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大工15春工程力学(二)开卷考试期末复习题.doc

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1工程力学(二)期末复习题一、填空题1、力是物体间的相互作用,故总是成对出现,这对力大小 ,方向 。答案:相等,相反知识点解析:本题考查力的基本概念和特性。2、一根支座链杆或结构内部的一根链杆相当于 个约束;一个固定铰支座或结构内部的一个单铰相当于 个约束;一个固端支座或梁式杆上的一个简单刚节点相当于 个约束。答案:1,2,33、结构的自振周期只与结构的 和 有关,而与外界的干扰因素无关。答案:质量,刚度知识点解析:本题考查结构自振周期的特性。4、按强度理论校核杆件强度时,第三、第四强度理论适用于 材料。答案:塑性5、定轴转动刚体上一点的加速度可分解为 和 两项。答案:切向加速度,法向加速度6、动荷载是指荷载随 不断地变化,但只要应力不超过材料的比例极限, 定律仍适用于动应力和动应变的计算。答案:时间,胡克知识点解析:本题考查动荷载的基本概念。7、平面汇交力系、空间汇交力系和空间任意力系的独立平衡方程数目分别为 个、 个和个。答案:2, 3, 6知识点解析:本题考查各力系可列独立平衡方程的数目。8、计算超静定结构时,以多余未知力作为基本未知量的方法称为 ,以未知的结点位移作为基本未知量的方法称为 。答案:力法,位移法知识点解析:本题考查力法与位移法的基本概念。9、一个方向不变的 在结构上移动时,表示结构某指定截面某量值变化规律的函数图形,称为该量值的影响线。答案:单位力2知识点解析:本题考查影响线的基本概念。10、计算桁架内力的方法主要有 和 。答案:结点法,截面法知识点解析:本题考查桁架内力计算的基本方法。11、静定结构在任意荷载作用下,支座反力和内力可由 唯一确定,而超静定结构的支座反力和内力由 不能唯一确定,必须同时考虑 才能唯一确定。答案:静力平衡条件,静力平衡条件,位移协调条件12、三铰拱上作用沿水平方向满跨均布的竖向荷载,则拱的合理拱轴线为 。答案:二次抛物线知识点解析:本题考查三铰拱的合理拱轴线。13、悬臂梁作用荷载如图所示,支座 处的弯矩为 ,剪力为 。Aqll答案: ,23ql知识点解析:根据力合力矩的平衡条件可以得出,支座 处的弯矩大小为 ,方向为逆时针,所以为A23ql,剪力大小为 ,方向为使杆顺时针旋转,因此为正。23qlql14、长度为 的两端固定等截面直杆 ,截面转动刚度 为常数。当杆端 有角位移 时,在 端和l ABEIAA端引起的固端弯矩分别为 和 。B答案: ,4215、对称结构在对称荷载作用下,内力中的弯矩和轴力是 分布的,剪力是 分布的。答案:对称,反对称知识点解析:本题考查对称结构在对称荷载作用下内力的分布。二、选择题1、刚体上共面且不平行的三个力若平衡,则此三力的作用线必( ) 。A.汇交于一点 B.互相平行C.都为零 D.互相垂直3答案:A知识点解析:本题考查平面力系力的平衡条件。2、等圆截面杆的横截面直径 ,两端轴向拉力 ,则杆件横截面上的应力为( ) 。40mDkN16PA.6.37MPa B.12.74MPaC.25.47MPa D.40MPa 答案:B知识点解析:应力大小为力除以受力面积。3、关于材料的冷作硬化现象有以下四种结论,正确的是( ) 。A.由于温度降低,其比例极限提高,塑性降低B.由于温度降低,其弹性模量提高,泊松比减小C.经过塑性变形,其比例极限提高,塑性降低D.经过塑性变形,其弹性模量提高,泊松比减小答案:C知识点解析:本题考查材料冷作硬化时其性能的变化。4、切应力互等定理是由单元体的( )导出的。A.静力平衡关系C.物理关系B.几何关系D.强度条件答案:A5、细长杆承受轴向压力 的作用,其临界压力与( )无关。PA.杆的材质 B.杆的长度C.杆承受压力的大小 D.杆的横截面形状和尺寸答案:C知识点解析:细长杆临界压力的大小取决于杆的长度、弹性模量,横截面形状和尺寸,与所承受的压力无关。6、下列选项中,不属于力的三要素的是( ) 。A.大小 B.方向C.作用点 D.单位答案:D4知识点解析:力的三要素为大小、方向和作用点。7、组成力偶的一对力所不具有的特点是( ) 。A.方向相同 B.方向相反C.作用线平行不共线 D.大小相等答案:A知识点解析:本题考查力偶的特点,组成力偶的一对力大小相等、方向相反、作用线平行不共线。8、材料力学中,对固体材料的基本假设不包括( ) 。A.大变形 B.连续性C.均匀性 D.各向同性答案:A9、关于内力的对称性,下列选项正确的是( ) 。A.轴力为反对称 B.剪力为正对称C.弯矩为反对称 D.弯矩为正对称答案:D知识点解析:本题考查内力的对称性,轴力和弯矩为正对称,剪力为反对称。10、静定结构因支座移动, ( ) 。A.会产生内力,但无位移 B.会产生位移,但无内力C.内力和位移均不会产生 D.内力和位移均会产生答案:B知识点解析:静定结构支座移动时仅会产生位移,不会产生内力。11、梁在集中力作用的截面处,它的内力图为( ) 。A. 图有突变, 图光滑连续QMB. 图光滑连续, 图有突变QMC. 图有突变, 图有转折 D. 图有转折变, 图有突变答案:C知识点解析:本题考查弯矩图和剪力图与作用力的关系。12、杆件的线应变是( )杆的变形,反应杆件的变形程度。A.单位长度 B.单位宽度C.任意长度 D.以上都不对答案:A知识点解析:本题考查线应变的基本概念。513、如图所示结构截面 K 剪力影响线是( ) 。=1PKA. 1()()B.1/2()C. D.答案:C14、结构动力学中,动力计算的基本未知量是( ) 。A.质量的速度 B.质量的加速度C.质量的位移 D.以上都不对答案:C知识点解析:本题考查动力学计算的基本未知量是质量的位移这一基本概念。15、固定端支座可提供的约束反力个数是( ) 。A.1 个C.3 个 B.2 个D.4 个答案:C16、截面面积相等,材料不同的两等截面直杆,承受相同的轴向拉力,则两杆的( ) 。A.轴力相同,横截面上的正应力不同C.轴力不同,横截面上的正应力相同B.轴力相同,横截面上的正应力也相同D.轴力不同,横截面上的正应力也不同答案:B知识点解析:两杆受力相同则其轴力相同,正应力为轴力除以受力面积,与材料无关,因此其横截面上的正应力也相同。17、若对称截面直梁发生纯弯曲,其弯曲刚度 沿杆轴为常量,则变形后梁轴( ) 。EIA.为圆弧线,且长度不变C.不为圆弧线,但长度不变B.为圆弧线,长度改变D.不为圆弧线,且长度改变答案:A知识点解析:本题考查对称截面直梁发生纯弯曲时,梁轴为圆弧线且长度不变。18、一悬臂梁及其截面如图所示,其中 为截面形心,该梁横截面的( ) 。C6A.中性轴为 z1,最大拉应力在上边缘处C.中性轴为 z0,最大拉应力在上边缘处B.中性轴为 z1,最大拉应力在下边缘处D.中性轴为 z0,最大拉应力在下边缘处答案:D知识点解析:梁截面中性轴过截面形心,所以中性轴为 z0, 在图示弯矩作用下,梁下截面受拉,上截面受压,所以最大拉应力在下边缘处。19、各向同性假设认为,材料沿各个方向具有相同的( ) 。A.外力 B.位移C.变形 D.力学性质答案:D知识点解析:本题考查各项同性假设的基本概念。20、等直圆轴 AB 在外力偶矩 Me作用下处于平衡状态,根据右手螺旋法则,用右手四指沿扭矩的转向握住轴,若拇指的指向离开截面,则扭矩为( ) 。A.正 B.负C.零 D.以上均有可能答案:A知识点解析:本题考查判断扭矩方向的右手螺旋法则。21、下列选项中,关于虚功的说法不正确的是( ) 。A.虚功是力在与它无关的位移上作的功 C.其力-位移曲线为过原点的斜线B.虚功大小为力与位移的乘积D.其力-位移曲线为平行于位移轴的水平直线 答案:C知识点解析:本题考查虚功的基本概念。22、图示结构是( ) 。A.有一个多余约束的几何不变体系B.无多余约束的几何不变体系C.几何可变体系D.几何瞬变体系答案:B知识点解析:根据二元体法则,可判断图示结构为无多余约束的几何不变体系。23、单个荷载的最不利位置是该荷载作用在( ) 。A.支座处 C.剪力最大处B.弯矩最大处D.影响线竖标最大处7答案:D24、提高压杆稳定性的关键在于提高压杆的( ) 。A.长度 B.横截面尺寸C.临界力或临界应力 D.以上都不正确答案:C知识点解析:本题考查压杆稳定性的决定因素为临界力或临界应力。8 三、判断题1、对称刚架在反对称荷载作用下的内力图都是反对称图形。 ( )答案:错知识点解析:对称刚架在反对称荷载作用下轴力和弯矩图为反对称图形,剪力图为对称图形。2、汇交力系中各个力的作用点为同一点。 ( )答案:错知识点解析:汇交力系中各力的作用点不一定是同一点,其作用线汇交于同一点则为汇交力系。3、线应变是构件中单位长度的变形量。 ( )答案:对4、力法计算超静定结构时选取的基本结构不同,典型方程中的系数和自由项数值也不同。 ( ) 答案:对5、多跨静定梁若附属部分受力,则只有附属部分产生内力。 ( )答案:错知识点解析:多跨静定梁附属部分受力时,附属部分和基本部分都会产生内力。6、对静定结构,支座移动或温度改变会产生内力。 ( )答案:错知识点解析:对于静定结构,支座移动会产生位移但不会产生内力。7、功的互等定理成立的条件是小变形和线弹性。 ( )答案:对8、力矩分配法中,分配系数与外在因素(荷载、温度变化等)有关。 ( )答案:错知识点解析:力矩分配法中的分配系数只与杆件的线刚度和约束条件有关,与外在因素无关。9 9、一般情况下,脆性材料的安全系数要比塑性材料取得小些。 ( )答案:错知识点解析:脆性材料的破坏较塑性材料来说更加突然,所以其安全系数要比塑性材料取得大些。10、任何三铰拱的合理拱轴都是二次抛物线。 ( )答案:错知识点解析:三铰拱的合理轴线取决于其受力形式,不是所有三铰拱的合理拱轴线都是二次抛物线。11、几何不变且无多余约束的体系其自由度必定等于零。 ( )答案:对12、应用图乘法时,两个 图均必须为直线形。 ( M)答案:错知识点解析:应用图乘法时有一个弯矩图必须为直线形,另一个弯矩图不要求一定为直线形。13、拱结构与梁的区别在于,竖向荷载作用下是否存在水平推力。 ( )答案:对14、力矩分配法适用于连续梁和有侧移刚架。 ( )答案:错知识点解析:力矩分配法适用于连续梁和无侧移刚架。15、用力法求解超静定刚架在荷载和支座移动作用下的内力,只需知道各杆刚度的相对值。 ( )答案:对16、凡两端用铰链连接的杆都是二力杆。 ( )答案:错知识点解析:本题考查二力杆的基本概念,二力杆两端的力必定沿杆两端连线的方向,这样杆件才能保持平衡,并不是所有两端用铰链连接的杆都是二力杆。17、力偶对刚体的作用无法用一个力来代替,力偶同力一样,是组成力系的基本元素,其三要素为力偶10 矩矢的大小、方向和作用点。 ( )答案:错知识点解析:力偶的三要素与力的要素不同,力偶的要素为大小、转向合作用平面。18、在某种特殊受力状态下,脆性材料也可能发生屈服现象。 ( )答案:对19、截面形状尺寸改变得越急剧,应力集中程度就越严重。 ( )答案:对20、合理布置支撑和载荷可以减小梁上的最大弯矩,对于梁上的集中载荷,如能适当分散,可有效降低最大弯矩。 ( )答案:对四、分析简答题1、拉伸和压缩的强度条件是什么?利用强度条件可以解决工程中哪些强度问题?答案:拉伸和压缩的强度条件是: ,式中: 为工作应力, 为许用应力。利用强度/NFA条件可解决的三类强度问题是:1 强度校核,2 设计截面,3 确定许用荷载。2、判断如图所示 图的正误,若不正确加以改正。MPABCDE答案:错误,正确弯矩图如下:11 ABCDE知识点解析:本题考查铰接处弯矩为零这一知识点,C 点弯矩应为零,根据平衡条件可以算出 A、B 支座处的水平力和竖向力,进而作出正确的弯矩图。3、分析上图所示平面体系的几何组成,判断是否为几何不变体系。如果是几何不变体系,确定有无多余约束,有几个多余约束。 ABCDE12345678910FG答案:该体系为几何不变体系,有一个多余约束。知识点解析:去掉 G 点处的链杆约束后,根据二元体法则可判断体系为几何不变体系,因此该体系为有一个多余约束的几何不变体系。4、简述等直梁弯曲时的两个强度条件及其表达式,梁的设计是由哪个强度条件决定的?答案:等直梁弯曲时的正应力强度条件为maxmaxaxzzMyIW切应力强度条件为*,max,axSzFbI一般情况下,梁的设计是由正应力强度条件决定的,而用切应力强度条件进行校核。5、判断图示刚架的弯矩图是否正确,若不正确,作出正确的弯矩图。q12 答案:错误。正确弯矩图如下所示知识点分析:竖向铰支座处没有水平约束力,因此刚架右侧部分不应该有弯矩,根据平衡关系可得出支座处的竖向约束力,进而做出正确的弯矩图。6、简述塑性材料的力学性能。答案:(1)在弹性变形范围内,多数塑性材料应力与应变成正比关系,符合胡克定律;(2)塑性材料断裂时伸长率大,塑性好;(3)多数塑性材料在屈服阶段以前,抗拉和抗压性能基本相同,故可作为受拉或受压构件;(4)塑性材料承受动荷载能力强;(5)表征塑性材料力学性能的指标有弹性极限、屈服极限、抗拉强度极限、弹性模量、断后伸长率和截面收缩率等。 (6)对于塑性材料,当应力达到屈服极限时,将发生较大的塑性变形,此时虽未发生破坏,但因变形过大将影响构件的正常工作,所以通常把屈服极限定义为极限应力。7、作如图所示轴的扭矩图。答案: MM知识点解析:扭矩大小根据扭矩平衡计算得出,正负根据右手螺旋法则判断。8、 梁的支座反力已经算出,如图所示。绘出该梁的剪力图和弯矩图。ABC答案:13 8kNm4kNm ()()6k10kN五、计算题1.利用叠加原理求图示等截面直梁中截面 的挠度和转角。 q、 l、 均为已知。CEIA B Cq2l 2l解:(1)将梁等效转化为图示两种形式:A B CqA B Cq(2)截面 C 的转角:21c EIql631EIqlIlB486)2(332EIqllc4873(3)截面 C 的挠度: 21wc, EIql841 EIqllIqIllB 384726)(8)2(342 ElEIqc 1374442、用力法求解图示结构并作 图。M14 24kN/m4m2ABCDEI解:解除 A 点约束,附加水平单位力。基本体系、单位力作用下的弯矩图 和外荷载作用下的弯矩1M图 如下所示。pM24kN/mBCD1X448基本体系 1MpM12123443EIEIEI1 568p由 ,解得 10pX1kNX弯矩图如下:32m32kN3.求如图所示三铰刚架 点的水平位移和 点的转角,设各杆 为常数。EBEI15 ABCDE6mq解:外荷载作用下的弯矩图 ,E 点作用水平单位力时的弯矩图 和 B 点作用单位弯矩时的弯矩图pMEM如下所示。BM9q9q 33 0.50.51pMEMBM212614346938E qqqI I   (顺时针) 216149.530.590.8B qI EI 4、槽形截面梁尺寸及受力如图所示, , 轴为截面形心轴, ,3m,ABCz 841.730mz。材料许用压应力 ,许用拉应力 。求:①画梁的剪力图、弯15kN/mq160MPac0MPat矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。解:①求支座约束力,作剪力图、弯矩图A()0:MFB315420yyA解得: A2kNBky16 ②梁的强度校核拉应力强度校核D 截面33D1tmax t81240/04.MPa[].7zMyIB 截面33B2tmax t812.57.a[]0zyI压应力强度校核(经分析最大压应力在 D 截面)33D2tmax c8124/0.8MPa[].7zMyI所以梁的强度满足要求。5、如图所示悬臂梁,横截面为矩形(图中单位为 mm) ,已知 , 。 (1)计算固定端15kNF2.5k所在截面 点处的弯曲正应力;(2)若材料的许用弯曲正应力 ,许用切应力K0Pa,试校核其强度。90Pa解:悬臂梁弯矩图和剪力图如下所示5kNm7.5k 5kN2.5kN弯矩图 剪力图点处的弯曲正应力:K3.01.8MPa4m82zMyI17 弯曲正应力强度校核(固端截面):maxtax 37.5kN40175.8MPa[]=20a82zMyI切应力强度校核:*,max,ca35k2.34Pa[]=90a408mSzSFbIA所以梁的强度满足要求。6、用力法求解图所示刚架,并作出弯矩图, 为常数。EI3m3m10kN/ABCDE解:解除 B 点水平约束,附加水平单位力。基本体系、单位力作用下的弯矩图 和外荷载作用下的弯矩1M图 如下所示。pM10kN/mABCDE1X33 2.5基本体系 1MpM1272363EI EI21 1006.58pI I由 解得 110pX1kN4X弯矩图如下:18 4545457、作图示静定结构的弯矩图。 20kN/m10kN2m2m2m2m ACB解:(1)求支座约束反力10kN=xAF2/40yBy4m2m1kN0AM解得: , , 5kNByFAxF35ByF弯矩图如下 50kNm28、用力法计算,并绘图示结构的 图, 为常数。MEI19 解:(1)一次超静定结构,基本结构如图(2)列力法方程01px(3) 图作 ,M(4)求 、 和1p1X5252033EIEIIP 9031 2X(5)作 M 图 px1
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