本卷共 6 页，考试方式 闭卷笔试 考试时间 120 分钟 ★编号：（
）考字第（ ）号 第 1 页
2012/2013 学年第 1 学期考试试卷( A )卷
课程名称
工程力学 适用专业/年级
一、 判断题（共 10 分，每题 1 分）
1. 实际挤压应力在挤压面上是均匀分布的。
( )
2. 纯弯曲梁的横截面上只有正应力。
( ) 3. 横截面面积相等，实心轴的承载能力大于空心轴。
( ) 4. 力偶在任意坐标轴上的投影恒等于零。
( ) 5. 梁发生弯曲变形，挠度越大的截面，其转角也越大。
( ) 6. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。
(
)
7. 当低碳钢试件的试验应力 σ < σ p 时，试件将产生局部颈缩。
( )
8. 圆轴扭转时其切应力的最大值仅可能出现在横截面的外边缘。
( ) 9. 作用力与反作用力不是一对平衡力。
( ) 10. 临界应力越小的受压杆，其稳定性越好。
(
)
二、单项选择题（共 20 分，每题 2 分） 1. 下右图中杆 AB 的变形类型是。
A ．弯曲变形
B ．拉（压）弯组合变形
B
C ．弯扭组合变形
A
F
D ．拉（压）扭组合变形
2. 下图矩形截面梁受 F 和 Me 作用，Me =Fl 。
则以下结论中错误的是 。
A ．σ A = 0
题 号 一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总 分
得 分 阅卷人
★编号：（）考字第（）号第2页B．σB=0
C．σD=0
D．σE=0
3.力偶对物体的运动效应为。
A．只能使物体平动B．只能使物体转动
C．既能使物体平动又能使物体转动
D．它与力对物体的运动效应有时相同，有时不同
4.关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力是。
A．比例极限σp C．强度极限σb B．屈服极限σs D．许用应力[σ]
5．在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高能力。
A．螺栓的抗拉伸B．螺栓的抗剪切
C．螺栓的抗挤压D．平板的抗挤压
6.若实心圆轴①和空心圆轴②的材料、横截面积、长度和所受扭矩均相同，则
两轴的最大扭转角之间的关系为。
A．φ1<φ2B．φ1=φ2C．φ1>φ2D．无法比较
7.低碳钢试件扭转破坏形式是。
A．沿横截面拉断B．沿横截面剪断
C．沿450螺旋面拉断D．沿450螺旋面剪断
8.塑性材料经过硬化处理后，它的_________得到提高
A．强度极限B．比例极限C．延伸率D．截面收缩率
100m m
100m m 100m m
★编号：（
）考字第（ ）号 第 3 页
9. T 形截面铸铁悬臂梁受力如下图所示，横截面最合理布置的方案应为。
A.
B.
C. D.
10. 下面关于梁挠度和转角的论述中，正确的是 。
A. 挠度最大的截面转角为零
B. 挠度最大的截面转角最大
C. 转角为零的截面挠度最大
D. 挠度的一阶导数等于转角
三、填空题（共 16 分，每题 4 分）
1. 图示正方体边长为 a ，其顶角处作用力 F 。
求：
（1）该力在 x 、y 轴上的投影 F x =_ __ ___，F y =__ ___
（2）该力对 x 、y 、z 轴的矩 m x (F ) =____
__，m y (F ) = __
___，
2. 图示螺钉在拉力 F 作用下工作。
已知螺钉材料的许用应力[τ]和[σ]之间的关系为： [τ]=0.5[σ]，则螺钉直径 d 与钉头高度 h 的合理比值 d /h = 。
3. 如下图 3 所示，圆轴截面上的最大切应力为
MPa 。
4、下图 4 中杆的横截面积 A=1000mm 2，弹性模量 E=200GPa ，则 CD 段的轴向变形
∆l CD =
mm 。
h
20 KN
d
A B
20mm
314 N·m
20 B
20 KN C
F 题 1 题 2 图
题 3 图
D
题 4 图
★编号：（）考字第（）号第4页
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四、计算题（共54分）
1．重P=6kN的均质圆球，置于墙与斜杆AB间，如图所示。
已知AB=2l ，AC=l，各杆的重量及摩擦不计。
求斜杆AB在B处的受力。
（10分）
B
P
C
A30º
2．如下图所示，用两个铆钉将140mm⨯140mm⨯12mm的等边角钢铆接在立柱上，
构成支托。
若P=30kN，铆钉的直径为21mm。
铆钉的许用应力[τ]=40MPa, [σbs]=70MPa。
试校核铆钉的强度。
（10分）
P
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3.图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷F1与F2作用，且F1=2F2=5kN，试作内力图并计算梁内的最大弯曲正应力，及该应力所在截面上K点处的弯曲正应力。
（10分）
40
F F1
1m1m 80C
K
30
z
y
4．阶梯轴AB如图所示，AC段直径d1=40mm，CB段直径d2=70mm，外力偶矩M B=1500N·m，M A=600N·m，M C=900N·m，G=80GPa，[τ]=60MPa，[φ]
=2º/m。
试校核该轴的强度和刚度。
（12分）
（ F ， 0 ， aF ， 0， ； 2. 2 ； 3.200MPa ； 4、-0.01 ； τ = = = π 第 7 页
5．图示折杆 AB 段为圆截面，AB ⊥CB 。
已知杆 AB 直径 d=100mm ，材料的许用
应力[σ]=80MPa 。
试按第三强度理论确定许用荷载[F]。
12 分）
一、判断题（1*10=10 分）
1.（×）
2.（√）
3.（×）
4.（√）
5.（×）
6.（×）
7.（×）
8.（√）
9.（√）10.（×） 二、单项选择题（2*10=20 分）
1、（B ）
2、（C ）
3、（B ）
4、（C ）
5、（D ）
6、（C ）
7、（B ）
8、（B ）
9、（A ）10、（D ） 三、填空题（4*4=16 分）
2 2 1. 2 2
四、计算题（10+10+10+12+12 分=54 分）
1. 解： (1) D ：ΣF y = 0 F C cos30º - 6 = 0 F C = 4 3 kN = 6.93 kN （5 分）
(2) AB ：Σm A = 0
F B ⋅ 2l sin 30o
- F C ⋅ l = 0
F B = 4 3 kN = 6.93 kN （5 分）
2. 解：
因结构与载荷都对称，所以两个铆钉受力相等，作用在每个铆钉上的剪力与挤压力都 为 P /2 。
铆钉的剪应力为
Q P /2 A π d 2 / 4 0.5 ⨯ 30 ⨯103
⨯ 0.0212
4
Pa ≈ 43.3MPa > [τ ] = 40MPa (5 分)
σ b s = = = σ max = = = = 176 MPa σ K = = = = 132 MPa 第 8 页
所以铆钉的剪切强度不够。
铆钉的挤压应力为
P P A bs 2td
30 ⨯103
2 ⨯12 ⨯ 21⨯10-6
Pa ≈ 59.5MPa < [σ bs ] = 70MPa (5 分)
所以铆钉的挤压强度足够。
3. (1) 画梁的弯矩图
M
7.5kN
5kN
(+)
(2) 最大弯矩（位于固定端）：
x
M max = 7.5 kN
(5 分)
(3) 计算应力： 最大应力：（2 分）
M max M max 7.5⨯106
W Z
bh 2
40 ⨯ 802 6 6
K 点的应力：（3 分）
M max ⋅ y M max ⋅ y 7.5⨯106
⨯ 30 I Z
bh 3 40 ⨯ 803
12 12
4. （12 分）
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（内力及内力图、强度校核、刚度校核每步各4分）5、（12分）
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2个内力图各3分，第3强度理论6分。