东北大学2020年7月工程力学(一)X+A卷参考答案
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
工程力学(一)X 试 卷(作业考核 线上2) A 卷(共 3 页)
总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
得分
一、选择题(15分)
1.已知1F ,2F ,3F
,4F 为作用于刚体上的平面力系,其力矢关系如图所示为平行四边形。由此可知( D )。
A. 力系可合成为一个力偶;
B. 力系可合成为一个力;
C. 力系简化为一个力和一个力偶;
D. 力系的合力为零,力系平衡 2.内力和应力的关系( D )
A. 内力小与应力
B. 内力等于应力的代数和
C. 内力为矢量,应力为标量
D. 应力是分布内力的集度 3.梁发生平面弯曲时,其横截面绕( B )旋转。 A.梁的轴线; B.中性轴; C.截面的对称轴; D.截面的上(或下)边缘。 二、通过分析计算选出正确答案,(15分)
图示结构由梁DC 、CEA 两构件铰接而成,尺寸和载荷如图。已知:2qa M ,qa P 2 。如求A 、
B 处约束反力:
1. 简便的解题步骤为( D );
1
F 3
F 2
F 4
F
A .先整体分析,再分析
CAE 构件; B .先分析DBC 构件,再整体分析; C .先分析CAE 构件,再分析DBC 构件; D .先分析DBC 构件,再分析CEA 构件。
2. 由DBC 构件分析,可以求得( C ); A .F By B .F Cy 、F Ay C .F By 、F Cy D .F Ay
3. F By 、F Ay 、M A 分别等于( A )。
A . qa 29, qa 23, 225qa
B . qa 25, qa 29, 223
qa
C . qa 23, qa 29, qa 25
D . qa 29, qa 25, qa 2
3
三、已知变截面钢轴上的外力偶矩1800b m N m ,1200c m N m ,剪切弹性模量
98010Pa G ,轴的尺寸见图,试求最大切应力max 和最大相对扭转角AC 。(15分)
解:1)画扭矩图
最大扭矩值3kNm 2)最大切应力 AB 段:36max max
333
1616310Nm
36.210Pa =36.2MPa 0.075m AB AB P T T W d BC 段:36max max 333
1616 1.210Nm 48.810Pa =48.8MPa 0.05m
BC BC P T T W d T
3kNm 1.2kNm
3)最大相对扭转角
AB段:
3
2
494
32323100.75
0.6810rad
80100.075
AB AB AB AB
AB
AB
T l T l
GI G d
BC段:
3
2
494
3232 1.2100.5
0.61110rad
80100.05
BC BC BC BC
BC
BC
T l T l
GI G d
22
0.6110.6810 1.2910rad
AC AB BC
最大切应力为
max
=48.8MPa
BC
,最大相对扭转角2
max
1.2910rad
四、梁受力如图示,求约束反力并画出剪力图和弯矩图。(15分)解:1)约束反力2
5
5(),()
2
Ay A
F qa M qa
逆时针;
2)画剪力图和弯矩图
+
5qa4qa
2
5
2
qa
2
2qa
+
五、T 形截面悬臂梁,材料的许用拉应力 40MPa t ,许用压应力 160MPa c ,截面对形心轴z 的惯性矩64101.810cm z I ,19.64cm y ,试计算梁的许可载荷F 。(20分)
解答:
:
六、直角折杆AD放置水平面内,A端固定,D端自由。已知折杆直径0.1m
d 受力如图,5kN
F 、
3kN
P , 120MPa
,试用第三强度理论校核此杆的强度。(20分)
解:1)内力
危险截面在固定端处:
121m5kN+2m3kN=11kN m
M F P
3kN1m3kN m
T
2)校核杆的强度
22
3
4
r
z P
M T
W W
22
33
6
33
32111016310
411610116MPa
0.10.1
3
116MPa<120MPa
r
安全