第一篇：《工程力学》模拟试卷2
《工程力学》试卷2 考试时间：100分钟 考试方式：闭卷 学院 班级 姓名 学号 题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 得 分 阅卷人 一． 填空题（40分，每题4分。请将简要答案填入划线内）1．图示三铰刚架受力作用，则A支座约束力的大小为，B支座约束力的大小为____________。
2．平面系统受力偶矩为的力偶作用，不计各杆自重，则A支座反力的大小为为 kN。
3.已知力P=40kN，F=20kN，物体与地面间的摩擦因数fs=0.5，动摩擦因数f=0.4，则物体所受的摩擦力的大小为。
4.已知F=100N，则此力在三轴x、y、z的投影Fx= ；
Fy= ；
Fz=。
5．工程上通常以伸长率区分材料，对于脆性材料有四种结论，哪一个是正确？（A）（B）（C）（D）正确答案是。
6．铆钉受力如图，其剪切应＝。
7．图示杆架，杆1和杆2的材料相同，两根铰接处受载荷F作用。两杆截面面积之比，当两杆所受的应力绝对值相等时，两杆的夹角。
8．当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度为原梁的 倍，梁的刚度为原梁的 倍。
9．某点的应力状态如图所示，已知材料的弹性模量和泊松比，则该点沿和方向的线应变分别为。
10．两根材料和约束相同的圆截面压杆，长分别为和，若两杆的临界力相等，则它们的直径比为。
二．计算题（本题12分）组合梁AC及CDB在C处铰接而成，自重不计。已知：载荷及长度L，求固定端A及可动铰支座B的约束力。
三．计算题（本题12分）图示结构中，AB为圆截面杆。已知其材料的许用应力为，铅垂载荷，试选择杆AB的直径。
四．计算题（本题12分）传动轴传递外力偶矩，材料的许用切应力，切变模量，单位长度的许用扭转角，试选择实心轴的直径。
五．计算题（本题12分）试指出图示T形截面梁内最大拉应力所在截面及其位置，并计算最大拉应力的值。
六．计算题（本题12分）钢圆轴受力如图所示，。试用第三强度理论确定轴的直径。
《工程力学》试卷2答案 一．填空题 1.2.3.4.5.（A）6.7.8.8，16 9.10.二．计算题 解：（1）取BC为研究对象，受力如图所示。
得：
（2）取整体为研究对象，受力如图示。
解得：。
三．计算题 解：（1）取刚杆CD为研究对象，受力如图所示。
得：
（2）由AB杆的强度条件 解得：
杆AB的直径 四．计算题 解：（1）按强度条件：
得：
（2）按刚度条件：
得：
故解得：
五．计算题 解：求支座反力，作梁的弯矩图如图所示。
截面B的 截面C的 故最大拉应力在截面C下边缘 六．计算题 解：圆轴为弯扭组合变形，危险截面在固定端处。
由，得
第二篇：工程力学试卷
工程力学复习资料
一、填空题(每空1分，共16分)1.物体的平衡是指物体相对于地面__________或作________运动的状态。
2.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：_____。该力系中各力构成的力多边形____。3.一物块重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数f=0.3，在左侧有一推力150N，物块有向右滑动的趋势。Fmax=__________,所以此物块处于静止状态，而其F=__________。
4.刚体在作平动过程中，其上各点的__________相同，每一瞬时，各点具有__________的速度和加速度。
5.AB杆质量为m，长为L，曲柄O1A、O2B质量不计，且O1A=O2B=R，O1O2=L，当υ=60°时，O1A杆绕O1轴转动，角速度ω为常量，则该瞬时AB杆应加的惯性力大小为__________，方向为__________。
6.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。工程上一般把__________作为塑性材料的极限应力；对于脆性材料，则把________作为极限应力。
7.__________面称为主平面。主平面上的正应力称为______________。
8.当圆环匀速转动时，环内的动应力只与材料的密度ρ和_____________有关，而与__________无关。
二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题3分，共18分)1.某简支梁AB受载荷如图所示，现分别用RA、RB表示支座A、B处的约束反力，则它们的关系为（）。
A.RA B.RA>RB C.RA=RB D.无法比较 2.材料不同的两物块A和B叠放在水平面上，已知物块A重0.5kN，物块B重0.2kN，物块A、B间的摩擦系数f1=0.25，物块B与地面间的摩擦系数f2=0.2，拉动B物块所需要的最小力为（）。 A.0.14kN B.0.265kN C.0.213kN D.0.237kN 3.在无阻共振曲线中，当激振力频率等于系统的固有频率时，振幅B趋近于（）。 A.零 B.静变形 C.无穷大 D.一个定值 4.虎克定律应用的条件是（）。 A.只适用于塑性材料 B.只适用于轴向拉伸 C.应力不超过比例极限 D.应力不超过屈服极限 5.梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有（）。 A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面C B.最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面D C.最大拉应力位于截面D，最大压应力位于截面C D.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D 6.圆轴扭转时，表面上任一点处于（）应力状态。 A.单向 B.二向 C.三向 D.零 三、简答题(每小题4分，共16分)1.平面图形在什么情况下作瞬时平动?瞬时平动的特征是什么? 2.一质点在铅垂平面内作圆周运动，当质点恰好转过一周时，其重力的功为零，对吗?为什么? 3.何谓纯弯曲和平面弯曲? 4.试述构件发生疲劳破坏时的主要特点。 四、计算题(共50分)1.三铰拱刚架如图所示，受一力偶作用，其矩M=50kN²m，不计自重，试求A、B处的约束反力。(8分) 2.杆AB的A端沿水平线以等速度v运动，运动时杆恒与一半圆周相切，半圆周的半径为R，如图所示。如杆与水平线间夹角为θ，试以角θ表示杆的角速度。 (8分)3.重为P的物块A沿光滑斜面下滑，并通过一绕过光滑滑轮的绳索带动重为Q的物块B运动，如图所示。斜面与水平夹角为α，滑轮和绳索质量不计，且绳索不可伸长，求物块B的加速度a(10分) 4.如图所示为二杆桁架，1杆为钢杆，许用应力［σ］1=160MPa，横截面面积A1=6cm2；2杆为木杆，其许用压应力［σ］2=7MPa，横截面面积A2=100cm2。如果载荷P=40kN，试校核结构强度。 (8分) 5.试作如图所示梁的剪力图和弯矩图。(8分)5.求图示应力状态的主应力和最大剪应力。(8分) 浙江省2002年1月高等教育自学考试 工程力学(一)试题参考答案 课程代码：02159 一、填空题(每空1分，共16分) 1.保持静止 匀速直线 2.该力系的合力为零 自行封闭 3.180N 150N 4.轨迹形状 相同 5.Fgh=mRω 2过质心C平行O1A指向向下 6.屈服点σs 抗拉和抗压强度σb 7.剪应力为零的面 主应力 8.转动线速度v 横截面面积A 二、单项选择题(每小题3分，共18分) 1.C 2.A 3.C 4.C 5.B 6.B 三、简答题(每小题4分，共16分) 1.某瞬时，若平面图形的转动角速度等于零(如有两点的速度vAvB，而该两点的连线AB不垂直于速度矢时)而该瞬时图形上的速度分布规律与刚体平动时速度分布规律相同，称平面图形在该瞬时作瞬时平动。瞬时平动的特征是： 平面图形在该瞬时的角速度为零；平面图形在该瞬时的各点的速度相同；平面图形在该瞬时的各点的加速度不相同。 2.对的 因为重力的功等于质点的质量与其始末位置的高度差的乘积，当高度差为零时，重力的功为零。 3.梁的横截面上只有弯矩而无剪力时称纯弯曲；梁上的外力作用在梁的纵向对称平面内时，梁的轴线将在平面内弯成一条曲线，这种弯曲称之平面弯曲。 4.(1)工作应力水平较低； (2)无明显塑性变形； (3)断面上明显分为光滑区和粗糙区。 四、计算题(共50分) 1.解：AC杆为二力杆受力图如(a)所示。 再画整体受力图，如(b)图所示。 Σm=0 RA²AD=M ∴RA=RB= =50422M AD=17.7kN 方向如图所示。 2.解：选A点作为基点，则C点的速度有 vCvAvCA 由图中几何关系，可解得 vCA=vA²sinθ=vsinθ 又vCA=AC²ω VCAvsin2 ∴ω= ACRcos 3.解：物块A、B均作平动，设物块B移动S时的速度为v，系统的动能为 T2=TA+TB=1p21Q2vv 2g2g T1=0 系统外力作功之和 ΣW12=PS²sinα-QS 由动能定理，得 PQ2 vPSsinQS 2g v2=2(PsinQ)Sg PQdvdsa,=v dtdt 对上式两边求导，并注意 得a=(PsinQ)g PQ 4.解：两杆均为二力杆，取结点A为研究对象，受力图如图所示。 Σy=0,N1sin30°-P=0 ∴N1=P/sin30°=80kN Σx=0,-N1cos30°+N2=0 ∴N2=N1cos30°=69.3kN 1杆：σ1=N180103 =133MPa<［σ］1 2A1610N269.3103 2杆：σ2= =6.93MPa<［σ］2 A2100102 两杆均满足强度。 5.RA=2qa,RB=qa 6.解：求主应力 max =minxy2±(xy2)22x = 7002700)502 ±(2296 =26MPa ∴σ1=26MPa,σ2=0,σ3=-96MPa，τ max=13 =66MPa 2 湖北工业大学继续教育学院 201 4６．一悬臂梁及其⊥形截面如图所示，其中 C 为截面形心，该梁横截面的（B）。A.中性轴为 z 1，最大拉应力在上边缘处； B.中性轴为 z 1，最大拉应力在下边缘处； C.中性轴为 z 0，最大拉应力在上边缘处； D.中性轴为 z 0，最大拉应力在下边缘处。年上学期《工程力学》试卷 姓名_____________专业_____________层次___________学号____________年级_______站点_________分数_________ 一、填空题：（共10小题，每空2分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.力对物体的效应取决于力的大小、方向和 作用点。 2.柔索约束的约束反力通过柔索与物体的连接点，沿柔索轴线，方向 沿柔索。 3.平面汇交力系合成的结果是一个通过汇交点的合力，该合力矢量等于原力系中各分力的矢量和。 4、求杆件内力的基本方法是_截面法_。 5、联接件剪切变形时，发生相对错动的截面称为剪切变形___。6.当梁上载荷作用于梁的纵向对称面内时，梁将发生平面弯曲。 7.计算细长杆临界压力的欧拉公式仅在应力不超过材料的___比例极限___时成立。 8.压杆柔度的计算公式为_λ=μl/i。9.作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而不改变力对刚体的作用效果，所以，在静力学中，力是_滑移 矢量_。10.杆件变形的基本形式有_拉伸或压缩、_剪切__、__扭转__、__弯曲___。 二、单选题：（每小题2分，共30分）1 材料和柔度都相同的两根压杆（a） A.临界应力一定相等，临界压力不一定相等； B.临界应力不一定相等，临界压力一定相等； C.临界应力和压力都一定相等； D.临界应力和压力都不一定相等。2 在下列有关压杆临界应力σcr 的结论中，（d）是正确的。A.细长杆的σcr 值与杆的材料无关； B.中长杆的σcr 值与杆的柔度无关； C.中长杆的σcr 值与杆的材料无关； D.短粗杆的σcr 值与杆的柔度无关。3 一等直拉杆在两端承受拉力作用，若其一半为钢，另一半为铝，则两段的（b）。 A.应力相同，变形相同； B.应力相同，变形不同； C.应力不同，变形相同； D.应力不同，变形不同； 4.若轴向拉伸等直杆选用同种材料，三种不同的截面形状：圆形、正方形、空心圆，比 较三种情况的材料用量，则（d）。 A.正方形截面最省料； B.圆形截面最省料； C.空心圆截面最省料； D.三者用料相同。 5、由四根相同的等边角钢组成一组合截面压杆。若组合截面的形状分别如图(a)，(b)所 示，则两种情况下其（A）。 A.稳定性不同，强度相同； B.稳定性相同，强度不同； C.稳定性和强度都不同； D.稳定性和强度都相同。 (a)(b) y y Me h/2 z1 z O h/2 0 C ７．任意图形，若对某一对正交坐标轴的惯性积为零，则这一对坐标轴一定是该图形（B）。A.形心轴 B.主惯性轴 C.行心主惯性轴 D.对称轴 ８．低碳钢试件扭转破坏是（C）。 A.沿横截面拉断；B.沿45°螺旋面拉断；C.沿横截面剪断；D.沿45°螺旋面剪断。 9、根据（B）可得出结论：矩形截面杆受扭时，横截面上边缘各点的切应力必平行于截 面周边，角点处切应力为零。 平面假设；B.切应力互等定理； C.各向同性假设； D.剪切胡克定律。 10、在圆轴表面画出图示的微正方形，受扭时该正方形（B）。A．保持为正方形； B.变为矩形； C.变为菱形； D.变为平行四边形。 11、截面为圆环形的开口和闭口薄壁杆件的横截面如图a、b所示，设两杆具有相同的平均半径和壁厚，则二者（图呢？如果没猜错的话 A）。A.抗拉强度相同；抗扭强度不同； B.抗拉强度不同，抗扭强度相同； C.抗拉、抗扭强度都相同； D.抗拉、抗扭强度都不同。 12、两端铰支细长压杆，若在其长度的一半处加一活动铰支座，则欧拉临界压力是原来的（D A.1/4 B.1/2 C.2 D.4 13、在梁的正应力公式中，Ｉ为梁截面对（C）的惯性矩。A.形心轴 B.对称轴 C.中性轴 D.形心主轴 14、梁在集中力作用的截面处，（B）。 A.Q图有突变，M图光滑连续 B.Q图有突变，M图连续但不光滑 C.Ｍ图有突变，Ｑ图光滑连续 D.Ｍ图有突变，Q图连续但不光滑 15、等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线曲率在最大（D）处一定最大。A.挠度 B.转角 C.剪力 D.弯矩）倍。 三、作图题（每图5分,共20分） 1、画出图示构件的轴力图 2、画出图示构件的扭矩图 3、画出图示梁的剪力图和弯矩图 四、判断题（每小题1分，共10分，在正确的后面打“√”，错的后面打“×”）1.当轴向外力F的作用线与杆的轴线偏离时称为偏心拉压。（√） 2.计算组合变形的应力和变形时，在小变形条件下各个基本变形引起的应力和变形，可以认为是各自独立互不影响的，因此可运用叠加原理，分别计算各个基本变形的应力和变形，然后用得加得到组合变形下的应力和变形。（√）3.平面弯曲是指梁的横截面变形前是平面，受力变弯后仍为平面的弯曲。（×）4.处于高温及不变的应力作用下，材料的变形会随着时间的延长而不断地缓 慢增加，这种现象称为蠕变。（√)5.二梁的材料、轴向与截面形状尺寸均相同。如果在外荷载作用下具有相同的弯矩方程 M(x),则此二梁的弯曲变形和位移完全相同。(×) 6.柔度是一个有量纲的量，反映了压杆的长度，杆端约束，截面形状及尺寸 对临界应力的影响。（×） 7.计算变形的叠加法是指当梁上有几种荷载同时作用时，可以先分别计算每一荷载单独作用时梁所产生的变形，然后按代数值相加，即得梁的实际变形。（√） 8.任何温度改变都会在结构中引起应变与应力。（×） 9.用高强度碳钢代替碳钢（如A3钢）便可提高压杆的临界荷载。（×）10.材料力学主要研究构件的强度、刚度、稳定性问题。（√） 五、计算题（每小题10分,共20分） 1、图示托架，AB为圆截面钢杆，AC为方形木杆。在结点A作用载荷P＝50KN，不考虑稳定，试确定直径d和木杆边长b，已知：﹝σ﹞钢=160MPa，﹝σ﹞木＝10 MPa。 P=50kn→FAB=50KN(拉力）FAC=-502Kn（压力） FAB=ABA A1d24 1AB﹝σ﹞钢=160MPad2cm 同理FAC=ACAA222b AC﹝σ﹞木＝10 MPa。b8.4cm 2、T形截面铸铁悬臂梁尺寸及荷载如图,若材料拉伸许用应 [σL]=40MPa、压缩许用应力[σY]=80MP.截面对形心轴 ZC 的惯性矩IZC=10108cm4.h=9.64cm.试计算梁的许用荷载[ F]。 1.表示扭转变形程度的量(B)。A.是扭转角ψ，不是单位长度扭转角θ B.是单位长度扭转角θ，不是扭转角ψ C.是扭转角ψ和单位长度扭转角θ D.不是扭转角ψ和单位长度扭转角θ 满分：5 分 2.平面汇交力系平衡的充分且必要的几何条件是（A）。A.力多边形自行封闭 B.所有力共线 C.所有力相交 满分：5 分 3.梁的挠度是(B)。A.横截面上任意一点沿梁轴线垂直方向的线位移 B.横截面形心沿梁轴垂直方向的线位移 C.横截面形心沿梁轴方向的线位移 D.横截面形心的位移 满分：5 分 4.理想均匀直杆与轴向压力P＝Pcr时处于直线平衡状态。当其受到一微小横向干扰力后发生微小弯曲变形，若此时解除干扰力，则压杆(C)。A.弯曲变形消失，恢复直线形状 B.弯曲变形减小，不能恢复直线形状 C.微弯变形状态不变 D.弯曲变形继续增大 满分：5 分 5.一圆轴用碳钢制作，校核其扭转角时，发现单位长度扭转角超过了许用值。为保证此轴的扭转刚度，采用哪种措施最有效(C)。A.改用合金钢材料 B.增加表面光洁度 C.增加轴的直径 满分：5 分 6.当平面力系的主矢不等于零，主矩等于零时，此力系合成为（A）。A.合力 B.合力偶 C.力螺旋 满分：5 分 7.一拉伸钢杆，弹性模量E＝200GPa，比例极限为200MPa，今测得其轴向应变ε＝0.0015，则横截面上的正应力(C)。A.σ＝Eε＝300MPa B.σ＞300MPa C.200MPa＜σ＜300MPa D.σ＜200MPa 满分：5 分 8.作用在刚体上的三个力使刚体处于平衡状态，则这三个力必然（C）。A.相交 B.共线 C.共面 满分：5 分 9.在下列有关压杆临界应力σcr的结论中，(A)是正确的。A.细长杆的σcr值与杆的材料无关 B.中长杆的σcr值与杆的柔度无关 C.中长杆的σcr值与杆的材料无关 D.粗短杆的σcr值与杆的柔度无关 满分：5 分 10.关于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正确的是（A）。A.主矢的大小、方向与简化中心无关 B.主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关 C.当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化结果为一合力 D.当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力 满分：5 分 二、多选题（共 5 道试题，共 25 分。）V 1.细长杆承受轴向压力P的作用，其临界压力与(ABC)有关。A.杆的材质 B.杆的长度 C.杆承受压力的大小 D.杆的横截面形状和尺寸 满分：5 分 2.下列表述中正确的是（ACD）。A.力矩与力偶矩的量纲相同 B.力不能平衡力偶 C.一个力不能平衡一个力偶 D.力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零 满分：5 分 3.关于平面力系的主矢和主矩，以下表述中错误的是（BCD）。A.主矢的大小、方向与简化中心无关 B.主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关 C.当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化结果为一合力 D.当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力 满分：5 分 4.关于平面力系与其平衡方程式，下列的表述中不正确的是：（ABC）A.任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式 B.任何平面力系只能列出三个平衡方程式 C.在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须垂直 D.平面力系如果平衡，则该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零 满分：5 分 5.通过低碳钢拉伸破坏试验可测定指标（CD）。A.比例极限 B.弹性极限 C.屈服极限 D.强度极限 满分：5 分 三、判断题（共 5 道试题，共 25 分。）V 1.空间任意力系总可以用两个力来平衡。B.正确 2.力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。B.正确 3.压杆的长度缩短一倍，它的临界载荷就提高至四倍。A.错误 4.在有摩擦的情况下，全约束力与法向约束力之间的夹角称为摩擦角。A.错误 5.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑形材料，工程上规定σ0.2作为名义屈服极限，此时相对应的应变量为ε=0.2%。A.错误 一、单选题（共 10 道试题，共 50 分。）V 1.在下列有关压杆临界应力σcr的结论中，(A)是正确的。A.细长杆的σcr值与杆的材料无关 B.中长杆的σcr值与杆的柔度无关 C.中长杆的σcr值与杆的材料无关 D.粗短杆的σcr值与杆的柔度无关 满分：5 分 2.力偶对物体产生的运动效应为(C)。A.只能使物体转动 B.只能使物体移动 C.既能使物体转动,又能使物体移动 D.它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同 满分：5 分 3.设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ，则450斜截面上的正应力和剪应力(D)。A.分别为σ/2和σ B.均为σ C.分别为σ和σ/2 D.均为σ/2 满分：5 分 4.下列表述中不正确的是（B）。A.力矩与力偶矩的量纲相同 B.力不能平衡力偶 C.一个力不能平衡一个力偶 D.力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零 满分：5 分 5.只适用于刚体的公理是（A）。A.二力平衡公理 B.力的平行四边形公理 C.作用与反作用公理 满分：5 分 6.在连接件上，剪切面和挤压面分别(B)于外力方向。A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.平行 D.垂直 满分：5 分 7.表示扭平面汇交平面汇交平面汇交转变形程度的量(A)。A.是扭转角ψ，不是单位长度扭转角θ B.是单位长度扭转角θ，不是扭转角ψ C.是扭转角ψ和单位长度扭转角θ 满分：5 分 8.压杆的柔度集中地反映了压杆的(A)对临界应力的影响。A.长度、约束条件、截面形状和尺寸 B.材料、长度和约束条件 C.材料、约束条件、截面形状和尺寸 D.材料、长度、截面尺寸和形状 满分：5 分 9.将构件的许用挤压应力和许用压应力的大小进行对比，可知(B)，因为挤压变形发生在局部范围，而压缩变形发生在整个构件上。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 满分：5 分 10.作用在刚体上的三个力使刚体处于平衡状态，则这三个力必然（C）。A.相交 B.共线 C.共面 满分：5 分 二、多选题（共 5 道试题，共 25 分。）V 1.力的三要素包括（ABC）。A.力的大小 B.力的方向 C.力的作用点 D.受力体 满分：5 分 2.关于平面力系的主矢与主矩，下列的表述中不正确的是：（BCD）A.主矢的大小和方向与简化中心的选择无关 B.主矩的大小和转向一定与简化中心的选择有关 C.当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化的结果为一合力 D.当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力 满分：5 分 3.下列表述中正确的是（ACD）。A.力矩与力偶矩的量纲相同 B.力不能平衡力偶 C.一个力不能平衡一个力偶 D.力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零 满分：5 分 4.空间任意力系向两个不同的点简化，试问下述情况中可能的有:（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 满分：5 分 5.下列表述中错误的是（ABC）。A.任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式 B.任何平面力系只能列出三个平衡方程式 C.在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须相互垂直 D.平面力系如果平衡，该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零 满分：5 分 三、判断题（共 5 道试题，共 25 分。）V 1.平面应力状态下的两个正应力极值与剪应力极值必定分别是空间意义上的主应力σ1，σ2与τmax。A.错误 2.随着压杆柔度的减小，它的临界载荷会越来越高。B.正确 3.由不同材料制成的两个圆轴，若长度、轴径及作用的扭转力偶均相同，则相对扭角也相同。A.错误 4.平面弯曲是指梁的横截面变形前是平面，受力变弯后仍为平面的弯曲。A.错误 5.作用在刚体上的四个力偶，若其力偶矩矢都位于同一平面内，则一定是平面力偶系。A.错误 飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题，推动航空航天材料科学向前发展；各种新材料的出现也给飞行器的设计提供新的可能性，极大地促进了航空航天技术的发展。 航空航天材料的进展取决于下列3个因素:①材料科学理论的新发现：例如，铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展；高分子材料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、高模量芳纶有机纤维的发展。②材料加工工艺的进展：例如，古老的铸、锻技术已发展成为定向凝固技术、精密锻压技术，从而使高性能的叶片材料得到实际应用；复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展，使它在不同的受力方向上具有最优特性，从而使复合材料具有“可设计性”，并为它的应用开拓了广阔的前景；热等静压技术、超细粉末制造技术等新型工艺技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件，如热等静压的粉末冶金涡轮盘、高效能陶瓷制件等。③材料性能测试与无损检测技术的进步：现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子结构；材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载荷谱，而且无损检测技术也有了飞速的进步。材料性能测试与无损检测技术正在提供越来越多的、更为精细的信息，为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据，为生产提供保证产品质量的检测手段。一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段，才有可能应用于飞行器上。因此，世界各国都把航空航天材料放在优先发展的地位。中国在50年代就创建了北京航空材料研究所和北京航天材料工艺研究所，从事航空航天材料的应用研究。 简况 18世纪60年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、冶金工业、机器制造工业得到很大的发展，从而结束了人类只能利用自然材料向天空挑战的时代。1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机,当时使用的材料有木材(占47％),钢（占35％）和布（占18％）,飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝，使制造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加，飞行速度超过了600公里/时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用，飞机的性能大幅度提高,最大飞行速度达到了3倍音速。40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的研制成功，解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部件使用了更先进的复合材料，如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料、金属基复合材料等，以减轻结构重量。返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程，但加热速度较慢，热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。 分类 飞行器发展到80年代已成为机械加电子的高度一体化的产品。它要求使用品种繁多的、具有先进性能的结构材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等；按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。 材料应具备的条件 用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，有的则受到重量和容纳空间的限制，需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能，有的需要在大气层中或外层空间长期运行，不可能停机检查或更换零件，因而要有极高的可靠性和质量保证。不同的工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。 高的比强度和比刚度 对飞行器材料的基本要求是：材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器本身的结构重量就意味着增加运载能力，提高机动性能，加大飞行距离或射程，减少燃油或推进剂的消耗。比强度和比刚度是衡量航空航天材料力学性能优劣的重要参数： 比强度＝/ 比刚度＝/式中[kg2][kg2]为材料的强度，为材料的弹性模量，为材料的比重。 飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷，因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。 优良的耐高低温性能 飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器要长时间在空气中飞行，有的飞行速度高达3倍音速,所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度，在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能，并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。火箭发动机燃气温度可达3000[2oc]以上，喷射速度可达十余个马赫数，而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子，弹道导弹头部在再入大气层时速度高达20个马赫数以上，温度高达上万摄氏度，有时还会受到粒子云的侵蚀，因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变，一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50[2oc]左右,极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40[2oc]以下。在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧(沸点为-183[2oc])和液氢(沸点为-253[2oc])作推进剂，这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料，如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等，才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。 耐老化和耐腐蚀 各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推进剂（如浓硝酸、四氧化二氮、肼类）和各种润滑剂、液压油等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。 适应空间环境 空间环境对材料的作用主要表现为高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射线辐照的影响。金属材料在高真空下互相接触时，由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程，出现“冷焊”现象；非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化，有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积 而被污染，密封结构因老化而失效。航天材料一般是通过地面模拟试验来选择和发展的，以求适应于空间环境。 寿命和安全 为了减轻飞行器的结构重量，选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命，被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器，人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全，对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度，而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据，并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命，以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验，确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。第三篇：《工程力学》试卷
第四篇：工程力学试卷和答案
第五篇：工程力学
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