工程力学_专接本试题[1].doc

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1、 工程力学考试大纲（Engineering Mechanics）一、课程说明课程编号：112H01B学分数：3 总学时：60 学时分配：讲课43，实训17适用专业：环境工程先修课程：高等数学、线性代数、大学物理二、课程教学目的与任务：本课程是环境工程专业本科生的一门重要专业基础课，它是将传统的二大力学（静力学、材料力学）内容有系统地结合在一起的一门课程。通过本课程的学习，使学生具有研究力系的简化和平衡问题的能力、具有研究结构构件的强度、刚度、稳定性的设计分析理论，具有分析、解决工程实际问题的能力。为工程设计课程奠定基础。 三、课程教学基本内容及学时分配1、工程力学的任务、结构的计算简图及受力分

2、析（3学时）掌握建筑结构的基本概念，工程力学的任务；掌握荷载、平面结构支座类型、简化结构计算简图；掌握力的性质（力的三要素、作用力与反作用力、力的合成与分解）、约束与约束反力，掌握物体的受力分析，画构件的受力图。（教学方式：讲授）2、空间、平面汇交力系合成的几何法与解析法，平衡方程（5学时）掌握平面汇交力系的合成（包括用图解法和解析法求平面汇交力系的合力；三力平衡汇交定理；合理投影定律）与平衡；掌握力沿空间直角坐标轴的分解；掌握空间汇交力系的平衡。（教学方式：讲授，课堂练习）3、力矩、力偶系，力偶系的合成与平衡（3学时）掌握力矩的概念及力矩定律；掌握力偶的概念及其性质；掌握平面力偶系的平衡条件

3、。掌握空间一力对坐标轴的矩。（教学方式：讲授）4、空间、平面任意力系，平衡方程（4学时）掌握平面一般力系的合成与平衡，求解主矢与主矩，掌握合力矩定理；掌握平面平行力系的合成与平衡；掌握力线的平移法则。（教学方式：讲授，课堂练习）5、摩擦基本概念及平衡问题（2学时）了解工程中的摩擦问题；滑动摩擦的概念；掌握考虑摩擦时物体的平衡方程；掌握摩擦角和自锁的概念，求解平衡方程；了解滚动摩擦的概念。（教学方式：讲授）6、轴向拉伸与压缩（6学时）掌握用截面法求轴拉（压）杆横截面上的内力；掌握应力的概念及轴拉（压）杆横截面上的应力计算；掌握拉（压）杆的变形及虎克定律；掌握材料在单向拉伸和压缩时的力学性能；掌握

4、极限应力、许用应力的概念及轴拉（压）杆的强度条件；了解应变能及应变比能的概念；了解应力集中的概念。（教学方式：讲授、习题讲解）7、剪切（11学时）理解剪切变形的特征；掌握剪切实用计算所做的主要假设；掌握剪切构件的强度计算。（教学方式：讲授、习题讲解）8、扭转（4学时）理解扭转变形的特征；掌握外力扭矩、内力扭矩的计算及内力扭矩图的作法；掌握等直圆轴扭转时的应力与变形计算；掌握等直圆轴扭转时的强度与刚度计算；理解剪应力互等定理和剪切胡克定律。（教学方式：讲授、课堂练习）9、弯曲内力（3学时）理解梁弯曲时横截面上的两种内力-剪力和弯矩；掌握用截面法确定横截面上的剪力和弯矩；理解作剪力图和弯矩图的三种

5、方法；重点掌握用剪力和弯矩方程作剪力图和弯矩图这种方法。（教学方式：讲授、课堂练习）10、弯曲应力（5学时）理解梁横截面上的两种应力-正应力和切应力；理解推导正应力公式的方法；掌握梁弯曲变形的基本公式；理解计算梁横截面惯性矩的方法；掌握梁弯曲时的正应力公式及其强度条件；了解提高梁抗弯能力的措施；（教学方式：讲授、课堂练习）11、弯曲变形 静不定梁（4学时）了解工程实际中的弯曲变形问题；掌握梁挠曲线的微分方程；了解用积分法求梁的弯曲变形；掌握用叠加法求梁的弯曲变形；掌握梁的刚度条件；了解提高梁刚度的措施。（教学方式：讲授、习题讲解）12、应力状态和强度理论（7学时）理解应力状态的概念和理论；掌握

6、平面应力状态；了解空间应力状态；掌握材料破坏的两种基本形式；了解在复杂应力状态下，对构件进行强度计算的四种方法。（教学方式：讲授）13、压杆的稳定（2学时）理解压杆稳定的概念；掌握大柔度杆、中柔度杆、小柔度杆临界力和临界应力的计算；掌握压杆稳定的条件；了解提高压杆稳定性的措施。（教学方式：讲授） 四、教学方法 本课程采用理论讲授、课堂讨论与实践练习相结合的教学方法五、成绩评定与考核方式： 根据平时、期末成绩综合评定六、教材及参考书目：教材：工程力学1997年修订版 北京科技大学 东北大学 编 高等教育出版社主要参考书目： （1）理论力学由西安建筑科技大学 乔宏洲主编和哈尔滨建筑大学 刘明威主审

7、，由中国建筑工业出版社出版 （2）理论力学哈尔滨工业大学理论力学教研室 编， （3）材料力学孙训方 编，由高等教育出版社出版。 材料力学解题指导及习题集清华大学材力教研室 编，由高等教育出版社出版。 （4）建筑力学周国谨 施美丽 张景良编著 同济大学出版社 七、实践环节教学大纲 实训课主要由每次作业讲解及课堂练习组成,与课堂教学交叉在一起工程力学试题1一、简答题（20分）1 在力学中，常见的约束类型有哪几种？它们的约束反力有什么特征？（6分）2 什么是平面任意力系？平面任意力系的平衡方程有哪几种形式？（6分）3 拉（压）杆的强度条件是什么？它可以解决哪三类强度计算问题？（8分） 二、单选或多选

8、题（每小题4分，共5小题20分）1 某点为平面应力状态（如图所示），该点的主应力分别为A MPa、；B MPa、MPa、；C 、MPa、；D 、MPa。 正确答案是 2下面有关体积应变的几个论述，正确的是 。A 与平均应力成正比；B 与平均应力成反比；C 与三个相垂直面上的正应力之和有关；D 与平均应力无关。3下面有关应变能的几个论述，正确的是 。 A 与载荷的加载次序有关，与载荷的最终值无关；B 与载荷的加载次序无关，与载荷的最终值无关；C 与载荷的加载次序有关，与载荷的最终值有关；D 与载荷的加载次序无关，与载荷的最终值有关。4应用莫尔积分解题时， A 单位力（广义）只能加在载荷作用点处；

9、B 单位力（广义）只能加在欲求位移（广义）的点处；C 只能加单位集中力；D 只能加单位集中力偶。正确的是 。5压杆的稳定性，A 与压杆所承受的轴向压力大小有关；B 与压杆的临界力大小有关；C 与压杆所承受的轴向压力大小无关；D 与压杆的临界力大小无关。 正确答案是 三、图示支架，斜杆BC为圆截面杆，直径d=45mm、长度l=1.25m，材料为优质碳钢，=200MPa，E=200GPa。若nst=4，试按BC杆的稳定性确定支架的许可载荷。（20分） 四、平面刚架如图所示，为常量，试作其弯距图。（20分）五、杆与直径mm圆截面杆焊接在一起，成T字形结构，如图所示。试得 分阅卷人计算点第三强度理论的

10、相当应力。（20分） 工程力学试题1 ( 答案 )一、简答题：（20分）略二、单选或多选题（20分）1 B2 A、C3 D4 B5 A、B三、（20分） kN，kN四、（20分）略 五、（20分）MPa， MPa，MPa工程力学试题2一、简答题（20分）1 怎样画出物体的受力分析图？（6分）2 力的平行四边形公理和三力平衡汇交定理的内容分别是什么？（8分）3 什么是平面任意力系？平面任意力系的平衡方程有哪几种形式？（6分）二、选择题（每小题4分，计20分）以下每题的四个备选项中，只有1个是正确的，请将正确选项的标号写在每题的“_”处。1、如右图所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高_

11、 A螺栓的拉伸强度； B螺栓的挤压强度； C螺栓的剪切强度；D平板的挤压强度。2、 轴向拉伸细长杆件如图所示_ A1-1、2-2面上应力皆均匀分布； B1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布； C1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布； D1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。3、塑性材料试件拉伸试验时，在屈服阶段发生的主要变形是_A弹性变形；B塑性变形；C线弹性变形；D弹性与塑性变形。4、图示十字架，AB杆为等直均质杆，o-o为圆轴。当该十字架绕o-o轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生_ A拉伸变形、压缩变形； B拉弯组合变形、压弯组合变形； C拉弯

12、组合变形、压缩变形；D拉伸变形、压弯组合变形。5、如图所示重量为的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数 A；B；C； D。三、（25分）、已知，试求梁的支座A、B处的约束反力，写出剪力方程和弯矩方程，并作出梁的剪力图和弯矩图。四、（15分）、（10分）已知三向应力状态如图所示（图中应力单位：MPa）， 试求主应力。五、（20分）5、（14分）图示结构，A为固定端，B、C均为铰接。若AB和BC杆可以各自独立发生弯曲变形（互不影响），两杆材料相同，其力学性能见下表。已知：d=80mm，a=120mm，l=3m。若nst=2.5，试求该结构的许可轴向压力。(GPa)(MPa)(MPa)(MPa)(MP

13、a)2002002403101.14工程力学试题2 ( 答案 )一、简答题：（20分）略二、单选题（20分）1 D2 B3 B4 C5 C三、（25分） 略四、（15分） 五、 （20分）工程力学试题三工程力学试题3答案一、（1）平衡，（2）6，（3）有关，（4）刚度、稳定性，（5）， （6）yA=0, yB=0, QA=QB二、1、D，2、B，4、C，5C，6、B，7、D，8、ABCD，9、C，10、D。三、略四、Q+max=25kN；Q-max=15kN。M+max=31.25kNm；M-max=20kNm。五、mA=20KNm XA=2kN YA=6kN六、 七、 八、n st=2.7工

14、程力学试题四一 概念题（30分） 填空、选择、判断1两个受扭圆轴中，m1=m2,d1=d2,材料的剪切弹性模量G1; C. n st=2 压杆稳定工程力学试题五二 概念题（30分） 选择、填空、判断1平面汇交力系有（ ）个独立的平衡方程；平面力偶力系有（ ）个独立的平衡方程；平面一般力系有（ ）个独立的平衡方程；空间汇交力系有（ ）个独立的平衡方程；空间一般力系有（ ）平衡方程。A1个； B2个； C3个；D4个； E5个； F6个。2二力平衡公理适用于（ ）；力的平行四边形法则适用于（ ）；加减平衡力系公理适用于（ ）；作用与反作用定律适用于（ ）。A刚体； B变形体； C刚体和变形体。3在

15、研究一点的应力状态时，引用主平面的概念，所谓主平面是指（ ）。 A. 正应力为零的平面 B. 剪应力最大的平面C. 剪应力为零的平面4.设火车轮缘与钢轨接触点处的主应力为800MPa、900MPa、1100MPa，按第三强度理论，其相当应力为（ ）。B. 100Mpa B. 200Mpa C. 300Mpa5作为塑性材料的极限应力是（ ）A. 比例极限 B. 弹性极限C 屈服极限 D 强度极限6若力F对Z轴的矩为零，则（ ）A力F的大小必为零； B力F必与Z轴平行； C力F必与Z轴相交； D力F必与Z轴共面。7下图中为静定结构的是（ ）；为超静定结构的是（ ）。8材料力学对变形固体所作的基本假

16、设是连续性假设、_假设和_假设。 9低碳钢在拉伸破坏时，其断口为 _；低碳钢在扭转破坏时，其断口为_；低碳钢在压缩破坏时，其断口为 _。10根据杆件的_不同，其变形也不同。其中基本变形为_ 、_、 _。11拉伸变形时，铸铁沿_破坏，压缩变形时，铸铁沿_破坏。12轴向拉压杆任意斜截面上只有均匀分布的正应力，而无剪应力。（ ）13任意两个力都可以简化为一合力。（ ）14柔索约束的约束反力其作用线是沿柔索的中心线，指向可以假设。（ ）15分力一定小于合力（ ）。三 作图题（25分）1做下列构件的内力图（20分）1）.轴力图(N ) 2）.扭矩图(T) 3）.剪力图(Q) 弯矩图(M) （要求有求支座

17、反力的过程）2、画出下图指定部分的受力图。（5分）三计算下图的形心坐标。已知R=100mm,r=17mm,d=13mm（5分）四、如图所示，已知力F12kN，F21kN，F33kN，试分别计算三力在x、y、z轴上的投影。（5分） EMBED Word.Picture.8 五图示结构中，已知P=3KN，斜杆AC的横截面积A1=100mm2，斜杆BC的横截面积A2=30mm2容许压应力=160MPa，试校核AC、BC杆的强度。（7分）六 某单元体上的应力情况如图所示，试画出对应的应力圆，并求出主应力和最大剪应力，将主应力的方向画在单元体图内。（10分）七矩形截面梁如图，已知截面的宽高比为b:h =

18、2：3，l=1m,q=10kN/m,木材的许用应力=10Mpa，许用剪应力=2 Mpa，试选择截面尺寸b 、h 。(10分)八塔式起得机如图所示。机身重G220kN，作用线过塔架的中心。已知最大起吊重量P50kN，起重悬臂长12m，轨道A、B的间距为4m，平衡锤重Q至机身中心线的距离为6m。试求：（1）确保起重机不至翻倒的平衡锤重Q的大小；（2）当Q30kN，而起重机满载时，轨道对A、B的约束反力。工程力学试题答案一、1、B A C C F A C A C C C C D 7、无、ab,8、均匀性、各向同性 9、杯锥状、平面、饼状 10、外力、轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲 11、平面、4512、

19、错、错、错、错 二、Nmax=2kN Tmax=3kNm Qmax=PkN Mmax=PkN三、yc=40mm四、F1x=-1.2kN F1y=1.6kN F1z=0 F2x=0.424kN F2y=0.566kN F2z=0.707kN F3x=0 F3y=0 F3z=3kN五、 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 AC、BC杆的强度都满足。六、 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 七、h=0.35m b=0.24m八、1、7.5KNQ T EMBED Eq

20、uation.3 故校核2截面21 2-2截面的强度校核： EMBED Equation.3 2-2截面的刚度校核： EMBED Equation.3 所以该轴强度和刚度都满足要求。 5 解：1）确定约束力F EMBED Equation.3 F EMBED Equation.3 qL/22）写出剪力和弯矩方程3） 依方程画出剪力图和弯矩图。40 MPa60 MPa120 MPa6 解： 依题意可知： EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 另一主平面的方位角为 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 按

21、三个主应力排序： EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 7 解：由于支承方式为两端铰支，所以 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 采用直线经验公式 又根据静力学平衡公式 EMBED Equation.3 得 EMBED Equation.3 而 EMBED Equation.3 ，故该结构稳定。8 解：AB杆为平移，O1A为定轴转动。根据平移的特点，在同一瞬时，M、A两点具有相同的速度和加速度。 A点作圆周运动，其运动方程为 m/s （m/s EMBED Equation.3 ） m/s此时

22、AB杆正好第六次回到起始的水平位置O点处工程力学试题四 概念题（30分） 填空、选择、判断1在研究一点的应力状态时，引用主平面的概念，所谓主平面是指（ ）。 A. 正应力为零的平面 B. 剪应力最大的平面 C. 剪应力为零的平面 D. 正应力应力均为零的平面2.正方形截面受压杆，若截面的边长由a增大到剪2a后（其他条件不变），则杆的横截面上的压应力是原来临界力的（ ）。B. 2倍 ； B. 4倍；C. 8倍； D. 16倍；3.一直径为d的实心圆轴，按强度条件计算其受扭转时的容许转力矩为T，当此轴的横截面面积增加一倍时，其容许扭转力矩将为（ ）。A. 2T; B . 2 EMBED Equat

23、ion.3 TC. 4T. D. 4 EMBED Equation.3 T4.设火车轮缘与钢轨接触点处的主应力分别为800MPa、900MPa、 和1100MPa，按第一强度理论，其相当应力为（ ）。A. 100Mpa B. -800MPaC. 300Mpa D. 400MPa5作为脆性材料的极限应力是（ ）A. 比例极限 B. 弹性极限C屈服极限 D强度极限6低碳钢在拉伸试验时，其断口形状是（ ）；铝在拉伸试验时，其断口形状是（ ）；铸铁在拉伸试验时，其断口形状是（ ）。 A杯锥状，斜截面，平面 ； B.杯锥状，平面，杯锥状C平面，杯锥状，平面 D.杯锥状，平面，斜截面.7塑性材料的伸长率应

24、( ).A. 大于5%； B. 小于5%；C. 等于5%； D. 没有固定标准。8对由一定材料制成的压该来说，临界应力取决定于杆的柔度，柔度值愈大，临界应力值愈( )，压杆就愈 ( )失稳。A 大，易； B.小，不易C大，不易； D.小,易9为了保证结构的安全和正常工作，对构件承载能力要求是（ ）A强度要求； B强度要求和刚度要求；C刚度要求和稳定性要求；D强度要求、刚度要求和稳定性要求。10第二强度理论是（）A最大剪应力理论； B最大拉应力理论；C最大拉应变理论； D形状改变比能理论。11图形对通过其形心轴的（ ）等于零。 A惯性矩； B惯性积；C面积矩； D极惯性矩。12矩形截面受压柱的截

25、面形心为（ ）A矩形； B菱形；C圆形； D正方形。13连接件的破坏形式为（ ）A脆性断裂、塑性屈服 ； B脆性断裂、剪切破坏C剪切破坏、挤压破坏； D脆性断裂、挤压破坏14梁在载荷的作用下，其横截面上弯矩、剪力、荷载集度关系正确的是（ ）A EMBED Equation.3 ； EMBED Equation.3 ; B EMBED Equation.3 ； EMBED Equation.3 C EMBED Equation.3 ； EMBED Equation.3 D EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 15受横力弯曲的梁横截面上的剪应力沿截面高度按( )

26、规律变化，在( )处最大。 A线性，中性轴处 B.抛物线，中性轴处 C抛物线，上下边缘处 D. 线性， 上下边缘处五 做下列构件的内力图（20分）1.轴力图（N） 2扭矩图（T） 3.剪力图(Q)和弯矩图（M ） 三图示为一三角托架结构，杆AB为圆截面钢杆，其横截面直径d=14mm、已知P=25KN，的，容许压应力=160MPa，试校核AB杆的强度。（10分） EMBED PBrush 四某单元体上的应力情况如图所示，试画出对应的应力圆，并求出主应力和最大剪应力，将主应力的方向画在单元体图内。（单位：MPa）（10分） EMBED Paint.Picture 如图所示，一斜梁长度l=4m，截面

27、为0.2 EMBED Equation.3 0.1m2的矩形，q=2kn/m,试求此梁横截面上的最大拉应力。 （10分） EMBED PBrush 六矩形截面木梁如图，已知截面的宽高比为b:h =2：3，木材的许用应力=10Mpa，许用剪应力=2Mpa，试选择截面尺寸b 、h 。(10分)七图示为一用20a 工字钢制成的压杆，材料为A3钢。E =200Gpa ，p=200Mpa ，压杆长度l =5m ，P =200kN 。若n st=2，试校核压杆的稳定性。已知ix =2.12cm，iy=8.51cm，A =35.5cm。(10分)工程力学试题答案i. Cii. Nmax=2kN Tmax=3kNm Qmax=0 Mmax=m iii. EMBED Equ