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1、专业班级: 姓名: 学号: 密封线河南理工大学 学年第 学期专业班级: 姓名: 学号: 密封线工程力学试卷(A卷)考试方式: 闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 %总 分题号一二三四五六题分241218151516核分人得分 复查总分 总复查人 得分评卷人一、基本题(每道题8分,共24分)1求图示铆钉头的剪切应力和挤压应力。 解: 2正方体受力如图所示,求该力对X轴、Y轴和Z轴的矩。解: (分) (2分) (分)3如图所示是一箱形截面(单位为mm),试求、 。解:得分评卷人 二、(本题 12 分)求图示刚架的C处的支座反力。1 取整个结构为研究对象,作出受力图(略):(3分)2 列出静
2、力平衡方程:(8分) : : :3 解得:(向左),(向上), (逆时针) (1分)得分评卷人 三、(本题 18 分)由AC和CD构成的组合梁通过铰链C连接。它的支承和受力如图所示。已知均布载荷强度q=10 kN/m,力偶矩M=40 kNm,不计梁重。求支座A,B,D的约束力。(做在下页)解: 1. 分别对AC段和CD段画出受力图(略):(4分)2. 分别对AC段和CD段列出静力平衡方程:(12分)CD段:AC段: 解得:,(向上),(向上),(向上), (向下)(3分)得分评卷人 四、(本题15分)图示简易起重设备中,BC为一刚性杆,AC为钢质圆截面杆,已知AC杆的直径为d = 40 mm
3、,许用拉应力为=170 MPa ,外力P = 60 kN,试校核AC杆的强度。解:1)求轴力 kN (6分)2)强度校核 MPa(8分)=170 MPa,故AC杆的强度满足要求。(1分)得分评卷人 五、(本题15 分)图示等直圆杆,已知外力偶矩 ,许用切应力,试由强度条件确定轴的直径d 。解: (4分) (8分) (3分) 得分评卷人 六、(本题16分)一简支木梁,荷载F =5 kN,距离= 0.7 m,材料的许用弯曲正应力 =10MPa,横截面为的矩形。试按正应力强度条件确定梁横截面的尺寸。解:(1)根据静力学平衡方程和对称性,可得出: (3分) (2)作弯距图,求最大弯距值, (3分) (
4、3分)(3) 根据强度条件,确定截面尺寸。 (6分) 又:,代入上式,计算得:, (1分) 专业班级: 姓名: 学号: 密封线河南理工大学 学年第 学期专业班级: 姓名: 学号: 密封线工程力学试卷(B卷)答案考试方式:闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 %总 分题号一二三四五六七八九核分人题分10861215151420复查人得分 复查总分 总复查人 一、判断下列论述是否正确。正确的在括号内画,错误的画。(10分)1) 平面任意力系向作用面内任一点简化,得到的主矢和主矩都与简化中心位置的选择有关。()2) 两个力系向同一点的简化所得的主矢和主矩都相同,但此二力不一定等效。()3) 梁
5、产生纯弯曲变形后,其轴线即变成了一段圆弧线。()4) 若截面对于某一轴的静矩等于零,则该轴必定通过截面形心。()5) 强度理论只能用于复杂应力状态。()二、不计各梁的自重,分别画出构件AC和构件BC的受力图。(8分)DABCCDAB解:每个受力图4分三、试画出低碳钢拉伸时的应力应变图,并标出各极限应力。(6分)解:低碳钢拉伸时的应力应变图如右图所示:(5分)(1)弹性阶段OB段:弹性极限;(2)屈服阶段OB段:屈服极限;(3)强化阶段OB段:强度极限;(4)局部变形阶段OB段。四、求图示结构的许可载荷。已知A1=10cm2, 1160 MPa;A2=200cm2, 27 MPa。(12分)解:
6、1、由C点平衡,求各杆的内力,得, ), 代入数据,得, , (2分)2、应用强度条件求许可载荷。1杆的应力: (1分)强度条件: (2分)即: 得:kN (1分)2杆的应力: (1分)强度条件: (2分)即: (1分)得:kN 二者比较,取=184.8 kN (2分)五、外伸梁如图所示。若已知P=20 kN,m=8kNm,q=20kN/m,a=0.8m。求支座A、B处的约束力。(14分)CCAAaa解:以外伸梁为研究对象,受力如图所示:, (2分), (4分), (4分)代入数据,得, ,求解得:,-5 kN,kN (4分)六、传动轴如图,已知MA =35 KNm, MB = MC =10
7、KNm,MD =15 KNm,求:(1) 画出轴的扭矩图;(2) 设 = 90 MPa,试由强度条件确定轴的直径d 。(15分)解:(1)画扭矩图 BC段:T1=MB=-10KNm (2分)CA段:T2=MB +MC =-20KNm (2分)AD段:T3=MD=15KNm (2分)(2)确定轴的直径dmax=T/WT (4分)WT =d3/16 (3分)由以上两式可求得:d104mm (2分)七、图示应力单元体,=20 MPa,=10 MPa,=30 MPa。写出三个主应力、的大小,并按第三强度理论校核强度。(14分)解:1、求主应力:Mpa, Mpa, (6分)1=Mpa,2 =0 Mpa,
8、3=Mpa (3分)2、校核强度:eq3=13= ()=20 Mpa (4分)满足第三强度理的强度要求。 (1分)八、矩形截面梁尺寸及受力如图,已知材料的许用正应力 =8 MPa ,集中力P2 kN,横截面的高宽比h/b=3。(1)试写出此梁的弯矩方程,并作弯矩图。(2)试按强度条件选择横截面尺寸。(20分)解:(1)剪力方程和弯矩方程,以及剪力图和弯矩图。1) 先求支座反力: (2分)2) 分段写剪力和弯矩方程: AC段:kNm CD段: 弯矩图对称。3) 画弯矩图 (10分)(2)确定截面尺寸b:从弯矩图中可以看出,最大弯矩值为, 根据强度条件, 则有:则:=69.3mmh=208mm (8分)PBAPPbh1m1m1m1m343M(kNm)河南理工大学 学年第 学期工程力学试卷(C卷)答案考试方式:闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 %总 分题号一二三四五六七八九核分人题分301812131512复查人得分 复查总分 总复查人 得分