河北省普通高校专科接本科教育考试机械设计制造及其自动化.pdf

第 1 页 共 23 页河北省普通高校专科接本科教育考试机械设计制造及其自动化专业考试说明第一部分：工程力学第一部分：工程力学I.I.课程简介课程简介一、内容概述与要求 工程力学考试是为招收理工类各专业专科接本科学生而实施的入学考试 参加工程力学考试的考生应理解或了解《工程力学》中物体的受力分析，力系的等效 与简化，力系的平衡条件及其应用；轴向拉压、扭转、剪切、弯曲的内力、应力和变形的 计算；构件的强度、刚度和稳定性计算；掌握或学会上述各部分的基本方法；注意各部分 知识的结构及知识的内在联系；能综合运用所学知识分析并解决实际问题 二、考试形式与试卷结构 考试采用闭卷、笔试形式，全卷满分为 150 分，考试时间 75 分钟 试卷包括选择题和计算题选择题是四选一型的单项选择题；计算题应写出必要的文 字说明及演算步骤 选择题分值合计为 25 分，计算题分值为 125 分II.II.知识要点与考核要求知识要点与考核要求一、静力学基本公理及受力分析 1. 知识范围 静力学基本概念 静力学基本公理 各种常见的约束和约束反力 物体的受力分析和受 力图 2. 考核要求 （1）掌握静力学基本概念、静力学基本公理。

（2）掌握各种常见的约束和约束反力 （3）掌握物体的受力分析和受力图 二、汇交力系和力偶系 1. 知识范围 平面汇交力系的合成与平衡 力对点的矩 力偶的合成与平衡 2. 考核要求 （1）掌握平面汇交力系的合成与平衡的几何法 （2）掌握平面汇交力系的合成与平衡的解析法 （3）掌握力对点的矩、力偶的合成与平衡 三、平面任意力系 1. 知识范围 平面任意力系向作用面内一点简化 平面任意力系的平衡条件和平衡方程 物体系统的 平衡 平面简单桁架的内力计算第 2 页 共 23 页2. 考核要求 （1）掌握平面任意力系向作用面内一点简化 （2）掌握平面任意力系的平衡条件和平衡方程 （3）掌握物体系统的平衡 （4）掌握平面简单桁架的内力计算 四、空间力系 1. 知识范围 空间任意力系的简化 空间任意力系的平衡条件和平衡方程 重心 2. 考核要求 （1）理解空间任意力系的简化、空间任意力系的平衡条件 （2）掌握重心的基本概念及计算方法 五、摩擦 1. 知识范围 滑动摩擦 考虑摩擦时物体的平衡问题 2. 考核要求 （1）掌握滑动摩擦的基本概念及计算方法 （2）理解考虑摩擦时物体的平衡问题 六、弹性变形体基本知识 1. 知识范围 弹性变形体的概念和基本假设 外力和内力 正应力和切应力 正应变和切应变 虎克定 律 杆件变形的基本形式。

2. 考核要求 （1）掌握材料力学的研究对象、基本假设、外力与内力的基本概念 （2）掌握正应力、切应力、正应变及与切应变的概念 （3）掌握胡克定律 七、轴向拉伸和压缩 1. 知识范围 轴向拉伸与压缩的概念 轴力与轴力图 拉压杆的应力和圣维南原理 材料拉伸、 压缩时 的力学性能 应力集中的概念 拉、压杆的强度计算 拉、压杆的变形计算 简单拉压超静定 问题 2. 考核要求 （1）掌握轴力与轴力图 （2）掌握拉压杆的应力、强度计算 （3）掌握拉压杆的变形、简单拉压超静定问题 （4）理解圣维南原理、材料拉伸、压缩时的力学性能、应力集中的概念 八、剪切与挤压 1. 知识范围 剪切的实用计算 挤压的实用计算 2. 考核要求 （1）掌握剪切、挤压的实用计算 九、扭转 1. 知识范围 扭转的概念 扭矩与扭矩图 薄壁圆筒的扭转 切应力互等定理 圆轴的扭转应力与强度 条件 圆轴扭转变形与刚度计算第 3 页 共 23 页2. 考核要求 （1）掌握扭转的概念、扭矩与扭矩图 （2）理解薄壁圆筒的扭转、切应力互等定理 （3）了解圆轴的扭转应力与强度条件 （4）了解圆轴扭转变形与刚度计算十、弯曲内力 1. 知识范围 剪力、弯矩 剪力方程、弯矩方程 剪力图、弯矩图 剪力、弯矩与载荷集度间的微分关 系。

2. 考核要求 （1）掌握剪力、弯矩的计算 （2）掌握剪力方程、弯矩方程，能够绘制剪力图、弯矩图 （3）了解剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系 十一、弯曲应力 1. 知识范围 惯性矩和平行移轴定理 弯曲正应力 弯曲切应力 梁的强度条件 提高梁承载能力的措 施 2. 考核要求 （1）掌握对称弯曲正应力、惯性矩的概念及平行轴定理 （2）理解对称弯曲切应力的概念及梁的强度条件 十二、弯曲变形 1. 知识范围 挠曲线近似微分方程 计算梁位移的积分法 计算梁位移的叠加法 梁的刚度条件与合 理刚度设计 2. 考核要求 （1）掌握挠曲线近似微分方程 （2）了解计算梁位移的积分法 （3）了解计算梁位移的叠加法 （4）了解梁的刚度条件和合理刚度设计 十三、应力状态分析与强度理论 1. 知识范围 应力状态的概念 平面应力状态分析 极值应力与主应力 空间应力状态分析 广义虎克 定律 基本强度理论 2. 考核要求 （1）理解应力状态的概念、平面应力状态分析、极值应力与主应力、空间应力状态分 析；广义虎克定律 （2）掌握基本强度理论 十四、压杆稳定 1. 知识范围 压杆稳定的概念 压杆临界力的欧拉公式 临界应力和临界应力总图 压杆稳定条件与 合理设计。

2. 考核要求 （1）掌握稳定性概念第 4 页 共 23 页（2）理解临界载荷的欧拉公式 （3）了解中、小柔度杆的临界应力 （4）了解压杆稳定条件与合理设计第 5 页 共 23 页III.III.模拟试卷及参考答案模拟试卷及参考答案河北省普通高校专科接本科教育考试工程力学模拟试卷（考试时间：75 分钟） (总分:150 分)说明：请在答题纸的相应位置上作答，在其他位置上作答的无效一、单项选择题（本大题共 5 道小题，每小题 5 分，共 25 分在每小题给出的备选项中，选出一个正确的答案，并将所选项前的字母填涂在答题纸的相应位置上）1、在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有A、二力平衡原理；B、力的平行四边形法则；C、作用与反作用定理； D、刚化原理2、一空间任意力系向某点简化后，主矢为零，主矩在 z 轴上的投影为零，则该力系简化的最终结果可能是_____________________A、平衡；B、一个力偶或平衡；C、一个力；D、力螺旋3、如图 1 所示直杆，横截面面积为 A=100mm2，载荷 P=10kN，则αα=600斜截面上的正应力和切应力分别为A、25MPa，——43.3 MPa；B、25MPa， 43.3 MPa；C、——25MPa， 43.3 MPa；D、——25MPa，——43.3 MPa。

4、如果实心圆轴的直径增大一倍(其他情况不变)，其极惯性矩将___________A、增大 16 倍； B、增大 15 倍；C、增大 8 倍； D、增大 4 倍5、如图 2 所示梁，若用积分法求梁的挠曲线方程时，则相应的边界或连续条件为A、xB=0，yB=0，yB左=yB右，yC=0；B、yB=0，yC=0，yB左=yB右，θθB左=θθB右；C、θθB=0，yB=0，yB左=yB右，yC=0； D、θθB=0，yB=0，yB左=yB右，θθC=0二、计算题（本大题共 5 小题，第 1、2、3 小题各 25 分，第 4 小题 30 分，第 5 小题 20分，共 125 分请将解答的主要过程、步骤和答案填写在答题纸的相应位置上）图 2lBA aFCqxy图 1  PPmm第 6 页 共 23 页1、图示机构中，A 处为固定端约束，C 处为光滑接触，D 处为铰链连接已知F1=F2=400N，M=300N·m，AB=BC=400mm，CD=CE=300mm，αα=450，不计各构件自重，求固定端 A 处与铰链 D 处的约束力2、两根直径不同的实心截面杆，d1=65mm，d2=38mm，在 B 处焊接在一起，弹性模量均为 E=200MPa，受力和杆的尺寸如图所示。

试求轴向变形总量3、 如图所示阶梯形传动轴， A为主动轮， B、 C、 D为从动轮 A轮输入的转矩MA=800N·m，B、C、D 轮输出的转矩分别为 MB=MC=300N·m，MD=200N·m传动轴的许用切应力[τ]=40MPa，许用扭转角[θ]=10/m，材料的剪切弹性模量 G=80GPa试求：1、轴的扭矩图；2、试根据轴的强度条件和刚度条件，分别确定传动轴各段的直径4、一铸铁简支梁的横截面如图所示，跨长 l=2m，在梁的跨中点受一集中载荷作用，F=80kN已知许用拉应力[σt]=30MPa，许用压应力[σc]=90MPa试求：1、画出梁的剪力图和弯矩图；2、试确定截面尺寸 d D2F1FACBEM BM1 5 . m1mABC1mDAMCMDM1d2d3dFBA2lC2lCz2dd8d10dA50kNBC55kN55kN1220mm900mm第 7 页 共 23 页5、图示正方形桁架结构，由五根圆截面钢杆组成，连接处均为铰链，各杆直径均为d=40mm，边长 a=1m材料均为 Q235 钢，E=200GPa，λP=100，[nst]=1.8试：求结构的许可载荷工程力学参考答案一、单项选择题1．A2．B3．B4．A5．B二、计算题1、解： （1）取 DE 杆： （图+4 分）0CM，10.30.30DFFM， 1400NDF （+4 分）（2）取整体： （图+5 分）0xF ，0 2cos450AxFF，282.8NAxF（+4 分）0yF ，0 12sin450AyDFFFF， 2082.8NAyF（+4 分）0AM，00 120.30.8cos450.8cos450.30.40DAFFMMF，BACFFD12345D1F EM CFDF D2F1FACBEM AyFAxFAMDF第 8 页 共 23 页1178.4N mAM （+4 分）2、解：(1)求端部约束力： （+3 分）0xF ，552500RCF，60kNRCF(2)求各段轴力： （+8 分）60kNNBCF（压力） ；50kNNABF（拉力） ；(2)求各段变形：32631.2260 10 N 1.22m110.4mm 200 10 Pa65 102NBC BC BCFlEA   （+5 分）32630.950 10 N 0.9m198.5mm 200 10 Pa38 102NAB AB ABFlEA （+5 分）198.5 110.4 mm88.1mmABBClll  （+4 分）3、解：(1)扭矩图如图所示。

（+7 分）(2)确定各段直径 AB 段： （+6 分） 6 max 31130040 10 Pa1 16AB AB PT Wd  3316300 16300 1633.7mm40 10d BM1 5 . m1mABC1mDAMCMDM1d2d3d500N m300N m200N mA50kNBC55kN55kN1220mm900mm第 9 页 共 23 页 0 max 41130011180 32AB AB PT GIGd 1493003238.5mm 80 10180d ，可得：139mmd AC 段： （+6 分） 3326500 16500 1639.9mm40 10d ，2495003243.7mm 80 10180d ，可得：244mmd CD 段： （+6 分） 3336200 16200 1629.4mm40 10d ，3492003234.8mm 80 10180d ，可得：335mmd 。