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    工程力學考研大學排名范文(精選3篇)

    時間:2016-12-24 寫作知識 點擊:

    工程是科學和數學的某種應用,通過這一應用,使自然界的物質和能源的特性能夠通過各種結構、機器、產品、系統和過程,是以最短的時間和最少的人力、物力做出高效、可靠且對人類有用的東西。將自然科學的理論應用到具體工農業生產部門中形成的各學科的總稱, 以下是為大家整理的關于工程力學考研大學排名3篇 , 供大家參考選擇。

    工程力學考研大學排名3篇

    【篇一】工程力學考研大學排名

    現代遠程教育

    《工程力學》

    課程學習

    張洛明 張軍 編

    ? 課程內容與基本要求

    工程力學是一門重要的專業基礎課。它將理論力學中的靜力學、材料力學、結構力學等課程中的主要內容,依據自身的內在連續性和相關性,重新組織形成的知識體系。

    本課程的任務是使學生對工程中物體的機械運動、桿件的強度、剛度和穩定性問題具有明確的基本概念、必要的基礎知識和初步的計算能力;從而使學生能對簡單工程實際問題進行定性的力學分析。

    ? 課程學習計劃與指導


    第0章 工程力學總論

    一、章節學習目標與要求

    1、理解工程力學的學習目的。

    2、掌握工程力學的學習方法和研究思路。

    二、考核要求與考點

    三、章節練習題

    第1章 工程靜力學基礎

    一、章節學習目標與要求

    1、掌握力和力矩的概念。

    2、掌握靜力學公理。

    二、考核要求與考點

    1、理解工程力學的研究對象及其研究內容。了解工程力學的研究方法。

    2、掌握力、力矩、力偶的概念和性質。

    3、掌握工程中常見約束的約束力,理解平衡的概念及其二力平衡,三力平衡的條件。

    4、理解加減平衡力原理。

    5、掌握受力分析的方法和步驟。

    三、章節練習題

    1、受力分析

    2、求力F對A點的矩

    3、齒輪箱兩個外伸軸上作用的力偶如圖所示。為保持齒輪箱平衡,試求螺栓A、B處所提供的約束力的鉛垂分力。

    第2章 力系的簡化

    一、章節學習目標與要求

    1、掌握力的平移定理

    2、平面任意力系的簡化

    3、平面任意力系簡化結果分析

    二、考核要求與考點

    1、平面任意力系的簡化。

    三、章節練習題

    1、平行力(F,2F)間距為d,試求其合力。

    2、試求機構的滑塊在圖示位置保持平衡時兩主動力偶的關系

    3、折桿AB的三種支承方式如圖所示,設有一力偶矩數值為M的力偶作用在曲桿AB上。試求支承處的約束力。


    第3章 工程構件的靜力學平衡問題

    一、章節學習目標與要求

    1、平面力系的平衡條件及其平衡方程

    2、掌握平面情況下剛體平衡問題的求解方法

    3、掌握平面情況下剛體系平衡問題的求解方法

    4、了解空間情況下剛體的平衡方程。

    二、考核要求與考點

    1、平面力系的平衡條件及其平衡方程;

    2、剛體及剛體系統的平衡問題。

    三、章節練習題

    1、試求圖示兩外伸梁的約束反力FRA、FRB,其中(a)M = 60 kN·m,FP = 20 kN;(b)FP = 10 kN,FP1 = 20 kN,q = 20 kN/m,d = 0.8 m。

    2、試求圖示靜定梁在A、B、C三處的全部約束力。

    3、圖示活動梯子放在光滑水平的地面上,梯子由AC與BC兩部分組成,每部分的重均為150N,重心在桿子的中點,彼此用鉸鏈C與繩子EF連接。今有一重為600N的人,站在D處,試求繩子EF的拉力和A、B兩點的約束力。

    第4章 材料力學的基本概念

    一、章節學習目標與要求

    1、明確構件強度、剛度及穩定性要求的概念;

    2、理解可變性固體基本假設的意義及其合理性;

    3、明確應變、應力的概念;

    4、掌握截面法求桿件內力;

    5、初步了解桿件變形的基本形式。

    二、考核要求與考點

    1、材料力學的基本假設。

    2、內力、應力、應變的概念。

    3、桿件幾種基本變形的受力特點和變形特點。

    三、章節練習題

    1、圖示矩形截面直桿,右端固定,左端在桿的對稱平面內作用有集中力偶,數值為M。關于固定端處橫截面A-A上的內力分布,有四種答案,根據彈性體的特點,試分析哪一種答案比較合理。

    2、圖示直桿ACB在兩端A、B處固定。關于其兩端的約束力有四種答案。試分析哪一種答案最合理。

    3、等截面直桿,其支承和受力如圖所示。關于其軸線在變形后的位置(圖中虛線所示),有四種答案,根據彈性體的特點,試分析哪一種是合理的。

    第5章 桿件的內力圖

    一、章節學習目標與要求

    1、掌握桿件橫截面上內力的正負號規定;

    2、掌握軸力圖、扭矩圖、剪力圖、彎矩圖的畫法;

    3、掌握剪力方程、彎矩方程及載荷集度、剪力、彎矩之間的微分關系。

    二、考核要求與考點

    1、軸力圖、剪力圖、彎矩圖、扭矩圖的做法。

    三、章節練習題

    1、試用截面法計算圖示桿件各段的軸力,并畫軸力圖,力的單位為kN。

    2、一端固定另一端自由的圓軸承受四個外力偶作用。試畫出圓軸的扭矩圖。

    3、畫出圖示梁的彎矩圖和剪力圖。


    第6章 拉壓桿件的應力分析與強度設計

    一、章節學習目標與要求

    1、掌握拉壓桿件應力和變形的計算公式;

    2、理解強度設計準則、安全系數、許用應力的概念;

    3、掌握三類強度計算問題。

    4、熟悉材料拉壓應力-應變曲線,掌握材料的力學性能指標。

    二、考核要求與考點

    1、安全系數、許用應力的概念。

    2、拉伸試驗和力學性能指標。

    三、章節練習題

    1、 圖示直桿在上半部兩側面受有平行于桿軸線的均勻分布載荷,兩側的載荷集度均為word/media/image20_1.png,在自由端D處作有集中力FP = 20 kN。已知桿的橫截面面積A = 2.0×10-4m2,l = 4m。

    試求: 1.A、B、E截面上的正應力;

    2.桿內橫截面上的最大正應力,并指明其作用位置。

    2、長為1.2m、橫截面面積為1.10×10-3m2的鋁制筒放置在固定剛塊上,直徑為15.0mm的鋼桿BC懸掛在鋁筒頂端的剛性板上,若二者軸線重合、載荷作用線與軸線一致,且已知鋼和鋁的彈性模量分別為Es = 200GPa,Ea = 70GPa,FP = 60kN。試求鋼桿上C處位移。

    3、螺旋壓緊裝置如圖所示。現已知工作所受的壓緊力為FC = 4kN,旋緊螺栓螺紋的內徑d1 = 13.8mm,固定螺栓內徑d2 = 17.3mm。兩根螺栓材料相同,其許用應力[σ]= 53.0MPa。試校核各螺栓之強度是否安全。

    第7章 梁的強度問題

    一、章節學習目標與要求

    1、掌握截面積和性質的定義及其計算方法;

    2、掌握平面彎曲梁橫截面上正應力的計算公式及其推導過程;

    3、能夠利用正應力公式進行彎曲梁的強度計算。

    二、考核要求與考點

    1、橫力彎曲梁正應力的計算。

    2、彎曲梁的強度校核和設計問題。

    三、章節練習題

    1、T形截面外伸梁,受力與截面尺寸如圖所示,其中C為截面形心,Iz=2.136×107 mm4。梁的材料為鑄鐵,其抗拉許用應力[σ]+ = 30MPa,抗壓許用應力[σ]- = 60MPa。試校核該梁是否安全。

    2、No.32a普通熱軋工字鋼簡支梁受力如圖所示。已知F = 60 kN,[σ]= 160 MPa。試校核梁的強度。

    3、為改善載荷分布,在主梁AB上安置輔助梁CD。設主梁和輔助梁的抗彎截面系數分別為和,材料相同,試求輔助梁的合理長度。

    第8章 梁的位移分析與剛度設計

    一、章節學習目標與要求

    1、了解小撓度微分方程的推導過程;

    2、能夠應用積分法求解梁的撓度方程和轉角方程;

    3、掌握疊加法在工程中的應用;

    4、掌握梁的剛度設計準則。

    二、考核要求與考點

    1、積分法求彎曲梁的變形。

    2、疊加法求彎曲梁的變形。

    三、章節練習題

    1、試用疊加法求下列梁中截面A的撓度和截面B的轉角。圖中q、l、EI等為已知。

    2、軸受力如圖所示。已知FP = 1.6 kN,d = 32 mm,E = 200 GPa。若要求加力點的撓度不大于許用撓度[w]= 0.05 mm,試校核軸是否滿足剛度要求。

    3、用積分法求圖示梁的撓度方程和轉角方程。

    第9章 圓軸扭轉時的應力變形分析與強度剛度設計

    一、章節學習目標與要求

    1、理解切應力互等定理;

    2、掌握扭轉圓軸橫截面上的切應力分布及其計算公式;

    3、掌握扭轉圓軸變形計算公式;

    4、圓軸扭轉的強度設計和剛度設計。

    二、考核要求與考點

    1、圓周扭轉切應力計算

    2、扭轉角、相對扭轉角的計算

    3、圓軸扭轉強度問題

    4、圓周扭轉剛度問題。

    三、章節練習題

    1、圖示實心圓軸承受外扭轉力偶,其力偶矩T = 3kN·m。試求:

    (1)軸橫截面上的最大切應力;

    (2)軸橫截面上半徑r = 15mm以內部分承受的扭矩所占全部橫截面上扭矩的 百分比;

    (3)去掉r = 15mm以內部分,橫截面上的最大切應力增加的百分比。

    2、圖示芯軸AB與軸套CD的軸線重合,二者在B、C處連成一體;在D處無接觸。已知芯軸直徑d = 66mm;軸套的外徑D = 80mm,壁厚δ= 6mm。若二者材料相同,所能承受的最大切應力不得超過60MPa。試求結構所能承受的最大外扭轉力偶矩T。

    3、如圖所示,鉆頭橫截面直徑為20mm,在頂部受均勻的阻抗扭矩m(N.m/m)的作用,許用切應力=70MPa。

    (1)求許可的。

    (2)若G=80GPa,求上下端的相對扭轉角。

    第10章 復雜受力時構件的強度設計

    一、章節學習目標與要求

    1、理解應力分析的概念和方法;

    2、任意方向面上應力的確定;

    3、平面應力狀態的三個主應力;

    4、應力圓的應用;

    5、四種常見強度設計準則;

    6、圓軸承受彎扭同時作用時強度設計。

    二、考核要求與考點

    1、平面應力狀態分析方法

    2、四種常用強度理論

    三、章節練習題

    1、木制構件中的微元受力如圖所示,其中所示的角度為木紋方向與鉛垂方向的夾角。試求:

    2、從構件中取出的微元受力如圖所示,其中AC為自由表面(無外力作用)。試求σx和τxy 。

    3、液壓缸及柱形活塞的縱剖面如圖所示。缸體材料為鋼,E = 205GPa,ν= 0.30。試求當內壓p = 10MPa時,液壓缸內徑的改變量。

    4、構件為鋼制:σx= 45MPa,σy = 135MPa,τxy = 0,σz = 0,拉伸許用應力= 160MPa。

    5、薄壁圓柱形鍋爐容器的平均直徑為1250mm,最大內壓強為23個大氣壓(1個大氣壓0.1MPa),在高溫下工作時材料的屈服應力σs= 182.5MPa。若規定安全因數為1.8,試按最大切應力準則設計容器的壁厚。

    第11章 壓桿的穩定性分析與設計

    一、章節學習目標與要求

    1、穩定性的概念;

    2、各類細長壓桿的歐拉公式;

    3、長細比的概念和臨界應力總圖;

    4、壓桿的穩定性設計。

    二、考核要求與考點

    1、長細比的概念

    2、壓桿的設計與校核

    三、章節練習題

    1、圖示結構中AB為圓截面桿,直徑d = 80 mm,桿BC為正方形截面,邊長a = 70 mm,兩桿材料均為Q235鋼,E = 200GPa,兩部分可以各自獨立發生屈曲而互不影響。已知A端固定,B、C為球鉸,l = 3 m,穩定安全因數[n]st = 2.5。試求此結構的許可載荷[FP]。

    2、圖示各桿均為圓形截面細長壓桿。已知各桿的材料及直徑相等。問哪個桿先失穩。

    3、壓桿截面如圖所示。兩端為柱形鉸鏈約束,若繞 y 軸失穩可視為兩端固定,若繞 z 軸失穩可視為兩端鉸支。已知,桿長l=1m ,材料的彈性模量E=200GPa,p=200MPa。

    求壓桿的臨界應力。

    第12章 動載荷與疲勞強度

    一、章節學習目標與要求

    1、掌握動靜法在材料力學中的應用;

    2、理解疲勞現象產生的原因和提高構件疲勞壽命的措施。

    二、考核要求與考點

    1、動靜法的應用。

    2、提高構件疲勞強度的措施。

    三、章節練習題

    1、起重機鋼絲繩長60m,有效橫截面面積A=2. 9cm2 , 單位長重量q=25. 5N/m , [] =300MPa , 以a=2m/s2的加速度提起重50kN 的物體,試校核鋼絲繩的強度.

    2、提高構件疲勞強度的措施有哪些?


    考試模擬題

    1.力的可傳性原理適用于(   )

    A.一個剛體 B.多個剛體

    C.變形體 D.由剛體和變形體組成的系統

    2.圖示均質圓球放在光滑的斜面上,斜面的傾角為α=30,圓球重P=10kN,受一與斜面平行的拉力T作用而平衡,則斜面對圓球的約束反力的大小為(   )

    A.

    B.

    C.

    D.

    3.圖示空心圓軸扭轉時,受扭矩T作用,其橫截面切應力分布的正確表達應為(   )

    4.當軸傳遞的功率不變時,該軸所承受的外力偶矩M0與其轉速成( )

    A.正比 B.反比

    C.二次函數關系 D.三次函數關系

    5.當水平梁上某橫截面的彎矩為負值時,則該橫截面上正應力的正確分布圖是( )

    1.圖示剛體上某平面A、B、C、D處作用有大小相等的四個力,四邊形邊長均相等,該平面力系處于___________狀態。

    2.平面任意力系平衡方程有三矩式:,

    附加條件是___________。

    3.理論力學研究的物體是剛體,而材料力學研究的物體是___________。

    4.軸向承受拉伸或壓縮的桿件,其軸向變形中的分母EA越大,軸向變形越小,因而EA稱為___________。

    5.為增大梁的抗彎剛度,可在不改變梁橫截面面積的前提下,改變橫截面形狀,使_______增大。

    1.圖示平面直角剛架ACB,AC段水平,AC=CB=2a. 剛架受已知鉛垂力和水平力作用,已知F2=2F1,不計剛架自重,

    試求固定端A的約束反力。

    2.圖示階梯形桿AC,已知力F=10 kN,l1=l2=400mm,AB段的橫截面面積A1=100mm2,BC段的橫截面面積A2=50mm2,其彈性模量均為E=200GPa,試計算桿AC的軸向變形l

    3.試作圖示懸臂梁的剪力圖和彎矩圖。

    4.已知某點應力狀態如圖所示,試求其主應力及最大切應力。


    附:章節練習題答案

    第1章 工程靜力學基礎

    1、受力分析

    2、解:

    根據力矩矢量形式的定義有

    其中:rAB為位矢,F為力矢由下式確定

    于是,得到:

    3、解

    根據力偶系的合成結果,作用在齒輪箱的兩個外加力偶可以合成一個力偶。

    根據力偶的平衡理論,力偶只能與力偶平衡。因此,螺栓A、B處所提供的約束力的鉛垂分力FA和FB必然要組成一個力偶與外加力偶系的合力偶相平衡。

    于是,有:

    第2章 力系的簡化

    1、解:

    假設合力為FR,作用C點。 合力FR作用線與2F力作用線之間的距離為x。因為簡化后只有一個合力為FR,所以,力F和力2F 對C點簡化時所得力偶的力偶矩之和等于零。 于是,有:

    2、解:

    首先,以AB桿為平衡對象,滑塊與桿之間為光滑面約束,因此D處的約束力FD必垂直于AB。根據力偶系的平衡理論,A處約束力FA必須與D處的約束力FD組成一力偶與外加力偶M1相平衡。于是,有:

    再以CD桿為平衡對象,根據作用與反作用定律, CD桿在D處的約束力F′D與AB桿上D處的約束力FD 大小相等方向相反。根據力偶系的平衡理論,C處約束力FC必須與D處的約束力F′D組成一力偶與外加力偶M2相平衡。于是,有

    最后應用作用與反作用定律,即可確定外加力偶M1與M2之間的關系:

    3、解:

    對于(a)、(b)兩種情形,在輥軸支座A處,其約束力都垂直支承面,所以方向是確定的。但是,固定鉸鏈支座B處卻有方向不確定的約束力。 因為,折桿上只作用有外加力偶,所以A、B二處的約束力,必須組成一個力偶與外加力偶平衡。因為,折桿上只作用有外加力偶,所以A、B二處的約束力,必須組成一個力偶與外加力偶平衡。

    對于情形(c),D處繩索的約束力FD不僅作用線方向確定,而且指向也確定。A、B二處的約束力FA和FB作用線方向可以確定,但指向不能確定。 將A、B二處的約束力FA和FB沿其作用線方向滑移, 相交于E點。約束力FA和FB指向雖然不能確定,但是其合力FE必須與D處的繩索拉力FD 組成一個力偶與外加力偶相平衡。根據力偶平衡理論,可以求得FE與D處的繩索拉力FD:

    第3章 工程構件的靜力學平衡問題

    1、解:

    圖(a)

    (1)選擇平衡對象

    以解除約束后的ABC梁作為平衡對象。

    (2)根據約束性質分析約束力

    A處為固定鉸鏈,有一個方向不確定的約束力,這個約束力可以分解為鉛垂方向與水平方向的梁個分力FAy和FAx ;B處為輥軸支座,有一個鉛垂方向的約束力,指向是未知的,可以假設為向上的FB 。

    (3)應用平衡方程確定未知力

    FB = 40 kN(↑)

    圖(b)

    (1)選擇平衡對象

    以解除約束后的ABC梁作為平衡對象。

    (2)根據約束性質分析約束力

    A處為固定鉸鏈,有一個方向不確定的約束力,這個約束力可以分解為鉛垂方向與水平方向的梁個分力FAy和FAx ;B處為輥軸支座,有一個鉛垂方向的約束力,指向是未知的,可以假設為向上的FB 。

    (3)應用平衡方程確定未知力

    FB = 21 kN(↑)

    FA y= 15 kN(↑)

    2、解:

    圖中所示的梁,是由兩個剛體組成的剛體系統。只考慮整體平衡,無法確定全部未知約束力,因而必須將系統拆開,選擇合適的平衡對象,才能確定全部未知約束力。

    (1)將系統從B處拆開,分別以AB和BC梁為平衡對象;

    (2)根據約束的性質,確定AB和BC梁所受的約束力:

    A處為固定端約束,約束力和約束力偶分別為FAx、FAy和MA ,確定AB和BC梁所受的約束力;C處為輥軸支座,其約束力沿鉛垂方向,假設向上FRC; B處為中間鉸,有一個方向未知的約束力,可以分解為鉛垂與水平方向的兩個分力,先假設BC上B處約束力FBx、FBy的方向;B處為中間鉸,有一個方向未知的約束力,可以分解為鉛垂與水平方向的兩個分力,先假設BC上B處約束力FBx、FBy的方向;各桿件受力如圖所示:

    (3)應用作用與反作用定律,確定AB梁B處的約束力:

    因為已經假設了BC上B處約束力FBx、FBy的方向, AB上B處約束力F′Bx、F′By 不能再假設,而必須與BC上B處約束力FBx、FBy 大小相等、方向相反;

    考察左邊梁的平衡:

    ΣFx = 0,FAx = 0

    ΣFy = 0,FAy = 2qd

    ΣMA = 0 MA = 2qd 2

    考察右邊梁的平衡:

    ΣFx = 0,FBx = 0

    ΣMB = 0,FRC = 0

    ΣFy = 0,FBy = 0

    3、解:

    (1)首先,以整體為平衡對象,解除地面的光滑約束,代之以約束力 FA和FB。整體結構上還作用有梯子的重量以及人的重量。

    (2)首先,以整體為平衡對象,考察整體平衡,由平衡方程

    ΣMA = 0

    FB = 375 N

    ΣFy = 0,FA = 525 N

    (3)以右邊部分為平衡對象,其上除了梯子重量和地面約束力外,還作用有繩索拉力TEF和C處的約束力。應用平衡方程,由

    ΣMC = 0

    TEF = 107 N

    第4章 材料力學的基本概念

    1、正確答案是 C 。

    從A-A截開后,為了保持平衡,橫截面上的連續分布內力必須組成一個力偶,而且只能組成一個力偶,才能與外加力偶M相平衡。而(A)和(B)兩種情形,要不組成一個合力,要不組成一個力和一個力偶,所以是不正確的。直桿在一對力偶的作用下必然發生彎曲變形,在本例的情形下,一定是上面部分受壓縮,下面部分受拉伸,拉伸和壓縮都不會是均勻的,因而答案(D)也是不正確的。

    2、正確答案是 D 。

    因為是彈性體,所以,ACB桿在C處受沿軸線方向的外力作用后,AC端將會產生伸長變形,CB端將會產生縮短變形,但是,由于桿件的兩端都是固定的,所以ACB桿的總長度不能增加也不能減少。這從而要求AC端的伸長量必須等于CB端的縮短量。這就是變形協調。答案(A)中的桿件只有壓縮變形;答案(B)中的桿件只有拉伸變形。因而都不滿足變形協調的要求。答案(C)中的AC段桿和AC段桿的受力相同,但是長度不等,因而壓縮變形量不等于拉伸變形量。所以也不滿足變形協調的要求。

    3、正確答案是 C 。

    通過受力分析,可以看出,桿件在A處受有向下的力FP;在B處受有向下的力2FP,在這兩個力以及C處的外加載荷FP的作用下,桿件將發生上面凸,下面凹的變形,而且因為是彈性的,所以變形應該是連續光滑的曲線。答案(A)和(B)中的桿件在AB段都沒有變形當然是不正確的;答案(D)中AB段的變形與受力不一致,所以也是不正確的。

    第5章 桿件的內力圖

    3、

    第6章 拉壓桿件的應力分析與強度設計

    1、解:

    (1)畫軸力圖

    (2)計算指定截面上的正應力

    (3)確定最大正應力

    最大正應力發生在A截面上

    2、解:

    首先分析鋼桿和鋁筒的受力:鋼桿BC承受拉伸,鋁筒承受壓縮。C點的位移等于鋼桿的伸長量與鋁筒的壓縮量之和:

    3、解:

    (1)受力分析

    FA = 2kN

    FB = 6kN

    (2)計算應力并進行強度校核:先校核螺栓A的強度。

    螺栓A的強度是安全的。

    (3)計算應力并進行強度校核:再校核螺栓B的強度。

    螺栓B的強度也是安全的。

    第7章 梁的強度問題

    1、解:

    (1)畫出彎矩圖

    kN·m

    Mpa>

    Mpa>

    (2)校核 C 截面的強度

    為了確定C截面上的彎矩圖,首先需要確定C截面的位置。

    kN.m

    Mpa

    結論:梁的強度是不安全的。

    2、解:

    這是斜彎曲問題。首先,需要將其分解為兩個平面彎曲。

    危險截面位于FP作用處.

    危險點在截面的左下角點或右上角點。 左下角點:

    由型鋼表No.32a: Wy = 70.758 cm3, Wz = 692.2 cm3

    安全。

    3、解:

    分別作出主梁AB和輔助梁CD的彎矩圖

    輔助梁彎矩圖

    主梁彎矩圖

    主梁和輔助梁強度相等時輔助梁的長度最合理,即:

    所以:

    第8章 梁的位移分析與剛度設計

    1、解:

    (1)將梁上的載荷分解為兩種簡單情形的疊加。原來梁的變形和位移等于兩種載荷引起的變形和位移的疊加:

    (2)查表可得:

    2、解:
    加力點的撓度可以由型鋼表(表8-1)查得:

    結論:軸滿足剛度要求。

    3、解:

    (1)求梁的彎矩方程

    AC段:

    BC段:

    (2)積分求AC和BC段撓度和轉角方程:

    AC段:

    BC段:

    (3)邊界條件確定積分常數

    邊界條件: ,

    連續性條件:

    帶入可得:

    第9章 圓軸扭轉時的應力變形分析與強度剛度設計

    1、解:

    (1)軸橫截面上的最大切應力

    (2)軸橫截面上半徑r = 15mm以內部分承受的扭矩所占全部橫截面上扭矩的百分比:

    (3)去掉r = 15mm以內部分,橫截面上的最大切應力增加的百分比:

    采用圓環截面的扭轉最大切應力公式

    word/media/image184_1.png

    word/media/image186_1.png

    2、解:

    芯軸與軸套只在下面部分B處相連接,在上部D處,二者互不接觸,所以,芯軸與軸套都是在兩端承受扭矩。

    (1)芯軸橫截面上的最大切應力為:

    根據對最大切應力切應力的限制,有

    因此得到芯軸所能承受的最大扭矩

    (2)軸套橫截面上的最大切應力為:

    根據對最大切應力的限制,有

    因此得到軸套所能承受的最大扭矩

    (3)結構所能承受的最大扭轉力偶:根據上述結果,

    整個結構所能承受的最大扭轉力偶為

    3、解:

    (1)作扭矩圖,由圖可知危險截面在AB段

    (2)BC段相對扭轉角:

    第10章 復雜受力時構件的強度設計

    1、解:

    A、

    (1)面內平行于木紋方向的切應力

    (2)垂直于木紋方向的正應力。

    B、

    (1)面內平行于木紋方向的切應力

    垂直于木紋方向的正應力。

    2、解:

    應用坐標變換公式,由AC面上正應力和切應力等于零的條件,得到

    3、解:

    應用截面法和平衡條件,可以確定缸體的橫截面上沒有力的作用。于是缸體只承受環向應力:

    應用廣義胡克定律:

    4、解:

    所以,強度是安全的。

    5、解:

    確定薄壁容器上任意點的主應力

    應用最大切應力準則

    據此,設計容器的壁厚

    第11章 壓桿的穩定性分析與設計

    1、解:

    (1)這一結構中的兩根桿都是壓桿 ,二者獨立發生屈曲。計算兩根桿的柔度

    AB桿:一端固定、另一端鉸鏈約束,

    BC桿:兩端均為鉸鏈約束,

    (2)計算臨界載荷

    AB桿: BC桿:

    兩桿材料相同,柔度大的壓桿容易屈曲,所以AB桿將先于BC桿失穩。于是,結構的臨界力為:

    (3)確定許可載荷應用穩定性設計準則

    所以:

    2、解:

    比較大小即可,越大越先失穩

    桿A:

    桿B:

    桿C:

    所以:A桿先失穩

    3、解:

    (1)計算

    (2)計算、

    (3)因為 z > y , 所以壓桿繞 z 軸先失穩,且 z =115 > 1,用歐拉公式計算臨界力。

    第12章 動載荷與疲勞強度

    1、解:

    (1)計算動荷系數:

    (2)計算靜應力:

    (3)計算動應力:

    帶入數值可得: 安全。

    2、答:

    (1)減少應力集中。

    (2)增加表面光潔度。

    (3)表面硬化處理。


    模擬題參考答案:

    一、選擇題

    1.A 2.A 3.A 4.B 5.A

    二、填空題

    1.平衡 2.點A、B、C不在同一直線上 3.彈性體 4.拉伸(壓縮)剛度 5.彎曲截面系數

    三、計算題

    1、解:

    (1)受力分析:

    (2)列平衡方程:

    (3)求解方程組

    2、解:

    (1)作桿的內力圖:

    (2)計算變形量:

    代入數值可得: “-”號表示桿件變形為壓縮變形。

    3、解:

    (1)分段求解剪力方程和彎矩方程

    AC:

    BC:

    (2)根據剪力方程和彎矩方程作剪力圖和彎矩圖

    4、解:

    (1)作應力圓:

    (2)計算主應力和最大切應力:

    由應力圓可得:

    【篇二】工程力學考研大學排名

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    更新:2018-11-15 01:19:31

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    《工程力學》復習題

    一、單項選擇題:(本大題共12小題)

    解題要求:根據工程力學的基本概念和理論,從每小題的四個備選答案中選出唯一正確的答案,然后將正確答案的字母填寫在相應小題預留的括號內。

    1、 以下哪一個說法正確地表達了“三力平衡共面匯交定理”的含義。答( C )

    (A)若三個不為零的力共面且匯交,這三個力必然平衡。

    (B)若三個不為零的力平衡且共面,這三個力必然匯交。

    (C)若三個不為零的力平衡且匯交,這三個力必然共面。

    (D)若三個不為零的力平衡,這三個力必然共面且匯交。

    2、 平面任意力系平衡的三力矩式方程中,對三個矩心(A、B、C三點)的選取要求是這三個矩心( A )。

    (A)不能共(直)線。 (B)可在力系平面內任意選取,沒有任何限制。

    (C)必須共(直)線。 (D)(三矩心)中必須有一點是投影坐標系的原點。

    3、 題圖(b)所示A、B、C、D四種不同的受力結構中,均有一根類似的AB桿,試判斷題圖(a)所示AB桿的受力圖是哪一個受力系統中的AB桿。(注意:四個結構圖中D、C兩處均為鉸接)答:( D )。

    (A)

    (B)

    (C)

    (D)

    (a)受力圖

    (b)四種不同結構系統

    一. 3 題 圖

    4、 由桿1(AB)、桿2(AC)兩根直桿組成的簡單桁架如題圖(a)所示。桁架A、B、C三處均為鉸接,節點A處有鉛垂力F作用。若以兩桿為整體研究對象畫受力圖(不計各桿自重)。則題圖(b)所示A、B、C、D四個圖中,正確的受力圖是( D )。

    (A) (B) (C) (D)

    (a)簡單桁架

    (b)簡單桁架的受力圖

    一、4題圖

    5、 一個倒“Y”字形剛性平面支架的結構、載荷及支承如圖(a)所示,試判斷圖(b)所示A、B、C、D四個圖中該支架的正確的受力圖是( D )。

    (A) (B) (C) (D)

    (a)支架結構圖

    (b)倒“Y”字形剛性平面支架受力圖

    一、5題圖

    6、 若將題圖(a)中剛架的受力F從A處移到D處,變為圖(b)所示(即:將F 沿其作用線從A滑移到D),這種移動不會改變( D )段的內力情況。

    (A)AB段; (B)BC段;

    (C)CD段; (D)DE段

    (a) (b)

    一、6題 圖

    7、 用算式確定脆性材料的許用應力的值時,通常是以脆性材料的( C )作為極限應力(式中的)。

    (A)比例極限;(B)屈服極限; (C)強度極限; (D)彈性極限。

    8、 題圖所示圖示拉桿的橫截面積為A,兩端所受拉力為F,則該拉桿在其斜截面上的拉應力和剪應力分別為( B )。

    (A);(B);

    (C);(D)。

    一、8題 圖

    9、 矩形橫截面的簡支梁AB受力如題圖(a)所示,指出題圖(b)所示四個圖中,哪一個正確地表達了該梁1-1截面上正應力沿高度(y軸)的分布情況。答:( C )

    (A)

    (B)

    (C)

    (D)

    (a)梁的受力簡圖

    (b)應力沿高度(y軸)的分布圖

    一、9 題 圖

    10、 直徑的為d實心圓軸,當其橫截面上有和兩個彎矩時。用以下那個公式可正確地計算出該截面上的最大正應力。答:用公式( A )。

    (A); (B);

    (C); (D)。

    11、 一單元體各截面上的應力如題圖所示(各應力數值單位均為MPa),該單元體的

    最大剪應力=( D )。

    (A)120MPa; (B)60MPa;

    (C)100MPa; (D)50MPa;

    一、10 題 圖

    12、 如題圖所示,鑄鐵試件在扭轉實驗時的破壞現象是沿與軸線成45°的螺旋面斷裂,造成這種破壞現象的主要原因是各點在該方向面上分布有( C )。

    (A)最大剪應力; (B)最大壓應力;

    (C)最大拉應力; (D)應力集中;

    一、5題 圖

    二、多項選擇題:(本大題共13小題)

    解題要求:根據工程力學的基本概念和理論,從每小題給出的備選答案中選出正確的答案,并將所有正確答案的字母填寫在相應的括號內(注:錯選、漏選、多選均不得分)。。

    1、 根據匯交力系平衡的必要與充分條件,判斷以下幾種關于匯交力系平衡的推論中,錯誤的說法是( B、C )。

    (A)匯交力系中各分力矢量的矢量和為零。

    (B)匯交力系中各分力大小的代數和為零。

    (C)匯交力系中各分力對匯交點之矩矢量的矢量和為零。

    (D)匯交力系中各分力在同一根任意軸上投影的代數等于零。

    (E)匯交力系中各分力矢量首尾相接構成的(力)矢量多邊形自行封閉。

    2、 根據力偶的特征可知,以下幾個關于力偶系的推論中正確的是(A、B、D)。

    (A)力偶系中各分力矢量首尾相接構成的(力)矢量多邊形自行封閉。

    (B)力偶系中各分力在任意(同)一根軸上的投影之和等于零。

    (C)力偶系中各分力對任意一點之矩矢量的矢量和為零。

    (D)力偶系中各分力矢量的矢量和為零。

    3、 題圖所示平面桁架由5根直桿組成,根據零力桿的特征,不需計算,試直接判斷并找出該桁架中的零力桿是( A、 C )。

    (A)桿1; (B)桿2;

    (C)桿3; (D)桿4; (E)桿5

    二、3 題 圖

    4、 題圖所示平面桁架由9根直桿組成,根據零力桿的特征,不需計算,直接判斷并

    找出該桁架中的零力桿是:(A、E、H)。

    (A)桿1; (B)桿2; (C)桿3;

    (D)桿4; (E)桿5; (F)桿6;

    (G)桿7; (H)桿8; (I)桿9。

    二 4 題 圖

    5、 若題圖所示某桁架的節點A處的F、F1和F2是平衡力系,則該力系中,F、F1

    和F2這三個力的大小之間的正確的關系式是( B、D )。

    (A)F1=Fcos; (B)F=F1cos+ F2cos;

    (C)F2=Fcos; (D)F1sin=F2sin;

    二、5題 圖

    6、 用材料力學理論對工程構件進行強度計算時,下列那幾種應力的計算值等于構件受力截面上的平均應力? 答:(A、E)。

    (A)拉壓桿件橫截面的最大正應力;(B)扭轉圓軸橫截面的最大剪應力;

    (C)彎曲梁橫截面的最大正應力;(D)彎曲梁橫截面的最大剪應力;

    (E)連接件的剪切面的最大名義剪應力。

    7、 根據題圖所示⑴、⑵兩種材料的應力——應變()曲線可知,這兩種材料強度極限與以及彈性模量與大小關系是:( B、D )

    (A) ;

    (B) ;

    (C) ;

    (D) 。

    二、7題 圖

    8、 題圖所示,兩根截面、長度等結構尺寸完全相同的拉桿,所受拉力也相同。如果

    兩桿材料不同,則有關兩根桿件橫截面上的正應力和伸長量的正確說法是:兩桿的( A、D )。

    (A)相同; (B)不同;

    (C)相同; (D)不同。

    二、8 題 圖

    鋼桿

    鋁桿

    9、 下列幾種不同形狀的截面上都存在My和Mz兩個彎矩時,公式(式中y、z為各截面的兩根形心主軸,Wy和Wz分別為各截面的兩個抗彎截面模量。)只能用于計算( C、D、E )這幾個截面上的最大正應力。

    (A)“圓”形截面; (B)“橢圓”形截面; (C)“工字”形截面;

    (D)“長方形”截面; (E)“正方形”截面。

    10、 一矩形截面立柱的結構及受力如題圖所示,試判斷立柱根部的橫截面上組合了哪

    幾種內力分量?(提示:從以下給出的選項中,選出該截面上不為零的內力分量)。答:(B、D、E、F)。

    (A)軸向拉力+FN; (B)軸向壓力-FN;

    (C)扭矩T; (D)彎矩 Mz ;

    (E)彎矩My; (F)剪力FSy;

    (G)剪力FSz。

    二、10 題 圖

    11、 某圓軸橫截面上的應力分布如題圖所示、(圖中O為截面形心),試判斷該截面上組合了哪幾種內力分量?(提示:從以下給出的選項中,選出該截面上不為零的內力分量)。

    答:( D、F )

    (A) 軸力FN; (B)剪力FSx;

    (C)剪力FSy; (D)彎矩Mz;

    (E)彎矩My; (F)扭矩T。

    二 11 題 圖

    12、 已知空心圓軸所的受外扭力偶為矩M,橫截面上的內力分量為扭矩T,則以下所示四個扭轉切應力分布圖中,哪幾個是正確的?答:( B、C )

    (A)

    (B)

    (C)

    (D)

    二、12 題 圖

    13、 拉桿直徑為d,頭部(大端)直徑為D、厚度為h,若該拉桿受力拉力F作用,校核該拉桿的抗拉強度、抗剪強度和擠壓強度時,用來計算其最大拉應力、名義擠壓應

    力和名義剪切應力的計算式,應分是( A、C、D )。

    (A); (B); (C);

    (D); (E)。

    二、4題 圖

    三、簡單計算題(本大題共11小題)

    解題要求:根據題意,靈活應用工程力學的基本理論和方法,經分析和簡單計算,將所得到的正確計算結果填寫在相應的括號內(本題不用將計算步驟寫在試卷中)。

    1、 用AB、BC兩根鋼索將重為W的物體懸掛在鉛垂墻壁和橫梁構成的直角內,如題圖所示。已知=60°,不計鋼索自重,若兩鋼索所承擔的拉力相等;求出此時AB與墻壁的夾角和兩根鋼索承擔的相等拉力F的大小。

    答:=( 30° );F=(W );

    三、1題 圖

    2、 如題圖所示,剛架ABCD,在A、D鉸接,B處受大小F=400N的水平力作用,

    若不計剛架自重以及各接觸點的摩擦,試求出A、D兩支座對剛架約束力。

    答:FA =( ≈ 447.2N );

    FD =( 200N )。

    三、2題 圖

    3、 AB和BC兩直角折桿組成的平面機構如題圖所示。 兩桿在B端鉸接,A、C均

    為固定鉸鏈支座。有一個力偶矩為M的力偶作用于在BC桿上。若不計各桿自重。試求A、C兩支座的約束力FA和FC。

    答: FA =( ≈0.53 );

    FC =( ≈0.53 )。

    三、3題 圖

    4、 四連桿機構在圖示位置平衡,已知AC=60cm,BD=40cm,作用在BD上的M2=2N·m,求作用在AC上的M1和CD桿的受力FCD。

    答:M1 =( 6 N·m );

    FCD=( 10 N )。

    三、4 題 圖

    5、 對稱屋架ABC如題圖所示,A為固定鉸鏈支座,B為滾動鉸鏈支座,屋架重W,受的風壓可視為垂直于AC并沿AC全長l均布的載荷,分布集度為q,若已知:l=6m、 W

    =100kN、q=1.5kN/m。試求A、B兩支座約束力的大小。

    答:FAx=( 4.5 kN(←) )

    FAy=( 55.2 kN(↑) )

    FB=( 52.6 kN(↑) )

    三、5題圖

    6、 階梯形桿件BCD受力如題圖所示,其中F=20kN,桿件兩段的橫截面面積和桿長分別為:A1=2A2=100mm2、l1=l2=300 mm,桿件材料的彈性模量E=200GPa。求桿內的最大正應力和軸向總變形量。

    答:

    =( -400 MPa );

    =( -0.3 mm )。

    三、6 題 圖

    7、 題圖所示平面桁架,由材料、面積相同的兩桿構成,已知兩桿的橫截面積A=200mm,材料的彈性模量E=200GPa。在節點C處圖示載荷F作用下,測得桿1和

    桿2的縱向線應變分別為:、,求載荷F及其方位角的大小。

    答: F=( 21.2 kN )

    =( 10.9° )

    三、7題圖

    8、 如題圖所示,空心軸AB兩端受扭力偶之矩為M。若已知軸的:l=2.7m,D=

    100mm,d=50mm,AB兩端面間的相對扭轉角=1.8°,材料的剪切彈性模量G=80GPa。求:該軸內的最大剪應力的大小和軸兩端所受的扭力偶矩M的大小。

    三、8題 圖

    答:≈( 46.5 MPa ); M ≈( 8.6 kN·m )

    9、 空心圓軸AB,受力如題圖所示。已知:MA=300N·m,MB=200N·m,MC=500N·m,

    軸用材料的剪切彈模量G=100GPa;軸長l=2m,外徑D=50mm,內徑d=30mm。求該軸內部最大剪應力以及A、B兩端面相對扭轉角的大小

    三9 題 圖

    答:≈( 14.04MPa ); ≈( 0.94×10-3 rad≈0.054° )

    10、 直徑為d的實心鋼制圓截面直角拐軸ABC的相關尺寸及受力情況如題圖所示。

    若材料的許用應力為。試用第三和第四強度理論完成該軸的強度條件(計算式)。

    答:=()≤;

    =()≤。

    三、10 題 圖

    11、 已知某點應力狀態如題圖所示(圖中各應力分量的單位均為MPa),試分別用第

    三和第四強度理論求出其兩個相當應力和的大小。

    答:=( 100 MPa );

    =( 91.65 MPa );

    三、11題 圖

    四、綜合計算題(本大題共4小題)

    解題要求:本題必須寫出有效分析和解題步驟,評分時將按步驟評定。

    1、 題圖所示為某水輪機主軸示意簡圖,若已知:水輪機輸出功率P=63000kW、轉速n=210r/min。主軸所受軸向推力F=5000kN,轉輪重G1=500kN,主軸自重G2=450kN,主軸內徑d=250mm,外徑D=650mm,材料的許用應力=120MPa。試用第三強度理論求出主軸危險點的相當應力并校核主軸的強度。

    解:

    四、1 題 圖


    2、 直徑d =1m,重量G=10 kN的圓柱體支承在AB、CD兩桿構成的支架上,兩桿在H處鉸接,拉繩(EF)材料的許用拉應力=40 MPa,支架有關尺寸如題圖所示。

    a) 求拉繩EF所承受的拉力

    b) 確定拉繩EF的直徑。

    四、2題 圖


    3、 題圖所示No16工字鋼制成的簡支梁受集中力F作用,結構尺寸如題圖所示。已知:l=1.5m,a=1m,材料的彈性模量E=210GPa,現用標距s=20mm的應變儀,在梁的C-C截面下邊緣測得縱向伸長量=0.008mm,求:

    1) 畫出該梁的剪力圖與彎矩圖。

    2) 求出集中力F的大小。

    解:

    四、3 題 圖

    4、
    外伸梁的受力及有關尺寸如題圖所示:已知梁的截面為的矩形截面,材料的彈性模量E=200MPa。

    1) 求C、D兩支座的支承反力

    2) 畫出該梁的剪力圖和彎矩圖。確定最大剪力和最大彎矩。

    3) 求出該梁橫截面上的最大彎曲正應力和最大彎曲剪應力。

    四、4題圖


    第四題參考答案:

    四、1題解:

    3) 外力及內力分析:根據已知條件,該軸受拉、扭組合變形,橫截面上的兩個內力分量分別為:

    軸力:;扭矩:

    4) 危險截面上的應力分析:

    該危軸險點應力狀態如單元體(圖b)所示。其中:

    5) 用第三強度理論校核軸的強度:

    =120MPa

    答:該軸滿足第三強度理論的強度要求。


    四、2題解:

    1) 以整體為研究對象,求地面對支架的支撐力FC。(或FA)

    1 畫出支架整體的受力圖(a)。

    2 列、解平衡方程:

    2) 以圓柱體為研究對象,求支架對圓柱的支撐力FN1。(或FN2)。

    1 畫出圓柱體的受力圖(b)。

    2 列、解平衡方程:

    圖(a)

    圖(b)

    圖(c)

    3) 以CD(或AB)桿為研究對象,求繩索EF所承受拉力T。

    1 畫出CD(或AB)桿的受力圖,并建立有關坐標坐標系,如圖(c)。

    2 列、解平衡方程,拉繩 EF所承受的拉力。

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