工程力学A试题及答案.docx
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工程力学A试题及答案
2012/2013学年第丄学期考试试卷（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
题号
-一
-二二
-三
四
五
六
七
八
九
十
总分
得分
阅卷人
判断题（共10分，每题1分）
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。
10.临界应力越小的受压杆，其稳定性越好。
F
D.E0
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pB.屈服极限s
c.强度极限bd.许用应力［可
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
C.曲＞竝D.无法比较
B.沿横截面剪断
D.沿45°螺旋面剪断
轴的最大扭转角之间的关系为
A.曲＜竝B.申=竝
7.低碳钢试件扭转破坏形式是
A.沿横截面拉断
C.沿45°螺旋面拉断
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
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[于和[d之间的关系为：
[T=0.5[d，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MPa。
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
lCDmm。
题4图
四、计算题（共54分）
1.重P=6kN的均质圆球，置于墙与斜杆AB间，如图所示。
已知AB=21,AC=I，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140mm140mm12mm的等边角钢铆接在立柱上,
构成支托。
若P30kN，铆钉的直径为21mm。
铆钉的许用应力[]40MPa,
[bs]70MPa。
试校核铆钉的强度。
（10分）
3.
图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷Fi与F2作用，且Fi=2F2=5kN，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）
40
y
・z
4.阶梯轴AB如图所示，AC段直径di=40mm,CB段直径d2=70mm,外力偶矩
Mb=1500Nm，Ma=600N-m，Mc=900N・m，G=80GPa,[T=60MPa，[©=2o/m。
试校核该轴的强度和刚度。
（12分）
5.图示折杆AB段为圆截面，AB丄CB。
已知杆AB直径d=100mm,材料的许用
应力［Q=80MPa。
试按第三强度理论确定许用荷载［F］。
（12分）
Fb43kN6.93kN（5分）
⑵ABmA=0Fb2lsin30FCl0
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/20.53010Pa43.3MPa＞［］40MPa（5分）
Ad2/4-0.0212
4
所以铆钉的剪切强度不够。
铆钉的挤压应力为
PP
bs
30103
As2td21221106Pa59.5MPa＜［胡70MPa（5分）
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
7.5kN
（5分）
（3）计算应力：
最大应力：
（2分）
max
Mmax
Wz
Mmax
bh^
6
7.510
40802
176MPa
K点的应力：
（3分）
Mmax
匚
Mmax
72
7.5
10630
3132MPa
4080
4.（12分）
解
（1）画扭矩图七将将牡分曲2甌遽段计算扭矩。
Macs：
门二別on饷对cb段】门=l%on灿
根据计算结果，按比例画出扭矩图如圏。
⑵校核轴的强度，
M段百i=blJU^~m=477MPa^[tJ^OMPa,拟;段强度支全。
CE段石=壬_=”0DN・m=22?
闌P启乓国=60帧P心CB段强度安全。
%如%川
3枪核轴的刚虔。
ttO.044
&0QNm
%x80xli0?
<2.51xl0'7it
1500W-tn_（r1SC
80x10^2,36k10-6
=0.4G（'）/m[/]=2⑴fm
AC段，GE段均溝足刚虞絹札
（内力及内力图、强度校核、刚度校核每步各4分）
5、（12分）
⑴外力分析乜将作用干C点的力向為吕杆轴线简化，结果如風F使集在竖向平面内发生弯曲变形乜附加力偶距为M产1,2F,此外力偶矩使轴产生扭转变形*
12）內为醫析。
分别画出轴的弯矩图和扭矩囲如暦*可以判断危险截面在直端。
危险截面上时蛮矩M=L2F・ffiJET=12F.
（3）按第三强度理论确定许用荷载[F]
解得F^AGkN,[F]=4.63kN
2个内力图各3分，第3强度理论6分
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