2016工程力学期中试卷

*******班工程力学期中试卷

班级                姓名                得分              

一、选择题（15题，每小题2分，共30分）。

1、汽车传动主轴所传递的功率不变，当轴的转速降低为原来的二分之一时，轴所受的外力偶矩较转速降低前将（ A ）

A、增大一倍    B、增大二倍   C、减小一半   D、不改变

2、如下图所示传动轴中各轮的外力偶矩分别为MA=20kN•m ，MB=5kN•m ，

   MC=10kN•m ，MD=5kN•m ，那么四个轮子布局中最合理的是（ C ）

3、一传动轴上主动轮的外力偶矩为M1，从动轮的外力偶矩为M2、M3，而且M1=M2+M3。开始将主动轮安装在两个从动轮中间，随后使主动轮和一从动轮位置调换，这样变动的结果会使传动轴内的最大扭矩（ B ）。

A、减小     B、增大     C、不变     D、变为零

4、对于受扭得圆轴，有如下结论：

   （1）最大切应力只出现在横截面上。

       （2）在横截面上和包含杆件轴线的纵截面上均无正应力。

       （3）圆轴内最大拉应力的值和最大剪应力的值相等。

       下面四个答案中正确的为（ C ）

    A、（1）（2）对   B、（1）（3）对   C、（2）（3）对   D、全对

    5、空心圆轴的外径为D，内径为d, =d／D,其抗扭截面系数为（ D ）

    A、            B 、

    C、        D、

6、两根长度相同的圆轴，受相同的扭矩作用，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则第一根轴与第二根轴最大切应力之比为（ C ）

A、2:1       B、4:1      C、8:1      D、16:1

    7、两根受扭圆轴的直径和长度均相同，但材料C不同，在扭矩相同的情况下，它们的最大切应力、和扭转角、之间的关系为（  B  ）

    A、，      B、， 

C、，      D、， 

8、单位长度扭转角θ与（  A  ）无关。

A、杆的长度   B、扭矩     C、材料性质   D、截面几何性质

9、如右图所示圆形截面对形心的极惯性矩为（ B ）。

A、    B、

C、    D、

10、长度相同、横截面积相同、材料和所受转矩均相同的两根轴，一根为实心轴，一根为空心轴，和分别表示实心轴和空心轴的扭转角，则（ B ）。

A、   B、   C、   D、和无法比较

11、以下关于图示AC杆的结论中，正确的是（ C ）。 

A、BC段有变形，没有位移   

B、BC段没有变形，没有位移 

C、BC段没有变形，有位移   

D、BC段有变形，有位移。 

12、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( C )。

A、RARB   

C、RA=RB   D、无法比较

13、如右图示悬臂梁，A固定端的约束反力为( D ) 

A、XA=M,YA=0，MA=M    

B、XA=0,YA=0，MA=M   

C、XA=M,YA=0，MA=M   

D、XA=0,YA=0，MA=-M

14、影响圆轴扭转角大小的因素是（ B ）

A、扭矩、材料、轴长       B、扭矩、轴长、抗扭刚度

C、扭矩、材料、截面尺寸   D、扭矩、轴长、截面尺寸

15、两根材料和长度均相同的圆轴，第一根的直径是第二根的两倍，若受相同扭矩的作用，则两根轴的扭转角之比为（ C ）。

A、1：4    B、1：8    C、1：16    D、1：32

16、当梁上某段作用的均布荷载为常量时，此段（ C ）。

A、剪力图形为零、弯矩图形为水平直线  

B、剪力图形为水平直线、弯矩图形为斜直线  

C、剪力图形为斜直线、弯矩图形为二次曲线  

    D、剪力图形为水平直线、弯矩图形为二次曲线

17、如图所示圆轴受扭，则A、B、C三个横截面相对于D截面的扭转角的关系为（ A ）

A、

B、， 

C、

D、， 

18、若将受扭实心圆轴的直径增加一倍，则其刚度是原来的（ D ）倍。

A、2         B、4         C、8         D、16

19、对于材料以及横截面面积均相同的空心圆轴和实心圆轴，前者的抗扭刚度一定（ C  ）于后者的抗扭刚度。 

    A、小      B、等      C、大      D、无法对比

    20、等截面圆轴扭转时的单位长度扭转角为，若圆轴的直径增大一倍，则单位长度扭转角将变为（ A ）。

A、     B、     C、     D、

21、单位长度扭转角与（ A ）无关。 

A、杆的长度    B、扭矩     C、材料性质   D、截面几何性质

22、校核一低碳钢的扭转刚度时，发现单位长度扭转角超过了容许值，为了保证轴的扭转刚度，采取（ C ）的措施是最有效的。

A、改用合金钢    B、改用铸铁   C、增大圆轴的直径    D、减小圆轴的长度

23、铸铁试样受到如下图所示的外力偶作用而发生扭转破坏，沿（ B ）断裂。

A、1-1横截面      B、2-2螺旋面（与轴线成45°的倾角）

C、3-3纵截面      D、4-4螺旋面（与轴线成45°的倾角）

24、使一实心圆轴受扭转的外力偶的力偶矩为m，按强度条件设计的直径为D。当外力偶矩增大为2m时，直径应增大为（  B ）。 

A、1.D     B、1.26D     C、1.414D     D、2D

    25、圆轴AB扭转时，两端面受到力偶矩为m的外力偶作用于，若以一假想截面在轴上C处将其截分为左、右两部分（如图所示），则截面C上扭矩T、T’的正负应是（ D ） 

    A、T为正，T’为负       

    B、T为负，T’为正     

    C、Ｔ和T’均为正   

D、Ｔ和T’均为负

26、悬臂梁在承受集中荷载时（ C ）。

A、作用点在梁中间时，产生的弯矩最大

B、作用点在离固定端最近时，产生的弯矩最大

C、作用点在离固定端最远时，产生的弯矩最大

D、弯矩的大小与作用点的位置无关

27、梁受力如下图所示，对其各段的弯矩符号判断正确的是（ B ）

    A、AC段“+”，CD段“-”，BD段“+”

B、AC段“-”，CD段“-”“+”，BD段“+”

C、AC段“+”“-”，CD段“-”，BD段“+”

D、AC段“-”，CD段“+”“-”，BD段“+”

    28、当梁上的荷载，只有集中力时，弯矩图为（ D ）

    A、水平直线   B、曲线   C、有突变   D、斜直线

29、如下图所示，截面积相等的四根梁，抗弯截面系数最大的是（ A ）

30、一段梁上作用一向上的集中力P，则在这个点附近剪力图和弯矩图最接近的特征依次为（ A ）

二、判断题（10题，每小题1分，共10分）。 

（×）1、只要在杆件的两端作用两个大小相等、方向相反的外力偶，杆件就会发生扭转变形。

（×）2、两根实心圆轴在产生扭转变形时，其材料、直径及所受外力偶之矩均相同，但由于两轴的长度不同，所以短轴的单位长度扭转角要大一些。

（√）3、受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的转矩（外力偶矩）有关，而与杆件的材料及其横截面的大小、形状无关。

（×）4、圆轴扭转变形实质上是剪切变形。

（√）5、在集中力所在的截面上，剪力图在该位置有突变，且突变的大小等于该集中力。

（×）6、一等直圆杆，当受到扭转时，杆内沿轴线方向会产生拉应变。

（×）7、梁内弯矩最大的横截面上，剪力一定为零。

（×）8、圆轴扭转时，横截面上既有正应力，又有剪应力。 

（）9、圆轴扭转时，横截面上的正应力与横截面的直径成正比。

（×）4、在集中力偶所在的截面上，剪力图在该位置有突变。

（）5、

3、填空题（10题，每空1分，共10分）。

1、 外力偶矩 是度量使物体产生转动效果强弱的物理量。

2、表示扭矩沿轴线变化情况的图线，称为 扭矩图 。

3、扭矩的正负可以用 右手螺旋 法则判定。当拇指的指向 离开 横截面时为正，反之为负。

4、某圆轴传递功率为100kW，转速为100r/min，其外力偶矩M= 9550 N·m。

5、直径为D的实心轴，两端受扭转力偶作用，轴内最大切应力为，若轴的直径改为D/2，则轴内的最大切应力变为 8 。

6、圆截面上扭转切应力最大的点位于 边缘各点处 。

7、横截面面积相等的实心轴与空心轴相比，虽材料相同，但 空心 轴的抗扭承载能力要强一些。

8、在扭矩相同的条件下，抗扭截面模量数值越 小 （选择：小/大），产生的切应力越大。

9、扭转变形的大小，可以用两个横截面间绕轴线的相对转角来度量，称为 扭转角 。

10、产生扭转变形的实心圆轴，若使直径增大一倍，而其它条件不改变，则扭转角将变为原来的       。

11、对于受扭轴，破坏的标志仍是 屈服 或 断裂 。

12、圆轴扭转强度条件的表达式是  。

13、圆轴扭转切应力的一般公式为  。

14、圆轴的承载能力主要取决于两个方面，一是满足材料的 强度条件 ，而是满足设计要求的 刚度条件 。

15、构件的容许应力[]是保证构件安全工作的 最高工作应力 。

16、梁的基本类型有悬臂梁、 简支梁 、外伸梁。

17、剪力的正负规定为，使梁段有顺时针转动的趋势的剪力为 正 （选择：正/负）。

18、弯矩的正负规定为，使梁段产生上侧纤维受拉的弯矩为 负 （选择：正/负）。

19、集中力作用处，剪力图 突变 ，弯矩图为 折点 。

20、集中力偶作用处，弯矩图 突变 ，剪力图 无变化 。

四、作图题（5题，每小题6分，共30分）。

（1）做出杆件的扭矩图                     （2）做出杆件的扭矩图

（3）做出杆件的剪力图和弯矩图            （4）做出杆件的剪力图和弯矩图

（5）做出杆件的剪力图和弯矩图          （6）做出杆件的剪力图和弯矩图

（7）做出杆件的剪力图和弯矩图          （8）做出杆件的剪力图和弯矩图

五、计算题（2题，每小题10分，共20分）。

1、如图所示的轴，d=50mm，M0=1kN•m，求=12.5mm处的切应力及边缘处的最大切应力。

【练习册P56】

2、圆轴的直径d=50mm，转速n=120r/min。若该轴横截面的最大切应力，圆轴传递的功率多大？

 【练习册P57】

3、一电动机的传动轴直径d=40mm，轴传递的功率P=30kW，转速n=1400r/min。材料的容许切应力[]=40MPa，试校核此轴的强度。

【练习册P65】

4、如下图所示一外伸梁，所受荷载如下图所示。试求截面C，截面B左和截面B右上的剪力和弯矩。

  【少课时72】