板殼理論試卷答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(2014年度)

1、一、 簡(jiǎn)述題（共30分）1. 簡(jiǎn)述薄板的小撓度彎曲理論的三個(gè)計(jì)算假定（10分）薄板小撓度彎曲理論的三個(gè)計(jì)算假定可以描述為：（1） 垂直于中面的正應(yīng)變，即z，可以不計(jì)；（3分）（2） 應(yīng)力分量zx、zy和z遠(yuǎn)小于其余三個(gè)應(yīng)力分量，因而是次要的，它們所引起的形變可以不計(jì)；（4分）（3） 薄板中面內(nèi)的各點(diǎn)都沒(méi)有平行于中面的位移。（3分）2. 簡(jiǎn)述里茨法和伽遼金法在求解薄板小撓度彎曲問(wèn)題時(shí)，假定的撓度表達(dá)式在滿足邊界條件方面的異同點(diǎn)？（10分）（1） 應(yīng)用里茨法時(shí)，只要求設(shè)定的撓度表達(dá)式滿足位移邊界條件，而不一定要滿足內(nèi)力邊界條件；（5分）（2） 應(yīng)用伽遼金法時(shí)，假定的撓度表達(dá)式必須同時(shí)滿足位移邊界條

2、件和內(nèi)力邊界條件，也就是必須滿足全部薄板的全部邊界條件。（5分）3. 簡(jiǎn)述采用靜力法求解屈曲臨界載荷的基本步驟（10分）用靜力法求解屈曲臨界載荷的基本步驟是：（1） 用平面應(yīng)力問(wèn)題的求解方法，求出由縱向載荷引起的平面應(yīng)，并用未知的縱向載荷來(lái)表示的中面內(nèi)力；（4分）（2） 令橫向載荷q，將用未知縱向載荷表示的中面內(nèi)力帶入薄板屈曲微分方程；（2分）（3） 根據(jù)屈曲微分方程有滿足邊界條件的非零解的條件，求解縱向載荷的最小值，即臨界載荷值。（4分）二、矩形薄板的BC邊為固定邊，OC邊為簡(jiǎn)支邊，OA邊和AB邊為自由邊，角點(diǎn)A處有鏈桿支撐，板邊所受載荷如圖所示，試將薄板各邊的邊界條件用撓度表示。（15分）

3、解：矩形薄板各邊界條件如下：1. ， （3分）2. ，或 ， （3分）3. ， ，或用撓度表示為 ， （3分）4. ， ， 或用撓度表示為 ， （3分）5. （3分）三、已知撓度函數(shù)（B為大于零的已知常數(shù)）。求如圖所示矩形薄板的板面載荷、內(nèi)力、反力和支承情況。（20分）解：1. 由滿足撓曲面方程式可求得板面載荷q(x,y)，即 ， （2分）2求內(nèi)力 （2分） （2分） （2分） （2分） （2分）3.求出邊界上的分布合剪力，以及角點(diǎn)反力R （1分） （1分） （1分） （1分） ， （2分） ， （2分）四、邊長(zhǎng)為3h的正方形薄板，周邊支撐情況如圖所示。試取33網(wǎng)格，用差分法求最低固有頻率。（15分）解：1 網(wǎng)格劃分及結(jié)點(diǎn)編號(hào)如圖所示。邊界外的編號(hào)也已利用了邊界條件。2. 為結(jié)點(diǎn)1,2建立差分方程，再簡(jiǎn)化，其系數(shù)行列式為零即可求得，進(jìn)而求得固有頻率。 （2分） （2分）化簡(jiǎn)得到 （2分） 圖（2分） （2分）系數(shù)行列式為零 ， （2分） ，取 （1分） （2分） 五、設(shè)有一邊自由、另三邊簡(jiǎn)支的矩形薄板，在兩簡(jiǎn)支對(duì)邊上受均布?jí)毫ψ饔?。試用能量法求臨界載荷。（20分）解：1. 取撓度表達(dá)式為 （4分）2. 撓度的一階及二階導(dǎo)數(shù)為 ， ， ， ，