工程力学专业毕业生答辩基础知识试题100题及答案
1. 什么是压杆的完善体系和非完善体系？两种体系所对应的失稳形式是什么？1答：所谓压杆的完善体系是指杆件的轴线是理想的直线（没有初曲率），荷载是理想的轴心受压荷载（没有初偏心）。压杆的非完善体系是指具有初曲率或承受偏心荷载的压杆。
完善体系所对应的失稳形式是分支点失稳，非完善体系所对应的失稳形式是极值点失稳。
2. 确定结构失稳临界荷载有静力法和能量法两种计算方法，什么否静力法和能量法？静力法中的平衡方程和能量法中的势能驻值条件有什么关系？
2 答：静力法是指根据临界状态的静力特征所提出的方法，而能量法是指根据临界状态的能量特征所提出的方法。能量法中的势能驻值条件等价于静力法中的平衡方程。
3. 能量法求解多自由度体系临界荷载的步骤是怎样的？
3答：能量法求解多自由度体系临界荷载的步骤为：先写出势能表达式，建立势能驻值条件，然后应用位移有非零解的条件，得出特征方程，得出荷载的特征值，最后在特征值中选取最小值，即得临界荷载。
4. 什么是真实位移和可能位移？
4答：真实位移是既满足变形协调条件，又满足静力平衡条件的位移；可能位移是指连续的满足杆端位移条件，但不一定满足平衡条件的位移。
5. 什么是二阶内力？计算杆件的二阶内力时，应考虑哪些因素的影响？
5答：建立平衡方程或平衡微分方程时，如果考虑结构变形而引起的几何尺寸的改变，即在变形后的平衡状态上建立方程，由此而求得的内力称为二阶内力。影响杆件二阶内力的变形主要是弦转角 和挠度w。
6.在轴向拉压变形中，杆内只存在正应力，这句话是否正确？并说明原因。6．答：这句话不正确。拉压杆横截面上只存在正应力，不存在切应力，但斜截面上通常都存在切应力。
7.细长压杆稳定临界压力与杆件什么有关。
7．答：细长杆临界压力与压杆的尺寸、材料、杆端约束有关。
8．拉压胡克定律有几种表达方式？其应用条件是什么？
8. 答：有两种表达方式：①εσE =；②EA
l F l N =?。两个公式计算变形时都要求构件处于线弹性阶段即p σσ≤，第2个公式还需要满足在杆长内，A E F N ,,不变。
9． 在进行强度计算时所用到的许用应力[]σ如何定义？
9．答：许用应力是根据实验测定的极限应力除以安全系数得到的。脆性材料取强度极限，塑性材料取屈服极限。
10. 计算超静定结构时，如何建立相当系统？需要列几个关系求解？
10．答：在原来的超静定结构中，去掉多余约束，用相应的约束力代替得到的新结构为原超静定结构的相当系统；求解超静定问题一般需要建立3个关系：静力关系，几何关系，物理关系。
11. 切应力互等定理只有材料处于线弹性范围才成立？这句话对吗？并说明理由。
11．答：推导切应力互等定理时只用到了平衡条件，没有涉及材料是否处于线弹性，因此，只要处于平衡状态，切应力互等定理就成立。
12. 铸铁圆试件扭转时沿哪个面破坏？并分析其破坏原因。
12．答：铸铁试件扭转时沿45度发生破坏，是由于此截面最大拉应力作用的结
果。
13. 纯弯曲时，梁内与轴平行的各层纤维将发生什么变化？什么是中性层？中性轴？中性轴在横截面上什么地方？
13．答：纯弯曲变形时，位于梁凸的一侧处于拉伸状态，凹的一侧处于压缩状态；
处于交界的部位称为中性层，中性层即不伸长也不缩短。中性层与横截面的交线称为中性轴。
14. 在写剪力方程和弯矩方程时，函数的定义域在什么情况下是开区间、什么情况下是闭区间？
14．答：在写剪力方程时，集中力作用处剪力要突变，此处为方程间断点为开区间；在写弯矩方程时，集中力偶作用处弯矩要突变，此处为方程间断点为开区间。
15. 梁的挠曲线近似微分方程的应用条件是什么？
15答：在推导挠曲线近视微分方程时用到了EI
M =ρ1
，而推导此公式时用到了物理关系εσE =，所以挠曲线近视微分方程要求构件处于线弹性阶段。
16. 在材料力学中，经常运用叠加原理进行计算，试问叠加原理的适用条件。 16答：叠加原理是材料力学的计算中经常使用的方法，要求应用此方法时需要满足两个条件：①构件处于小变形；②所求参数与外荷载之间是线性关系。
17. 什么是应力状态？应力状态分为几种：根据什么分类？
17答：受力构件内一点处不同方位截面上应力的集合，称为一点处的应力状态。应力状态根据主应力的取值分为三类：三个主应力只有一个不等于0时称为单向应力状态，两个不等于0时称为平面应力状态，三个全不等于0称为空间应力状态。
18. 天气较冷时，往玻璃杯中注入沸水时，玻璃杯发生破裂？请问杯子从内壁还是从外壁先裂？
18答：沸水注入玻璃杯后，内壁温度显然高于外部温度，因而壁内部有膨胀变形的趋势，但壁外部限制了此变形，所以内壁产生压应力，壁内部的膨胀变形迫使壁外部伸长，故其产生拉应力。而玻璃是脆性材料，抗拉性较差，所以先从受拉侧破坏，即从外壁开始裂。
19. 运用强度理论进行强度计算时，脆性材料一般选择一、二强度理论，塑性材料一般选择三、四强度理论？这种选择方法是否正确？并说明理由。
19答：强度理论是按照破坏形式进行选择的，发生脆性断裂选一、二强度理论，发生屈服破坏选择三、四强度理论。塑性材料一般发生屈服破坏所以选择三、四强度理论，但有一种情况即处于三向受拉时发生短裂破坏，这时应选择一强度理论。所以并不能按照材料来选强度理论。
20. 在什么条件下，莫尔积分法可以用图形互乘法代替？
20答：在莫尔积分dx M M l
?中，只要()x M 、)(x M 有一个是线性，此积分就可简化为图形互乘的代数运算。
21．与其他材料的结构相比，钢结构有哪些特点？
（1）材料的强度高，塑性和韧性好。
（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合。
（3）钢结构制作简便，施工周期短。
（4）钢结构的质量轻。
（5）钢结构耐腐蚀性差。
（6）钢材耐热但不耐火。
22．从技术角度看，钢结构的合理应用范围包括哪几方面？
（1）大跨度结构。
（2）重型厂房结构。
（3）受动力荷载影响的结构。
（4）可拆卸的结构。
（5）高耸结构和高层建筑。
（6）容器和其他构筑物。
（7）轻型钢结构。
23．加工对钢构件性能的影响主要表现为哪两类？
（1）常温下加工的塑性变形，即冷作硬化和其后的时效影响。
（2）局部高温的影响，主要是焊接的影响，也有氧气切割的影响。
24．钢结构的极限状态分为哪两种？
（1）承载力极限状态。（2）正常使用极限状态。
25．钢构件的强度破坏是指什么？
构件的某一截面或连接件因应力超过材料强度而导致的破坏。
26．钢结构失稳的原因是什么？
压应力的存在。
27．轴心受压钢构件的失稳形式有哪几种？
（1）弯曲屈曲（2）扭转屈曲（3）弯扭屈曲
28．设计钢结构需处理哪两方面因素？
（1）结构和构件的抗力（2）荷载施加于结构的效应。
29．一阶分析是指什么？
结构在荷载作用下必然有变形，当变形和构件的尺寸相比微不足道时，内力分析按结构的原始位形进行，即忽略变形的影响。
30．钢结构设计的基本原则是什么？
技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。
31 在ANSYS中实体建模有哪些方式？各有什么特点？
31（1）自底向上的建模方式和自顶向下的建模方式。（2）自底向上的建模方式：建模顺序：点--线--面--体；自顶向下的建模方式：建模顺序：直接生成面或体。
32 动力分析与静力分析的不同点？
32静力分析不考虑荷载随时间的变化，结构或构件在不变荷载作用下的反应；动力分析考虑荷载随时间的变化，由动力方程求解结构的反应。动力分析分为确定性分析和非确定性分析，即随机分析。反应由动力荷载和结构本身特性决定。
33 模态分析的常用方法有哪些？
33分块Lanczos法，子空间法，PowerDynamics法，缩减法，非对称法，阻尼法和QR阻尼法等。
34 什么是谐响应？求解有哪些方法？
34谐响应是分析结构在承受随时间变化荷载作用下稳态响应的一种技术。
常用求解方法：完全法，模态叠加法和缩减法。
35 简述谱分析的常用计算过程？
35 1 建立模型 2 计算模态解 3 获得谱解4 扩展模态 5 合并模态6 观察结果。
36 在ANSYS中，BEAM3和BEAM4有何异同？
36两单元都是用来模拟梁在荷载作用下的效应。
不同点：BEAM3为平面梁单元，每个节点有2个平动1个转动3个自由度；而BEAM4为空间梁单元，每个节点有3个平动3个转动6个自由度。
37 非线性分析包括那两种？各有何特点？
答：几何非线性和材料非线性。
几何非线性：由于几何变形导致刚度的改变。
材料非线性：应力超过屈服应力，应力与应变不再满足一一对应的关系，应力应变曲线与变形历史有关。
38 金属材料常有哪些屈服准则？对于混凝土材料使用哪些屈服准则？
38答：金属材料适用：Tresca和Mises屈服准则。
对于混凝土材料适合使用Mohr-Coulumn准则。
39 在ansys中单元列表有何用途？
39答：1 能够进行数学结果运算2 能够访问其他方法无法访问的数据。
40 生成节点和单元的网格划分有哪些步骤？
40答：1 定义单元属性；2 定义单元网格。3生成网格
41．什么是纯滚动? 以圆盘在水平面上沿直线运动为例说明其主要特点。
答：纯滚动就是圆盘的边缘上的点与水平面上直线的点存在一一对应关系，或者说在运动过程中接触点的相对速度为零。
42．某平面力系向A、B两点简化的主矩皆为零，此力系简化的最终结果可能是一个力吗?可能是一个力偶吗?可能平衡吗?
42答某平面力系向A点简化，主矩为零，则此力系简化结果为通过A点的一个力，或平衡。若此力系再向B点简化，主矩也为0 ，则此力系简化的最终结果可能是通过A、B两点的一个力，不可能是一个力偶(零力偶除外)，有可能平衡(若主矢也为零)。
43．某平面力系向同平面内任一点简化的结果都相同，此力系简化的最终结果可能是什么?
43答若主矢主矩均为零，此平面力系向任一点简化的结果均相同，此力系简化的结果为平衡；若主矢为零，主矩不为零，此平面力系向任一点简化的结果均相同，此力系简化的结果为合力偶；若主矢不为零，主矩无论为零还是不为零，此平面力系向任一点简化的结果均相同，这不可能。因此，此力系简化的最终结果可能是一个力偶或平衡力系。
44．“刚体作平动时，各点的轨迹一定是直线或平面曲线；刚体绕定轴转动时，各点的轨迹一定是圆”。这种说法对吗?
44．答刚体作平动时，各点的轨迹不一定是直线或平面曲线，也可以是空间曲线。刚体绕定轴转动时，转轴外各点的轨迹一定是圆(或圆弧)。
45．有人说：“刚体绕定轴转动时，角加速度为正，表示加速转动；角加速度为负，表示减速转动”。对吗，为什么?
45答不对。还应考虑角速度的正负。当角速度、角加速度均为正或负时，为加速转动；当角速度、角加速度正负号不同时，为减速转动。
46 弹性力学基本方程主要从哪几个方面对弹性体进行研究？
46答：主要从静力学、几何关系、物理关系三个方面对弹性体进行研究。 47 弹性力学中主要采用了哪些基本假定？
47答：连续性、完全弹性、均匀性、各向同性及小变形假定。（注意不包含平截面假定）
48 请简要说明平面应力问题的应力与应变有哪些特征。
48答：平面应力问题的应力位于同一平面内，应变是空间的。（即
z ≠0，沿空间
坐标轴的三个坐标轴方向都存在线应变）
49 请简要说明平面应变问题的应力与应变有哪些特征。
49答：平面应变问题的应变为于同一平面内，应力是空间的。（即
z ≠0，沿空间坐标轴的三个坐标轴方向都存在正应力）
50 请说明弹性力学中应力的正负方向规定。
50答：弹性力学中规定正坐标面上的应力以沿坐标轴正方向为正，沿坐标轴负方向为负，负坐标面上的应力以沿坐标轴负方向为正，沿坐标轴正方向为负（或以拉伸正应力为正，压缩正应力为负，切应力的正负向规定同前）。
51 检验平面问题中的位移分量是否为正确解答的条件是什么？
51答：如果位移分量（1）在区域内满足用位移表达的平衡微分方程，（2）在边界上满足位移边界条件，或应力边界条件，即为正确解答；任意一条不满足，不能做为正确解答。
52 检验平面问题中的应力分量是否为正确解答的条件是什么？
52答：应力分量必须满足（1）区域内的平衡微分方程，（2）区域内的相容方程，
（3）边界上的应力边界条件，（4）如果是多连体，还要满足位移单值条件，才能做为正确解答；任意一条不满足，不能做为正确解答。
53 检验平面问题中的应力函数是否为正确解答的条件是什么？
53答：应力函数必须满足（1）区域内的相容方程，（2）边界上的应力边界条件，
（3）如果是多连体，还要满足位移单值条件，才能做为正确解答；任意一条不满足，不能做为正确解答。
54．轴对称问题中，r σ和θτr 分别有什么特点？
54答：r σ与θ无关，θτr 恒为零。
55．极坐标系中，不同位置点的坐标方向是否相同？不同位置点的位移分量的
指向是否相同？
55答：都不相同。
56试解释《结构优化设计》中的概念：设计空间、设计点
56答：以设计变量为坐标轴所构成的空间；设计空间中的点
57 试解释《结构优化设计》中的概念：约束曲面、约束界面
57答：等式约束在设计空间里绘出的一个个面（或一条条线）；可行域的边界58 试解释《结构优化设计》中的概念：最优设计、无约束极值问题
58答：使目标函数值达到最优的可行设计；设计变量可以任意取值，没有约束条件的极值问题
59 试解释《结构优化设计》中的概念：设计变量、目标函数、约束条件
59答优化设计中待确定的某些参数；优化设计时判别优化设计方案优劣标准的数学表达式；优化设计寻求目标函数极值时的某些限制条件；
60 试解释《结构优化设计》中的概念：位移灵敏度、应力灵敏度
60答位移对设计变量的偏导数；应力对设计变量的偏导数
61 优化设计与普通设计的区别是什么？
61答普通设计：只是一个可行设计；结构分析起校核作用；效率低；
优化设计：众多可行方案中最好的方案；效率高；与普通设计具有同样的安全度。
62 无约束优化方法中，有的方法只利用目标函数值f，有的方法除利用目标函
数值f外，还要利用f
',，这些方法各有什么优缺点？
f''
62答只利用目标函数值f：方法简单，程序简单，对目标函数的性质要求低，但求解效率也低。
利用目标函数值f及其导数f
',：方法和程序均较复杂，对目标函数的性
f''
质要求高，求解效率高。
63 序列无约束优化方法（SUMT）的基本思想是什么？
63答序列无约束优化方法（SUMT）的基本思想是：将约束优化问题中的不等式和等式约束函数进行加权转化后，和原目标函数结合起来，构成一个新的目标函数——惩罚函数，求解该新的目标函数的无约束极小值，以期得到原问题的约束最优解。按一定的法则改变加权因子的值，构成一系列的无约束优化问题，逐步逼近原约束优化问题的最优解。
64 灵敏度分析有几种方法？各有何优缺点？
64答差分法、半解析法、解析法。程序依次复杂化，计算精度依次趋高，稳定性依次趋好。
65 遗传算法的基本思想是什么？
65答遗传算法从一个种群（代表问题可能潜在解集）开始，（这个种群由一定数目的个体[一个设计方案或一个解]组成），按照适者生存和优胜劣汰的原理，逐代演化产生出越来越好的近似解。
66.利用刚体系虚位移原理求静定结构约束力的优缺点何在?
66答利用刚体系虚位移原理求静定结构约束力的优点是欲求的约束力变成了主动力，在虚功方程中只有主动力，其它约束力不出现。这是因为如不去掉某一约束，就没有与该约束力相应的虚位移，则其虚功为零。缺点是有些虚位移的计算比较麻烦。
67．在力法计算中可否利用超静定结构作为基本结构？
67答可以。力法计算超静定结构的基本思路是：从原结构中暂时撤去n个多余约束，代以N个未知力，得到基本体系；根据基本体系与原结构变形相同的条件，沿多余未知力的方向可列出n个变形协调方程，即力法方程。解方程即可求得基本未知力，于是原结构的内力可求。当基本结构是静定结构时，柔度系数和自由项是容易计算的。但从力法计算的原理来看，并未要求基本结构必须是静定结构。
若取超静定结构作为基本结构，同样可以根据变形协调条件列出力法方程进行求解。问题是确定力法方程中的柔度系数和自由项，必须使用超静定基本结构的位移公式和内力公式。
68用力法计算超静定结构的解是唯一的吗?
68答是唯一的。超静定结构满足平衡条件的内力解答有无穷多组。既满足平衡条件，又满足变形协调条件的解则是确定唯一的。
69．求力法方程中的系数与自由项时，单位未知力与荷载可否加于不同的基本结构？
69 能。为了简化计算，可以将单位未知力与荷载加于不同基本结构上，力法方程形式不变，内力图结果也相同。
70．在力法计算中，什么情况下可用刚度的相对值?为什么?
70 在荷载作用下，由各向同性、应力与应变成正比的小曲率杆件组成的超静定结构，在用力法计算内力时，各杆刚度可用相对值。在这种情况下，不论结构形式如何，也不论各杆用何种材料，截面形状和尺寸如何．结构中内力分布只与各杆刚度相对值有关，而与绝对值无关。当各杆绝对刚度按同一比例增减时，不影响内力分布。
71. 位移法可否求解静定结构?
71 可以。因为在静定结构中总是存在具有角位移或线位移的结点，其位移就可作位移法基本未知量；对应于每个结点角位移或线位移可建立一个平衡方程；而对于任意单杆总可建立相应的刚度方程。
72. 超静定结构在荷载作用下的内力分布随各部分刚度比值变化的规律是什么？
72一般规律是：相对增加某局部的刚度，则该局部的内力也相对增加，反之则相对减小，在特定情况下，各部分内力分布与刚度分布呈线性关系。
73. 刚架计算中什么情况下需要考虑剪切变形的影响?决定剪切变形影响大小的主要因素是什么?
73一般刚架中杆件截面尺寸与杆长的比值不大，剪切变形对内力和位移的影响都很小，可以忽略。当上述比值(对于矩形截面或圆形截面杆件即为高跨比)较大时，剪切变形的影响应予考虑。例如在计算剪力墙构件时就不能忽略剪切变形。决定剪切变形的主要因素是杆件截面尺寸与杆长比值，同时与截面形状和材料性质也有关。
74．如何用机动法求静定刚架内力的影响线
74用机动法作任何静定结构内力影响线的原理是相同的，其步骤为：1．撤去与所求影响线的内力相应的约束，形成具有一个自由度的体系；
2．沿该内力正方向给单位虚位移，使体系各部分作符合约束条件的刚体微运动，得虚位移图，
3与广义单位力相应的荷载行走线的虚位移图，就是影响线的轮廓。再由虚功方程和运动分析求出竖标值并确定正负号。
75. 不经过单元坐标变换，可用矩阵位移法解题吗?
75答可以。在矩阵位移法中利用坐标变换只是一种计算方式．并没有改变问题本身的力学性质。因此不经过坐标转换，直接确定整体坐标系中的单元刚度矩阵及荷载列阵并完成全部计算是完全可以的。
76. 静定组合结构在受力上有何优点?
76答采用组合结构主要是为了减小梁式杆的弯矩，充分发挥材料强度，节省材料。静定组合结构在受力上的优点是减小了梁式杆的弯矩。
77.有应力就有应变，有应变就有应力，这种说法对吗?
77不对，因为有时有应力而没有应变，有时有应变却没有应力。
78.三铰拱式屋架中，常加拉杆，为什么？
78答在竖向荷载作用下，三铰拱拱脚有水平推力。如将三铰拱做成屋架，则支撑屋架的墙或柱顶将承受较大的水平推力，为减小三铰拱对墙或柱的水平推力，在三铰拱的屋架拱脚处设置水平拉杆，拉杆的拉力代替了水平推力的作用。79.力矩分配法中对杆件的固端弯矩，杆端弯矩的正负号是怎样规定的？
79答力矩分配法中对杆件的杆端弯矩（含固端弯矩）的正负号规定为：作用于杆端的弯矩顺时针方向为正，反之为负。
80.在结点力偶作用下,杆件的分配弯矩和传递弯矩是怎样得到的？
80答在结点力偶作用下,杆近端有分配弯矩，其值为力矩分配系数乘以结点力偶值；杆远端有传递弯矩，其值为传递系数乘以分配弯矩值。
81极限状态分为哪几类？
81答：分两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。
82作用在结构上的荷载分为哪几类？
82答：结构上的荷载，按其作用时间的长短和性质，可分为三类：
(1) 永久荷载；（2）可变荷载；（3）偶然荷载。
83. 根据梁内纵向受拉钢筋配筋率的不同，受弯构件正截面的破坏性形式可分为哪几类？
83答：可分为三类：适筋梁；超筋梁；少筋梁。
84. 根据剪跨比和箍筋用量的不同斜截面受剪破坏的形态又哪几种？
84答：有三种：斜压破坏；剪压破坏；斜拉破坏。
85.斜截面承载能力计算包括那几个方面？
85答：包括斜截面受剪承载能力计算和受弯承载能力计算两个方面。
86.什么是抵抗弯矩图？
86答：抵抗弯矩图是实际配置的钢筋在梁的各正截面所承受的弯矩图。 87 .钢筋混凝土矩形截面纯扭构件的破坏形态分为哪几类？
87答：分为：少筋破坏；适筋破坏；完全和部分超筋破坏。
88. 偏心受压构件按其破坏特征可分为哪几类？
88答：可分为：大偏心和小偏心受压。
89.钢筋混凝土受弯构件的抗弯刚度是一个变量，它是怎样变化的？ 答：它是随着荷载的增大而降低，随时间的增大而降低。
90.什么足条件屈服强度?
90答．硬钢的极限强度很高．变形很小，没有明显屈服点，通常取相应残余应 变000.2ε=时的应力0.2σ作为名义屈服点，称为条件屈服强度。
91、什么是位移插值函数？它有什么性质？ 位移函数表示成节点位移函数，例
，其中的系数N i 、N j 和N m
称为单元的位移插值函数：
性质：（1）
（2）N i +N j +N m =1
(3) 对于三角形单元，插值函数是线性的。
92、有限元分析的基本步骤有哪些？
1，结构的离散化（即划分网格），建立计算模型；2，单元分析。包括构造单元的位移模式，求解单元的等效节点荷载列阵，应变转换矩阵，应力转换矩阵，和单元刚度矩阵；3，整体分析。即将各个单元集合成离散化的结构模型，解出结构的整体节点位移列阵；4，计算应力
93、结构总体刚度矩阵有哪些性质和特点？
1，对称方阵；2，元素分布具有高度的稀疏性；3，当结构未计及约束条件所建立的总体刚度矩阵是奇异矩阵；4，主对角线上的元素都为正值。
94、单元刚度矩阵中每一个元素的力学意义是什么？
en rs
k 力学含义就是仅仅在节点s 沿n 方向产生单位位移时引起结点r 沿l 方向的结点力，这
里r、s=i，j，m；l，n=x，y。
95、为什么位移元解具有下限的性质？
可以这样理解：单元原来是连续体的一部分，具有无限多个自由度。在假定了单元的位移函数后，自由度限制为只有以结点位移表示的有限自由度，使单元的刚度较实际连续体加强了，因此连续体的整体刚度随之增加，离散后的刚体较实际刚度大，因此求得位移近似解总体上将小于精确解。
96、有解的收敛准则有哪几个？
（1）完备性要求（若单元内部要满足C m-1阶连续性，单元内场函数至少要是m 次完全多项式。）
（2）协调性要求（单元插值函数在相邻单元的交界面应有函数直至m-1阶的连续导数。）
97、什么是等参单元？它在有限元法中的地位和作用是什么？
采用等参变化的单元，即把规则的单元转化为其边界为曲面或曲线的相应的单元98、有哪几种常用的方法可用于改进应力结果？
细分单元，减小单元尺寸；采用包含更多次项的位移模式
99、杆系结构有限元整体分析的物理实质是什么？
单元不是单独以拉压，扭转，弯曲状态工作的，单元特征矩阵是几种不同单元特性矩阵的组合，所以要进行有限元整体分析。（参考）
100、单元分析的目的是什么？
可以模拟几何形状复杂的求解域，将连续的无限自由度问题转化为离散的有限自由度问题。便于分析整体（参考）
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.如图所示的平面汇交力系中，F 1=4kN ，F 2，F 3=5kN ，则该力系在两个坐标轴上的投影为( ) A.X= 12B. X=12, Y=0 D. X=-12 2.如图所示，刚架在C 点受水平力P 作用，则支座A 的约束反力N A 的方向应( ) A.沿水平方向 B.沿铅垂方向 C.沿AD 连线 D.沿BC 连线 3.如图所示，边长a=20cm 的正方形匀质薄板挖去边长b=10cm 的正方形，y 轴是薄板对称轴，则其重心的y 坐标等于( ) A.y C =1123 cm B.y C =10cm C.y C = 712 cm D.y C =5cm 4.如图所示，边长为a 的正方体的棱边AB 和CD 上作用着大小均为F 的两个方向相反的力，则二力对x 、y 、z 三轴之矩大小为 ( ) A.m x (F )=0，m y (F )=Fa ，m z (F )=0 B.m x (F )=0，m y (F )=0，m z (F )=0 C. m x (F )=Fa ，m y (F )=0，m z (F )=0 D. m x (F )=Fa ，m y (F )=Fa ，m z (F )=Fa 5.图示长度为l 的等截面圆杆在外力偶矩m 作用下的弹性变形能为U ，当杆长为2l 其它条件不变时，杆内的弹性变形能为( ) A.16U
B.8U C.4U D.2U 6.图示结构为( ) A.静定结构 B.一次超静定结构 C.二次超静定结构 D.三次超静定结构 7.工程上，通常脆性材料的延伸率为( ) A.δ<5％ B. δ<10％ C. δ<50％ D. δ<100％ 8.如图，若截面图形的z轴过形心，则该图形对z轴的( ) A.静矩不为零，惯性矩为零 B.静矩和惯性矩均为零 C.静矩和惯性矩均不为零 D.静矩为零，惯性矩不为零 9.图示结构，用积分法计算AB梁的位移时，梁的边界条件为( ) A.y A≠0 y B=0 B.y A≠0 y B≠0 C.y A=0 y B≠0 D.y A=0 y B=0 10.图示为材料和尺寸相同的两个杆件，它们受到高度分别为h和2办的重量Q的自由落体的冲击，杆1的动荷系数K d1和杆2的动荷系数K d2应为( ) A.K d2>K d1 B.K d1=1 C.K d2=1 D.K d2 工程力学习题答案 第一章 静力学基础知识 思考题：1. ×;2. √;3. √;4. √;5. ×;6. ×;7. √;8. √ 习题一 1．根据三力汇交定理，画出下面各图中A 点的约束反力方向。 解：（a ）杆AB 在A 、B 、C 三处受力作用。 由于力p u v 和B R u u v 的作用线交于点O 。 如图（a ）所示，根据三力平衡汇交定理， 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 、O 两点的连线。 （b ）同上。由于力p u v 和B R u u v 的作用线 交于O 点，根据三力平衡汇交定理， 可判断A 点的约束反力方向如 下图（b ）所示。 2．不计杆重，画出下列各图中AB 杆的受力图。 解：（a ）取杆AB 为研究对象，杆除受力p u v 外，在B 处受绳索作用的拉力B T u u v ，在A 和E 两处还受光滑接触面约束。约束力A N u u u v 和E N u u u v 的方向分别沿其接触表面的公法线， 并指向杆。其中力E N u u u v 与杆垂直， 力A N u u u v 通过半圆槽的圆心O 。 AB 杆受力图见下图（a ）。 (b)由于不计杆重，曲杆BC 只在两端受铰销B 和C 对它作用的约束力B N u u u v 和C N u u u v ， 故曲杆BC 是二力构件或二力体，此两力的作用线必须通过B 、C 两点的连线，且 B N = C N 。研究杆两点受到约束反力A N u u u v 和B N u u u v ，以及力偶m 的作用而 平衡。根据力偶的性质，A N u u u v 和B N u u u v 必组成一力偶。 (d)由于不计杆重，杆AB 在A 、C 两处受绳索作用的拉力A T u u v 和C T u u v ，在B 点受到支 座反力B N u u u v 。A T u u v 和C T u u v 相交于O 点， 根据三力平衡汇交定理， 可以判断B N u u u v 必沿通过 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 《工程力学》试卷（B卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 选择题（每题4分，共20分） ）。 A、合力为零 B、合力矩为零 C、各分力对某坐标轴投影的代数和为零 D、合力和合力矩均为零 ） A、构件不发生断裂破坏 B、构件原有形式下的平衡是稳定的 C、构件具有足够的抵抗变形的能力 D、构件具有足够的承载力、刚度和稳定性 ,同一截面上各点的切应力大小( )，同一圆周上的切应大小( )。 A、完全相同 B、全不相同 C、部分相同 D、无法确定 ）是正确的。 A、材料力学的任务是研究材料的组成 B、材料力学的任务是研究各种材料的力学性能 C、材料力学的任务是在既安全又经济的原则下，为设计构件的结构提供分析计算的基 本理论和方法 D、材料力学的任务是在保证安全的原则下设计构件的结构 、若某刚体在平面一般力系作用下平衡，则此力系各分力对刚体（）之矩的代数和 必为零。 A、特定点 B、重心 C、任意点 D、坐标原点 1、5分，共36分） 、工程中遇得到的物体，大部分是非自由体，那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为 _____ ___。 、由链条、带、钢丝绳等构成的约束称为柔体约束，这种约束的特点：只能承受 ________不能承受________，约束力的方向沿________的方向。 ________效应的度量，其单位_________，用符号________表示，力 矩有正负之分，________旋转为正。 9 、平面一般力系的平衡方程的基本形式：________、________、________。 10、根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________________、________________、________________。 11、拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：________________________。 12、塑性材料在拉伸试验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：___________、___________、___________、___________。 13、构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件___________、 14、扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：______________________________________________________。 15、力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：___________、___________、__________三种常见形式。 三．判断题：（每题3分，共15分） 16、杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用，杆件一定发生地是轴向拉（压）变形。（） 17、标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标，作为材料测定力学性能指标。（） 18、当挤压面为圆柱形侧面时，挤压面的计算面积按该圆柱侧面的正投影面积算。（） 19、由于空心轴的承载能力大且节省材料，所以工程实际中的传动轴多采用空心截面。（） 20、梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点受到压应力作用，下侧各点受到拉应力作用。 （） 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》复习资料 1．画出（各部分）的受力图 （1）（2） （3） 2．力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD 相平行，两者之间的距离为h，试求力F对O点的矩的矢量表达式。 解：依题意可得： cos cos F F x sin cos F F y sin F F z 其中3 3sin 3 6cos 45 点坐标为： h l l ,,则 3 ) ()(33 33 33 3j i h l F k F j F i F F M 3．如图所示力系由 F 1，F 2，F 3，F 4和F 5组成，其作 用线分别沿六面体棱边。已知：的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ，OA=OC/2=1.2m 。试求力 系的简化结果。 解：各力向O 点简化 0.0.0 .523143C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55 kN F F Ry 102kN F F F F RZ 54 3 1 即主矢量为: k j i 5105合力的作用线方程 Z y X 24．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。 取CD 段0 ci M 0 212 ql l F D 解得 kN F D 5取整体来研究，0iy F 0 2D B Ay F l q F F 0ix F 0 Ax F 0 iA M 0 32l F l ql l F D B 联合以上各式，解得 kN F F Ay A 10kN F B 255．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m ，ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。（5+5=10分） 取BC 段0iy F 0 cos 2C B F l q F 0ix F 0 sin C Bx F F 0 ic M 0 22l l q l F By 《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 （A 卷）（本试卷共4 页）题号一二三四五六总分 得分 得分 阅卷人 一、填空题（每空2分，共12分） 1、强度计算问题有三种：强度校核，，确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为，它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是：。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同，则它们的内力。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，最大正应力是原来的倍。 得分 阅卷人 二、单项选择题（每小题5分，共15分） 1、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T，轴内最大剪应力多大？（） A. 16T/πd3 B. 32T/πd3 C. 8T/πd3 D. 64T/πd3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确？（） A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力（）。 A、与弯矩成正比 B、与极惯性矩成反比 C、与扭矩成正比 D、与轴力正比 得分 阅卷人 三、判断题（每小题3分，共15分） 1、平面一般力系向一点简化，可得到主失和主矩。（） 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。（ ） 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。（ ） 4、杆件变形的基本形式是：轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲（ ） 5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。（ ） 四、计算题（本题满分20分） 矩形截面木梁如图所示，已知P=10kN ，a =1.2m ，木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横截面的高宽比为h/b =2，试：（1）画梁的弯矩图； (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题（本题满分20分） 传动轴AB 传递的功率为Nk=7.5kw, 轴的转速n=360r/min.轴的直径D=3cm,d=2cm. 试：(1)计算外力偶矩 及扭矩； (2)计算AC 段和BC 段轴横截面外边缘处剪应力； (3)求CB 段横截面内边缘处的剪应力。 得分 阅卷人 得分 阅卷人 秋季学期工程力学习题及答案 一、单项选择题（20分，共 10 题，每小题 2 分） 1. 大小相等的四个力，作用在同一平面上且力的作用线交于一点C，试比较四个力对平面上点O的力矩，哪个力对O点之矩最大(B )。 A. 力P1 B. 力P2 C. 力P3 D. 力P 2. 三力平衡定理是（A ） A. 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点 B. 共面三力若平衡，必汇交于一点 C. 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡 3. 有一平面汇交力系，其力多边形如图所示，以下结论中哪个是正确的?(B ) A. 该力系是不平衡力系 B. 该力系是平衡力系 C. F4为力系的合力 D. 对角线矢量OA为力系的合力 4. 若已知力偶(F1，F1’)与力偶 (F2，F2’)中的力F1=F2=200N，则此二力偶的矩(C )。 A. 相等 B. 不相等 C. 可能相等 D. 以上都不正确 5. 如图所示平板，其上作用有两对力Q1和Q2及P1和P2，这两对力各组成一个力偶，现已知Q1=Q2=200N，P1=P2=150N，那么该平板将（C ） A. 左右平移 B. 上下平移 C. 保持平衡 D. 顺时针旋转 6. 指出图中的二力构件是（B ） A. AB杆 B. BC杆 C. CD杆 D. 没有二力杆 7. 如题图所示，起吊机器时，通常采用两个吊环螺栓，称α为起吊角，若α角 有三种情况供你选择，合理的选择是（A）。 A. α＝90° B. α>90° C. α<90° 8. 如图所示的四种支架都由杆 AB和 BC构成， A、 B、 C三点都是铰接，在 A点悬挂重量为 G的重物，若不计杆的自重，杆 AB受力最小的是（ D）。 A. 图 a B. 图b C. 图 d D. 图b 9. 如图所示的三种情况，若不计梁的自重和摩擦，各力偶对 O点的矩和各力偶对 x、 y轴的投影分别是（B）。 A. 不相同的相同的 B. 各力偶对O点的矩是不相同的 C. 各力偶对x，y轴的投影是相同的 D. 以上都不正确 10. 如图所示的三个力系，它们的三力的大小相等，都汇交于一点，且各力都 《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 （ A 卷） （本试卷共4 页） 一、填空题（每空2分，共12分） ? 1、强度计算问题有三种：强度校核， ，确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗 的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为 ，它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是： 。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同，则它们的内力 。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，最大正应力是原来的 倍。 二、单项选择题（每小题5分，共15分） 1、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T ，轴内最大剪应力多大？（ ） A. 16T/πd 3 B. 32T/πd 3 C. 8T/πd 3 D. 64T/πd 3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确？（ ） A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力（ ）。 A 、与弯矩成正比 B 、与极惯性矩成反比 C 、与扭矩成正比 D 、与轴力正比 三、判断题（每小题3分，共15分） 1、平面一般力系向一点简化，可得到主失和主矩。（ ） 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。（ ） 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。（ ） 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 得分 阅卷人 得分 阅卷 得分 阅卷人 4、杆件变形的基本形式是：轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲（ ） 5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。（ ） 四、计算题（本题满分20分） 矩形截面木梁如图所示，已知P=10kN ，a =，木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横截面的高宽比为h/b =2，试：（1）画梁的弯矩图； (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题（本题满分20分） 传动轴AB 传递的功率为Nk=, 轴的转速n=360r/min.轴的直径D=3cm,d=2cm. 试：(1)计算外力偶矩及扭矩； (2)计算AC 段和BC 段轴横截面外边缘处剪应力； (3)求CB 段横截面内边缘处的剪应力。 得分 阅卷人 得分 阅卷 人 2011年课程考试复习题及参考答案 工程力学 一、填空题： 1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。 2.构件抵抗的能力称为强度。 3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。 4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。 5.偏心压缩为的组合变形。 6.柔索的约束反力沿离开物体。 7.构件保持的能力称为稳定性。 8.力对轴之矩在情况下为零。 9.梁的中性层与横截面的交线称为。 10.图所示点的应力状态，其最大切应力是。 11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。 12.外力解除后可消失的变形，称为。 13.力偶对任意点之矩都。 14.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力为。 15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。 16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。 17.外力解除后不能消失的变形，称为。 18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。 19.图所示，梁最大拉应力的位置在点处。 20.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。 21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为。 22.在截面突变的位置存在集中现象。 23.梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有。 24.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。 25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。 26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。 27.作用力与反作用力的关系是。 28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。 29.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则截面C的位 移为。 30.若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为。 二、计算题： 1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I z=60125000mm4，y C=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。 3.传动轴如图所示。已知F r=2KN，F t=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。试求：①力偶M的大小；②作AB轴各基本变形的内力图。③用第三强度理论设计轴AB的直径d。 《工程力学》试题库第一章静力学基本概念 1. 试写出图中四力的矢量表达式。已知：F 1=1000N，F 2 =1500N，F 3 =3000N，F 4 =2000N。 解: F=F x +F y =F x i+F y j F 1 =1000N=-1000Cos30oi-1000Sin30oj F 2 =1500N=1500Cos90oi- 1500Sin90oj F 3 =3000N=3000 Cos45oi+3000Sin45oj F 4 =2000N=2000 Cos60oi-2000Sin60oj 2. A，B两人拉一压路碾子，如图所示，F A =400N，为使碾子沿图中所示的方向前 进，B应施加多大的力（F B =？）。 解：因为前进方向与力F A ，F B 之间均为45o夹角，要保证二力的合力为前进 方向，则必须F A =F B 。所以：F B =F A =400N。 3. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O (F)=Fl 4. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O (F)=0 5. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O (F)=Fl sinβ 6. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O (F)=Flsinθ 7. 试计算图中力F对于O点之矩。 解： M O (F)= -Fa 8.试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O (F)= F(l＋r) 9. 试计算图中力F对于O点之矩。解: 10. 求图中力F对点A之矩。若r 1=20cm，r 2 =50cm，F=300N。 解: 11.图中摆锤重G，其重心A点到悬挂点O的距离为l。试求图中三个位置时，力对O点之矩。 解： 1位置：M A (G)=0 2位置：M A (G)=-Gl sinθ 3位置：M A (G)=-Gl 12.图示齿轮齿条压力机在工作时，齿条BC作用在齿轮O上的力F n =2kN，方向如图所示，压力角α0=20°，齿轮的节圆直径D=80mm。求齿间压力F n对轮心点O的力矩。 解：M O (F n )=-F n cosθ·D/2=-75.2N·m 受力图 13. 画出节点A，B的受力图。 14. 画出杆件AB的受力图。 工程力学 一、判断题： 1.力对点之矩与矩心位置有关，而力偶矩则与矩心位置无关。 [ ] 2.轴向拉压时无论杆件产生多大的变形，正应力与正应变成正比。 [ ] 3.纯弯曲的梁，横截面上只有剪力，没有弯矩。 [ ] 4.弯曲正应力在横截面上是均匀分布的。 [ ] 5.集中力所在截面上，剪力图在该位置有突变，且突变的大小等于该集中力。 [ ] 6.构件只要具有足够的强度，就可以安全、可靠的工作。 [ ] 7.施加载荷使低碳钢试件超过屈服阶段后再卸载，材料的比例极限将会提高。 [ ] 8.在集中力偶所在截面上，剪力图在该位置有突变。 [ ] 9.小柔度杆应按强度问题处理。 [ ] 10.应用平面任意力系的二矩式方程解平衡问题时，两矩心位置均可任意选择，无任何限制。 [ ] 11.纯弯曲梁横截面上任一点，既有正应力也有剪应力。 [ ] 12.最大切应力作用面上无正应力。 [ ] 13.平面平行力系有3个独立的平衡方程。 [ ] 14.低碳钢试件在拉断时的应力为其强度极限。 [ ] 15.若在一段梁上作用着均布载荷，则该段梁的弯矩图为倾斜直线。 [ ] 16.仅靠静力学平衡方程，无法求得静不定问题中的全部未知量。 [ ] 17.无论杆件产生多大的变形，胡克定律都成立。 [ ] 18.在集中力所在截面上，弯矩图将出现突变。 [ ] 二、单项选择题： 1.图1所示杆件受力，1-1、2-2、3-3截面上轴力分别是 [ ] 图1 A.0，4F ，3F B.-4F ，4F ，3F C.0，F ，0 D.0，4F ，3F 2.图2所示板和铆钉为同一材料，已知bs []2[]στ=。为充分提高材料利用率，则铆钉的直径应该是[ ] 图2 A.2d δ= B.4d δ= C.4d δπ= D.8 d δ π= 3.光滑支承面对物体的约束力作用于接触点，其方向沿接触面的公法线 [ ] A.指向受力物体，为压力 B.指向受力物体，为拉力 C.背离受力物体，为压力 D.背离受力物体，为拉力 4.一等直拉杆在两端承受轴向拉力作用，若其一半为钢，另一半为铝，则两段的 [ ] A.应力相同，变形相同 B.应力相同，变形不同 C.应力不同，变形相同 D.应力不同，变形不同 5.铸铁试件扭转破坏是 [ ] A.沿横截面拉断 B.沿45o 螺旋面拉断 工程力学试题及答案 一、填空题 1.物体的平衡是指物体相对于地面__________或作________运动的状态 2.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：_____。该力系中各力构成的力多边形____ 3.一物块重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数f=，在 左侧有一推力150N，物块有向右滑动的趋势 F max=__________,所以此物块处于静止状态，而其 F=__________。 4.刚体在作平动过程中，其上各点的__________相同，每一 瞬时，各点具有__________的速度和加速度。 杆质量为m，长为L，曲柄O1A、O2B质量不计，且O1A=O2B=R， O1O2=L，当φ=60°时，O1A杆绕O1轴转动，角速度ω为常 量，则该瞬时AB杆应加的惯性力大小为__________，方 向为__________ 6.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。工程上一 般把__________作为塑性材料的极限应力；对于脆性材 料，则把________作为极限应力。 面称为主平面。主平面上的正应力称为______________。 8.当圆环匀速转动时，环内的动应力只与材料的密度ρ和_____________有关，而与 __________无关。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在 题干的括号内。每小题3分，共18分) 1.某简支梁AB受载荷如图所示，现分别用R A、R B表示支座A、B处的约束反力，则它们的关 系为( )。 第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图 F B B (b) (c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i) (j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解：如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解： 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。 解： 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解：2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知：F 1＝100N ，F 2=50N ，F 3=50N ，求力系的合力。 解：2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W ＝100N ，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4 图所示。已知30α=， 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) 工程力学试题及答案一、填空题 1.物体的平衡是指物体相对于地面__________或作________运动的状态 2.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：_____。该力系中各力构成的力多边形____ 3.一物块重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数f=0.3， 势趋滑动的，物块有向右在左侧有一推力150N其而状态，块处于静止F=__________,所以此物max。F=__________相同，每一__________4.刚体在作平动过程中，其上各点的的速度和加速度。瞬时，各点具有__________质量不计，且B、O，长为L，曲柄OAm5.AB杆质量为 21轴转杆绕Oφ=60°时，OAOA=OB=R，OO=L，当111122杆应加的惯性力大为常量，则该瞬时AB动，角速度ω，方向为__________ 小为__________使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。工程上一6.作为塑性材料的极限应力；对于脆性材般把__________ ________作为极限应力。料，则把______________。7.__________面称为主平面。主平面上的正应力称为与关，而ρ和_____________有内的环匀速转动时，环动应力只与材料的密度8.当圆无关。__________并将正确答案的序号填在选出一个正确答案，二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，) 分题干的括号内。每小题3分，共18处的约束反力，则它们的B表示支座A、R1.某简支梁AB 受载荷如图所示，现分别用R、BA。)关系为 ( A.R 12秋学期《工程制图》在线作业1 试卷总分：100 测试时间：-- 一、单选题（共10道试题，共50分。） 1.断裂处边界线应用（）绘制。 A. 细实线 B. 波浪线 C. 点画线 D. 虚线 满分：5分 2.剖切符号应用（）绘制。 A. 细实线 B. 粗实线 C. 点画线 D. 虚线 满分：5分 3.水平投影平行OX轴，侧面投影平行OZ轴，正面投影反映实长和实形，则此直线为（）。 A. 水平线 B. 正平线 C. 侧平线 满分：5分 4.与三个投影面倾斜的直线，称为（）。 A. 平行线 B. 垂直线 C. 一般位置直线 满分：5分 5.截平面通过圆锥顶点，截交线的形状为（）。 A. 圆 B. 相交两直线 C. 椭圆 满分：5分 6.截平面与圆柱轴线垂直，截交线的形状为（）。 A. 一对平行线 B. 圆 C. 椭圆 满分：5分 7.点的正面投影和（）的连线垂直OX轴。 A. 水平投影 B. 侧面投影 满分：5分 8.在三面投影体系中，Y坐标值大小反映两点的（）位置。 A. 前后 B. 左右 C. 上下 满分：5分 9.正面投影平行OZ轴，水平投影平行OYH轴，侧面投影反映实长和实形，则此直线为（）。 A. 水平线 B. 正平线 C. 侧平线 满分：5分 10.点的水平投影到OX轴的距离等于（）到OZ轴的距离。 A. 正面投影 B. 侧面投影 满分：5分 二、判断题（共10道试题，共50分。） 1.断面图：假想用剖切面将机件的某处切断，仅画出该剖切面与机件接触部分的图形，并画上剖面符号。 A. 错误 B. 正确 满分：5分 2.尺寸界线用粗实线绘制，并由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出。 A. 错误 B. 正确 满分：5分 3.角度数字一律写成水平方向，一般注写在尺寸线的中断处，必要时注写在尺寸线上方或外面。 A. 错误 B. 正确 满分：5分 4.正投影的积聚性是当直线或平面垂直于投影面时，直线的投影积聚为一点，平面的投影积聚为一直线。 A. 错误 B. 正确 满分：5分 5.线性尺寸的数字一般应注写在尺寸线的上方，也允许注写在尺寸线的中断处。 A. 错误 B. 正确 满分：5分 6.在标注尺寸数字时，应按实际大小填写，与比例有关。 A. 错误 B. 正确 满分：5分 7.斜视图：将机件向不平行于基本投影面的平面投射所得到的视图。 A. 错误 B. 正确 满分：5分 8.绘图时，采用的比例是指图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。 A. 错误 B. 正确 工程力学复习题 课程 工程力学 专业班级 一、单项选择题(每小题2分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.三个刚片用三个铰两两相联，所得的体系( ) A.一定为几何不变体系 B.一定为几何瞬变体系 C.一定为几何常变体系 D.不能确定 2.图示体系是( ) A.无多余联系的几何不变体系 B.有多余联系的几何不变体系 C.瞬变体系 D.常变体系 3.图示三铰拱，已知三个铰的位置，左半跨受均 布荷载，其合理拱轴的形状为( ) A.全跨圆弧 B.全跨抛物线 C.AC 段为园弧，CB 段为直线 D.AC 段为抛物线，CB 段为直线 4.图示结构A 端作用力偶m ，则B 端转角 B 的值为( ) A ．ml EI 6 B.ml EI 3 C.ml EI 2 D.ml EI 5.图示桁架C 点水平位移的值为( ) A ．Pa EA B ．12Pa EA C ． 14Pa EA D ．0 6.图示刚架的超静定次数为 A.1 B.2 C.3 D.4 7.图示超静定则架，用力法计算时， 不能选为基本体系的是图( ) 8.下列弯矩图中正确的是图( ) 9.图示结构中，BA杆B端的力 矩分配系数等于( ) 10.图示结构截面K剪力影响线是图( ) 二、填空题(每小题2分，共16分) 11.在具有一个自由度的体系上加上一个二元体(二杆结点)时，所得新体系的自由度为_____。 12.位移互等定理的表达式是________。 13.图示对称结构，截面K弯矩的绝对值为________。 14.图示结构，作用荷载P，不计轴向变形时， 支座A的反力矩M A等于________。 15.已知图示连续梁(a)的弯矩图(b)，则 A端剪力等于________kN。 第一章绪论 思考题 1) 现代力学有哪些重要的特征？ 2) 力是物体间的相互作用。按其是否直接接触如何分类？试举例说明。 3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么？ 4) 试述工程力学研究问题的一般方法。 第二章刚体静力学基本概念与理论 习题 2-1 求图中作用在托架上的合力F R。 习题2-1图 2-2 已知F 1=7kN ，F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。 2-3 求图中汇交力系的合力F R 。 2-4 求图中力F 2的大小和其方向角。使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。b)合力为零。 2 45? 60? F 1 习题2-2图 (b) x y 45? 30? F 1=30N F 2=20N F 3=40N A x y 45? 60? F 1=600N F 2=700N F 3=500N A 习题2-3图 (a ) x α 70? F 2 F 1=1.25kN A 习题2-4图 2-5 二力作用如图，F 1=500N 。为提起木桩，欲使垂直向上的合力为F R =750N ，且F 2 力尽量小，试求力F 2的大小和角。 2-6 画出图中各物体的受力图。 α 30? F 1=500N A F 2 习题2-5图 A B C D G (b) A B W (a ) G C (c) F o A B C (d) A B C D F B D A C 2-7 画出图中各物体的受力图。 (f) (g) 习题2-6图 (b) (a ) D C 2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。 (d) 习题2-7图 习题2-8图 P (d) (c) (a ) A《工程力学》课后习题与答案全集
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