【工程力学】复习题集与答案解析.doc
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【工程力学】复习题集与答案解析主要涵盖工程力学的基础概念、基本原理及其应用。工程力学是研究物体在力的作用下如何保持平衡或发生变形的科学,它包括静力学、材料力学、结构力学和动力学的内容。 一、填空题 1. 工程力学包括静力学、材料力学、结构力学和动力学的有关内容。 2. 力的三要素是力的大小、方向和作用点。力的单位是牛顿(N)或千牛顿(kN)。 3. 力偶的三要素是力偶矩的大小、方向和作用面。力偶矩的单位是牛顿米(N·m)或千牛顿米(kN·m)。 4. 常见的约束类型有固定约束、铰链约束、滑动约束和固定端约束。 5. 低碳钢拉伸时的大致可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。 6. 剪切变形的特点是工件受到一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力作用。 7. 圆轴扭转的变形特点是:杆件的各横截面绕杆轴线发生相对转动,杆轴线始终保持直线。 8. 平面弯曲变形的变形特点是杆的轴线被弯成一条曲线。 9. 静定梁可分为简支梁、外伸梁和悬臂梁。 10. 点群是指由无数个点组成的不变形系统。 11. 规定向动点相对于定参考系的运动称为绝对运动。动点相对于动参考系的运动称为相对运动,把动参考系相对于定参考系的运动称为牵连运动。 12. 平面汇交力系平衡的解析条件是:力系中所有的力在任意投影轴上的投影的代数和均为零。 13. 在工程中受拉伸的杆件,其共同特点是:作用于杆件上的外力或外力的合力的作用线与构件轴线重合,杆件发生沿轴向的伸长或压缩。 14. 空间汇交力系的合力在任意一个坐标轴上的投影,等于各力在同一轴上投影的矢量和,此称为空间力系的投影法则。 15. 力矩的大小等于力和力臂的乘积。通常规定力使物体绕矩心顺时针旋转时力矩为正,反之为负。 16. 大小相等、方向相反、作用线不在同一直线上的两个力组成的力系,称为力偶。力偶中二力之间的距离称为力偶臂,力偶所在的平面称为力偶面。 17. 力的平移定理指出,将作用在刚体某点的力平移到刚体上另一点,而不改变原力对刚体的作用效果,需附加一力偶,其力偶矩等于原力与平移距离的乘积。 18. 构件的强度是指抵抗破坏的能力;刚度是指抵抗变形的能力;稳定性是指保持原有平衡状态的能力。 二、判断题 1. 力的可传性定理只适用于刚体。(√) 2. 两物体间相互作用的力总是同时存在,等值、反向、共线,但作用在不同物体上。(×) 3. 力的大小等于零或力的作用线通过矩心时,力矩等于零。(√) 4. 力偶无合力,且只能用力偶来等效。(√) 5. 柔体约束特点是限制物体沿绳索伸长方向的运动,只能提供拉力。(√) 6. 二力杆的约束力一定沿杆件两端铰链中心的连线,指向固定。(×) 7. 截面法求轴力,杆件受拉时轴力为负,受压时轴力为正。(×) 8. 常用的塑性指标有两个:伸长率和断面收缩率。(√) 9. 工程上通常把伸长率大于等于5%的材料称为塑性材料。(√) 10. 物体由于机械运动所具有的能量称为动能。(√) 三、简答题 1. 力的平移定理:将作用在刚体某点的力平移到另一点,需附加一力偶,力偶矩等于原力与平移距离的乘积,保持作用效果不变。 2. 平面汇交力系的平衡条件:所有力在任意投影轴上的投影之和为零。 3. 三力平衡汇交定理:三个力若在空间汇交于一点,且大小相等、方向相反,则这三个力互相平衡。 4. 二力平衡条件:两个力大小相等、方向相反、作用线重合。 5. 胡克定律的内容:在弹性限度内,应力与应变成正比,比例系数为弹性模量。 6. 点的速度合成定理:描述点在多个相对参考系中的速度如何合成。 7. 极限应力和许用应力:极限应力是材料破坏前的最大应力,许用应力是材料在安全工作范围内允许的最大应力。 8. 力F沿X、Y坐标轴方向的分力与该力在两个坐标轴上的投影不同,分力是垂直于坐标轴的独立力,而投影是力在坐标轴上的量度。 9. 力的作用效应包括力的转动效应(力矩)和力的移动效应(力)。 10. 约束和约束力:约束是限制物体运动的条件,约束力是约束对物体产生的反作用力。 11. 力矩和力偶:力矩是力使物体绕某一轴或点转动的效果,力偶是两个大小相等、方向相反、不在同一直线上的力的组合,仅产生转动效应。 12. 极限应力和许用应力:极限应力是材料能承受的最大应力,许用应力是实际设计中允许的最大应力,小于极限应力以确保安全。 四、画出图中各物系指定物体的受力图 这部分内容无法在文本中展示,需要查看具体的图像来分析和绘制受力图。 五、计算题 1. 计算工件的总切削力偶矩以及螺钉受力,需要具体计算各力偶矩的代数和,并考虑平衡条件来确定螺钉的受力。 2. 解决阶梯状直杆的总变形量问题,需要用到截面法和胡克定律,结合各部分的横截面积和弹性模量进行计算。 3. 计算受压杆的稳定性,需考虑材料的许用应力和杆件的实际受力情况,运用强度条件来确定是否满足安全要求。 以上是对工程力学复习题集的部分解析,涵盖了力学的基本概念、原理及应用,有助于理解和掌握工程力学的核心知识点。
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