《工程力学》题库
静力学部分 一、基本概念（名词） 1、二力平衡公理 2、合力投影定理
3、力的作用与反作用公律 4、合力矩定理 5、力偶
6、约束和约束（反）力
7、力的平移定理和力的可传性原理 二、填空
1、力的三要素是 、 、 。 2、物体受到的力包括______和__________两类。
3、力偶的三要素是指___________，__________和______________。 4、静力学中力的性质（公理）：1〉、_____ ________2〉、__________________3〉、__________________4〉、__________________________。
5、约束反力总是在约束与______的接触处，其方向与约束反限制的___________相反。 6、常见的约束可归纳为如下四种基本类型：1〉、___________2〉、光滑接触面约束；3〉、______________4〉、_______________。光滑面约束的约束反力的方向为过接触点处的_______，指向物体的_______。
7、平面一般力系的独立平衡方程有 个，可求解 个未知量；平面汇交力系的独立平衡方程有 个，可求解 个未知量；平面平行力系的独立平衡方程有 个，可求解 个未知量；平面力偶系的独立平衡方程有 个，可求解 个未知量。
8、平面一般力系向平面内一点简化为一个力R’和一个力偶M。,这个力称原力系的_____，这个力偶称为原力系对简化中点O的_______。平面一般力系平衡的充要条件为_____________________________。
9、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 无关的是 。 10、写出平面汇交力系平衡方程：_______________________________；平面力偶系的平平衡方程：_____________________________
11、平面任意力系平衡方程，_____________________。
12、平面平行力系二矩式平衡方程：
nn?MA(Fi)?0;?Mi?1B??Fx?0???MA?0??M?0B???M的附加条件是__________________而???M??M?ABC?0?0?0的附加条件是
?(Fi)?0，其中矩心A和B的附加条件是
i?1_____________________。
13、如果所研究的平衡问题的未知量的数目________对应平衡方程数目，则所有未知量可由_____________全部求出，这类问题称_____问题。
14、单位长度上所受的力称分布力在该处的________。
15、分析受摩擦力的物体的平衡时，摩擦力的方向须按 确定。
16、重量为W＝1000N的物块受水平力F1＝80N作用而处于平衡，物块与水平面之间的静摩擦系数f=0.1，则物块所受到的静滑动摩擦力大小等于________________。
三、判断题
（ ）1、材料力学与静力学的研究对象都是刚体。
( ) 2、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。 （ ）3、两个力在同一轴上的投影相等，此两力必相等。 （ ）4、力系的合力一定比各分力大。 ( ) 5、二力体的受力与构件的形状无关。
( ) 6、二力构件是指只受两个力作用的构件。
( ) 7、如果作用与物体上的三个力汇交与一点，该物体一定平衡。 ( ) 8、静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。
( ) 9、静力学公理中,作用力与反作用力公理和力的平行四边形公理适用于任何物体。 （ ）10、作用力与反作用力是一组平衡力系。
1
（ ）11、力偶对其作用面内任意点的力矩值恒等于此力偶的力偶矩，同时与力偶与矩心间的相对位置相关。
（ ）12、 作用于物体上的力，均可平移到物体的任一点，但必须同时增加一个附加力偶。 ( ) 13. 力偶的合力为0。
（ ）14、力偶在任一轴上投影为零，故写投影平衡方程时不必考虑力偶。
( )15、作用在同一物体上的两个力,使物体处于平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。
( ) 16、已知一刚体在五个力作用下处于平衡,如其中四个力的作用线汇交于O点,则第五个力的作用线必过O点。
（ ）17、平面任意力系向任一点简化，其一般结果为一个主矢量和一个主矩。 （ ）18、平面任意力系简化后，其主矢与简化中心有关，主矩与简化中心无关。
（ ）19、空间任意力系向某点O简化，主矢F'R=0，主矩M0=0，则该力系一定有合力。 （ ）20、摩擦力的大小与法向正压力成正比。 （ ）21、当物体处于平衡状态时，摩擦力是个恒定值。
（ ）22、分析有摩擦的物体的平衡时，摩擦力的方向可以任意假设。 （ ）23、某力系在任意轴上的投影都等于零，则该利息一定是平衡力系。
四、选择题
1. 力对物体的作用效应取决于力的三要素，下列选项中不属于力的三要素的是： A. 力的大小 B. 力的单位 C. 力的方向 D. 力的作用点
2. 如果力R是F1、F2二力的合力,用矢量方程表示为R=F1+F2,则三力大小之间的关系为 。A 必有R=F1+F2 B 不可能有R=F1+F2 C 必有R>F1,R>F2 D 可能有R 3. 不为零的力在某轴上的投影等于零，则该力与轴的夹角应为： A. 00 B. 900 C. 1800 D. 45 0 4．刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线( )。 A必汇交于一点 B必互相平行 C必都为零 D必位于同一平面内 5、下图的合力是 。 A、F1 B、F2 C、F3 D、F4 6、两个大小为3N、4N的力合成一个力时，此合力最大值为 。 A 5N B 7N C 12N D 16N 7. 力偶对物体产生的运动效应为 。 A 只能使物体转动 B. 只能使物体移动 C. 既能使物体转动,又能使物体移动 D. 它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同 8、两个大小为3N、4N的力合成一个力时，此合力最大值为 。 A、5N B、7N C、12N D、16N 9、下图不同力系分别作用于刚体，彼此等效的是 （d表示两力作用线间的距离） 2 A．a与b B． b与c C．c与d D．d与a 10、图示为同一有重杆的三个平衡位置，则力T1、T2、T3大小关系应该是 。 A、T1=T2=T3 B、T1>T2>T3 C、T1=T2>T3 D、T1= T3> T2 10图 11图 11、一平面平行力系如图示，则其平衡方程组应是 。 ??Fx?0??Fx?0??Fy?0??MA ? B ? C ? D ???Mo?0??Mo?0??M??Fy?0oA?0?0 12、一物块在水平压力P的作用下静止不动，已知物块重G，与竖直墙面间的摩擦系数为f，则物块受到的 摩擦力大小为 。 A、G B、P C、f·G D、f·P 13、平面任意力系独立平衡方程的个数为： A.1个 B. 2个 C. 3个 D. 6个 14、平面汇交力系如图所示，已知F1=为 。 3kN，F2=1kN,F3=3kN,则该力系的合力R的大小应 A．R=0 B．R=3kN C．R=（1+23）kN D．R=(1+43) kN 15、物体A重量为Q，置于水平面上，接触面上的静滑动摩擦系数f=0.32，在物体上施加一水平拉力P=0.3Q，则接触面上的摩擦力F为 。 A、F=0 B、F=0.3Q C、F=0.32Q D、F=Q 16、重量为W的物块放在倾角为?的粗糙斜面上而处于临界平衡状态。已知物块与斜面间的静滑动摩擦系数为f，此时物块受到斜面的摩擦力为 。 A、 fW B、 fW sin ? C、 fW cos? D、 fW tan? 14图 15图 16图 四、作为物体的受力分析 1、画出如图所示三铰拱整体和两半拱的受力图 1图 2图 2、画出图中球的受力图 3、作梁AB的受力图 3 3图 4图 4、如图示组合梁，分析副梁CB、主梁AC的受力，画受力图。 5、作如图中整体，AC和CB的受力图 5图 6图 6、画出如图所示夹紧装置中压块B的受力图7、作各杆和整体受力分析图 7图 8图 8、画出如图所示杆件的受力图 9、作图示二图各杆和整体受力分析图 9图 计算题1图 五、计`算 1、已知F=30KN，q=10KN/m，H1=3m,H2=2m,L=4m 求支座A、B处的约束反力。 2、求下列各梁的支座反力 1〉、 2) 4 3〉、 4） 3求平面力系向O点简化的结果 已知F1=F2=F、F3=F4=2F 3图 4图 4、求如图所示支架中AB杆，BC杆所受的力，已知W=40KN。 5、求如图所示支架中A、C处的约束反力，已知W=50KN。 5图 6图 6、求图示静定梁的支座反力 7，求力F对O点的力矩 5 7图 8图 8、在直角曲杆的一端作用有力P=0.4kN，试计算力P对O点的矩（图中尺寸单位为cm）。 9、求多跨静定梁的支座反力，已知F1=60KN，F2=40KN，F3=20KN，a=2m 0 10、如图所示为一起重机构，横梁AD长l＝3m，自重G1＝2 KN；拉杆CD倾斜角θ＝30，不计拉杆自重；在E点吊一重物G2＝12KN。在图示位置平衡，试求拉杆CD的拉力和铰链A的约束力。 10图 11图 11、图示质量为m的物块和斜面间的摩擦系数为f＝tgφm，已知α、β且α>φm。试求使物块平衡的力P的表达式。 12、A、B两物叠在一起置于水平面上，A物系一斜绳固定于墙上，如图所示。已知：GA＝100N，GB＝160N，a＝30o，A、B、地面间的摩擦系数f＝0.2。试求能拉动B物的水平拉力P的最小值。 材料力学部分 一、填空题 1、杆件的基本变形形式可归纳为四种，它们是： 、 、 、 。 2、分析杆件内力的基本方法是_____________。分三个步骤：1〉、_____________2〉、_____________3〉_____________。 3、轴向拉压杆件的内力是 ，圆轴扭转的内力是 ，纯弯曲的内力是 。 4、衡量塑性材料强度的两个重要指标是 、 。 5、三根试件的尺寸相同，材料不同，其应力应变关系如图所示，则_________强度高，___________ 刚度大，___________塑性好。 5图 6图 6 6、某材料的ζ-ε 曲线如图，则材料的屈服极限ζs=_________Mpa，强度极限ζb=_________Mpa，强度计算时，若取安全系数为2，那么材料的许用应力[ζ]=________Mpa。 7、从拉压性能方面来说，低碳钢耐 铸铁耐 。 8、梁弯曲时，横截面上 的正应力为零， 的正应力最大。 9、胡克定律的表达式为____________，E称为材料的__________。 10、截面上正应力的方向与截面 _________________。 11、如图所示构件的剪切面积是 ，挤压面积是 。 11图 12图 12、齿轮与轴用平键联接，已知轴径为d，传递力偶矩m。键材料许用剪应力［τ］，许用挤压应力［σjy］，平键尺寸b×h×l，则该平键剪切强度条件为 ，挤压强度条件为 。 13、图示铆钉结构在外力Ｐ作用下，已知t.d.b。铆钉的剪应力η=_______，铆钉挤压应力ζjy=__________。 14、GIp称为 ，反映了圆轴抵抗扭转变形的能力。 15、扭转变形为主的杆件称为___________，其横截面形状分___________和____________。确定扭转T正负号用____________法则。 16、工程上把弯曲变形的构件称为梁，按支承形式可简化为1〉_____________梁，2〉____________梁，3〉____________梁。 17、提高梁强度的主要措施：_________，___________，__________。 18、直径为d的圆形截面的惯性矩IZ =__________，极惯性矩IP=______________。抗弯截面系数WZ与搞扭截面系数WP的关系是______________。 二、名词解释 1、内力与应力 2、平面弯曲 3、应力集中现象 4、强度 5、弹性变形 6、切应力互等定理 三、判断题 （ ）1、轴力的大小与杆件的横截面面积有关。 （ ）2、轴力越大，杆件越容易被拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。 （ ）3、抗拉压弹性模量与剪应力的量纲一致。 （ ）4、公式?L?（ ）5、公式?L?FNLEAFNLEA中，EA乘积的单位与力的单位一致。 中，E为杆的抗拉压刚度。 （ ）6、实心圆轴的直径变为原来的2倍，则承载能力变为原来的6倍。 四、选择题 1、材料的塑性指标有 。 7 A、ζs和δ B、ζs和ψ C、δ和ψ D、ζs、δ和ψ 2、在下列说法， 是正确的。 A、内力随外力增大而增大 B、内力与外力无关 C、内力随外力增大而减小 D、内力沿杆轴是不变 3、图示受拉直杆，其中AB段与BC段内的轴力及应力关系为__________。 A、NAB=NBC σAB=σBC B、NAB=NBC σAB>σBC C、NAB=NBC σAB<σBC 3图 4图 4、现有铸铁和低碳钢两种材料，则图中杆1和杆2应选用 。 A、杆1选用低碳钢，杆2选用铸铁 B、杆1选用铸铁，杆2选用 C、杆1和杆2都选用铸铁 D、杆1和杆2都选用低碳钢 5、轴向拉压杆件危险截面是 的横截面。 A、轴力最大 B、正应力最大 C、面积最小 D、位移最大 6、某拉压杆如图示，则1－1横截面上的轴力为 。 A、1KN（拉） B、1KN（压） C、2KN（拉） D、2KN（压） 6图 7图 7、图示轴向受力杆件中n-n截面上的轴力为 A、-3P B、-4P C、+4P D、+8P 8、在连接件上，剪切面和挤压面分别 于外力方向。 A、垂直、平行 B、平行、垂直 C、平行 D、垂直 9、图示拉杆接头的剪切面A和挤压面Abs分别为 A：bl 、 bl B：hb 、hb C： hb 、 bl D：bl 、 hb 9题图 10图 11图 10、插销穿过水平放置的平板上的圆孔（如图），在其下端受有拉力P。则插销的剪切面面积和挤压面面积分别等于 222 A、πdh ； πD/4 B、πdh ； π(D－d)/4 222 C、πDh ； πD/4 D、πDh ； π(D－d)/4 11、传动轴转速n＝250r/min，此轴上轮C输入功率为P=150kw，轮A、B的输出功率P=50KW，P=100KW为使轴横截面上的最大扭矩最小，轴上三个轮子的布置从左到右应按顺序 安排比较合理。 A A、C、B B A、B、C C B、A、C D C、B、A 12、圆截面杆受扭转力矩作用，横截面扭矩为Mn, 在线弹性范围内横截面剪应力分布规律是 13、一实心圆轴受扭时，横截面上的最大许可载荷为T，若将其直径变为原来的两倍，则最大许可载荷 8 为 。 A 2T B 4T C 8T D 16T 14.图示受扭圆杆中的最大剪应力为 A. 16m32m48m D. 64m?d3 B. ?d3 C. ?d3?d3 15、悬臂梁受力如图所示，若梁的材料为铸铁，梁的合力截面形状应选图 三、简答 1、轴向拉压时杆件受力和变形的特点； 2、常用的四种强度理论及强度条件； 3、低碳钢拉伸试验时分哪几个变形阶段？ 4、何谓纯弯曲？写出纯弯曲时梁横截面上任一点弯曲正应力的计算公式。 四、判断下列构件属何种变形形式 五、作内力图 1、求截面1-1，2-2，3-3的轴力，作轴力图 ( a ) ( b ) (c) 2、（1）已知MB=50KN/m Mc=20KN/m 作扭矩图；（2）作出下图的扭矩图。 9 3、作以下各题的剪力图和弯矩图 (1)、 (2)、 (3) (4)、 (5)、 六、计算题 1、图示等直杆横截面积为A=400mm2, 若材料许用正应力［ζ］=60MPa, 试校核其强度。 2、题图所示结构中AC为钢杆，横截面积A1=2cm，[σ]＝160MPa；BC为铜杆，横截面积A2=3cm，[σ]＝100MPa，试求此结构的许用载荷。 10 22 2图 3图 3、图示意结构 , 承受截荷P=80KN。已知钢杆AB，直径d=30mm，许用应力[ζ]1=160Mpa, 木杆BC为矩形截面，宽b = 50mm , 高h=100mm , 许用应力[ζ]2=8Mpa, 校核该结构的强度。 4、直杆AB如图所示，已知材料的许用应力[ζ]＝160 Mpa，轴向压力F＝480 KN。若直杆为矩形截面，高与宽之比h/b＝1.2，试设计直杆的尺寸b和h。 4图 5图 22 5、阶梯状直杆受力如图所示，已知AB段横截面面积AAB＝800mm，BD段的横截面面积ABD＝1200mm，材料的弹性模量E＝200Gpa。试求整个杆的总变形量。 6.两块木板联接如图所示，已知b=100mm，外力F=50KN，木板的许用切应力[η]=2MPa，许用挤压应力[ζjy]=10 MPa。求尺寸a和c。 6图 7图 7．两块厚度δ＝6mm的钢板用3个铆钉联接，如图所示。若P=50kN，许用剪应力[τ]＝100MPa，许用挤压应力[σjy]＝280MPa，求铆钉直径。 8．用两块钢板将两根矩形木杆联接如图所示。若载荷P＝60kN，杆宽b＝150mm，木杆的许用剪应力[τ]＝1MPa，许用挤压应力[σjy]＝10MPa，试确定尺寸a和t。 8图 9图 9、圆轴AB如图所示，其直径为80mm，材料的许用切应力[η]＝60 Mpa，力偶矩M1=8KN·m，M2=8 KN·m，试校核该轴的强度。（8分） 10、已知一空心轴外径D=95mm，内径d=80，若材料的许用切应力［η］= 40MPa，试计算该轴允许传递的转矩。 11、设有一实心轴，两端受到扭转的外力偶矩M＝14kN·m，轴直径d＝10cm，试计算： （1）横截面上的最大剪应力； （2）轴的扭转角； （3）截面上A点的剪应力。 11 1题图 2题图 12、图示简支梁，（1）求横截面D上三点a, b, c处的弯曲正应力；（2）若许用弯曲正应力［ζ］=200MPa，试校核正应力强度。 13、如图示悬臂梁，L=1m，横截面为矩形，h=160，b=80mm，若［ζ］=60MPa，试确定梁端作用力F的大小。 14、如图为一受均布载荷Q作用的外伸木梁，横截面为矩形b =80mm，h=120mm，材料许用弯曲正应力［ζ］= 10MPa，试确定许可载荷 4题图 5题图 15、如图所示简支梁q＝2KN/m，l＝2m，［ζ］=140MPa，试确定横截面尺寸 1〉、按圆形截面 2〉、按圆环形截面 16、如图为T形截面铸铁梁已知F1=9KN，F2=4KN，a=1m，铸铁许用拉应力［ζt］=30MPa，许用压应力［ζ 4 c］=60MPa，Iz=763cm，y1=52mm，试校核梁的强度。 17、如图示简支斜梁LAB=2.5m，横截面正方形，边长a=10mm，F=5KN，求危险截面上的最大拉应力和压应力。 12 18、一根两端铰支的圆形截面压杆，直径d=100mm，长度L=4m，材料为Q235，E=200GPa，ap=100，求此压杆的临界力Fcr。 13