k N 2 k N3 k N题 11 图23MPakNFkctN4015263,maxmaxmax12. 图示阶梯形圆截面杆，承受轴向载荷 与 作用， 与 段的直径分别150PkN2ABC为 与 ，如欲使 与 段横截面上的正应力相同，试求载荷 之值。120d230dmABC2P1P2PA BC题 12 图kNPdBCA5.6242113. 题 6-2 图所示圆截面杆，已知载荷 ， ， 段的直径10210PkNAB，如欲使 与 段横截面上的正应力相同，试求 段的直径。140dmABCCmdPBCA9.4
21、822114. 图示简支梁，求跨中截面 、 、 三点正应力。abc242 m2 m2 0 k N20906 0abc题 13 图 463105.09.612,20 mIkNmMz a)(7.0645.3.6拉MPab)(9.24126拉c15. 求图示 形铸铁梁的最大拉应力和最大压应力。TABC2 m 1 m60qkN中性轴481425.90zIm题 6-12 图251.作梁的弯曲图2.截面关于中性轴不对称，危险截面为最大正负弯矩两处最大正弯矩处 最大负弯矩处：综合得：15. 单元体各面应力（单位 ）如图所示，试用解析法求解指定斜截面上的正应力和切应力。MPaMPaCT 3.11059.248
22、765.92.3153 aCT 5.641059.24.3325CT.16459max262 034 0( a )题 15 图（a ） MPaxyx xyxyx 32.7cos2sin.in60,0,416. 已知应力状态如图所示，应力单位为 。试用解析法和应力圆分别求：（1 ）主应Pa力大小，主平面位置；（2）在单元体上绘出主平面位置和主应力方向；（3 ）最大切应力。2 05 0( a )2 5( b )题 16 图(a) MPaxyxyxx 57)2(0,502ma 273.19,tan7)2(0min0 2mi x xyxyx MPa(b) MPaxyxyxx 25)2(5,ma 45,
23、tan)(20min0i x xyxyx17 三角架 ABC 由 AC 和 BC 二杆组成。杆 AC 由两根 No.12b 的槽钢组成，许用应力为=160MPa；杆 BC 为一根 No.22a 的工字钢，许用应力为 =100MPa。求荷载 F 的许可值F。 以节点为研究对象，列平衡方程： 269.15,03sin0si,coc cmSACSSFACFACACBCACyx 的 截 面 积 ， 查 表 得 ：为 杆其 中杆 强 度 条 件 ：解 得 ： 278.3,BB ACB的 截 面 积 ， 查 表 得 ：为 杆其 中杆 强 度 条 件 ：CF2mBA 6题 17 图28解得： kNFBCA8
24、.3502综 合 得 ：18 图示传动轴，主动轮 B 输入功率 P1=368kW，从动轮 A，C 输出的功率分别为 P2=147kW, P3=221kW，轴的转速 n=500r/min，材料的 G=80GPa，许用切应力 =70MPa，试设计轴的直径。Nmnpm702853694522 .133轴的最大扭矩为 7028Nm mTdT5.6711633由 轴 的 强 度 条 件 ：19 一矩形拱面的简支木梁，梁上作用有均布荷载，已知：=4m，b=140mm，h=210mm，q=2kN/m，弯曲时木木材的许用正应力 =10MPa，试校核该梁的l 强度。简支梁的最大弯矩在中点处 MPaWMl kNm
25、qlM1089.32104.6,4281axmax 梁 的 最 大 正 应 力 ：A B CP1 P2 P3题 18 图lA Bbhq题 19 图29所以，强度满足20 图示简支梁上作用两个集中力，已知： =6m，F 1=15kN，F 2=21kN，如果梁采用热轧普通工l字钢，钢的许用应力 =170MPa，试选择工字钢的型号。作梁的弯矩图由强度条件： 3346max 5.2105.217038 cmMW查表后选用 20a 号工字钢题 20 图3l BF1 F2A 3l3l3021 己知变截面杆，1 段为 d1=20mm 的圆形截面，2 段为 a2=25mm 的正方形截面，3 段为d3=12mm 的圆形截面，各段长度如图示。若此杆在轴向力 P 作用下在第 2 段上产生的应力，E=210GPa，求此杆的总缩短量。MPa02P P0.2m 0.4m 0.2m1 2 3题 21 图kN75.182302AP321AElFllN4012.5.04.02875229缩 短 ）( m.
