对工程力学的认识
工程力学是什么？
工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。工程力学主要研究平衡现象，如气体、液体、固体的状态方程，各种热力学平衡性质和化学平衡的研究等。对于这类问题，工程力学主要借助统计力学的方法。
工程力学对非平衡现象的研究包括四个方面：一是趋向于平衡的过程，如各种化学反应和弛豫现象的研究；二是偏离平衡状态较小的、稳定的非平衡过程，如物质的扩散、热传导、粘性以及热辐射等的研究；三是远离于衡态的问题，如开放系统中所遇到的各种能量耗散过程的研究；四是平衡和非平衡状态下所发生的突变过程，如相变等。解决这些问题要借助于非平衡统计力学和不可逆过程热力学理论。
工程力学的研究工作，目前主要集中三个方面：高温气体性质，研究气体在高温下的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质、辐射性质以及与各种动力学过程有关的弛豫现象；稠密流体性质，主要研究高压气体和各种液体的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质以及相变行为等；固体材料性质，利用微观理论研究材料的弹性、塑性、强度以及本构关系等
现阶段，数值分析已经成为岩土工程开挖与结构建造动态过程模拟、工程结构优化设计和稳定性分析的最有利手段。本研究方向主要研究各种数值分析方法，包括有限元法、边界单元法、离散单元法、不连续变形分析法和问题反分析方法和优化设计等在岩土和结构工程中的应用。重点在于应用上述方法合理、准确地模拟和分析、解决岩土和结构工程中的实际问题。要求培养的人才必须具有坚实的数学、力学基础，通晓数值分析的基本原理和方法，有不断发展现有的分析理论和技术，使之具有更加广泛的实用性和更高的精度的能力。同时还应具有编制实用程序软件的能力。
这门专业的就业前景怎么样呢？
本专业是力学与现代机械、水利、土木、生物、材料、航空航天工程应用相结合的综合性专业，研究机器与结构的设计思想和分析方法，应用理论、计算和实验等手段为设计的可
靠性和经济性提供科学的依据，在国民经济建设中起重要作用。本专业毕业生是上述领域中企业和研究单位必需的人才。
它的培养目标就是让学生具有以下能力，应具有雄厚的数学、力学理论基础和分析能力；熟练掌握理论、计算和实验等研究方法和工具。在企业及研究机构中，能够成为厚基础、宽口径、胜任强度、振动和计算机仿真等方面与力学相关的工程设计、技术开发及技术管理等工作的高级技术人员，并为培养高层次力学研究及软件开发人才打下基础。
这个专业还有自己的特色，重视工程中常用的基础方法训练，具有适应面广阔的特点。主要培养方向为：结构分析软件应用方向，突出国际知名软件的应用和特殊分析软件开发方面的培养；结构工程方向，突出对建筑、水利和机械结构的强度与安全进行分析方面的培养。
。对于这个专业的就业情况，毕业生可在机械、土木、水利工程类企、事业单位从事设计、计算和强度分析等工作，在研制工程应用软件的高新技术公司中从事软件设计工作，在科技、教育部门从事科研、教学工作。也可以继续攻读力学、机械、土木与经济管理学科的研究生。
我们如何学好这门课呢？
1. 需要的预备知识：力学和数学是密切相关的，因此要想学好工程力学必须首先掌握相关的高等数学知识。工程力学中涉及到的高等数学的主要知识点包括函数和极限、导数和积分、空间解析几何与向量代数等，在工程力学的相关定义、公式及问题求解过程中经常会涉及上述数学知识，如果缺乏相关数学知识会直接影响工程力学的学习效果。希望在学习工程力学之前以及在学习过程中能够熟练应用上述数学知识。
工程力学中的许多问题是在大学物理的基础进行分析和研究的，学习工程力学之前还应掌握大学物理中力学部分的知识。大学物理中是以质点为主要研究对象（同时也涉及质点系），研究其受力及运动规律。工程力学是在大学物理基础上的延伸和扩展，以刚体和变形体（即特殊的质点系和质点系）为研究对象，研究其受力及强度、刚度、稳定性。因此大学物理也上学好工程力学的基础。
2. 学习中的几点建议：
（1）关于学习态度：由于工程力学中涉及到许多数学运算和物理知识，需要考虑的因素比较多，人们在学习工程力学时，常常感到上课老师讲的都懂了，可是一遇到实际问题又无从下手，觉得学起来比较困难，容易厌学。通常，一件事如果没有兴趣是一定做不好的，
态度决定一切，此时，一定要有信心克服学习中遇到的困难，通过努力学好工程力学。
（2）关于学习内容：在工程力学的学习过程中，要把学习的重点放在基本概念、基本定理、基本公式（这些内容详见自学指导书）以及应用工程力学这些基本内容分析解决实际问题上。初学者一般会感到工程力学的基本概念、公式较多，为了更好的理解和掌握这些基本概念和公式，在学习过程中要注意寻找这些基本概念和公式在推导过程及其结论、公式表达式上的相同点和不同之处。例如在推导基本变形横截面上应力计算公式时，仅根据静力关系无法获得应力在横截面上的分布规律，都需要通过实验分析首先研究构件在产生相应基本变形时横截面上变形应满足的关系，再根据变形和力之间的物理关系，找到应力在横截面上的分布规律。又譬如在强度和变形计算中，会遇到很多应力、变形计算公式，这些公式无需死记，要注意抓住这些公式中各项的含义及表达形式上的规律。下面是基本变形时横截面上应力的计算公式：
由上述公式可知：分子中的第一项均是相应的内力，可以用截面法确定；第二项均是所求点所在的位置（轴向拉伸与压缩时，由于应力在截面上上均匀分布的，与点的位置无关，因此公式中没有此项）；分母均是相应的几何性质；这些公式的适用范围都是在线弹性范围内。按照这种方法，这些公式掌握起来就变得简单了、容易了。
（3.）关于作业：做一定数量的习题（详见自学指导书）是学好工程力学所必须的。许多概念和公式可以通过做习题来巩固、掌握、加深理解，更重要的是通过做题可以锻炼和提高分析和解决实际问题的能力。因此，在工程力学的学习工程中要勤思考，多做题。
（本机制三班左彩兵）
习 题 3-1 如图（a ）所示，已知F 1=150N ，F 2=200N ，F 3=300N ，N 200='=F F 。求力系向O 点简化的结果，并求力系合力的大小及其与原点O 的距离d 。 解：（1）将力系向O 点简化 N 6.4375 2300 10 1 200 2 1 150 521012 13 21R -=---=---=∑='F F F F F x x N 6.1615 1300 10 3 200 2 1150 511032 13 21R -=+--=+--=∑='F F F F F y y ()()N F F F y x 5.4666.1616.4372 22R 2R R =-+-='+'=' 设主矢与x 轴所夹锐角为θ，则有 61206 .4376 .161arctan arctan R R '?=--=''=x y F F θ 因为0R <'x F ，0R <'y F ，所以主矢F ＇R 在第三象限。 将力系向O 点简化的结果如 m N 44.2108 .02002.05 1 300 1.02 1 150 08.02.0511.02 1)(3 1 ?=?-?+?=?-?+?==∑F F F M M O O F 1 O 1 'F F 1 200mm F 3 F F 2 y x 1 100mm 80mm 3 1 2(a) 习题3 -1图 (b) (c) M O F ′R θ x y O d F R x y O
图（b ）。 (2)因为主矢和主矩都不为零，所以此力系可以简化为一个合力如图（c ），合力的大小 mm 96.4504596.05 .46644 .21N 5.466R R R ==== ='=m F M d F F o 3-2重力坝的横截面形状如图（a ）所示。为了计算的方便，取坝的长度（垂直于图面）l =1m 。 已知混凝土的密度为×103 kg/m 3，水的密度为1×103 kg/m 3，试求坝体的重力W 1，W 2和水压力P 的合力F R ，并计算F R 的作用线与x 轴交点的坐标x 。 解：（1）求坝体的重力W 1，W 2和水压力P 的大小 kN N dy y dy y q P m N y dy y dy y q 5.9922105.99222 45108.9)45(108.9)()45(108.9)45(8.91011)(32 3 453 4533=?=??=?-?=?=-?=-?????=?? （2）将坝体的重力W 1，W 2和水压力P 向O 点简化，则 kN 5.9922R ==∑='P F F x x kN 3057621168940821R -=--=--=∑='W W F F y y ()kN 7.32145305765.99222 22R 2R R =-+='+'='y x F F F kN N W kN N W 2116810211688.9104.2136)545(2 1 94081094088.9104.218)545(332331=?=?????+= =?=?????+=习题3-2 图 O M O F ′R x y (a) (b) (c) 5m 36m P 15m W 1 W 212m 4m 8m y x 45m O O x y F R x
一、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的在括号中打“×”。） 1、加减平衡力系公理一般不适用于一个变形体。（√） 2、合力一定比分力大。（×） 3、物体相对于地球静止时，它一定平衡；物体相对于地球运动时，它一定不平衡。（×） 4、约束力的作用位置在约束与被约数物体的相互接触处。（√） 5、凡是只受到两个力作用的杆件都是二力杆件。（×） 6、汇交力系中各个力的作用点为同一点。（×） 7、力偶矩的单位与力矩的单位是相同的。（√） 8、力偶不能够合成为一个力，也不能用一个力来等效替代。（√） 9、平面一般力系的主矢与简化中心无关。（√） 10、平面力系与其作用面内的两个不同点简化，有可能得到主矩相等，但力系的主矢和主矩都不为零。（×） 11、平面汇交力系中各力在任意轴上投影的代数和分别等于零，则该力系平衡。（√） 12、一个汇交力系如果不是平衡力系，则必然有合力。（√） 13、在应用平面汇交力系的平衡方程解题时，所选取的两个投影轴必须相互垂直。（×） 14、平面力系的平衡方程可以是三个彼此独立的投影式的平衡方程。（×） 15、材料力学的任务是尽可能保证构件的安全工作。（√） 16、作用在刚体上的力偶可以任意平移，而作用在变形固体上的力偶一般不能平移。（√） 17、线应变是构件中单位长度的变形量。（√） 18、若构件无位移，则其内部不会产生内力。（×） 19、用圆截面低碳钢试件做拉伸试验，试件在颈缩处被拉断，断口呈杯锥形。（√） 20、一般情况下，脆性材料的安全系数要比塑性材料取得小些。（×） 21、胡克定律只适用于弹性变形范围内。（√） 22、塑性材料的应力-应变曲线中，强化阶段的最高点所对应的应力为强度极限。（√） 23、发生剪切变形的构件都可以称为剪切构件。（×） 24、在剪切构件中，挤压变形也是一个次要的方面。（×） 25、构件的挤压面和剪切面一般是垂直的。（√） 26、针对剪切和挤压，工程中采用实用计算的方法，是为了简化计算。（×） 27、受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的外力偶矩有关，而与杆件的材料及其横截面的大小和形状无关。（√） 28、根据平面假设，圆轴扭转时，横截面变形后仍保持平面。（√） 29、轴的受力特点是受到一对大小相等、转向相同、作用面与杆的轴线垂直的力偶的作用。（×） 30、若两梁的跨度、承受载荷及支撑相同，但材料和横截面面积不同，则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。（×） 31、最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。（×） 32、控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。（×） 33、在等截面梁中，正应力绝对值的最大值必然出现在弯矩值最大的截面上。（√） 34、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。（√）
《工程力学》学习心得 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《工程力学》学习心得大二马上就要过去了，在即将过去的一年的大学学习中，我们已经把力学中的理论力学和材料力学都快学习完了。这一年的学习让我了解了许多有关于力的新知识和计算的新方法，老师讲了很多例题的解法，特别是学习的方式更是让我的受益匪浅。 在半年学习力学的过程中，一开始，我以为力学不一定很难，因为很多内容是大学物理里的，所以我应该很容易掌握，但经过一段时间的学习后，我发现它并不是想象中的那么容易，首先，学习内容多，而且有部分特别难。除此之外在学习力学的过程中，还要必须学会画图，学会受力分析。 从老师刚开始老师给我们讲述有关于力学的一些基本知识，并阐明了学习的目标和宗旨到现在将近一年，有时感觉力学容易有时有感觉难。上学期力学考的不是很理想，就是因为有阶段没好好听课，导致材料力学里弯曲变形没学懂，考试前没好好复习，这学期刚开始还是有些吃力，但是后来就慢慢赶上老师的进度，感觉老师应该每次
上课时应该穿插讲一点以前学过的知识来巩固我们以前的知识。 老师也很负责，先把新知识仔细地将一遍，然后再将例题一一讲解一遍，然后挑一两道相似的习题给我们同学现场做，有时还会随意抽同学上黑板做。放学后，老师还会布置一定的作业，到每周力学实验课连同上次力学实验一起交上去。，每次上课都让同学把与上课无关的东西收起来。上课的时候每次做题他都会看看学生的步骤。到考试之前，他还会让我们找个时间来答疑。 通过上学期的学习，我发现其实态度比学习方法更重要，在学习中我们应该端正自己的态度，如果一个学生不能端正自己的态度，大学基本上也学不到多少东西。而且这种心态不能有丝毫松懈，一旦松懈，就得花更长的时间来“补课”。有句话说：“学如逆水行，不进则退。心似平原散马，易放难收。” 上学期力学只考了七十几分，是我对自己有了一个全新的认识。在这学期我一定会好好努力，并且通过自己的努力，争取在期末能得到理想的成绩。给自己即将结束的力学之旅画上一个完整的句号。
3-10 求图示多跨梁支座A 、C 处的约束力。已知M =8kN ·m ，q =4kN/m ，l =2m 。 解：（1）取梁BC 为研究对象。其受力如图(b)所示。列平衡方程 （2）取整体为研究对象。其受力如图(c)所示。列平衡方程 3-11 组合梁 AC 及CD 用铰链C 连接而成，受力情况如图(a)所示。设F =50kN ， q =25kN/m ，力偶矩M =50kN ·m 。求各支座的约束力。 F B kN 1842494902 332, 0=??===? ?-?=∑ql F l l q l F M C C B kN 62431830 3, 0=??+-=+-==?-+=∑ql F F l q F F F C A C A y m kN 32245.10241885.1040 5.334, 022?=??+??-=+?-==??-?+-=∑ql l F M M l l q l F M M M C A C A A
解：（1）取梁CD 为研究对象。其受力如图(c)所示。列平衡方程 （2）取梁AC 为研究对象。其受力如图(b)所示，其中F ′C =F C =25kN 。列平衡方程 F C (b) (c) ′C kN 254 50 252420124, 0=+?=+= =-??-?=∑M q F M q F M D D C kN 254 50256460324, 0=-?=-= =-??+?-=∑M q F M q F M C C D ) kN(252 25225250222021212, 0↓-=?-?-='--= =?'-??-?+?-=∑C A C A B F q F F F q F F M kN 1502 25425650246043212, 0=?+?+='++==?'-??-?-?=∑C B C B A F q F F F q F F M
一．最新工程力学期末考试题及答案 1．(5分) 两根细长杆，直径、约束均相同，但材料不同，且E1=2E2则两杆临界应力的关系有四种答案: (A)(σcr)1=(σcr)2；(B)(σcr)1=2(σcr)2； (C)(σcr)1=(σcr)2/2；(D)(σcr)1=3(σcr)2. 正确答案是. 2．(5分) 已知平面图形的形心为C，面积为A，对z轴的惯性矩为I z，则图形对z1轴的惯性矩有四种答案: (A)I z+b2A；(B)I z+(a+b)2A； (C)I z+(a2-b2)A；(D)I z+(b2-a2)A. 正确答案是. z z C z 1 二．填空题（共10分） 1．(5分) 铆接头的连接板厚度t=d，则铆钉剪应力τ=，挤压应力σbs=.
P/2 P P/2 2．(5分) 试根据载荷及支座情况，写出由积分法求解时，积分常数的数目及确定积分常数的条件. 积分常数 个， 支承条件 . A D P 三．(15分) 图示结构中，①、②、③三杆材料相同，截面相同，弹性模量均为E ，杆的截面面积为A ，杆的长度如图示.横杆CD 为刚体，载荷P 作用位置如图示.求①、②、③杆所受的轴力. ￠ù C D
四．(15分) 实心轴与空心轴通过牙嵌离合器相连接，已知轴的转速n=100r/min，传递的功率N=10KW，[τ]=80MPa.试确定实心轴的直径d和空心轴的内外直径d1和D1.已知α=d1/D1=0.6. D 1
五．(15分) 作梁的Q、M图. qa2/2
六．(15分) 图示为一铸铁梁，P 1=9kN ，P 2=4kN ，许用拉应力[σt ]=30MPa ，许用压应力[σc ]=60MPa ，I y =7.63?10-6m 4，试校核此梁的强度. P 1 P 2 80 20 120 20 52 (μ ￥??:mm)
工程力学课程认识与学习感受 工程力学是一门专业基础课，它不仅是力学学科的基础，而且也是《粉末冶金》和《高分子材料》等后续相关专业课程的基础课。它在许多工程技术领域中有着广泛的应用，学习这门课程是让我们掌握静力学和材料力学的基本概念和研究方法，为学习后继课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件。通过本课程的学习使我们掌握了分析和解决一些简单的工程实际问题的方法。 力的作用与物质的运动是自然界和人类活动中最基本的现象。这正是力学学科研究的对象，从而也奠定了力学在自然科学中的基础地位。工程力学是现代工程科学技术交叉发展的一门力学分支学科，已成为土木、水利、机械、电子与信息、能源与矿山、交通、环境保护、材料与加工、自动化技术、农业、生物、海洋、船舶、石油化工、航空与航天及国防建设等工程科学的基础。工程力学具有广泛性、复杂性和多样性，体现了多学科交叉发展和相互促进，以及力学在解决重大工程技术问题中的基础性和必不可缺少重要的作用。工程力学研究的是有关机械或工程结构的各个组成部分在受外力的情况下发生的变形，分析变形对构件的影响，并设计一些简单的构件，使它满足稳定性的要求。开始学习这门课程，对课本主要知识结构不是很了解的话，就会觉得学习的知识很多，而且公式也非常多，有些公式还很难记，当时感觉就是有点难。对于理科的课程，我觉得最主要的是要抓住其主要的，形成一条线，让它贯穿整个知识结构，然后拖住一些细节知识。学习工程力学的基础是基本假设，在满足工程要求的情况下，提出合理的假设，然后在用简单高等数学分析，推理出一些简单实用的公式。而我一直喜欢的就是对一些简单的公式自己根据已知条件，再用学过的知识推理出公式，这样得出的公式就一般很容易记住，并且对其推理过程也有所掌握，不会乱套。但是力学不象数学那样有要求严格的数学公式，它要求的是满足工程要求，适当的简化公式，简化计算。所以有的时候我们要记住各种公式的适用条件，不能一概而论，否则很容易出错。 通过老师的介绍，我知道了力是物体之间的相互机械作用，明白了静力学是研究作用于物体上的力及其平衡的一般规律。力学的内容好比一条有机结合的知识链，知识点多,前后内容联系强，一环套一环，因此在学习中一旦疏漏了某个环节，就势必要影响到后续课程的学习。在这一个学期的学习过程中，我不仅学到了专业知识，还觉的工程力学这门功课锻炼了我的思维能力。比如说一道题可以有很多种方法,就看那一种比较简便。就我个人而言,我认为要学好结构力学，最关键的还是要多问多听多看多做。多问是指遇到不懂的要问,碰到不会的要问。在课前要做好预习工作。接触新知识,不可避免地会遇到很多较难理解的知识点。我觉得我们可以先向同学提出来，大家讨论。这样不仅可以创造良好的学习气氛，还可以提高大家对结构力学的兴趣，有助于对新知识点的理解。多听是指上课时要听老师讲课，讨论时要听同学提问。很多人只知道上课要认真，但是在其他同学提出问题时却毫不理会，如果
大作业（五） 一、填空题 1、某段梁的内力只有弯矩没有剪力时，该段梁的变形称为（纯弯曲）。如果它的内力既有剪力又有弯矩时称为（横力弯曲或剪切弯曲） 2、提高梁的弯曲强度的措施：（适当布置载荷和支座位置），（选用合理的截面），（采用变截面梁） 3、适当布置载荷和支座位置可以提高梁的弯曲强度，它的目的是（降低最大弯矩m ax M ） 4、合理设计截面形状可以提高梁的弯曲强度，它的目的是（用最小的截面面积A ，使其有更大的抗弯截面模量z W ） 5、为了使梁的中性轴上、下两侧的材料都能发挥作用，对于塑性材料，如果[][]c t σσ=，应选择（上、下对称的截面），这样抗弯更好，但是抗扭差。、对于脆性材料，如果[][]c t σσ<，所以（采用T 字型或上下不对称的工字型截面）。 6、截面的经济程度可用比值（A W z ）来衡量。 7、在所有相互平行的坐标轴中，对（形心轴）的惯性矩为最小。 8、在平行移轴公式A a I I z z 21+=中，z 轴和z1轴互相平行，则z 轴通过（形心轴） 9、对于如图所示的简支梁，在弹性小挠度弯曲中，挠曲线近似微分方程式EI x M dx w d )(22=±左边的正负号为（负号）。 10、对于悬臂梁来说固定端的（挠度和转角）都等于零； 11、对于简支梁或外伸梁来说铰支座上（挠度）等于零，弯曲变形的（对称点）上的转角等于零。 12、只有在（小变形）和（材料服从虎克定律）的情况下，才能使用叠加原理求梁的挠度和转角 13、弯矩为正，挠曲线呈（凹形）；弯矩为负，挠曲线呈（凸形）；弯矩为零的梁，挠曲线呈（直线）。
14、梁的弯曲变形与梁的（受力）、（截面形状）及（截面刚度EI ）有关。 二、选择题 1、矩形截面梁横截面上的最大切应力值为平均切应力的（A ）倍。 A 、1.5 B 、3 4 C 、2 D 、1 2、圆形截面梁横截面上的最大切应力为平均切应力的（B ）倍。 A 、1.5 B 、3 4 C 、2 D 、1 3、圆环形截面梁的最大切应力为平均切应力的（C ）倍。 A 、1. 5 B 、3 4 C 、2 D 、1 4、工字形截面梁腹板上的最大切应力约为腹板上的平均切应力（D ）倍 A 、1. 5 B 、 34 C 、2 D 、1 5、下列情况中不需要进行切应力的强度校核是（ D ） A 、较短的梁（l /h <5） B 、工字型 C 、木梁 D 、较长的梁(l /h >5) 6、已知平面图形的形心为C ，面积为A ，对z 轴的惯性矩为I z ，则图形对z 1轴的惯性矩有四种答案， 正确答案是（D ） A 、A b I z 2+ B 、A b a I z 2)(++ C 、A b a I z )(22-+ D 、A a b I z )(22-+ z z C z 1 7、两根细长杆的直径、约束均相同，但材料不同，且212E E =则两杆临界 应力之间的关系为：（B ） A 、21)()(cr cr σσ= B 、21)(2)(cr cr σσ= C 、2 )()(21cr cr σσ= D 、21)(3)(cr cr σσ= 8、如图所示的简支梁，其截面形心为C ，I z =5.33×10-6m 4。材料的许用拉应力[σt ]=80 MPa ，许用压应力[σc ]=160 MPa ，则梁的最大许用载荷q max 为（ A ）
《建筑力学》复习题 一、选择题 （一）静力学： 1. 以下四种说法，正确的是( )。 A. 受力物体都可视为刚体 B. 平衡的物体都可视为刚体 C. 变形微小的物体都可视为刚体 D. 受力后不变形的物体视为刚体 2、以下有关刚体的四种说法，正确的是( )。 A. 处于平衡的物体都可视为刚体 B. 变形小的物体都可视为刚体 C. 自由飞行的物体都可视为刚体 D. 在外力作用下，大小和形状看作不变的物体是刚体 3、下列静力学公理、原理或定律，对于变形体成立的是( )。 A. 二力平衡公理 B. 加减平衡力系公理 C. 力的可传性原理 D. 作用和反作用定律（或者D.力的平行四边形定理） 4、力的可传性原理是指作用于刚体上的力可在不改变其对刚体的作用效果下( )。 A．平行其作用线移到刚体上任一点 B．沿其作用线移到刚体上任一点 C．垂直其作用线移到刚体上任一点 D．任意移动到刚体上任一点 5. 物系中的作用力和反作用力应是( )。 A. 等值、反向、共线 B. 等值、反向、共线、同体 C. 等值、反向、共线、异体 D. 等值、同向、共线、异体 6．图示杆的重量为P，放置在直角槽内。杆与槽为光滑面接触，A、B、C为三个接触点，则该杆的正确受力图是( )。 7．光滑面对物体的约束力，作用在接触点处，方向沿接触面的公法线，且( )。 A．指向受力物体，恒为拉力 B．指向受力物体，恒为压力 C．背离受力物体，恒为拉力 D．背离受力物体，恒为压力 8、柔索对物体的约束反力，作用在连接点，方向沿柔索（）。 A. 指向被约束体，恒为拉力 B. 背离被约束体，恒为拉力 C. 指向被约束体，恒为压力 D. 背离被约束体，恒为压力 9、力偶（）。 A. 有合力 B. 可以使物体移动和转动 C.只能使物体转动 D.可以和一个力等效 10.力偶（）。 A. 可以使物体移动 B.可以和一个力等效 C. 只能使物体转动 D.可以和一个力平衡 11.平面一般力系向其作用平面内任意一点简化的最终结果可能是（）。 A.一个力，一个力偶，一个力与一个力偶，平衡 B.一个力，一个力与一个力偶，平衡 C.一个力偶，平衡 D.一个力，一个力偶，平衡 F 和一个主矩M O，下列四种情况，属 12、平面一般力系向一点O简化结果，得到一个主矢量 R
不知不觉中，本学期又过大半，同时，学习工程力学这门课程也快一年了。刚开始学时觉得这门课和高中的物理力学没啥大的区别，都是分析力学问题。但是随着深入的学习，慢慢的，发现了这门课程没那么简单，并不只是简单的分析力的构成。 工程力学这门课程包括有理论力学和材料力学两大部分。理论力学主要讲述的是经典力学部分的内容，讲述了静力学和运动学和动力学三大部分。静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学，动力学主要研究了点和刚体的简单运动和合成运动，动力学研究物体的机械运动和作用力之间的关系。材料力学研究物体（变形体模型）在外力作用下的内力、应力、变形及失效规律。 理论力学不像是生物化学，很多知识要靠记忆去扩展，这是一门更多得靠逻辑和推理去构建知识构架的学科。我对需要大量记忆的课程并不擅长，但我喜欢在错综复杂的力学体系中用最基本的东西去思考，解决问题，并想出自己真正有个性的办法，我也觉得这样对自己的智力和思维方式才是有帮助的。而理论力学又不同于以前作为基础学科的物理，其分析的问题更加复杂，更加接近实际，对问题的剖析也更加深刻，因此对思维也提出了更多的挑战，激起人的兴趣。 在具体学习的过程中，自己还是碰到了很多的困难的，有时觉得会烦躁，但最后静下心来好好把书上的内容系统地过一遍，有时甚至往复地看好多遍，直到自己真正理解，成为让自己接受的知识。理论力学的难点不在于知识的多，而是真正要学好这门课，对其中没一点知识必须有足够深的理解，然后各种综合性交叉性的题目也便能很自然得想到用书中不同的知识去解决。自己也便能顺利地去推倒自己想要的结论了。 另外这门课最有特色的地方就是将理论和实际结合起来了，我们不仅在可以学到课本上的内容，同时，我们还可以亲自动手在实验中检验理论。这与以往学习理论力学的过程中有很大的不同，也更加激起了我们的学习兴趣。 工程力学理论性强且与专业课、工程实际紧密联系，是科学、合理选择或设计结构的尺寸、形状、强度校核的理论依据。具有承上启下的作用。所以，学好工程力学，为后续专业课的应用和拓展奠定了很强的理论基础。
3-10求图示多跨梁支座 A 、C 处的约束力。已知 M =8 kN - m q = 4kN/m , l =2m (b) 习题3 - 10图 解：（1）取梁BC 为研究对象。其受力如图（b ）所示。列平衡方程 M B o, F c 21 q 31 色 0 2 9ql 9 4 2 F C 18kN 4 4 （2）取整体为研究对象。其受力如图 （c ）所示。列平衡方程 F y 0, F A F C q 3l 0 F A F C 3ql 18 3 4 2 6kN M A 0, M A M F C 4l q 3l 3.5l 0 M A M F C 4l 10.5ql 2 8 18 4 2 10.5 4 22 32kN m 3- 11组合梁 AC 及CD 用铰链C 连接而成，受力情况如图（a ）所示。设 F =50kN , q = 25kN/m ，力偶矩 M = 50kN - m 求各支座的约束力。 U UnJl. 1 r C F C 1 ------ 1 —2l _— 亠 (c) (a ) q F A I I F C I~I I ■* ------ 21 ------- ----------- 2L -------- l 亠
2 2 2 2 F wiuiMab " " "B'l" " " " L 「B C D F D 习题3- 11图 解：(1)取梁 CD 为研究对 象。 其受力如图 (c)所示。列平衡方程 M C 0, F D F D 2q M 2 25 50 25kN M D 0, F C F C 6q 4 2 5 50 25kN (2)取梁AC 为研究对象。 其受力如图 (b)所示，其中 F ' c =F c =25kN 。列平衡方程 M B 0, 2 1 F C 2 F A F 2q 2F C 50 2 25 2 25 25kN() M A 0, F B 3 F C 4 0 F B 6q 4F C 50 6 25 4 25 150kN
二．判断题 1.受两个力作用的杆件一定是二力杆。（） 2.作用在刚体上的力，其作用线可在刚体上任意平移，其作用效果不变。（） 3.合力的作用与它各分力同时作用的效果相同时，合力一定大于分力。（） 4.平面上力对点之矩为代数量。（） 5.力偶在任一轴上的投影等于零。（） 6.力偶矩与矩心的位置有关。（） 7.约束力的方向与物体被限制的运动方向相反。（） 8.如果物体系统处于平衡状态，则物体系统内的各物体也一定处于平衡状态。（） 9.作用于物体上的主动力合力，其作用线与接触面法线间的夹角小于或等于摩擦角时物体就能平衡。（） 10.对于空间力系，当力与某轴平行时，力对该轴之矩为零。（） 11.拉伸变形时，杆的长度越大，变形越大。（） 12.拉（压）杆的危险截面一定是横截面积最小的截面。（） 13.对于塑性材料，常用抗拉（压）强度作为极限应力。（） 14.正应力的受力面总是与内力垂直。（） 15. 外力为正值时，梁横截面上弯矩为正。（） 16.梁弯曲时，中性轴不发生变形。（） 17.梁弯曲时，离中性轴越远，正应力越大。（） 18.压杆的柔度值越大，其临界应力就越大。（） 19.把柔度λ≤λp的压杆称为大柔度杆。（） 20.在横截面积保持不变时，把实心截面改成空心截面，可提高压杆的稳定性。（） =0。（） 21.构件受冲击时，当h=0时，动荷系数K d 22.在冲击力的作用下，构件发生断裂的现象叫疲劳失效。（） 表示是对称循环下的持久极限。（） 23.σ -1 24.刚体做平动时，刚体上各点的速度相同。（） 25.刚体定轴转动时，半径越大，速度越大。（） 26.平面图形上任意两点的速度在这两点连线上的投影相等。（） 27.刚体做平面运动时，速度瞬心的速度为零。（） 28.刚体对任意轴的转动惯量，等于对质心轴的转动惯量再加上刚体的质量与这两轴间距离平方的乘积。（） 29.当力矩为常量时，力矩对转动刚体所做的功等于该力矩与刚体相应转角的乘积。（） 30.刚体平面运动时的动能等于刚体随质心平动的动能与刚体绕质心转动的动能之和。（）
一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1. 作用力与反作用力是一组平衡力系。 ( ) 2. 两个力在同一轴上的投影相等，此两力相等。 ( ) 3. 有摩擦力时，全约束力与法线间的夹角称为摩擦角。 ( ) 4. 柔性约束的约束反力，其作用线是沿柔索轴向，指向可任意假设。 ( ) 5. 光滑铰链类约束反力，可以用任意两个相互垂直的分力表示。 ( ) 6. 光滑接触面类约束反力，其作用线沿支承面公法线方向，指向可任意假设。 ( ) 7. 活动铰支座约束反力，其作用线沿支承面公法线方向，指向可任意假设。 ( ) 8. 如图一矩形刚板，长边为a ，短边为b ，为使刚板转一角度，须施加一力偶，此力偶沿短边施加最省力。 ( ) 9. 在保持力偶矩不变的前提下，力偶可在同一平面内，或相互平行的平面内任意移动，不改变力偶对刚体的作用效果。 ( ) 10. 一般脆性材料的抗压强度比抗拉强度小。 ( ) 11. 在连接件上，剪切面和挤压面分别垂直和平行于外力方向。 ( ) 12. 矩形截面梁弯曲时，在横截面的中性轴处的正应力最大。 ( ) 13. 材料和横截面积相同，扭转时空心圆筒比实心圆轴承载能力更强。 ( ) 14. 从弯曲强度的角度考虑，梁横截面合理设计的原则是：采用抗弯截面模量与截面积之比尽 可能大的截面。 ( ) 15. 作用力与反作用力是一对平衡力系。 ( ) 16. 静力学和材料力学研究的对象都是刚体。 ( ) 17. 力系的合力一定比各分力大。 ( ) 18. 剪切工程计算中，剪切强度极限是真实应力。 ( ) 19. 工程上通常把延伸率δ≥5%的材料称为脆性材料。 ( ) 20. 线应变 的单位是长度。 ( ) 21. 几何形状完全相同的两根梁，一根为钢材，一根为铝材。若两根梁受力情况也相同，则它们的弯曲应力相同，弯曲变形也相同。 ( ) 22. 在单元体两个相互垂直的截面上，剪应力大小可以相等也可以不等。 ( ) 23. 梁端铰支座处无集中力偶作用，该端的铰支座处的弯矩必为零。 ( ) 24. 梁的最大挠度处横截面转角一定等于零。 ( ) 25. 压杆的临界压力（或临界应力）与作用载荷大小有关。 ( ) 二、填空题 1. 力对物体的作用效果一般分为 _____ 效应和 _____ 效应。 2. 力的平移定理的适用条件是 。 3. 平面汇交力系有 个独立的平衡方程；平面力偶系有 个独立的平衡方程；平面一般力系有 个独立的平衡方程。
工程力学学习心得 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
不知不觉中，本学期又过大半，同时，学习工程力学这门课程也快一年了。刚开始学时觉得这门课和高中的物理力学没啥大的区别，都是分析力学问题。但是随着深入的学习，慢慢的，发现了这门课程没那么简单，并不只是简单的分析力的构成。 工程力学这门课程包括有理论力学和材料力学两大部分。理论力学主要讲述的是经典力学部分的内容，讲述了静力学和运动学和动力学三大部分。静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学，动力学主要研究了点和刚体的简单运动和合成运动，动力学研究物体的机械运动和作用力之间的关系。材料力学研究物体（变形体模型）在外力作用下的内力、应力、变形及失效规律。 理论力学不像是生物化学，很多知识要靠记忆去扩展，这是一门更多得靠逻辑和推理去构建知识构架的学科。我对需要大量记忆的课程并不擅长，但我喜欢在错综复杂的力学体系中用最基本的东西去思考，解决问题，并想出自己真正有个性的办法，我也觉得这样对自己的智力和思维方式才是有帮助的。而理论力学又不同于以前作为基础学科的物理，其分析的问题更加复杂，更加接近实际，对问题的剖析也更加深刻，因此对思维也提出了更多的挑战，激起人的兴趣。 在具体学习的过程中，自己还是碰到了很多的困难的，有时觉得会烦躁，但最后静下心来好好把书上的内容系统地过一遍，有时甚至往复地看好多遍，直到自己真正理解，成为让自己接受的知识。理论力学的难点不在于知识的多，而是真正要学好这门课，对其中没一点知识必须有足够深的理解，然后各种综合性交叉性的题目也便能很自然得想到用书中不同的知识去解决。自己也便能顺利地去推倒自己想要的结论了。
第十四章 组合变形 习 题 14?1 截面为20a 工字钢的简支梁，受力如图所示，外力F 通过截面的形心，且与y 轴成φ角。已知：F =10kN ，l =4m ，φ=15°，[σ]=160MPa ，试校核该梁的强度。 解：kN.m 104104 1 41=??== Fl M kN.m;58821510kN.m;65991510.sin φsin M M .cos φcos M M y z =?===?==οο 查附表得：3 3 cm 531cm 237.W ;W y z == 122.9MPa Pa 10912210 5311058821023710569966 3 63=?=??+??=+=--....W M W M σy y z z max []σσmax <，强度满足要求。 14?2 矩形截面木檩条，受力如图所示。已知：l =4m ，q =2kN/m ，E =9GPa ，[σ]=12MPa ， 4326'=οα，b =110mm ，h =200mm ，200 1][=l f 。试验算檩条的强度和刚度。 z
解：kN.m 4428 1 8122=??== ql M kN.m;789143264kN.m;578343264.sin φsin M M .cos φcos M M y z ='?==='?==οοm ...W ;m ...W y z 424210033411022061 10333722011061--?=??=?=??= MPa 329Pa 1032910 033410789110333710578364 343......W M W M σy y z z max =?=??+??=+=-- []σσmax <，强度满足要求。 m ...sin EI φsin ql f m ...cos EI φcos ql f y y z z 33 943433 943410931411022012 1 1093844326410253845100349220110121 1093844326410253845--?=?????'????==?=?????' ????= =οο mm ..f f f y z 4517104517322=?=+= - 200 1 2291< =l f ，所以挠度满足要求。 14?3 一矩形截面悬臂梁，如图所示，在自由端有一集中力F 作用，作用点通过截面的形心，与y 轴成φ角。已知：F =2kN ，l =2m ，φ=15°，[σ]=10MPa ，E =9GPa ，h/b =1.5，容许挠度为l /125，试选择梁的截面尺寸，并作刚度校核。 解： =M kN.m;0351154kN.m;8643154.sin φsin M M .cos φcos M M y z =?===?==οο []62 3 2310106 110035*********?=≤?+?=+=σhb .bh .W M W M σy y z z max 将h/b=1.5代入上式得：mm b 113≥;则mm h 170≥。 取b=110mm;h=170mm z
全国2003年10月高等教育自学考试 工程力学（一）试题 课程代码：02159 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．如图所示重为G 的物块，放在光滑水平支承面上。物块对水平支承面的压力为N F ，水平 支承面对物块的约束反力为N F '，则构成平衡力的两个力应为（ ） A ． G 与N F B ．G 与N F ' C ．N F 与N F ' D ． G 与N F 和N F 与N F ' 2．如图所示，两绳AB 、AC 悬挂一重为P 的物块，已知夹角 90=ν<β<α,若不计绳重，当 物块平衡时，将两绳的张力AB F 、AC F 大小相比较，则有（ ） A ．AC A B F F > B ．A C AB F F < C ．AC AB F F ＝ D ．无法确定 3．如图所示，在铅垂面内的一块圆板上刻有三道直槽AO 、 BO 和CO ，三个质量相等的小球M 1、M 2、M 3在重力作用下，自静 止开始同时从A 、B 、C 三点分别沿各直槽运动，不计摩擦， 则 （ ） A ．小球M 1先到O 点 B ．小球M 2先到O 点 C ．小球M 3先到O 点 D ．三球同时到达O 点
4．如图所示，匀质细杆长度为2L ，质量为m ，以角速度ω绕通过O 点且垂直于图面的轴作定轴转动，其动能为 A ．2261ωmL B ．223 1ωmL C ．223 2ωmL D ．223 4ωmL 5．如图所示，质量为m 的物块置于光滑水平面上，若相互连接的两根水平弹簧的刚度系数分别为k 1和k 2,则系统的固有频率为（ ） A ．) (2121k k m k k + B ． 2121)(k k k k m + C ．m k k 21+ D ． 21k k m + 6．轴向拉伸或压缩时，直杆横截面上的内力称为轴力，表示为（ ） A ．N F B ．T C ．Q F D ．jy F 7．低碳钢冷作硬化后，材料的（ ） A ．比例极限提高而塑性降低 B ．比例极限和塑性均提高 C ．比例极限降低而塑性提高 D ．比例极限和塑性均降低 8．两根长度相同的圆轴，受相同的扭矩作用，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则第一根轴与第二根轴最大切应力之比为（ ） A ．2:1 B ．4:1 C ．8:1 D ．16:1 9．研究一点应力状态的任务是（ ） A ．了解不同横截面上的应力变化情况 B ．了解某横截面上的应力随外力的变化规律 C ．求某一截面上的应力 D ．找出一点在不同方位截面上的应力变化规律 10． 若等直细长压杆在强度计算和稳定性计算中取相同的安全系数，则下列叙述中正确的是（ ）
《工程力学与建筑结构》课程技能考试 不知不觉中，本学期又过大半，同时，学习工程力学这门课程也快一年了。刚开始学时觉得这门课和高中的物理力学没啥大的区别，都是分析力学问题。但是随着深入的学习，慢慢的，发现了这门课程没那么简单，并不只是简单的分析力的构成。 工程力学这门课程包括有理论力学和材料力学两大部分。理论力学主要讲述的是经典力学部分的内容，讲述了静力学和运动学和动力学三大部分。静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学，动力学主要研究了点和刚体的简单运动和合成运动，动力学研究物体的机械运动和作用力之间的关系。材料力学研究物体（变形体模型）在外力作用下的内力、应力、变形及失效规律。 理论力学不像是生物化学，很多知识要靠记忆去扩展，这是一门更多得靠逻辑和推理去构建知识构架的学科。我对需要大量记忆的课程并不擅长，但我喜欢在错综复杂的力学体系中用最基本的东西去思考，解决问题，并想出自己真正有个性的办法，我也觉得这样对自己的智力和思维方式才是有帮助的。而理论力学又不同于以前作为基础学科的物理，其分析的问题更加复杂，更加接近实际，对问题的剖析也更加深刻，因此对思维也提出了更多的挑战，激起人的兴趣。 在具体学习的过程中，自己还是碰到了很多的困难的，有时觉得会烦躁，但最后静下心来好好把书上的内容系统地过一遍，有时甚至往复地看好多遍，直到自己真正理解，成为让自己接受的知识。理论力学的难点不在于知识的多，而是真正要学好这门课，对其中没一点知识必须有足够深的理解，然后各种综合性交叉性的题目也便能很自然得想到用书中不同的知识去解决。自己也便能顺利地去推倒自己想要的结论了。 另外这门课最有特色的地方就是将理论和实际结合起来了，我们不仅在可以学到课本上的内容，同时，我们还可以亲自动手在实验中检验理论。这与以往学习理论力学的过程中有很大的不同，也更加激起了我们的学习兴趣。 工程力学理论性强且与专业课、工程实际紧密联系，是科学、合理选择或设计结构的尺寸、形状、强度校核的理论依据。具有承上启下的作用。所以，学好工程力学，为后续专业课的应用和拓展奠定了很强的理论基础。 .1
工程力学(天津大学)第4章答案
4-1 如图所示，铅垂轴上固结一水平圆盘，圆盘半径为R ，OB =h 。在圆盘的边缘上C 、D 两点分别作用力F 1和F 2，F 2平行于yBz 面，ED 平行于y 轴，α、β均为已知。试分别写出力F 1及F 2对各坐标轴之矩。 解： ) cos cos sin (cos sin cos )(2222βαβα ββ-=?+?-=R F R F h F M x F α βα βsin sin sin sin )(222R F R F M y =?=F α βα βsin cos sin cos )(222R F R F M z =?=F 4-2 匀质矩形平板重G =20kN ，用过其重心铅垂线上D 点的三根绳索悬在水平位置。设DO =60cm ，AB =60cm ，BE =80cm ，C 点为EF 的中心。求各绳所受的拉力。 E x y F F A B h O C α β 习题 z D 0 )(0 )()(1111==-=F F F z y x M M h F M
解：取矩形平板为研究对象，其上受一汇交于D 点的空间汇交力系作用，连接DH 、DI 、DJ ，如图b 所示。列平衡方程 习题 ( (
由（1）（2）（3）式联立解得 4-3图示空间构架由三根无重直杆组成，在D 端用球铰链连接，A 、B 和C 端则用球铰链固定在水平地面上。如果挂在D 端的物重P =10kN ，试求铰链A 、B 和C 的约束力。 kN 02.12kN 51.6===C B A F F F () () () 302052 106061106061106000 205210406110406110400, 01, ,0, 0=-++=-++==-+=-+==∴===-=∑∑∑C B A C B A z C B A C B A x B A B A y F F F G DC DO F DB DO F DA DO F F F F F DO CO F BD BJ F AD AI F F F F BD AD BH AH BD BH F AD AH F F
第一章静力学基础 一、判断题 1-1、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。（）1-2、作用在同一刚体上的两个力,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。( ) 1-3、静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理仅适用于刚体。( ) 1-4、二力构件是指两端用铰链连接并且指受两个力作用的构件。( ) 1-5、对刚体而言，力是滑移矢量，可沿其作用线移动。（）1-6、对非自由体的约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向相反。（）1-7、作用在同一刚体的五个力构成的力多边形自行封闭，则此刚体一定处于平衡状态。（）1-8、只要两个力偶的力偶矩相等，则此两力偶就是等效力偶。（）二、单项选择题 1-1、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 1-2、力的可传性（）。 A、适用于同一刚体 B、适用于刚体和变形体 C、适用于刚体系统 D、既适用于单个刚体，又适用于刚体系统 1-3、如果力F R是F1、F2二力的合力,且F1、F2不同向，用矢量方程表示为 F R= F1+ F2，则三力大小之间的关系为()。 A、必有F R= F1+ F2 B、不可能有F R= F1+ F2 C、必有F R＞F1, F R＞F2 D、必有F R＜F1, F R＜F2 1-4、作用在刚体上的一个力偶，若使其在作用面内转移，其结果是（）。 A、使刚体转动 B、使刚体平移 C、不改变对刚体的作用效果 D、将改变力偶矩的大小 第二章平面力系 一、判断题 2-1、平面任意力系向作用面内任一点简化，主矢与简化中心有关. （）2-2、平面任意力系向作用面内任一点简化，主矩与简化中心有关。( ) 2-3、当平面一任意力系对某点的主矩为零时,该力系向任一点简化的结果必为一个合力。( ) 2-4、当平面一任意力系对某点的主矢为零时,该力系向任一点简化的结果必为一个合力偶。( ) 2-5、某一平面任意力系向A点简化的主矢为零，而向另一点B简化的主矩为零，则该力系一定是平衡力系。（）