工程力學的一些簡單的基礎知識及習題和答案

2020-12-04 巧巧的小情緒

一、填空題

1、理論力學中的三個組成部分為 靜力學、運動學和 動力學 。

2、力是物體之間相互的 機械 作用、力的作用效應是使物體的運動狀態 發生改變,也可使物體的 形狀 發生改變。

3、力的基本單位名稱是 牛頓 ,符號是 N 。

4、力是 矢量 量,力的三要素可用 帶箭頭的線段 來表示,其長度(按一定比例)表示力的 大小 ,箭頭的指向表示力的 方向 ,線段的起點或終點表示力的 作用點 。

5、共線力系是 平面匯交 力系的特例。

6、平面力系分為平面匯交力系、 平面平行力系和 平面一般力系 力系。

7、在力的投影中,若力平行於X軸,則Fx=若力平行於y軸,則 F y=;若力垂直於X軸,則Fx= 0 ;若力垂直於y軸F y= 0 。

8、作用在物體上各力的作用線都在 同一平面 ,並呈 任意分布 的力系,稱為平面一般力系。

9、平面一般力系面已知中心點簡化後,得到一力 和 一力偶 。

10、若力系中的各力作用線在 同一平面 且相互 平行 ,稱平面平行力系,它是平面一般力系 的特殊情況。

11、平衡是指物體相對於地球保持 靜止 或 勻速直線運動 狀態。

12、對非自由體的運動的限制叫做 約束 。約束反力的方向與約束所能 限制 運動方向相反。

13、作用於物體上的各力作用線都在 同一平面 ,而且 匯交 的力系,稱為平面匯交力系。

14、力的三要素是力的大小,力的 方向 ,力的 作用點

15、材料力學中,構件的安全性指標是指: 強度 , 剛度 , 穩定性 。

16、力是物體間相互的 機械 作用,這種作用的效果是使物體的 運動狀態 發生改變,也可使物體的 形狀 發生變化。

力對物體的作用效果取決於力的 大小 、方向 和 作用點 。

18、欲使作用在剛體上的兩個力平衡,其必要與充分條件是兩個力的大小 相等 、方向 相反 ,且作用在 一條直線上 。

19.作用於物體上的各力作用線都在 同一平面內 內,並且都 相較於一點 的力系,稱為平面匯交力系。

20.合力在任意一個坐標軸上的投影,等於 各分力 在同一軸上投影的 代數和 ,此稱為合力投影定理。

21.平面匯交力系平衡的必要與充分的條件 該力系的合力的大小等於零 。

22.力偶對物體的轉動效應取決於 力偶矩大小 、 力偶的轉向 、以及 力偶作用面的方位 。

23.構件的強度是指 構件抵抗破壞 的能力。構件的剛度是指 構件抵抗變形 的能力。

24.在材料力學中通常採用 截面法 求內力,應用這種方法求內力可分為 截開 、 代替 和 平衡 三個步驟。

25.連接件的失效形式主要包括 剪切 和 擠壓 破壞。

26.提高圓軸扭轉強度的主要措施是 合理安排輪系位置 和 選用空心軸 。

27.拉壓杆強度條件可用於解決 強度校核、 選擇截面尺寸和確定許可載荷 三類問題。

28、靜力學平衡方程求內力的方法稱截面法三個步驟: 截開 、代替 和 平衡。

29、提高圓柱抗扭強度的主要措施 合理安排輪系位置 和 採用空心軸 。

二、判斷題

(√ )1、力使物體運動狀態發生變化的效應稱為力的外效應。

(x )2、剛體是客觀存在的,無論施加多大的力,它的形狀和大小始終保持不變。

(x )3、凡是處於平衡狀態的物體,相對於地球都是靜止的。

(√ )4、二力平衡公理、加減平衡力系公理,力的可傳性原理只適用行剛體。

(√ )5、作用力和反作用力是等值、反向、共線的一對力。

( x)6、平面匯交力系的合力一定大於任何一個力。

(√ )7、力系在平面內任意一坐標軸上投影的代數和為零,則該力系一定是平衡力系。

(√ )8、力對物體的轉動效果用力矩來定量,其常用單位符號為N.m。

(√ )9、力偶矩的大小和轉向決定了力偶對物體的作用效果,而與矩心的位置無關。

(x )10、平面力系的平衡方程可用於求解各種平面力系的平衡問題。

(x )11、平面匯交力系的合力一定大於任何一個分力。

(√ )12、力對物體的轉動效應用力矩來表示,其常用單位符號為N·m。

( √)13、平面一般力系的平衡方程可用於求解各種平面力系的平衡問題。

(√ )14、力使物體運動狀態發生變化的效應稱為力的外效應。

(x )15、剛體是客觀存在的,無論施加多大的力,它的形狀和大小始終保持不變。

16.剛體是客觀存在的,無論施加多大的力,它的形狀和大小始終保持不變。 ( × )

17、凡是處於平衡狀態的物體,相對地球都是靜止的。 ( × )

18、同一平面內作用線匯交於一點的三個力一定平衡。 (× )

19、在一個物體的受力圖上,不但應畫出全部外力,而且也應畫出與之相聯繫的其他物體。 (× )

20、平面匯交力系的合力一定大於任何一個分力 ( × )

21、力矩和力偶都是描述受力物體轉動效果的物理量;力矩和力偶的含義和性質完全相同。 ( × )

22、平面一般力系的平衡方程可用於求解各種平面力系的平衡問題。( √ )

23、軸力是由外力產生的,故軸力就是外力。 (× )

24、拉壓變形時,求內力通常用截面法。 ( √ )

25、剪切變形是杆件基本變形之一。 ( √ )

26、圓軸扭轉時橫截面上的正應力與截面直徑成正比。 (× )

27、剪切和擠壓總是同時產生的。 (√ )

28、圓軸扭轉危險截面一定是扭矩和橫截面積均達到最大值的截面。(× )

29、擠壓面的計算面積一定是實際擠壓面的面積。 (× )

30、取杆件的一部分為研究對象,利用靜力平衡方程求內力方法稱為截面法。(√)

31、拉壓變形時,內力在橫截面上是非均勻分布的。(x)

32、工作應力大於材料的許用應力時,構件一定發生破壞。(√)

二、選擇題:

1、物體的受力效果取決於力的 C 。

A 、大小、方向 B、大小、作用點 C、大小、方向、作用點 D、方向、作用點

2、靜力學研究的對象主要是 D 。

A、 受力物體 B、施力物體 C、運動物體 D、平衡物體

3、作用力和反作用力是 B 。

A、平衡二力 B、物體間的相互作用力 C、約束反力

4、三個力F1F2F3的大小均不等於零,其中F1和F2沿同一作用線,剛體處於 B 。

A 平衡狀態 B、不平衡狀態 C、可能平衡也可能不平衡

5、平面匯交力系的合力一定等於 A 。

A合力的代數和 B、合力的矢量和 C、零

力使物體繞定點轉動的效果用 A 來量度。

A、力矩 B、力偶矩 C、力的大小和方向

力偶可以用一個 C 來平衡。

A、力 B、力矩 C、力偶

8、一力向新作用點平移後,新點上有 C 。

A、一個力 B、一個力偶 C、一個力與一個力偶

9、若平面一般力系向某點化後,合力矩為零,則其合力 B 。

A、一定為零 B、不一定為零 C、一定不為零

10、力矩平衡方程中的每一個單項必須是 B 。

A、力 B、力矩 C、力偶 D、力對坐標軸上的投影

11、靜力學研究的對象主要是( D )

A、受力物體;B、施力物體;C、運動物體; D、平衡物體。

12、「二力平衡公理」和「力的可傳性原理」只適用於(D )

A、任何物體;B、固體;C、彈性體; D、剛體。

13、約束反力的方向必與(B )的方向相反。

A、主動力;B、物體被限制運動;C、重力

14、力使物體繞定點轉動的效果用( A )來度量。

A、力矩;B、力偶矩;C、力的大小和方向

15、力矩不為零的條件是(C )

A、作用力不等於零;

B、力的作用線不通過矩心;

C、作用力和力臂均不為零。

16、若平面一般力系向某點簡化後合力矩為零,則其合力( B )

A、一定為零;B、不一定為零;C、一定不為零。

17、胡克定律表明,在材料的彈性變形範圍內,應力和應變(C )

A、相等; B、互為倒數; C、成正比; D、成反比。

18、剪切面(B )是平面。

A、一定; B、不一定; C、一定不。

19、當材料的長度和橫截面面積相同時,空心圓軸的抗扭承載能力( A )

實心圓軸的抗扭承載能力。

A、大於; B、等於; C、小於。

20、本課程的主要研究對象是( C )

A、剛體 B、等直杆 C、靜平衡物體 D、彈性體

四、簡答題

1.靜力學的四個公理是什麼?

答:公理一:作用力與反作用力公理; 公理二:二力平衡公理; 公理三:加減平衡公理; 公理四:平行四邊形公理

2.平面力偶系的簡化結果是什麼?

答:平面力偶系簡化的結果:為一合力偶,合力偶距等於各力偶距的代數和。

M=∑M

3.常見的約束類型?

答:柔索約束、光滑面約束、鉸鏈約束。

4.平面一般力系的簡化結果?

答:簡化結果:一力和一力偶

5.主動力與約束力的區別?

答:主動力:促使物體運動的力;約束力:阻礙物體運動的力

6、靜力學中構建力學模型時,為了研究和分析問題的方便,主要考慮哪三個方面?

答:對物體的合理抽象與簡化------剛體

對受力的合理抽象與簡化------集中力與均布力

對接觸與連接方式的抽象與簡化--------約束

7、提高圓柱扭轉強度的主要措施有哪些?

答:1、合理安排輪

2、選用空心軸

8、保證構件安全工作的三項安全性指標?

答:強度、剛度、穩定性

五、其他

(—)作圖題

1、重量為G的梯子AB,放置在光滑的水平地面上,並靠在鉛直牆上,在D點用一根水平繩索與牆相連。試畫出梯子的受力圖。

2、簡支梁AB,在跨中C處受到集中力F作用,A端為固定鉸支座約束,B端為活動鉸支座約束。試畫出梁的受力圖(梁自重忽略不計)。

3、畫出作用力與反作用力 4、 如圖畫出作用力與反作用力、二力平衡;

(二)計算題

(1)如圖所示為一液壓系統中液壓缸的活塞杆。作用於活塞杆軸線上的外力可以簡化為F1 = 9.2 kN,F2 = 3.8 kN,F3 = 5.4 kN。試求活塞杆橫截面1—1和2—2上的內力。

解:

(2)主動輪A輸入功率PA=50 kW,從動輪B、C的輸出功率分別為PB=30 kW,PC=20 kW,軸的轉速為n=300 r/min。試求軸上截面1-1和2-2處的內力。

解:

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