第一篇：《工程力學》模擬試卷1

《工程力學》試卷1 考試時間：100分鐘 考試方式：閉卷 學院 班級 姓名 學號 題 號 一 二 三 四 五 六 總 分 得 分 閱卷人 一． 填空題（40分，每題4分。請將簡要答案填入劃線內）1．圖示系統只受1作用而平衡。欲使A支座約束力的作用線與AB成角，則斜面的傾角q應為。

2．桿AB以鉸鏈A及彎桿BC支持，桿AB上作用一力偶，其力偶矩大小為M，不計各桿自重，則A支座反力的大小為。

3.若F=50kN，P=10kN，墻與物體間的靜摩擦因數fs=0.3，則摩擦力為。

4.圖示一正方體，邊長為a，力沿EC作用。則該力對x、y軸的矩分別為：

Mx= ；

My=。

5．齒輪和軸用平鍵連接如圖所示，鍵的受剪面積，擠壓面積。

6．低碳鋼試樣的應力—應變曲線可以大致分為四個階段。階段Ⅰ 階段；

階段Ⅱ 階段；

階段Ⅲ 階段；

階段Ⅳ 階段。

7．直徑為d的圓截面鋼桿受軸向拉力作用，已知其縱向線應變為，彈性模量為E，則桿軸力的大小＝。

8．圖示簡支梁(a)、(b)受均布載荷q作用，已知兩梁的彎曲剛度EI相同，則梁(b)的最大撓度應為梁(a)的最大撓度的 倍。

9．某點的應力狀態如圖，則其三個主應力。

10．長方形截面細長壓桿，；

如果將改為后仍為細長桿，則臨界力是原來的 倍。

二．計算題（本題12分）圖示結構，接觸處均光滑，自重不計。已知：FP=500N，AB=L，AD=0.4 L。試求圖示 q 位置時桿BC的內力。

三．計算題（本題12分）圖示托架，AC是圓鋼桿，許用應力。BC是方木桿，許用壓應力，C處的鉛垂載荷。試選定鋼桿直徑d及木桿方截面邊長b。

四．計算題（本題12分）受扭圓軸某截面上的扭矩，直徑。試求該截面上，和三點的切應力，并在圖中標出該三點切應力的方向。

五．計算題（本題12分）圖示結構中，梁為No.14工字鋼，彎曲截面系數為，桿直徑為，二者許用正應力均為，試求許用均布載荷集度以及桿的最小直徑。

六．計算題（本題12分）直徑為d的等截面折桿，位于水平面內如圖所示，A端承受鉛直力F。材料的許用應力為[s]。試求：

(1)危險截面的位置；

(2)最大正應力與最大扭轉切應力；

(3)按第三強度理論的許用載荷[F]。

《工程力學》試卷1答案 一．填空題 1.2.3.4.5.6.彈性；

屈服；

強化；

頸縮 7.8.16 9.10.8 二．計算題 解：（1）取小球O為研究對象，受力如圖所示。

得：

（2）取AB為研究對象，受力如圖示。

解得：

三．計算題 解：（1）取銷釘C為研究對象，受力如圖所示。

得：

（2）由AC桿的強度條件 解得：

（3）由BC桿的強度條件 解得：

四．計算題 解：截面的極慣性矩為 A、C點切應力大小 B點切應力大小 三點切應力指向如圖所示。

五．計算題 解：（1）對于梁，由，可求得（2）對于桿，則，所以 六．計算題 解：（1）危險截面在固定端C處。

（2）最大應力。

（3）由，得。

第二篇：工程力學試卷

工程力學復習資料

一、填空題(每空1分，共16分)1.物體的平衡是指物體相對于地面__________或作________運動的狀態。

2.平面匯交力系平衡的必要與充分條件是：_____。該力系中各力構成的力多邊形____。3.一物塊重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系數f=0.3，在左側有一推力150N，物塊有向右滑動的趨勢。Fmax=__________,所以此物塊處于靜止狀態，而其F=__________。

4.剛體在作平動過程中，其上各點的__________相同，每一瞬時，各點具有__________的速度和加速度。

5.AB桿質量為m，長為L，曲柄O1A、O2B質量不計，且O1A=O2B=R，O1O2=L，當υ=60°時，O1A桿繞O1軸轉動，角速度ω為常量，則該瞬時AB桿應加的慣性力大小為__________，方向為__________。

6.使材料喪失正常工作能力的應力稱為極限應力。工程上一般把__________作為塑性材料的極限應力；對于脆性材料，則把________作為極限應力。

7.__________面稱為主平面。主平面上的正應力稱為______________。

8.當圓環勻速轉動時，環內的動應力只與材料的密度ρ和_____________有關，而與__________無關。

二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內。每小題3分，共18分)1.某簡支梁AB受載荷如圖所示，現分別用RA、RB表示支座A、B處的約束反力，則它們的關系為（）。

A.RA

B.RA>RB

C.RA=RB

D.無法比較

2.材料不同的兩物塊A和B疊放在水平面上，已知物塊A重0.5kN，物塊B重0.2kN，物塊A、B間的摩擦系數f1=0.25，物塊B與地面間的摩擦系數f2=0.2，拉動B物塊所需要的最小力為（）。

A.0.14kN

B.0.265kN

C.0.213kN

D.0.237kN

3.在無阻共振曲線中，當激振力頻率等于系統的固有頻率時，振幅B趨近于（）。

A.零

B.靜變形

C.無窮大

D.一個定值 4.虎克定律應用的條件是（）。

A.只適用于塑性材料

B.只適用于軸向拉伸

C.應力不超過比例極限

D.應力不超過屈服極限

5.梁的截面為T字型，Z軸通過橫截面的形心，彎矩圖如圖所示，則有（）。

A.最大拉應力和最大壓應力位于同一截面C

B.最大拉應力位于截面C，最大壓應力位于截面D

C.最大拉應力位于截面D，最大壓應力位于截面C

D.最大拉應力和最大壓應力位于同一截面D

6.圓軸扭轉時，表面上任一點處于（）應力狀態。

A.單向

B.二向

C.三向

D.零

三、簡答題(每小題4分，共16分)1.平面圖形在什么情況下作瞬時平動?瞬時平動的特征是什么? 2.一質點在鉛垂平面內作圓周運動，當質點恰好轉過一周時，其重力的功為零，對嗎?為什么? 3.何謂純彎曲和平面彎曲? 4.試述構件發生疲勞破壞時的主要特點。

四、計算題(共50分)1.三鉸拱剛架如圖所示，受一力偶作用，其矩M=50kN2m，不計自重，試求A、B處的約束反力。(8分)

2.桿AB的A端沿水平線以等速度v運動，運動時桿恒與一半圓周相切，半圓周的半徑為R，如圖所示。如桿與水平線間夾角為θ，試以角θ表示桿的角速度。

(8分)3.重為P的物塊A沿光滑斜面下滑，并通過一繞過光滑滑輪的繩索帶動重為Q的物塊B運動，如圖所示。斜面與水平夾角為α，滑輪和繩索質量不計，且繩索不可伸長，求物塊B的加速度a(10分)

4.如圖所示為二桿桁架，1桿為鋼桿，許用應力［σ］1=160MPa，橫截面面積A1=6cm2；2桿為木桿，其許用壓應力［σ］2=7MPa，橫截面面積A2=100cm2。如果載荷P=40kN，試校核結構強度。

(8分)

5.試作如圖所示梁的剪力圖和彎矩圖。(8分)5.求圖示應力狀態的主應力和最大剪應力。(8分)

浙江省2002年1月高等教育自學考試

工程力學(一)試題參考答案

課程代碼：02159

一、填空題(每空1分，共16分)

1.保持靜止

勻速直線

2.該力系的合力為零

自行封閉

3.180N

150N

4.軌跡形狀

相同

5.Fgh=mRω

2過質心C平行O1A指向向下

6.屈服點σs

抗拉和抗壓強度σb

7.剪應力為零的面

主應力

8.轉動線速度v

橫截面面積A

二、單項選擇題(每小題3分，共18分)

1.C

2.A

3.C

4.C

5.B

6.B

三、簡答題(每小題4分，共16分)

1.某瞬時，若平面圖形的轉動角速度等于零(如有兩點的速度vA?vB，而該兩點的連線AB不垂直于速度矢時)而該瞬時圖形上的速度分布規律與剛體平動時速度分布規律相同，稱平面圖形在該瞬時作瞬時平動。瞬時平動的特征是：

平面圖形在該瞬時的角速度為零；平面圖形在該瞬時的各點的速度相同；平面圖形在該瞬時的各點的加速度不相同。

2.對的

因為重力的功等于質點的質量與其始末位置的高度差的乘積，當高度差為零時，重力的功為零。

3.梁的橫截面上只有彎矩而無剪力時稱純彎曲；梁上的外力作用在梁的縱向對稱平面內時，梁的軸線將在平面內彎成一條曲線，這種彎曲稱之平面彎曲。

4.(1)工作應力水平較低；

(2)無明顯塑性變形；

(3)斷面上明顯分為光滑區和粗糙區。

四、計算題(共50分)

1.解：AC桿為二力桿受力圖如(a)所示。

再畫整體受力圖，如(b)圖所示。

Σm=0

RA2AD=M

∴RA=RB=

=504?22M AD=17.7kN

方向如圖所示。

2.解：選A點作為基點，則C點的速度有

vC?vA?vCA

由圖中幾何關系，可解得

vCA=vA2sinθ=vsinθ

又vCA=AC2ω

VCAv?sin2?

∴ω=

?ACRcos?

3.解：物塊A、B均作平動，設物塊B移動S時的速度為v，系統的動能為

T2=TA+TB=1p21Q2v?v 2g2g

T1=0

系統外力作功之和

ΣW12=PS2sinα-QS

由動能定理，得

P?Q2

v?PSsin??QS

2g

v2=2(Psin??Q)Sg

P?Qdvds?a,=v dtdt

對上式兩邊求導，并注意

得a=(Psin??Q)g

P?Q

4.解：兩桿均為二力桿，取結點A為研究對象，受力圖如圖所示。

Σy=0,N1sin30°-P=0

∴N1=P/sin30°=80kN

Σx=0,-N1cos30°+N2=0

∴N2=N1cos30°=69.3kN

1桿：σ1=N180?103 =133MPa<［σ］1

?2A16?10N269.3?103?

2桿：σ2= =6.93MPa<［σ］2

A2100?102

兩桿均滿足強度。

5.RA=2qa,RB=qa

6.解：求主應力

?max =min?x??y2±(?x??y2)2??2x

=

?70?02?70?0)?502 ±(22?96

=26MPa

∴σ1=26MPa,σ2=0,σ3=-96MPa，τ max=?1??3 =66MPa 2

第三篇：《工程力學》試卷

湖北工業大學繼續教育學院

201

4６．一懸臂梁及其⊥形截面如圖所示，其中 C 為截面形心，該梁橫截面的（B）。A.中性軸為 z 1，最大拉應力在上邊緣處； B.中性軸為 z 1，最大拉應力在下邊緣處； C.中性軸為 z 0，最大拉應力在上邊緣處； D.中性軸為 z 0，最大拉應力在下邊緣處。年上學期《工程力學》試卷 姓名_____________專業_____________層次___________學號____________年級_______站點_________分數_________

一、填空題：（共10小題，每空2分，共20分）請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。1.力對物體的效應取決于力的大小、方向和 作用點。

2.柔索約束的約束反力通過柔索與物體的連接點，沿柔索軸線，方向 沿柔索。

3.平面匯交力系合成的結果是一個通過匯交點的合力，該合力矢量等于原力系中各分力的矢量和。

4、求桿件內力的基本方法是_截面法_。

5、聯接件剪切變形時，發生相對錯動的截面稱為剪切變形___。6.當梁上載荷作用于梁的縱向對稱面內時，梁將發生平面彎曲。

7.計算細長桿臨界壓力的歐拉公式僅在應力不超過材料的___比例極限___時成立。

8.壓桿柔度的計算公式為_λ=μl/i。9.作用在剛體上的力可沿其作用線任意移動，而不改變力對剛體的作用效果，所以，在靜力學中，力是_滑移 矢量_。10.桿件變形的基本形式有_拉伸或壓縮、_剪切__、__扭轉__、__彎曲___。

二、單選題：（每小題2分，共30分）1 材料和柔度都相同的兩根壓桿（a）

A.臨界應力一定相等，臨界壓力不一定相等； B.臨界應力不一定相等，臨界壓力一定相等； C.臨界應力和壓力都一定相等；

D.臨界應力和壓力都不一定相等。2 在下列有關壓桿臨界應力σcr 的結論中，（d）是正確的。A.細長桿的σcr 值與桿的材料無關；

B.中長桿的σcr 值與桿的柔度無關；

C.中長桿的σcr 值與桿的材料無關； D.短粗桿的σcr 值與桿的柔度無關。3 一等直拉桿在兩端承受拉力作用，若其一半為鋼，另一半為鋁，則兩段的（b）。

A.應力相同，變形相同； B.應力相同，變形不同； C.應力不同，變形相同； D.應力不同，變形不同； 4.若軸向拉伸等直桿選用同種材料，三種不同的截面形狀：圓形、正方形、空心圓，比 較三種情況的材料用量，則（d）。

A.正方形截面最省料； B.圓形截面最省料； C.空心圓截面最省料；

D.三者用料相同。

5、由四根相同的等邊角鋼組成一組合截面壓桿。若組合截面的形狀分別如圖(a)，(b)所 示，則兩種情況下其（A）。

A.穩定性不同，強度相同； B.穩定性相同，強度不同； C.穩定性和強度都不同； D.穩定性和強度都相同。

(a)(b)

y

y

Me

h/2

z1

z O

h/2

0

C

７．任意圖形，若對某一對正交坐標軸的慣性積為零，則這一對坐標軸一定是該圖形（B）。A.形心軸 B.主慣性軸 C.行心主慣性軸 D.對稱軸 ８．低碳鋼試件扭轉破壞是（C）。

A.沿橫截面拉斷；B.沿45°螺旋面拉斷；C.沿橫截面剪斷；D.沿45°螺旋面剪斷。

9、根據（B）可得出結論：矩形截面桿受扭時，橫截面上邊緣各點的切應力必平行于截 面周邊，角點處切應力為零。

平面假設；B.切應力互等定理； C.各向同性假設； D.剪切胡克定律。

10、在圓軸表面畫出圖示的微正方形，受扭時該正方形（B）。A．保持為正方形； B.變為矩形；

C.變為菱形；

D.變為平行四邊形。

11、截面為圓環形的開口和閉口薄壁桿件的橫截面如圖a、b所示，設兩桿具有相同的平均半徑和壁厚，則二者（圖呢？如果沒猜錯的話 A）。A.抗拉強度相同；抗扭強度不同； B.抗拉強度不同，抗扭強度相同；

C.抗拉、抗扭強度都相同；

D.抗拉、抗扭強度都不同。

12、兩端鉸支細長壓桿，若在其長度的一半處加一活動鉸支座，則歐拉臨界壓力是原來的（D A.1/4 B.1/2 C.2 D.4

13、在梁的正應力公式中，Ｉ為梁截面對（C）的慣性矩。A.形心軸 B.對稱軸 C.中性軸 D.形心主軸

14、梁在集中力作用的截面處，（B）。

A.Q圖有突變，M圖光滑連續 B.Q圖有突變，M圖連續但不光滑 C.Ｍ圖有突變，Ｑ圖光滑連續 D.Ｍ圖有突變，Q圖連續但不光滑

15、等截面直梁在彎曲變形時，撓曲線曲率在最大（D）處一定最大。A.撓度 B.轉角 C.剪力 D.彎矩）倍。

三、作圖題（每圖5分,共20分）

1、畫出圖示構件的軸力圖

2、畫出圖示構件的扭矩圖

3、畫出圖示梁的剪力圖和彎矩圖

四、判斷題（每小題1分，共10分，在正確的后面打“√”，錯的后面打“×”）1.當軸向外力F的作用線與桿的軸線偏離時稱為偏心拉壓。（√）

2.計算組合變形的應力和變形時，在小變形條件下各個基本變形引起的應力和變形，可以認為是各自獨立互不影響的，因此可運用疊加原理，分別計算各個基本變形的應力和變形，然后用得加得到組合變形下的應力和變形。（√）3.平面彎曲是指梁的橫截面變形前是平面，受力變彎后仍為平面的彎曲。（×）4.處于高溫及不變的應力作用下，材料的變形會隨著時間的延長而不斷地緩 慢增加，這種現象稱為蠕變。（√)5.二梁的材料、軸向與截面形狀尺寸均相同。如果在外荷載作用下具有相同的彎矩方程 M(x),則此二梁的彎曲變形和位移完全相同。(×)

6.柔度是一個有量綱的量，反映了壓桿的長度，桿端約束，截面形狀及尺寸 對臨界應力的影響。（×）

7.計算變形的疊加法是指當梁上有幾種荷載同時作用時，可以先分別計算每一荷載單獨作用時梁所產生的變形，然后按代數值相加，即得梁的實際變形。（√）

8.任何溫度改變都會在結構中引起應變與應力。（×）

9.用高強度碳鋼代替碳鋼（如A3鋼）便可提高壓桿的臨界荷載。（×）10.材料力學主要研究構件的強度、剛度、穩定性問題。（√）

五、計算題（每小題10分,共20分）

1、圖示托架，AB為圓截面鋼桿，AC為方形木桿。在結點A作用載荷P＝50KN，不考慮穩定，試確定直徑d和木桿邊長b，已知：﹝σ﹞鋼=160MPa，﹝σ﹞木＝10 MPa。

P=50kn→FAB=50KN(拉力）FAC=-502Kn（壓力）

?FAB=ABA A1??d24

1?AB?﹝σ﹞鋼=160MPa?d?2cm

同理?FAC=ACAA222?b

?AC?﹝σ﹞木＝10 MPa。?b?8.4cm

2、T形截面鑄鐵懸臂梁尺寸及荷載如圖,若材料拉伸許用應 [σL]=40MPa、壓縮許用應力[σY]=80MP.截面對形心軸 ZC 的慣性矩IZC=10108cm4.h=9.64cm.試計算梁的許用荷載[ F]。

第四篇：工程力學試卷和答案

1.表示扭轉變形程度的量(B)。A.是扭轉角ψ，不是單位長度扭轉角θ B.是單位長度扭轉角θ，不是扭轉角ψ C.是扭轉角ψ和單位長度扭轉角θ D.不是扭轉角ψ和單位長度扭轉角θ

滿分：5 分

2.平面匯交力系平衡的充分且必要的幾何條件是（A）。A.力多邊形自行封閉 B.所有力共線 C.所有力相交

滿分：5 分

3.梁的撓度是(B)。A.橫截面上任意一點沿梁軸線垂直方向的線位移 B.橫截面形心沿梁軸垂直方向的線位移 C.橫截面形心沿梁軸方向的線位移 D.橫截面形心的位移

滿分：5 分

4.理想均勻直桿與軸向壓力P＝Pcr時處于直線平衡狀態。當其受到一微小橫向干擾力后發生微小彎曲變形，若此時解除干擾力，則壓桿(C)。A.彎曲變形消失，恢復直線形狀 B.彎曲變形減小，不能恢復直線形狀 C.微彎變形狀態不變 D.彎曲變形繼續增大

滿分：5 分

5.一圓軸用碳鋼制作，校核其扭轉角時，發現單位長度扭轉角超過了許用值。為保證此軸的扭轉剛度，采用哪種措施最有效(C)。A.改用合金鋼材料 B.增加表面光潔度 C.增加軸的直徑

滿分：5 分

6.當平面力系的主矢不等于零，主矩等于零時，此力系合成為（A）。A.合力 B.合力偶 C.力螺旋

滿分：5 分 7.一拉伸鋼桿，彈性模量E＝200GPa，比例極限為200MPa，今測得其軸向應變ε＝0.0015，則橫截面上的正應力(C)。A.σ＝Eε＝300MPa B.σ＞300MPa C.200MPa＜σ＜300MPa D.σ＜200MPa

滿分：5 分

8.作用在剛體上的三個力使剛體處于平衡狀態，則這三個力必然（C）。A.相交 B.共線 C.共面

滿分：5 分

9.在下列有關壓桿臨界應力σcr的結論中，(A)是正確的。A.細長桿的σcr值與桿的材料無關

B.中長桿的σcr值與桿的柔度無關 C.中長桿的σcr值與桿的材料無關 D.粗短桿的σcr值與桿的柔度無關

滿分：5 分

10.關于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正確的是（A）。A.主矢的大小、方向與簡化中心無關

B.主矩的大小、轉向一定與簡化中心的選擇有關

C.當平面力系對某點的主矩為零時，該力系向任何一點簡化結果為一合力

D.當平面力系對某點的主矩不為零時，該力系向任一點簡化的結果均不可能為一合力

滿分：5 分

二、多選題（共 5 道試題，共 25 分。）V 1.細長桿承受軸向壓力P的作用，其臨界壓力與(ABC)有關。A.桿的材質 B.桿的長度

C.桿承受壓力的大小

D.桿的橫截面形狀和尺寸

滿分：5 分

2.下列表述中正確的是（ACD）。A.力矩與力偶矩的量綱相同 B.力不能平衡力偶

C.一個力不能平衡一個力偶

D.力偶對任一點之矩等于其力偶矩，力偶中兩個力對任一軸的投影代數和等于零

滿分：5 分

3.關于平面力系的主矢和主矩，以下表述中錯誤的是（BCD）。A.主矢的大小、方向與簡化中心無關

B.主矩的大小、轉向一定與簡化中心的選擇有關

C.當平面力系對某點的主矩為零時，該力系向任何一點簡化結果為一合力

D.當平面力系對某點的主矩不為零時，該力系向任一點簡化的結果均不可能為一合力

滿分：5 分

4.關于平面力系與其平衡方程式，下列的表述中不正確的是：（ABC）A.任何平面力系都具有三個獨立的平衡方程式

B.任何平面力系只能列出三個平衡方程式

C.在平面力系的平衡方程式的基本形式中，兩個投影軸必須垂直

D.平面力系如果平衡，則該力系在任意選取的投影軸上投影的代數和必為零

滿分：5 分

5.通過低碳鋼拉伸破壞試驗可測定指標（CD）。A.比例極限 B.彈性極限 C.屈服極限 D.強度極限

滿分：5 分

三、判斷題（共 5 道試題，共 25 分。）V 1.空間任意力系總可以用兩個力來平衡。B.正確

2.力對于一點的矩不因力沿其作用線移動而改變。B.正確

3.壓桿的長度縮短一倍，它的臨界載荷就提高至四倍。A.錯誤

4.在有摩擦的情況下，全約束力與法向約束力之間的夾角稱為摩擦角。A.錯誤 5.對于拉伸曲線上沒有屈服平臺的合金塑形材料，工程上規定σ0.2作為名義屈服極限，此時相對應的應變量為ε=0.2%。A.錯誤

一、單選題（共 10 道試題，共 50 分。）V 1.在下列有關壓桿臨界應力σcr的結論中，(A)是正確的。A.細長桿的σcr值與桿的材料無關 B.中長桿的σcr值與桿的柔度無關 C.中長桿的σcr值與桿的材料無關 D.粗短桿的σcr值與桿的柔度無關

滿分：5 分

2.力偶對物體產生的運動效應為(C)。A.只能使物體轉動 B.只能使物體移動

C.既能使物體轉動,又能使物體移動

D.它與力對物體產生的運動效應有時相同,有時不同

滿分：5 分

3.設軸向拉伸桿橫截面上的正應力為σ，則450斜截面上的正應力和剪應力(D)。A.分別為σ/2和σ B.均為σ

C.分別為σ和σ/2 D.均為σ/2

滿分：5 分

4.下列表述中不正確的是（B）。A.力矩與力偶矩的量綱相同 B.力不能平衡力偶

C.一個力不能平衡一個力偶

D.力偶對任一點之矩等于其力偶矩，力偶中兩個力對任一軸的投影代數和等于零

滿分：5 分

5.只適用于剛體的公理是（A）。A.二力平衡公理 B.力的平行四邊形公理 C.作用與反作用公理

滿分：5 分

6.在連接件上，剪切面和擠壓面分別(B)于外力方向。A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.平行 D.垂直

滿分：5 分

7.表示扭平面匯交平面匯交平面匯交轉變形程度的量(A)。A.是扭轉角ψ，不是單位長度扭轉角θ

B.是單位長度扭轉角θ，不是扭轉角ψ C.是扭轉角ψ和單位長度扭轉角θ

滿分：5 分

8.壓桿的柔度集中地反映了壓桿的(A)對臨界應力的影響。A.長度、約束條件、截面形狀和尺寸

B.材料、長度和約束條件

C.材料、約束條件、截面形狀和尺寸 D.材料、長度、截面尺寸和形狀

滿分：5 分

9.將構件的許用擠壓應力和許用壓應力的大小進行對比，可知(B)，因為擠壓變形發生在局部范圍，而壓縮變形發生在整個構件上。A.前者要小些 B.前者要大些 C.二者大小相等 D.二者可大可小

滿分：5 分

10.作用在剛體上的三個力使剛體處于平衡狀態，則這三個力必然（C）。A.相交 B.共線 C.共面

滿分：5 分

二、多選題（共 5 道試題，共 25 分。）V 1.力的三要素包括（ABC）。A.力的大小 B.力的方向 C.力的作用點 D.受力體

滿分：5 分

2.關于平面力系的主矢與主矩，下列的表述中不正確的是：（BCD）A.主矢的大小和方向與簡化中心的選擇無關

B.主矩的大小和轉向一定與簡化中心的選擇有關

C.當平面力系對某點的主矩為零時，該力系向任何一點簡化的結果為一合力

D.當平面力系對某點的主矩不為零時，該力系向任一點簡化的結果均不可能為一合力

滿分：5 分

3.下列表述中正確的是（ACD）。A.力矩與力偶矩的量綱相同 B.力不能平衡力偶

C.一個力不能平衡一個力偶

D.力偶對任一點之矩等于其力偶矩，力偶中兩個力對任一軸的投影代數和等于零

滿分：5 分

4.空間任意力系向兩個不同的點簡化，試問下述情況中可能的有:（AB）A.主矢和主矩均相等

B.主矢相等，主矩不相等 C.主矩相等，主矢不相等 D.主矢和主矩均不相等

滿分：5 分

5.下列表述中錯誤的是（ABC）。A.任何平面力系都具有三個獨立的平衡方程式 B.任何平面力系只能列出三個平衡方程式

C.在平面力系的平衡方程式的基本形式中，兩個投影軸必須相互垂直

D.平面力系如果平衡，該力系在任意選取的投影軸上投影的代數和必為零

滿分：5 分

三、判斷題（共 5 道試題，共 25 分。）V 1.平面應力狀態下的兩個正應力極值與剪應力極值必定分別是空間意義上的主應力σ1，σ2與τmax。A.錯誤 2.隨著壓桿柔度的減小，它的臨界載荷會越來越高。B.正確

3.由不同材料制成的兩個圓軸，若長度、軸徑及作用的扭轉力偶均相同，則相對扭角也相同。A.錯誤

4.平面彎曲是指梁的橫截面變形前是平面，受力變彎后仍為平面的彎曲。A.錯誤

5.作用在剛體上的四個力偶，若其力偶矩矢都位于同一平面內，則一定是平面力偶系。A.錯誤

第五篇：工程力學

飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術發展的決定性因素之一。航空航天材料科學是材料科學中富有開拓性的一個分支。飛行器的設計不斷地向材料科學提出新的課題，推動航空航天材料科學向前發展；各種新材料的出現也給飛行器的設計提供新的可能性，極大地促進了航空航天技術的發展。

航空航天材料的進展取決于下列3個因素:①材料科學理論的新發現：例如，鋁合金的時效強化理論導致硬鋁合金的發展；高分子材料剛性分子鏈的定向排列理論導致高強度、高模量芳綸有機纖維的發展。②材料加工工藝的進展：例如，古老的鑄、鍛技術已發展成為定向凝固技術、精密鍛壓技術，從而使高性能的葉片材料得到實際應用；復合材料增強纖維鋪層設計和工藝技術的發展，使它在不同的受力方向上具有最優特性，從而使復合材料具有“可設計性”，并為它的應用開拓了廣闊的前景；熱等靜壓技術、超細粉末制造技術等新型工藝技術的成就創造出具有嶄新性能的一代新型航空航天材料和制件，如熱等靜壓的粉末冶金渦輪盤、高效能陶瓷制件等。③材料性能測試與無損檢測技術的進步：現代電子光學儀器已經可以觀察到材料的分子結構；材料機械性能的測試裝置已經可以模擬飛行器的載荷譜，而且無損檢測技術也有了飛速的進步。材料性能測試與無損檢測技術正在提供越來越多的、更為精細的信息，為飛行器的設計提供更接近于實際使用條件的材料性能數據，為生產提供保證產品質量的檢測手段。一種新型航空航天材料只有在這三個方面都已經發展到成熟階段，才有可能應用于飛行器上。因此，世界各國都把航空航天材料放在優先發展的地位。中國在50年代就創建了北京航空材料研究所和北京航天材料工藝研究所，從事航空航天材料的應用研究。

簡況 18世紀60年代發生的歐洲工業革命使紡織工業、冶金工業、機器制造工業得到很大的發展，從而結束了人類只能利用自然材料向天空挑戰的時代。1903年美國萊特兄弟制造出第一架裝有活塞式航空發動機的飛機,當時使用的材料有木材(占47％),鋼（占35％）和布（占18％）,飛機的飛行速度只有16公里/時。1906年德國冶金學家發明了可以時效強化的硬鋁，使制造全金屬結構的飛機成為可能。40年代出現的全金屬結構飛機的承載能力已大大增加，飛行速度超過了600公里/時。在合金強化理論的基礎上發展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發動機的性能得以不斷提高。50年代鈦合金的研制成功和應用對克服機翼蒙皮的“熱障”問題起了重大作用，飛機的性能大幅度提高,最大飛行速度達到了3倍音速。40年代初期出現的德國 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料燒蝕防熱理論的出現以及燒蝕材料的研制成功，解決了彈道導彈彈頭的再入防熱問題。60年代以來,航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進的復合材料，如碳纖維或硼纖維增強的環氧樹脂基復合材料、金屬基復合材料等，以減輕結構重量。返回型航天器和航天飛機在再入大氣層時會遇到比彈道導彈彈頭再入時間長得多的空氣動力加熱過程，但加熱速度較慢，熱流較小。采用抗氧化性能更好的碳-碳復合材料陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問題。

分類 飛行器發展到80年代已成為機械加電子的高度一體化的產品。它要求使用品種繁多的、具有先進性能的結構材料和具有電、光、熱和磁等多種性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用對象不同可分為飛機材料、航空發動機材料、火箭和導彈材料和航天器材料等；按材料的化學成分不同可分為金屬與合金材料、有機非金屬材料、無機非金屬材料和復合材料。

材料應具備的條件 用航空航天材料制造的許多零件往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應力、強腐蝕等極端條件下工作，有的則受到重量和容納空間的限制，需要以最小的體積和質量發揮在通常情況下等效的功能，有的需要在大氣層中或外層空間長期運行，不可能停機檢查或更換零件，因而要有極高的可靠性和質量保證。不同的工作環境要求航空航天材料具有不同的特性。

高的比強度和比剛度 對飛行器材料的基本要求是：材質輕、強度高、剛度好。減輕飛行器本身的結構重量就意味著增加運載能力，提高機動性能，加大飛行距離或射程，減少燃油或推進劑的消耗。比強度和比剛度是衡量航空航天材料力學性能優劣的重要參數：

比強度＝/

比剛度＝/式中[kg2][kg2]為材料的強度，為材料的彈性模量，為材料的比重。

飛行器除了受靜載荷的作用外還要經受由于起飛和降落、發動機振動、轉動件的高速旋轉、機動飛行和突風等因素產生的交變載荷，因此材料的疲勞性能也受到人們極大的重視。

優良的耐高低溫性能 飛行器所經受的高溫環境是空氣動力加熱、發動機燃氣以及太空中太陽的輻照造成的。航空器要長時間在空氣中飛行，有的飛行速度高達3倍音速,所使用的高溫材料要具有良好的高溫持久強度、蠕變強度、熱疲勞強度，在空氣和腐蝕介質中要有高的抗氧化性能和抗熱腐蝕性能，并應具有在高溫下長期工作的組織結構穩定性。火箭發動機燃氣溫度可達3000[2oc]以上，噴射速度可達十余個馬赫數，而且固體火箭燃氣中還夾雜有固體粒子，彈道導彈頭部在再入大氣層時速度高達20個馬赫數以上，溫度高達上萬攝氏度，有時還會受到粒子云的侵蝕，因此在航天技術領域中所涉及的高溫環境往往同時包括高溫高速氣流和粒子的沖刷。在這種條件下需要利用材料所具有的熔解熱、蒸發熱、升華熱、分解熱、化合熱以及高溫粘性等物理性能來設計高溫耐燒蝕材料和發冷卻材料以滿足高溫環境的要求。太陽輻照會造成在外層空間運行的衛星和飛船表面溫度的交變，一般采用溫控涂層和隔熱材料來解決。低溫環境的形成來自大自然和低溫推進劑。飛機在同溫層以亞音速飛行時表面溫度會降到-50[2oc]左右,極圈以內各地域的嚴冬會使機場環境溫度下降到-40[2oc]以下。在這種環境下要求金屬構件或橡膠輪胎不產生脆化現象。液體火箭使用液氧(沸點為-183[2oc])和液氫(沸點為-253[2oc])作推進劑，這為材料提出了更嚴峻的環境條件。部分金屬材料和絕大多數高分子材料在這種條件下都會變脆。通過發展或選擇合適的材料，如純鋁和鋁合金、鈦合金、低溫鋼、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和全氟聚醚等，才能解決超低溫下結構承受載荷的能力和密封等問題。

耐老化和耐腐蝕 各種介質和大氣環境對材料的作用表現為腐蝕和老化。航空航天材料接觸的介質是飛機用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進劑（如濃硝酸、四氧化二氮、肼類）和各種潤滑劑、液壓油等。其中多數對金屬和非金屬材料都有強烈的腐蝕作用或溶脹作用。在大氣中受太陽的輻照、風雨的侵蝕、地下潮濕環境中長期貯存時產生的霉菌會加速高分子材料的老化過程。耐腐蝕性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料應該具備的良好特性。

適應空間環境 空間環境對材料的作用主要表現為高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射線輻照的影響。金屬材料在高真空下互相接觸時，由于表面被高真空環境所凈化而加速了分子擴散過程，出現“冷焊”現象；非金屬材料在高真空和宇宙射線輻照下會加速揮發和老化，有時這種現象會使光學鏡頭因揮發物沉積

而被污染，密封結構因老化而失效。航天材料一般是通過地面模擬試驗來選擇和發展的，以求適應于空間環境。

壽命和安全 為了減輕飛行器的結構重量，選取盡可能小的安全余量而達到絕對可靠的安全壽命，被認為是飛行器設計的奮斗目標。對于導彈或運載火箭等短時間一次使用的飛行器，人們力求把材料性能發揮到極限程度。為了充分利用材料強度并保證安全，對于金屬材料已經使用“損傷容限設計原則”。這就要求材料不但具有高的比強度，而且還要有高的斷裂韌性。在模擬使用的條件下測定出材料的裂紋起始壽命和裂紋的擴展速率等數據，并計算出允許的裂紋長度和相應的壽命，以此作為設計、生產和使用的重要依據。對于有機非金屬材料則要求進行自然老化和人工加速老化試驗，確定其壽命的保險期。復合材料的破損模式、壽命和安全也是一項重要的研究課題。