江苏科技大学张家港

-1-

学

院

专

业

班

级

学

号

姓

名

密

封

线

内

不

要

答

题

密

封

线

内

不

要

答

题

江苏科技大学张家港校区

2013－2014学年第一学期

《工程力学》（64学时）课程试题（A卷）

题号

一

二三

总分

20212223

得分

一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共计30分）

1．图示三铰刚架上作用一力偶矩为m的力偶，则支座B的约束反力方向应为（C）

A.沿BC连线B.沿AB连线C.平行于AC连线Ｄ.垂直于AC连线

2、衡量材料塑性变形能力的指标是（A）

A.延伸率，截面收缩率B.弹性模量，泊松比

C.延伸率，弹性模量D.弹性模量，截面收缩率

3、已知平面图形的形心为C，面积为A，对z轴的惯性矩为Iz，则图形对z1

轴的惯性矩是（D）

A.I

z

+b2AB.I

z

+(a+b)2A

C.I

z

+(a2-b2)AD.I

z

+(b2-a2)A

4、下列表述中正确的是（D）

A.主矢和主矩都与简化中心有关

B.主矢和主矩都与简化中心无关

C.主矢与简化中心有关，而主矩与简化中心无关

D．主矢与简化中心无关，而主矩与简化中心有关

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5、图所示阶梯形杆AD受三个集中力F作用，设AB、BC、CD段的横截面面积分别为2A、

3A、A，则三段杆的横截面上（B）。

A.轴力相等，应力相等

B.轴力不等，应力不等

C.轴力不等，应力相等

D.轴力相等，应力不等

6、图示结构为（B）

A．静定结构B．一次超静定结构C.二次超静定结构D．三次超静定结构

7、在下列关于轴向拉压杆轴力的说法中，错误的是（C）

A．拉压杆的内力只有轴力B．轴力的作用线与杆轴线重合

C．轴力是沿杆轴线作用的外力D．轴力与杆的横截面和材料均无关

8、以下关于截面上内力的大小的结论哪一个是正确（A）。

A.与截面的尺寸和形状无关B.与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关

C.与截面的尺寸和形状有关D.与截面的形状有关，但与截面的尺寸无关

9、电机轴的直径为20mm，电机功率为5KW，转速为1000rpm。当电机满负荷工作时，

轴上的扭矩是（C）

A.475.5mNB.4.755mNC.47.75mND.4775mN

10、一水平折杆受力如图所示，则AB杆的变形为（C）

A.偏心拉伸B.纵横弯曲C.弯扭组合D.拉弯组合

a

F

AB

a

C

3F

a

D2F

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二、填空题（共9小题，每空1分，共计21分）

11、低碳钢在拉伸过程中的变形可分为弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。

12、右下图所示，梁最大拉应力的位置在C点处。

13、图所示的受扭圆轴横截面上最大扭矩

max

T3M，若其横截面为实心圆，直径为d，

则最大切应力

max

。

14、力学将梁分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况不同静定梁可分为：简支

梁、外伸梁、悬臂梁三种常见形式。

15、力偶是由一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系组合而成的。

16、根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：连续性假设、均匀性假设_、

各向同性假设。

17、杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意两相

邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。

18、用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同的实验条件下进行拉

伸试验，得到的应力—应变曲线如右图所示。比较三种材料的曲线，可

知a拉伸强度最高、b弹性模量最大、c塑性最好。

19、右下图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强

度理论的强度条件是。

三、计算题（共4小题，共计49分）

20、(12分)图所示AB和BC梁在B点铰链连接，已知q、a及θ，不计梁的自重，求A、

B、C三处的约束力。

3

48

d

M



][422

-4-

1.解：以CB为研究对象，建立平衡方程

B

()0:MF

0

2

cos

a

aqaF

c

:0y

F

0sin

cBx

FF

0)(FM

c

0

2

aF

a

aq

By

解得





cos22

tan

2

qa

F

qa

F

qa

F

cBBx

y



以AB为研究对象，建立平衡方程

00BxAxx

FFF

:0y

F

0

ByAy

FF

A

()0:MF

0aFM

ByA

解得：

222

2qa

M

qa

Ftg

qa

F

AAyAx



21、(12分）图示等直圆杆，已知外力偶矩MA

=3kN·m，M

B

=7kN·m，M

C

=4kN·m，

许应切应力［τ］＝70MPa，许可单位长度扭转角［φ］=1(°)/m，切变模量G=80GPa。

试确定该轴的直径d。

解：

解：利用截面法画出扭矩图

满足强度要求：][

16

3

maxmax





d

T

W

T

P

mm

T

d3

max

][

16





mmd3.66

满足刚度要求：

-5-

][

180

32

80

4180

4

max

`

max

















d

GI

T

p

mmd2.23

二者取大者

22、（12分）铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知Iz=60125000mm4，

yC=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪

力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的

强度。

解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图

B

()0:MF

D

102120340F

:0y

F

BD

102200FF

解得：

B

30kNF

D

10kNF

②梁的强度校核

1

157.5mmy

2

230157.572.5mmy

拉应力强度校核

B截面

33

B2

tmaxt

12

201072.510

24.1MPa[]

6012500010











z

My

I

C截面

33

C1

tmaxt

12

1010157.510

26.2MPa[]

6012500010











z

My

I

压应力强度校核（经分析最大压应力在B截面）

33

B1

cmaxc

12

2010157.510

52.4MPa[]

6012500010











z

My

I

所以梁的强度满足要求.

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23、（13分）空心圆杆AB和CD杆焊接成整体结构，受力如图，AB杆的外径D=150mm，

内、外径之比α=d/D=0.8，材料的许用应力[]=160MPa。试用第四强度理论校核AB杆

的强度

解：（1）外力分析

将力向AB杆的B截面形心简化得：

kNF20

mkNm9)6.05.1(10

AB杆为扭转和平面弯曲的组合变形

弯，扭组合变形下的圆截面杆的危险截面为固定端

mkNT9

mkNM20

max

)1(

32

4

3







D

W

][52.109

75.022

4





MPa

W

TM

r

结论：安全