第一篇：《工程力學(xué)》模擬試卷3

《工程力學(xué)》試卷3 考試時間：100分鐘 考試方式：閉卷 學(xué)院 班級 姓名 學(xué)號 題 號 一 二 三 四 五 六 總 分 得 分 閱卷人 一． 填空題（40分，每題4分。請將簡要答案填入劃線內(nèi)）1．直角曲桿（重量不計）上受力偶M作用。則A1處的約束力大?。健?/p>

2.物塊重P=20N，用F=40N的力按圖示方向把物塊壓在鉛直墻上，物塊與墻之間的摩擦因數(shù)，則作用在物塊上的摩擦力等于。

3.知力F的大小，角度j 和b，以及長方體的邊長a，b，c，則力F在軸z上的投影：Fz= ；

F對軸z的矩Mz)=。

4.兩直角剛桿ABC，DEH在H處鉸接，并支承如圖。若各桿重不計，則當垂直BC邊的力從B點移動到C點的過程中，D處約束力的最小值為，最大值為。

5．工程上把伸長率 的材料稱為塑性材料。

6．圖示一直徑為的鋼柱置于厚度為的鋼板上，承受壓力作用，鋼板的剪切面面積等于，擠壓面面積等于。

7．邊長為a的正方形截面桿受軸向拉力作用，已知其縱向線應(yīng)變?yōu)閑，彈性模量為E，則桿的軸力FN＝。

8．矩形截面懸臂梁受載荷如圖示。

（1）若梁長l增大至2l，則梁的最大撓度增大至原來的 倍；

（2）若梁截面寬度由b減小到b/2，則梁的最大撓度增大至原來的 倍。

9．純剪切狀態(tài)的單元體如圖，其三個主應(yīng)力。

10．兩根細長壓桿，橫截面面積相等，其中一個形狀為正方形，另一個為圓形，其它條件均相同，則橫截面為 的柔度大，橫截面為 的臨界力大。

二．計算題（本題12分）圖示平面四連桿機構(gòu)，各桿自重不計。已知：q =450及L。試求機構(gòu)平衡時，F(xiàn)P與M的關(guān)系。

三．計算題（本題12分）圖示結(jié)構(gòu)CD為剛性桿，圓截面鋼桿AB的直徑，其彈性模量，現(xiàn)測得桿AB的縱向線應(yīng)變，試求此時載荷F的數(shù)值及截面D的鉛垂位移。

四．計算題（本題12分）某鋼軸轉(zhuǎn)速，傳遞功率，許用切應(yīng)力，切變模量，單位長度的許用扭轉(zhuǎn)角，試設(shè)計軸的直徑d。

五．計算題（本題12分）梁和桿均為圓形截面，而且材料相同。彈性模量，許用應(yīng)力，桿直徑。在圖示載荷作用下測得桿軸向伸長。試求載荷的值及梁的安全直徑。

六．計算題（本題12分）圖示矩形截面鋼桿。用應(yīng)變片測得桿件上下表面的軸向正應(yīng)變分別為與，材料的彈性模量。試求：

（1）拉力F及其偏心距e；

（2）橫截面上的正應(yīng)力分布圖。

《工程力學(xué)》試卷3答案 一．填空題 1.2.0 3.4.5.5% 6.7.8.8；9.10.圓形；

正方形 二．計算題 解：取銷釘C為研究對象，受力如圖所示。

得：

（2）取AB桿為研究對象：

得：

三．計算題 解：（1）取剛桿CD為研究對象，受力如圖所示。

得：

（2）AB桿軸向拉伸 解得：

（3）截面D的鉛垂位移 四．計算題 解：（1）計算摶矩（2）按強度條件 得：

（3）按剛度條件 得：

故取 五．計算題 解：（1）桿CB是軸向拉伸 由平衡條件，得（2）梁AB 六．計算題 解：（1）本題為一偏心拉伸，由 解得：

（2）橫截面上的正應(yīng)力分布圖如圖所示。

第二篇：工程力學(xué)試卷

工程力學(xué)復(fù)習(xí)資料

一、填空題(每空1分，共16分)1.物體的平衡是指物體相對于地面__________或作________運動的狀態(tài)。

2.平面匯交力系平衡的必要與充分條件是：_____。該力系中各力構(gòu)成的力多邊形____。3.一物塊重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系數(shù)f=0.3，在左側(cè)有一推力150N，物塊有向右滑動的趨勢。Fmax=__________,所以此物塊處于靜止狀態(tài)，而其F=__________。

4.剛體在作平動過程中，其上各點的__________相同，每一瞬時，各點具有__________的速度和加速度。

5.AB桿質(zhì)量為m，長為L，曲柄O1A、O2B質(zhì)量不計，且O1A=O2B=R，O1O2=L，當υ=60°時，O1A桿繞O1軸轉(zhuǎn)動，角速度ω為常量，則該瞬時AB桿應(yīng)加的慣性力大小為__________，方向為__________。

6.使材料喪失正常工作能力的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力。工程上一般把__________作為塑性材料的極限應(yīng)力；對于脆性材料，則把________作為極限應(yīng)力。

7.__________面稱為主平面。主平面上的正應(yīng)力稱為______________。

8.當圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動時，環(huán)內(nèi)的動應(yīng)力只與材料的密度ρ和_____________有關(guān)，而與__________無關(guān)。

二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題3分，共18分)1.某簡支梁AB受載荷如圖所示，現(xiàn)分別用RA、RB表示支座A、B處的約束反力，則它們的關(guān)系為（）。

A.RA

B.RA>RB

C.RA=RB

D.無法比較

2.材料不同的兩物塊A和B疊放在水平面上，已知物塊A重0.5kN，物塊B重0.2kN，物塊A、B間的摩擦系數(shù)f1=0.25，物塊B與地面間的摩擦系數(shù)f2=0.2，拉動B物塊所需要的最小力為（）。

A.0.14kN

B.0.265kN

C.0.213kN

D.0.237kN

3.在無阻共振曲線中，當激振力頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，振幅B趨近于（）。

A.零

B.靜變形

C.無窮大

D.一個定值 4.虎克定律應(yīng)用的條件是（）。

A.只適用于塑性材料

B.只適用于軸向拉伸

C.應(yīng)力不超過比例極限

D.應(yīng)力不超過屈服極限

5.梁的截面為T字型，Z軸通過橫截面的形心，彎矩圖如圖所示，則有（）。

A.最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力位于同一截面C

B.最大拉應(yīng)力位于截面C，最大壓應(yīng)力位于截面D

C.最大拉應(yīng)力位于截面D，最大壓應(yīng)力位于截面C

D.最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力位于同一截面D

6.圓軸扭轉(zhuǎn)時，表面上任一點處于（）應(yīng)力狀態(tài)。

A.單向

B.二向

C.三向

D.零

三、簡答題(每小題4分，共16分)1.平面圖形在什么情況下作瞬時平動?瞬時平動的特征是什么? 2.一質(zhì)點在鉛垂平面內(nèi)作圓周運動，當質(zhì)點恰好轉(zhuǎn)過一周時，其重力的功為零，對嗎?為什么? 3.何謂純彎曲和平面彎曲? 4.試述構(gòu)件發(fā)生疲勞破壞時的主要特點。

四、計算題(共50分)1.三鉸拱剛架如圖所示，受一力偶作用，其矩M=50kN2m，不計自重，試求A、B處的約束反力。(8分)

2.桿AB的A端沿水平線以等速度v運動，運動時桿恒與一半圓周相切，半圓周的半徑為R，如圖所示。如桿與水平線間夾角為θ，試以角θ表示桿的角速度。

(8分)3.重為P的物塊A沿光滑斜面下滑，并通過一繞過光滑滑輪的繩索帶動重為Q的物塊B運動，如圖所示。斜面與水平夾角為α，滑輪和繩索質(zhì)量不計，且繩索不可伸長，求物塊B的加速度a(10分)

4.如圖所示為二桿桁架，1桿為鋼桿，許用應(yīng)力［σ］1=160MPa，橫截面面積A1=6cm2；2桿為木桿，其許用壓應(yīng)力［σ］2=7MPa，橫截面面積A2=100cm2。如果載荷P=40kN，試校核結(jié)構(gòu)強度。

(8分)

5.試作如圖所示梁的剪力圖和彎矩圖。(8分)5.求圖示應(yīng)力狀態(tài)的主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力。(8分)

浙江省2002年1月高等教育自學(xué)考試

工程力學(xué)(一)試題參考答案

課程代碼：02159

一、填空題(每空1分，共16分)

1.保持靜止

勻速直線

2.該力系的合力為零

自行封閉

3.180N

150N

4.軌跡形狀

相同

5.Fgh=mRω

2過質(zhì)心C平行O1A指向向下

6.屈服點σs

抗拉和抗壓強度σb

7.剪應(yīng)力為零的面

主應(yīng)力

8.轉(zhuǎn)動線速度v

橫截面面積A

二、單項選擇題(每小題3分，共18分)

1.C

2.A

3.C

4.C

5.B

6.B

三、簡答題(每小題4分，共16分)

1.某瞬時，若平面圖形的轉(zhuǎn)動角速度等于零(如有兩點的速度vA?vB，而該兩點的連線AB不垂直于速度矢時)而該瞬時圖形上的速度分布規(guī)律與剛體平動時速度分布規(guī)律相同，稱平面圖形在該瞬時作瞬時平動。瞬時平動的特征是：

平面圖形在該瞬時的角速度為零；平面圖形在該瞬時的各點的速度相同；平面圖形在該瞬時的各點的加速度不相同。

2.對的

因為重力的功等于質(zhì)點的質(zhì)量與其始末位置的高度差的乘積，當高度差為零時，重力的功為零。

3.梁的橫截面上只有彎矩而無剪力時稱純彎曲；梁上的外力作用在梁的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)時，梁的軸線將在平面內(nèi)彎成一條曲線，這種彎曲稱之平面彎曲。

4.(1)工作應(yīng)力水平較低；

(2)無明顯塑性變形；

(3)斷面上明顯分為光滑區(qū)和粗糙區(qū)。

四、計算題(共50分)

1.解：AC桿為二力桿受力圖如(a)所示。

再畫整體受力圖，如(b)圖所示。

Σm=0

RA2AD=M

∴RA=RB=

=504?22M AD=17.7kN

方向如圖所示。

2.解：選A點作為基點，則C點的速度有

vC?vA?vCA

由圖中幾何關(guān)系，可解得

vCA=vA2sinθ=vsinθ

又vCA=AC2ω

VCAv?sin2?

∴ω=

?ACRcos?

3.解：物塊A、B均作平動，設(shè)物塊B移動S時的速度為v，系統(tǒng)的動能為

T2=TA+TB=1p21Q2v?v 2g2g

T1=0

系統(tǒng)外力作功之和

ΣW12=PS2sinα-QS

由動能定理，得

P?Q2

v?PSsin??QS

2g

v2=2(Psin??Q)Sg

P?Qdvds?a,=v dtdt

對上式兩邊求導(dǎo)，并注意

得a=(Psin??Q)g

P?Q

4.解：兩桿均為二力桿，取結(jié)點A為研究對象，受力圖如圖所示。

Σy=0,N1sin30°-P=0

∴N1=P/sin30°=80kN

Σx=0,-N1cos30°+N2=0

∴N2=N1cos30°=69.3kN

1桿：σ1=N180?103 =133MPa<［σ］1

?2A16?10N269.3?103?

2桿：σ2= =6.93MPa<［σ］2

A2100?102

兩桿均滿足強度。

5.RA=2qa,RB=qa

6.解：求主應(yīng)力

?max =min?x??y2±(?x??y2)2??2x

=

?70?02?70?0)?502 ±(22?96

=26MPa

∴σ1=26MPa,σ2=0,σ3=-96MPa，τ max=?1??3 =66MPa 2

第三篇：《工程力學(xué)》試卷

湖北工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院

201

4６．一懸臂梁及其⊥形截面如圖所示，其中 C 為截面形心，該梁橫截面的（B）。A.中性軸為 z 1，最大拉應(yīng)力在上邊緣處； B.中性軸為 z 1，最大拉應(yīng)力在下邊緣處； C.中性軸為 z 0，最大拉應(yīng)力在上邊緣處； D.中性軸為 z 0，最大拉應(yīng)力在下邊緣處。年上學(xué)期《工程力學(xué)》試卷 姓名_____________專業(yè)_____________層次___________學(xué)號____________年級_______站點_________分數(shù)_________

一、填空題：（共10小題，每空2分，共20分）請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。1.力對物體的效應(yīng)取決于力的大小、方向和 作用點。

2.柔索約束的約束反力通過柔索與物體的連接點，沿柔索軸線，方向 沿柔索。

3.平面匯交力系合成的結(jié)果是一個通過匯交點的合力，該合力矢量等于原力系中各分力的矢量和。

4、求桿件內(nèi)力的基本方法是_截面法_。

5、聯(lián)接件剪切變形時，發(fā)生相對錯動的截面稱為剪切變形___。6.當梁上載荷作用于梁的縱向?qū)ΨQ面內(nèi)時，梁將發(fā)生平面彎曲。

7.計算細長桿臨界壓力的歐拉公式僅在應(yīng)力不超過材料的___比例極限___時成立。

8.壓桿柔度的計算公式為_λ=μl/i。9.作用在剛體上的力可沿其作用線任意移動，而不改變力對剛體的作用效果，所以，在靜力學(xué)中，力是_滑移 矢量_。10.桿件變形的基本形式有_拉伸或壓縮、_剪切__、__扭轉(zhuǎn)__、__彎曲___。

二、單選題：（每小題2分，共30分）1 材料和柔度都相同的兩根壓桿（a）

A.臨界應(yīng)力一定相等，臨界壓力不一定相等； B.臨界應(yīng)力不一定相等，臨界壓力一定相等； C.臨界應(yīng)力和壓力都一定相等；

D.臨界應(yīng)力和壓力都不一定相等。2 在下列有關(guān)壓桿臨界應(yīng)力σcr 的結(jié)論中，（d）是正確的。A.細長桿的σcr 值與桿的材料無關(guān)；

B.中長桿的σcr 值與桿的柔度無關(guān)；

C.中長桿的σcr 值與桿的材料無關(guān)； D.短粗桿的σcr 值與桿的柔度無關(guān)。3 一等直拉桿在兩端承受拉力作用，若其一半為鋼，另一半為鋁，則兩段的（b）。

A.應(yīng)力相同，變形相同； B.應(yīng)力相同，變形不同； C.應(yīng)力不同，變形相同； D.應(yīng)力不同，變形不同； 4.若軸向拉伸等直桿選用同種材料，三種不同的截面形狀：圓形、正方形、空心圓，比 較三種情況的材料用量，則（d）。

A.正方形截面最省料； B.圓形截面最省料； C.空心圓截面最省料；

D.三者用料相同。

5、由四根相同的等邊角鋼組成一組合截面壓桿。若組合截面的形狀分別如圖(a)，(b)所 示，則兩種情況下其（A）。

A.穩(wěn)定性不同，強度相同； B.穩(wěn)定性相同，強度不同； C.穩(wěn)定性和強度都不同； D.穩(wěn)定性和強度都相同。

(a)(b)

y

y

Me

h/2

z1

z O

h/2

0

C

７．任意圖形，若對某一對正交坐標軸的慣性積為零，則這一對坐標軸一定是該圖形（B）。A.形心軸 B.主慣性軸 C.行心主慣性軸 D.對稱軸 ８．低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)破壞是（C）。

A.沿橫截面拉斷；B.沿45°螺旋面拉斷；C.沿橫截面剪斷；D.沿45°螺旋面剪斷。

9、根據(jù)（B）可得出結(jié)論：矩形截面桿受扭時，橫截面上邊緣各點的切應(yīng)力必平行于截 面周邊，角點處切應(yīng)力為零。

平面假設(shè)；B.切應(yīng)力互等定理； C.各向同性假設(shè)； D.剪切胡克定律。

10、在圓軸表面畫出圖示的微正方形，受扭時該正方形（B）。A．保持為正方形； B.變?yōu)榫匦危?/p>

C.變?yōu)榱庑危?/p>

D.變?yōu)槠叫兴倪呅巍?/p>

11、截面為圓環(huán)形的開口和閉口薄壁桿件的橫截面如圖a、b所示，設(shè)兩桿具有相同的平均半徑和壁厚，則二者（圖呢？如果沒猜錯的話 A）。A.抗拉強度相同；抗扭強度不同； B.抗拉強度不同，抗扭強度相同；

C.抗拉、抗扭強度都相同；

D.抗拉、抗扭強度都不同。

12、兩端鉸支細長壓桿，若在其長度的一半處加一活動鉸支座，則歐拉臨界壓力是原來的（D A.1/4 B.1/2 C.2 D.4

13、在梁的正應(yīng)力公式中，Ｉ為梁截面對（C）的慣性矩。A.形心軸 B.對稱軸 C.中性軸 D.形心主軸

14、梁在集中力作用的截面處，（B）。

A.Q圖有突變，M圖光滑連續(xù) B.Q圖有突變，M圖連續(xù)但不光滑 C.Ｍ圖有突變，Ｑ圖光滑連續(xù) D.Ｍ圖有突變，Q圖連續(xù)但不光滑

15、等截面直梁在彎曲變形時，撓曲線曲率在最大（D）處一定最大。A.撓度 B.轉(zhuǎn)角 C.剪力 D.彎矩）倍。

三、作圖題（每圖5分,共20分）

1、畫出圖示構(gòu)件的軸力圖

2、畫出圖示構(gòu)件的扭矩圖

3、畫出圖示梁的剪力圖和彎矩圖

四、判斷題（每小題1分，共10分，在正確的后面打“√”，錯的后面打“×”）1.當軸向外力F的作用線與桿的軸線偏離時稱為偏心拉壓。（√）

2.計算組合變形的應(yīng)力和變形時，在小變形條件下各個基本變形引起的應(yīng)力和變形，可以認為是各自獨立互不影響的，因此可運用疊加原理，分別計算各個基本變形的應(yīng)力和變形，然后用得加得到組合變形下的應(yīng)力和變形。（√）3.平面彎曲是指梁的橫截面變形前是平面，受力變彎后仍為平面的彎曲。（×）4.處于高溫及不變的應(yīng)力作用下，材料的變形會隨著時間的延長而不斷地緩 慢增加，這種現(xiàn)象稱為蠕變。（√)5.二梁的材料、軸向與截面形狀尺寸均相同。如果在外荷載作用下具有相同的彎矩方程 M(x),則此二梁的彎曲變形和位移完全相同。(×)

6.柔度是一個有量綱的量，反映了壓桿的長度，桿端約束，截面形狀及尺寸 對臨界應(yīng)力的影響。（×）

7.計算變形的疊加法是指當梁上有幾種荷載同時作用時，可以先分別計算每一荷載單獨作用時梁所產(chǎn)生的變形，然后按代數(shù)值相加，即得梁的實際變形。（√）

8.任何溫度改變都會在結(jié)構(gòu)中引起應(yīng)變與應(yīng)力。（×）

9.用高強度碳鋼代替碳鋼（如A3鋼）便可提高壓桿的臨界荷載。（×）10.材料力學(xué)主要研究構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性問題。（√）

五、計算題（每小題10分,共20分）

1、圖示托架，AB為圓截面鋼桿，AC為方形木桿。在結(jié)點A作用載荷P＝50KN，不考慮穩(wěn)定，試確定直徑d和木桿邊長b，已知：﹝σ﹞鋼=160MPa，﹝σ﹞木＝10 MPa。

P=50kn→FAB=50KN(拉力）FAC=-502Kn（壓力）

?FAB=ABA A1??d24

1?AB?﹝σ﹞鋼=160MPa?d?2cm

同理?FAC=ACAA222?b

?AC?﹝σ﹞木＝10 MPa。?b?8.4cm

2、T形截面鑄鐵懸臂梁尺寸及荷載如圖,若材料拉伸許用應(yīng) [σL]=40MPa、壓縮許用應(yīng)力[σY]=80MP.截面對形心軸 ZC 的慣性矩IZC=10108cm4.h=9.64cm.試計算梁的許用荷載[ F]。

第四篇：工程力學(xué)試卷和答案

1.表示扭轉(zhuǎn)變形程度的量(B)。A.是扭轉(zhuǎn)角ψ，不是單位長度扭轉(zhuǎn)角θ B.是單位長度扭轉(zhuǎn)角θ，不是扭轉(zhuǎn)角ψ C.是扭轉(zhuǎn)角ψ和單位長度扭轉(zhuǎn)角θ D.不是扭轉(zhuǎn)角ψ和單位長度扭轉(zhuǎn)角θ

滿分：5 分

2.平面匯交力系平衡的充分且必要的幾何條件是（A）。A.力多邊形自行封閉 B.所有力共線 C.所有力相交

滿分：5 分

3.梁的撓度是(B)。A.橫截面上任意一點沿梁軸線垂直方向的線位移 B.橫截面形心沿梁軸垂直方向的線位移 C.橫截面形心沿梁軸方向的線位移 D.橫截面形心的位移

滿分：5 分

4.理想均勻直桿與軸向壓力P＝Pcr時處于直線平衡狀態(tài)。當其受到一微小橫向干擾力后發(fā)生微小彎曲變形，若此時解除干擾力，則壓桿(C)。A.彎曲變形消失，恢復(fù)直線形狀 B.彎曲變形減小，不能恢復(fù)直線形狀 C.微彎變形狀態(tài)不變 D.彎曲變形繼續(xù)增大

滿分：5 分

5.一圓軸用碳鋼制作，校核其扭轉(zhuǎn)角時，發(fā)現(xiàn)單位長度扭轉(zhuǎn)角超過了許用值。為保證此軸的扭轉(zhuǎn)剛度，采用哪種措施最有效(C)。A.改用合金鋼材料 B.增加表面光潔度 C.增加軸的直徑

滿分：5 分

6.當平面力系的主矢不等于零，主矩等于零時，此力系合成為（A）。A.合力 B.合力偶 C.力螺旋

滿分：5 分 7.一拉伸鋼桿，彈性模量E＝200GPa，比例極限為200MPa，今測得其軸向應(yīng)變ε＝0.0015，則橫截面上的正應(yīng)力(C)。A.σ＝Eε＝300MPa B.σ＞300MPa C.200MPa＜σ＜300MPa D.σ＜200MPa

滿分：5 分

8.作用在剛體上的三個力使剛體處于平衡狀態(tài)，則這三個力必然（C）。A.相交 B.共線 C.共面

滿分：5 分

9.在下列有關(guān)壓桿臨界應(yīng)力σcr的結(jié)論中，(A)是正確的。A.細長桿的σcr值與桿的材料無關(guān)

B.中長桿的σcr值與桿的柔度無關(guān) C.中長桿的σcr值與桿的材料無關(guān) D.粗短桿的σcr值與桿的柔度無關(guān)

滿分：5 分

10.關(guān)于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正確的是（A）。A.主矢的大小、方向與簡化中心無關(guān)

B.主矩的大小、轉(zhuǎn)向一定與簡化中心的選擇有關(guān)

C.當平面力系對某點的主矩為零時，該力系向任何一點簡化結(jié)果為一合力

D.當平面力系對某點的主矩不為零時，該力系向任一點簡化的結(jié)果均不可能為一合力

滿分：5 分

二、多選題（共 5 道試題，共 25 分。）V 1.細長桿承受軸向壓力P的作用，其臨界壓力與(ABC)有關(guān)。A.桿的材質(zhì) B.桿的長度

C.桿承受壓力的大小

D.桿的橫截面形狀和尺寸

滿分：5 分

2.下列表述中正確的是（ACD）。A.力矩與力偶矩的量綱相同 B.力不能平衡力偶

C.一個力不能平衡一個力偶

D.力偶對任一點之矩等于其力偶矩，力偶中兩個力對任一軸的投影代數(shù)和等于零

滿分：5 分

3.關(guān)于平面力系的主矢和主矩，以下表述中錯誤的是（BCD）。A.主矢的大小、方向與簡化中心無關(guān)

B.主矩的大小、轉(zhuǎn)向一定與簡化中心的選擇有關(guān)

C.當平面力系對某點的主矩為零時，該力系向任何一點簡化結(jié)果為一合力

D.當平面力系對某點的主矩不為零時，該力系向任一點簡化的結(jié)果均不可能為一合力

滿分：5 分

4.關(guān)于平面力系與其平衡方程式，下列的表述中不正確的是：（ABC）A.任何平面力系都具有三個獨立的平衡方程式

B.任何平面力系只能列出三個平衡方程式

C.在平面力系的平衡方程式的基本形式中，兩個投影軸必須垂直

D.平面力系如果平衡，則該力系在任意選取的投影軸上投影的代數(shù)和必為零

滿分：5 分

5.通過低碳鋼拉伸破壞試驗可測定指標（CD）。A.比例極限 B.彈性極限 C.屈服極限 D.強度極限

滿分：5 分

三、判斷題（共 5 道試題，共 25 分。）V 1.空間任意力系總可以用兩個力來平衡。B.正確

2.力對于一點的矩不因力沿其作用線移動而改變。B.正確

3.壓桿的長度縮短一倍，它的臨界載荷就提高至四倍。A.錯誤

4.在有摩擦的情況下，全約束力與法向約束力之間的夾角稱為摩擦角。A.錯誤 5.對于拉伸曲線上沒有屈服平臺的合金塑形材料，工程上規(guī)定σ0.2作為名義屈服極限，此時相對應(yīng)的應(yīng)變量為ε=0.2%。A.錯誤

一、單選題（共 10 道試題，共 50 分。）V 1.在下列有關(guān)壓桿臨界應(yīng)力σcr的結(jié)論中，(A)是正確的。A.細長桿的σcr值與桿的材料無關(guān) B.中長桿的σcr值與桿的柔度無關(guān) C.中長桿的σcr值與桿的材料無關(guān) D.粗短桿的σcr值與桿的柔度無關(guān)

滿分：5 分

2.力偶對物體產(chǎn)生的運動效應(yīng)為(C)。A.只能使物體轉(zhuǎn)動 B.只能使物體移動

C.既能使物體轉(zhuǎn)動,又能使物體移動

D.它與力對物體產(chǎn)生的運動效應(yīng)有時相同,有時不同

滿分：5 分

3.設(shè)軸向拉伸桿橫截面上的正應(yīng)力為σ，則450斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力(D)。A.分別為σ/2和σ B.均為σ

C.分別為σ和σ/2 D.均為σ/2

滿分：5 分

4.下列表述中不正確的是（B）。A.力矩與力偶矩的量綱相同 B.力不能平衡力偶

C.一個力不能平衡一個力偶

D.力偶對任一點之矩等于其力偶矩，力偶中兩個力對任一軸的投影代數(shù)和等于零

滿分：5 分

5.只適用于剛體的公理是（A）。A.二力平衡公理 B.力的平行四邊形公理 C.作用與反作用公理

滿分：5 分

6.在連接件上，剪切面和擠壓面分別(B)于外力方向。A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.平行 D.垂直

滿分：5 分

7.表示扭平面匯交平面匯交平面匯交轉(zhuǎn)變形程度的量(A)。A.是扭轉(zhuǎn)角ψ，不是單位長度扭轉(zhuǎn)角θ

B.是單位長度扭轉(zhuǎn)角θ，不是扭轉(zhuǎn)角ψ C.是扭轉(zhuǎn)角ψ和單位長度扭轉(zhuǎn)角θ

滿分：5 分

8.壓桿的柔度集中地反映了壓桿的(A)對臨界應(yīng)力的影響。A.長度、約束條件、截面形狀和尺寸

B.材料、長度和約束條件

C.材料、約束條件、截面形狀和尺寸 D.材料、長度、截面尺寸和形狀

滿分：5 分

9.將構(gòu)件的許用擠壓應(yīng)力和許用壓應(yīng)力的大小進行對比，可知(B)，因為擠壓變形發(fā)生在局部范圍，而壓縮變形發(fā)生在整個構(gòu)件上。A.前者要小些 B.前者要大些 C.二者大小相等 D.二者可大可小

滿分：5 分

10.作用在剛體上的三個力使剛體處于平衡狀態(tài)，則這三個力必然（C）。A.相交 B.共線 C.共面

滿分：5 分

二、多選題（共 5 道試題，共 25 分。）V 1.力的三要素包括（ABC）。A.力的大小 B.力的方向 C.力的作用點 D.受力體

滿分：5 分

2.關(guān)于平面力系的主矢與主矩，下列的表述中不正確的是：（BCD）A.主矢的大小和方向與簡化中心的選擇無關(guān)

B.主矩的大小和轉(zhuǎn)向一定與簡化中心的選擇有關(guān)

C.當平面力系對某點的主矩為零時，該力系向任何一點簡化的結(jié)果為一合力

D.當平面力系對某點的主矩不為零時，該力系向任一點簡化的結(jié)果均不可能為一合力

滿分：5 分

3.下列表述中正確的是（ACD）。A.力矩與力偶矩的量綱相同 B.力不能平衡力偶

C.一個力不能平衡一個力偶

D.力偶對任一點之矩等于其力偶矩，力偶中兩個力對任一軸的投影代數(shù)和等于零

滿分：5 分

4.空間任意力系向兩個不同的點簡化，試問下述情況中可能的有:（AB）A.主矢和主矩均相等

B.主矢相等，主矩不相等 C.主矩相等，主矢不相等 D.主矢和主矩均不相等

滿分：5 分

5.下列表述中錯誤的是（ABC）。A.任何平面力系都具有三個獨立的平衡方程式 B.任何平面力系只能列出三個平衡方程式

C.在平面力系的平衡方程式的基本形式中，兩個投影軸必須相互垂直

D.平面力系如果平衡，該力系在任意選取的投影軸上投影的代數(shù)和必為零

滿分：5 分

三、判斷題（共 5 道試題，共 25 分。）V 1.平面應(yīng)力狀態(tài)下的兩個正應(yīng)力極值與剪應(yīng)力極值必定分別是空間意義上的主應(yīng)力σ1，σ2與τmax。A.錯誤 2.隨著壓桿柔度的減小，它的臨界載荷會越來越高。B.正確

3.由不同材料制成的兩個圓軸，若長度、軸徑及作用的扭轉(zhuǎn)力偶均相同，則相對扭角也相同。A.錯誤

4.平面彎曲是指梁的橫截面變形前是平面，受力變彎后仍為平面的彎曲。A.錯誤

5.作用在剛體上的四個力偶，若其力偶矩矢都位于同一平面內(nèi)，則一定是平面力偶系。A.錯誤

第五篇：工程力學(xué)

飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一。航空航天材料科學(xué)是材料科學(xué)中富有開拓性的一個分支。飛行器的設(shè)計不斷地向材料科學(xué)提出新的課題，推動航空航天材料科學(xué)向前發(fā)展；各種新材料的出現(xiàn)也給飛行器的設(shè)計提供新的可能性，極大地促進了航空航天技術(shù)的發(fā)展。

航空航天材料的進展取決于下列3個因素:①材料科學(xué)理論的新發(fā)現(xiàn)：例如，鋁合金的時效強化理論導(dǎo)致硬鋁合金的發(fā)展；高分子材料剛性分子鏈的定向排列理論導(dǎo)致高強度、高模量芳綸有機纖維的發(fā)展。②材料加工工藝的進展：例如，古老的鑄、鍛技術(shù)已發(fā)展成為定向凝固技術(shù)、精密鍛壓技術(shù)，從而使高性能的葉片材料得到實際應(yīng)用；復(fù)合材料增強纖維鋪層設(shè)計和工藝技術(shù)的發(fā)展，使它在不同的受力方向上具有最優(yōu)特性，從而使復(fù)合材料具有“可設(shè)計性”，并為它的應(yīng)用開拓了廣闊的前景；熱等靜壓技術(shù)、超細粉末制造技術(shù)等新型工藝技術(shù)的成就創(chuàng)造出具有嶄新性能的一代新型航空航天材料和制件，如熱等靜壓的粉末冶金渦輪盤、高效能陶瓷制件等。③材料性能測試與無損檢測技術(shù)的進步：現(xiàn)代電子光學(xué)儀器已經(jīng)可以觀察到材料的分子結(jié)構(gòu)；材料機械性能的測試裝置已經(jīng)可以模擬飛行器的載荷譜，而且無損檢測技術(shù)也有了飛速的進步。材料性能測試與無損檢測技術(shù)正在提供越來越多的、更為精細的信息，為飛行器的設(shè)計提供更接近于實際使用條件的材料性能數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)提供保證產(chǎn)品質(zhì)量的檢測手段。一種新型航空航天材料只有在這三個方面都已經(jīng)發(fā)展到成熟階段，才有可能應(yīng)用于飛行器上。因此，世界各國都把航空航天材料放在優(yōu)先發(fā)展的地位。中國在50年代就創(chuàng)建了北京航空材料研究所和北京航天材料工藝研究所，從事航空航天材料的應(yīng)用研究。

簡況 18世紀60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展，從而結(jié)束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時代。1903年美國萊特兄弟制造出第一架裝有活塞式航空發(fā)動機的飛機,當時使用的材料有木材(占47％),鋼（占35％）和布（占18％）,飛機的飛行速度只有16公里/時。1906年德國冶金學(xué)家發(fā)明了可以時效強化的硬鋁，使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機成為可能。40年代出現(xiàn)的全金屬結(jié)構(gòu)飛機的承載能力已大大增加，飛行速度超過了600公里/時。在合金強化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動機的性能得以不斷提高。50年代鈦合金的研制成功和應(yīng)用對克服機翼蒙皮的“熱障”問題起了重大作用，飛機的性能大幅度提高,最大飛行速度達到了3倍音速。40年代初期出現(xiàn)的德國 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料燒蝕防熱理論的出現(xiàn)以及燒蝕材料的研制成功，解決了彈道導(dǎo)彈彈頭的再入防熱問題。60年代以來,航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進的復(fù)合材料，如碳纖維或硼纖維增強的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等，以減輕結(jié)構(gòu)重量。返回型航天器和航天飛機在再入大氣層時會遇到比彈道導(dǎo)彈彈頭再入時間長得多的空氣動力加熱過程，但加熱速度較慢，熱流較小。采用抗氧化性能更好的碳-碳復(fù)合材料陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問題。

分類 飛行器發(fā)展到80年代已成為機械加電子的高度一體化的產(chǎn)品。它要求使用品種繁多的、具有先進性能的結(jié)構(gòu)材料和具有電、光、熱和磁等多種性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用對象不同可分為飛機材料、航空發(fā)動機材料、火箭和導(dǎo)彈材料和航天器材料等；按材料的化學(xué)成分不同可分為金屬與合金材料、有機非金屬材料、無機非金屬材料和復(fù)合材料。

材料應(yīng)具備的條件 用航空航天材料制造的許多零件往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強腐蝕等極端條件下工作，有的則受到重量和容納空間的限制，需要以最小的體積和質(zhì)量發(fā)揮在通常情況下等效的功能，有的需要在大氣層中或外層空間長期運行，不可能停機檢查或更換零件，因而要有極高的可靠性和質(zhì)量保證。不同的工作環(huán)境要求航空航天材料具有不同的特性。

高的比強度和比剛度 對飛行器材料的基本要求是：材質(zhì)輕、強度高、剛度好。減輕飛行器本身的結(jié)構(gòu)重量就意味著增加運載能力，提高機動性能，加大飛行距離或射程，減少燃油或推進劑的消耗。比強度和比剛度是衡量航空航天材料力學(xué)性能優(yōu)劣的重要參數(shù)：

比強度＝/

比剛度＝/式中[kg2][kg2]為材料的強度，為材料的彈性模量，為材料的比重。

飛行器除了受靜載荷的作用外還要經(jīng)受由于起飛和降落、發(fā)動機振動、轉(zhuǎn)動件的高速旋轉(zhuǎn)、機動飛行和突風(fēng)等因素產(chǎn)生的交變載荷，因此材料的疲勞性能也受到人們極大的重視。

優(yōu)良的耐高低溫性能 飛行器所經(jīng)受的高溫環(huán)境是空氣動力加熱、發(fā)動機燃氣以及太空中太陽的輻照造成的。航空器要長時間在空氣中飛行，有的飛行速度高達3倍音速,所使用的高溫材料要具有良好的高溫持久強度、蠕變強度、熱疲勞強度，在空氣和腐蝕介質(zhì)中要有高的抗氧化性能和抗熱腐蝕性能，并應(yīng)具有在高溫下長期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?；鸺l(fā)動機燃氣溫度可達3000[2oc]以上，噴射速度可達十余個馬赫數(shù)，而且固體火箭燃氣中還夾雜有固體粒子，彈道導(dǎo)彈頭部在再入大氣層時速度高達20個馬赫數(shù)以上，溫度高達上萬攝氏度，有時還會受到粒子云的侵蝕，因此在航天技術(shù)領(lǐng)域中所涉及的高溫環(huán)境往往同時包括高溫高速氣流和粒子的沖刷。在這種條件下需要利用材料所具有的熔解熱、蒸發(fā)熱、升華熱、分解熱、化合熱以及高溫粘性等物理性能來設(shè)計高溫耐燒蝕材料和發(fā)冷卻材料以滿足高溫環(huán)境的要求。太陽輻照會造成在外層空間運行的衛(wèi)星和飛船表面溫度的交變，一般采用溫控涂層和隔熱材料來解決。低溫環(huán)境的形成來自大自然和低溫推進劑。飛機在同溫層以亞音速飛行時表面溫度會降到-50[2oc]左右,極圈以內(nèi)各地域的嚴冬會使機場環(huán)境溫度下降到-40[2oc]以下。在這種環(huán)境下要求金屬構(gòu)件或橡膠輪胎不產(chǎn)生脆化現(xiàn)象。液體火箭使用液氧(沸點為-183[2oc])和液氫(沸點為-253[2oc])作推進劑，這為材料提出了更嚴峻的環(huán)境條件。部分金屬材料和絕大多數(shù)高分子材料在這種條件下都會變脆。通過發(fā)展或選擇合適的材料，如純鋁和鋁合金、鈦合金、低溫鋼、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和全氟聚醚等，才能解決超低溫下結(jié)構(gòu)承受載荷的能力和密封等問題。

耐老化和耐腐蝕 各種介質(zhì)和大氣環(huán)境對材料的作用表現(xiàn)為腐蝕和老化。航空航天材料接觸的介質(zhì)是飛機用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進劑（如濃硝酸、四氧化二氮、肼類）和各種潤滑劑、液壓油等。其中多數(shù)對金屬和非金屬材料都有強烈的腐蝕作用或溶脹作用。在大氣中受太陽的輻照、風(fēng)雨的侵蝕、地下潮濕環(huán)境中長期貯存時產(chǎn)生的霉菌會加速高分子材料的老化過程。耐腐蝕性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料應(yīng)該具備的良好特性。

適應(yīng)空間環(huán)境 空間環(huán)境對材料的作用主要表現(xiàn)為高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射線輻照的影響。金屬材料在高真空下互相接觸時，由于表面被高真空環(huán)境所凈化而加速了分子擴散過程，出現(xiàn)“冷焊”現(xiàn)象；非金屬材料在高真空和宇宙射線輻照下會加速揮發(fā)和老化，有時這種現(xiàn)象會使光學(xué)鏡頭因揮發(fā)物沉積

而被污染，密封結(jié)構(gòu)因老化而失效。航天材料一般是通過地面模擬試驗來選擇和發(fā)展的，以求適應(yīng)于空間環(huán)境。

壽命和安全 為了減輕飛行器的結(jié)構(gòu)重量，選取盡可能小的安全余量而達到絕對可靠的安全壽命，被認為是飛行器設(shè)計的奮斗目標。對于導(dǎo)彈或運載火箭等短時間一次使用的飛行器，人們力求把材料性能發(fā)揮到極限程度。為了充分利用材料強度并保證安全，對于金屬材料已經(jīng)使用“損傷容限設(shè)計原則”。這就要求材料不但具有高的比強度，而且還要有高的斷裂韌性。在模擬使用的條件下測定出材料的裂紋起始壽命和裂紋的擴展速率等數(shù)據(jù)，并計算出允許的裂紋長度和相應(yīng)的壽命，以此作為設(shè)計、生產(chǎn)和使用的重要依據(jù)。對于有機非金屬材料則要求進行自然老化和人工加速老化試驗，確定其壽命的保險期。復(fù)合材料的破損模式、壽命和安全也是一項重要的研究課題。