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課程名稱2008~2009年度本科結(jié)構(gòu)力學(xué)上〔A卷〕分析圖1和圖2示結(jié)構(gòu)的幾何特性,如為幾何不變體系,指出有幾個多余約束?!埠喴獙懗龇治鲞^程〕〔6分×2=12分〕圖1圖2定性畫出圖3~圖5示結(jié)構(gòu)彎矩圖的大致形狀?!?分×3=15分〕圖3圖4圖5定性畫出圖6~圖7示結(jié)構(gòu)的變形曲線?!?分×2=10分〕圖6圖7計算題〔共四小題,合計63分〕1.圖8示剛架結(jié)構(gòu),求:〔1〕作出彎矩MDA、剪力QDA的影響線,假定DA桿右側(cè)受拉為正?!?分〕〔2〕利用影響線計算在均布荷載q作用下〔分布長度不限,且連續(xù)分布〕MDA、QDA的最大負(fù)值?!?分〕2.〔1〕利用結(jié)構(gòu)和荷載的特性,力法作出圖9示結(jié)構(gòu)的彎矩圖。各桿EI=常數(shù),忽略桿件的軸向變形。〔13分〕〔2〕假設(shè)CE、DF的抗彎剛度為EI1,CD、EF的抗彎剛度為EI2。當(dāng)EI1>>EI2時的MCD相對EI1=EI2時的是變大還是變?。环粗?,當(dāng)EI1<<EI2時的MCD又如何變化。〔4分〕圖8圖93.位移法計算圖10示超靜定結(jié)構(gòu),各桿i=常數(shù)?!?〕判斷圖示結(jié)構(gòu)位移法的獨立根本未知量?!?分〕〔2〕寫出桿端彎矩表達(dá)式?!?分〕〔3〕列出位移法根本方程〔不需求解〕?!?分〕(備注:也可采用位移法根本體系進(jìn)行求解。)力矩分配法計算圖11示結(jié)構(gòu),各桿i=常數(shù)。內(nèi)力值保存到小數(shù)點后一位。繪出彎矩圖〔12分〕求出C支座反力?!?分〕圖10圖11試題標(biāo)準(zhǔn)答案課程名稱2008~2009年度本科結(jié)構(gòu)力學(xué)上〔A卷〕一、分析圖1和圖2示結(jié)構(gòu)的幾何特性,如為幾何不變體系,指出有幾個多余約束。〔簡要寫出分析過程〕圖1.無多余約束的幾何不變體系;分析過程如下,此處僅給出一種分析方法,只要說明合理均給分。對象:剛片〔1〕和〔2〕;聯(lián)系:鉸A和鏈桿1,鏈桿的延長線不通過鉸;結(jié)論:無多余約束的幾何不變體系〔3〕。剛片〔3〕與大地連接同理。圖2.瞬變體系;分析過程如下,此處僅給出一種分析方法,只要說明合理均給分。對象:剛片〔1〕、〔2〕和〔3〕;聯(lián)系:鉸A、B和C,三鉸共線;結(jié)論:瞬變體系。圖1圖2二、定性畫出圖3~圖5示結(jié)構(gòu)彎矩圖的大致形狀。圖3圖4圖5三、定性畫出圖6~圖7示結(jié)構(gòu)的變形曲線。圖6圖7四、計算題1.〔1〕彎矩MDA的影響線剪力QDA的影響線〔2〕均布荷載布滿DE跨時,MDA取最大負(fù)值:均布荷載布滿DE段時,QDA取最大負(fù)值:2.〔1〕依據(jù)對稱性可得下列圖,并作荷載和單位荷載作用下的彎矩圖:彎矩圖:〔2〕根據(jù)變形協(xié)調(diào),C點轉(zhuǎn)角相同。彎矩值的大小與轉(zhuǎn)動剛度有關(guān),轉(zhuǎn)動剛度大,需要的轉(zhuǎn)動彎矩大。因此,當(dāng)EI1>>EI2時的MCD相對EI1=EI2時的是變?。环粗?,當(dāng)EI1<<EI2時的MCD變大。32.合計16分〔1〕圖示結(jié)構(gòu)位移法的獨立根本未知量為:、〔豎向位移〕〔2〕桿端彎矩表達(dá)式:〔3〕位移法根本方程為:備注:利用位移法根本體系計算時,評分可參照上述標(biāo)準(zhǔn)。4.〔1〕轉(zhuǎn)動剛度:分配系數(shù):固端彎矩:分配及傳遞過程:彎矩圖〔kN·m〕:〔2〕支座C的支座反力課程名稱2008~2009年度本科結(jié)構(gòu)力學(xué)下A卷〕一、Translation〔中文譯成英文,英文譯成中文〕〔2分×5=10分〕1.整體剛度矩陣2.柔度法3.強迫振動4.coordinatetransformation5.harmonicload二、簡答題〔25分〕1.判斷圖1結(jié)構(gòu)動力自由度的個數(shù),忽略桿件的軸向變形,除特殊注明外忽略分布質(zhì)量。〔6分〕圖12.定性畫出圖2結(jié)構(gòu)的主振型形狀?!?分〕圖23.寫出圖3單元在整體坐標(biāo)系下的單元剛度矩陣,忽略桿件的軸向變形?!?分〕圖34.定性分析圖4〔a〕和〔b〕結(jié)構(gòu)的自振頻率ω之間的關(guān)系,EI1=常數(shù),忽略桿件的軸向變形?!?分〕圖4三、計算題〔65分〕1.圖5結(jié)構(gòu)受到簡諧荷載,其中。EI=常數(shù),忽略桿件的軸向變形。求:〔1〕結(jié)構(gòu)的自振頻率;〔7分〕;〔2〕動力系數(shù);〔2分〕;〔3〕B截面處的最大彎矩MB和最大豎向位移ΔBV。〔6分〕圖5圖62.圖6結(jié)構(gòu)質(zhì)量忽略不計,EI=常數(shù)。列出其振動頻率方程〔15分〕。3.圖7排架,橫梁EI=∞,質(zhì)量m集中在橫梁上。設(shè)柱頂產(chǎn)生初始側(cè)移y0=8mm,此時突然釋放,排架自由振動。測得2個周期后柱頂?shù)膫?cè)移為y2=4mm。求:〔1〕排架的阻尼比;〔6分〕〔2〕振幅衰減到y(tǒng)0的5%以下至少所需要的時間〔以整周期計〕。〔5分〕〔3〕求簡諧荷載作用下,發(fā)生共振時的動力系數(shù)和最大動力系數(shù)?!?分〕圖7圖8試題標(biāo)準(zhǔn)答案課程名稱2008~2009年度本科結(jié)構(gòu)力學(xué)下〔A卷〕一、Translation〔中文翻譯英文,英文翻譯中文〕1.assembledstiffnessmatrix2.flexibilitymethod3.forcedvibration4.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換5.簡諧荷載二、簡答題1.〔1〕1個;〔2〕2個2.第一振型第二振型3.4.理由:剛度比擬:或柔度比擬:三、計算題1.〔1〕單位荷載下的彎矩圖:〔2〕〔3〕2.〔1〕單位荷載下的彎矩圖:3.〔1〕假定,符合根本假定。〔2〕取n=9。〔3〕動力系數(shù):最大動力系數(shù):4.〔1〕6階〔2〕〔3〕集合到整體剛度矩陣中在第六行第三列〔4〕或〔5〕〔6〕K63的物理意義是:B點產(chǎn)生單位豎向位移時,C點產(chǎn)生的桿端力。課程名稱2009~2010年度本科結(jié)構(gòu)力學(xué)上〔A卷〕分析圖1和圖2結(jié)構(gòu)的幾何特性,如為幾何不變體系,指出有幾個多余約束。〔簡要寫出分析過程〕〔5分×2=10分〕圖1圖2定性畫出圖3~圖6結(jié)構(gòu)彎矩圖的大致形狀?!?分×4=20分〕圖3圖4圖5圖6定性畫出圖7~圖8結(jié)構(gòu)變形圖的大致形狀?!?分×2=6分〕圖7圖8計算題〔14分+15分×3+5分=64分〕1.圖9桁架結(jié)構(gòu):〔1〕單位荷載FP=1方向向下,沿A、B、C、D運動,作FNBE和FNBC的影響線。〔10分〕〔2〕利用影響線計算圖示荷載下FNBE和FNBC。〔4分〕圖9圖102.力法求解圖10結(jié)構(gòu)。各桿EI=常數(shù),忽略桿件的軸向變形。〔1〕繪彎矩圖。〔10分〕〔2〕求B點的轉(zhuǎn)角。〔5分〕3.位移法計算圖11超靜定結(jié)構(gòu)。各桿EI=常數(shù),忽略桿件的軸向變形。〔1〕判斷圖示結(jié)構(gòu)位移法的獨立根本未知量。〔2分〕〔2〕寫出桿端彎矩表達(dá)式?!?分〕〔3〕列出位移法根本方程〔不需求解〕?!?分〕(備注:也可采用位移法根本體系進(jìn)行求解。)4.力矩分配法計算圖12結(jié)構(gòu)。各桿EI=常數(shù),忽略桿件的軸向變形。繪制彎矩圖〔10分〕求FQDA?!?分〕圖13結(jié)構(gòu)是否有水平位移,請說明原因。如有水平位移,請指明位移方向。各桿EI=常數(shù),忽略桿件的軸向變形。〔5分〕圖11圖12圖13試題標(biāo)準(zhǔn)答案課程名稱2009~2010年度本科結(jié)構(gòu)力學(xué)上〔A卷〕分析圖1和圖2結(jié)構(gòu)的幾何特性,如為幾何不變體系,指出有幾個多余約束?!埠喴獙懗龇治鲞^程〕〔5分×2=10分〕圖1.幾何不變體系,且有一個多余約束〔2分〕;分析過程略〔3分〕。圖2.常變體系〔2分〕;分析過程略〔3分〕。定性畫出圖3~圖6示結(jié)構(gòu)彎矩圖的大致形狀?!?分×4=20分〕每圖5分。圖3圖4圖5圖6定性畫出圖7~圖8示結(jié)構(gòu)變形圖的大致形狀。〔3分×2=6分〕每圖3分。圖7圖8計算題〔14分+15分×3+5分=64分〕1.〔1〕FNBE的影響線(5分):FNBC的影響線(5分):〔2〕〔壓力〕〔2分〕〔壓力〕〔2分〕2.解:利用對稱性可得圖a所示半邊結(jié)構(gòu),選取力法根本體系,如圖b所示。力法根本方程為:〔1分〕作荷載及單位根本未知量作用下根本結(jié)構(gòu)的彎矩圖,如圖c、d所示。分)分)〔1分〕〔見下列圖〕〔2分〕〔2〕B點的轉(zhuǎn)角利用根本體系計算超靜定結(jié)構(gòu)的位移。選擇根本結(jié)構(gòu)如圖f所示。單位荷載法計算?!?分〕3.〔1〕結(jié)構(gòu)位移法的獨立根本未知量:結(jié)點B的轉(zhuǎn)角位移與水平位移〔向右〕〔2分〕〔2〕桿端彎矩表達(dá)式:AB:(2分)BC:〔1分〕BD:〔1分〕〔1分〕〔3〕位移法的根本方程結(jié)點B的合力矩平衡方程:〔1分〕代入化簡得:〔2分〕〔〔1分〕圖示的截面平衡方程::〔1分〕〔1分〕代入可得根本方程:〔2分〕備注:使用根本體系求解可酌情給分。4.〔1〕利用對稱性,選擇圖a所示半邊結(jié)構(gòu)〔2分〕。轉(zhuǎn)動剛度:〔1分〕分配系數(shù):〔1分〕傳遞系數(shù):〔1分〕固端彎矩:〔1分〕分配及傳遞圖b〔2分〕;彎矩圖圖c〔2分〕?!?分〕〔2〕取〔2分〕由平衡條件可得:〔3分〕5.答:圖示結(jié)構(gòu)有水平位移〔2分〕,且位移方向向右〔2分〕。說明原因略〔1分〕。課程名稱2009~2010年度本科結(jié)構(gòu)力學(xué)下〔A卷〕三、計算題〔65分〕圖51.圖5所示梁上裝有一臺重量為W=40kN的電機,電機開動時產(chǎn)生的離心力在豎直方向的分力為,,電機轉(zhuǎn)速為500r/min,梁。圖5求:〔1〕荷載頻率;〔2分〕;〔2〕結(jié)構(gòu)的自振頻率;〔5分〕〔3〕動力系數(shù);〔2分〕;圖6〔4〕E截面處的最大動彎矩MEmax和最大豎向位移ΔEVmax?!?圖62.計算圖6所示結(jié)構(gòu)的自振頻率。求:〔1〕列出其振動頻率方程,不需求解?!?0分〕?!?〕寫出質(zhì)量矩陣[M];〔2分〕〔3〕設(shè)主振型為:和,寫出主振型關(guān)于質(zhì)量矩陣的正交性?!?分〕3.圖7所示結(jié)構(gòu),質(zhì)點的初始側(cè)移y0=9mm,突然釋放,發(fā)生振動。測得3個周期后柱頂?shù)膫?cè)移為y3=2mm。求:圖7〔1〕阻尼比;〔5分〕圖7〔2〕求簡諧荷載作用下,共振時的動力系數(shù)和最大動力系數(shù);〔6分〕〔3〕簡述阻尼對自振頻率的影響。〔4分〕試題標(biāo)準(zhǔn)答案課程名稱2009~2010年度本科結(jié)構(gòu)力學(xué)下〔A卷〕一、Translation〔中文翻譯英文,英文翻譯中文〕〔2分×5=10分〕1.Elementstiffnessequation(2分)2.naturalfrequency(2分)3.amplitude(2分)4.臨界阻尼(2分)5.質(zhì)量矩陣(2分)二、簡答題〔25分〕1.〔1〕1個(3分)〔2〕3個(3分)3.(6分)備注:假設(shè)寫出了單元定位向量后定位累加,可分解給分。4.(3分)理由:圖a利用對稱性簡化后,反對稱振型為第一主振型與圖b結(jié)構(gòu)形式相同。(2分)三、計算題〔65分〕1.小計(15分)(1)(2分)(2)單位力作用下彎矩圖(1分):(2分)(2分)(3)(2分)(4)(3分)(3分)
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