一、填空(每空1.5分)
1. 變形體的理想彈性體模型包括四個基本的簡化假設,它們分別是:
假設、 假設、 假設、完全彈性和線彈性假設;在變形體靜力學的分析中,除了材料性質的理想化外,對所研究的問題中的變形關係也作了乙個基本假設,它是假設。
2. 圖1中分布力的合力的大小為 ,對點a之矩大小為 。
圖1圖2
3. 圖2示板狀試件的表面,沿縱向和橫向貼上兩個應變片和,在力f作用下,若測得,,則該試件材料的泊松比為 ,若該試件材料的剪下模量g=75gpa,則彈性模量e
4. 對於空間力偶係,獨立的平衡方程個數為
5. 解決超靜定問題需要放棄剛體模型,採用變形體模型,進行力的研究、變形的研究以及關係的研究三方面分析工作。
6. 圖3中力f對點o之矩大小為 ,方向順時針,逆時針)
圖3圖4圖5
7. 一受扭圓棒如圖4所示,其m-m截面上的扭矩等於若該圓棒直徑為d,則其扭轉時橫截面上最大切應力max
8. 圖5示階梯杆ad受三個集中力f作用,設ab、bc、cd段的橫截面面積分別為a、2a、3a,則三段杆的橫截面上軸力 ,正應力 。
(相等,不相等)
9. 對於鑄鐵而言,其抗拉能力抗剪能力,抗剪能力抗壓能力。
(低於,高於)
10. 力和是兩個不同的、相互獨立的基本力學量,它們是組成力系的兩個基本元素。
11. 作用於彈性體一小塊面積(或體積)上的載荷所引起的應力,在離載荷作用區較遠處,基本上隻同載荷的主矢和主矩有關;載荷的具體分布只影響作用區域附近的應力分布。這就是著名的原理。
二、選擇(每題3分)
1. 判斷下列關於軸向拉壓杆的說法正確的是( )
a.若杆內各點位移均為零,則杆無變形。
b.若杆的總伸長量為零,則各截面無位移。
c.若某一段桿內變形為零,則該段內各截面無位移。
d.若某一截面位移為零,則該截面上各點無應力。
2. 圓軸表面在變形前畫一微正方形如圖6所示,則受扭時該正方形變為( )。
a. 正方形; b. 矩形; c. 菱形; d. 平行四邊形。
圖6圖7
3. 圖7所示梁段上,bc梁段( )。
a. 有變形,無位移; b. 有位移,無變形;
c. 既有位移,又有變形; d. 既無位移,又無變形。
4. 在下列說法中,錯誤的是( )。
a. 應變是位移的度量b. 應變是變形的度量;
c. 應變分正應變和切應變兩種; d. 應變是量綱一的量。
5. 在下列四種材料中,哪種不適合各向同性假設( )。
a. 鑄鐵; b. 松木; c. 玻璃; d. 鑄銅。
6. 用積分法求圖8示梁的撓曲線方程時,確定積分常數的四個條件,除,外,另外兩個條件是( )。
a.,; b.,;
cd.,。
圖8圖9
7. 圖9示階梯形杆總變形( )。
a.; b.; c.; d.。
8. 矩形截面梁發生橫力彎曲時,在橫截面的中性軸處( )。
a. 正應力最大,剪應力為零; b. 正應力和剪應力均為零;
c. 正應力和剪應力均最大; d. 正應力為零,剪應力最大。
9. 一懸臂梁及其形截面如圖10示,其中c為截面形心,該梁橫截面的( )。
a.中性軸為z1,最大拉應力在上邊緣處;
b.中性軸為z1,最大拉應力在下邊緣處;
c.中性軸為z0,最大拉應力在上邊緣處;
d.中性軸為z0,最大拉應力在下邊緣處;
圖1010. 低碳鋼試件扭轉破壞是( )。
a. 沿橫截面拉斷; b. 沿45°螺旋麵拉斷;
c. 沿橫截面剪斷; d. 沿45°螺旋麵剪斷。
三、判斷,正確劃「√」,錯誤劃「×」。(每題2分)
1. 約束力是主動力,它會主動地引起物體運動或使物體有運動趨勢。( )
2. 柔索約束的約束力沿著柔索的軸線方向,指向物體。( )
3. 只在兩點受力的剛性杆都是二力杆。( )
4. 凡兩端用鉸鏈連線的杆都是二力杆。( )
5. 若一力系的主矢為零,對某一點的主矩也為零,則該力系為平衡力系。( )
6. 力偶對剛體的作用無法用乙個力來代替,力偶同力一樣,是組成力系的基本元素。力偶的三要素為力偶矩矢的大小、方向、作用點。( )
7. 只有當力的作用線與軸相交時,力對軸之矩才等於零。 ( )
8. 工程中,主要承受扭轉變形的細長桿件通常被稱為梁。( )
9. 剛度失效是指構件的平衡形式發生突變,如內燃機中的挺杆和千斤頂中的螺桿軸向受壓過大突然變彎。( )
10. 穩定性失效是指構件發生過大的彈性變形而無法正常工作。( )
11. eiz為杆的拉壓剛度,ea為梁的抗彎剛度。( )
12. 如果某段梁的橫截面上只有彎矩,沒有剪力,這種情形稱為橫力彎曲。( )
13. 提高梁的承載能力可以通過選擇合理的橫截面形狀以降低wz。( )
14. 合理布置支撐和載荷可以減小梁上的最大彎矩,對於梁上的集中載荷,如能適當分散,可有效降低最大彎矩。( )
15. 在某種特殊受力狀態下,脆性材料也可能發生屈服現象。( )
16. 鑄鐵是一種典型的脆性材料,其抗拉效能遠優於其抗壓性能。( )
17. 梁彎曲變形時,其橫截面繞中性軸偏轉的角度被稱為轉角。( )
18. 截面形狀尺寸改變得越急劇,應力集中程度就越嚴重。( )
19. 梁彎曲變形時,其橫截面的形心沿著軸線方向的線位移被稱為撓度。( )
20. 經過預先載入至強化階段處理的材料,比例極限提高,即彈性範圍擴大,斷裂時的塑性變形減小,即延性降低。這種現象被稱為「冷作硬化」或「加工硬化」。( )
四、作圖(共20分)
1. 畫出圖11示系統中各構件及整個系統的受力圖。
圖11a圖11b
2. 作拉壓杆(圖12a)的軸力圖和軸(圖12b)的扭矩圖。
圖12a圖12b
3. 作樑的剪力圖和彎矩圖(圖13)。
圖13五、計算題(每題15分)
1. 圖14示鉸接梁結構,已知kn·m, kn/m, m。求支座a、c處的約束力。
圖142. 圖15示吊車在梁ac上移動,起重量p為15kn,鋼桿ab直徑d=23mm,[σ]=120mpa,校核杆ab的強度。
圖153. 圖16示矩形截面簡支梁,已知載荷f = 4kn,梁跨度l = 400mm,橫截面寬度b = 50mm,高度h = 80mm,材料的許用彎曲正應力[σ]=7mpa,許用切應力[τ]=5mpa,試校核其強度。
圖164. 試計算圖17示矩形截面簡支梁的c截面上點e和點f處的彎曲正應力和切應力。
5. 如圖所示4的三角架abc由ab和bc兩桿組成。杆bc為木桿,截面為邊長a=100mm的正方形,容許應力[σ]木=4.
5mpa;杆ab為圓鋼杆,直徑d=16mm, 容許應力[σ]鋼=150mpa。求許可荷載[f]。
1.5m
ab2mfc圖4
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