西华大学结构力学复习试题

题号一二三四五六七八九十总分分数一．判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1．对于单自由度体系有如下关系1k对于多自由度体系也同样成立。（）2．仅在恢复力作用下的振动称为自由振动。（）3．对于杆系结构，用有限元方法得到的单元刚度矩阵与矩阵位移法得到的是一致的。（）4．在无限自由度体系的弹性稳定分析中，用静力法和能量法（瑞利-里兹法）得到的临界荷载是相同的。()5．只要两个杆件的截面面积相同、所用材料相同，它们的极限弯矩就是相同的。（）二．单项选择题（本大题分3小题，每小题4分，共12分）1．对图示结构，若要使其自振频率增大，可以（）。A.增大PF；C.增大m；B.增大EI；D.增大l。2．图示刚架杆单元的坐标转换矩阵66T中的第一行元素为()。A.0000508660..；B.0000508660..；C.0000866050..;D.0000866050..。3.三结点三角形单元的形函数满足的条件为（）。A.;y,xN,y,xNy,xN00331221111)()(1,)(B.11331221111)()(0,)(y,xN,y,xNy,xN；C.00331221111)()(0,)(y,xN,y,xNy,xN；D.111331221111)()(,)(y,xN,y,xNy,xN。（注：iiy,x为i点坐标）xy30o三填充题（本大题分3小题，每小题4分，共12分）1．图示体系不计杆件质量和轴向变形，各杆抗弯刚度为常数，其动力自由度为。2．在结构矩阵分析的后处理法中，由结构原始刚度矩阵根据实际支承情况，对结构原始刚度矩阵加以修改以形成基本方程，采用的修改方法有、。3．用三结点三角形单元分析弹性力学平面应力问题时，在相邻单元的边界处，位移、应力和应变这三个量中，连续的量有，不连续的量有。四．计算分析题（本大题共7小题，共66分）1．（12分）图示结构各杆EI=常数，不考虑轴向变形，试求结构的刚度矩阵和荷载矩阵。2．（6分）试求图示桁架的结点荷载矩阵。3．（8分）已知图示梁的结点位移矩阵43.657.145.722.8610radT，试求2单元的杆端弯矩。各杆线刚度均为i610kNcmi，q=20kN/m。4．（8分）已知40.，试求图示体系的振幅和最大动弯5．（16分）试求图示体系的振型和自振频率。已知：kk,kk,mm,mm212122，横梁为刚性梁。6．（8分）试求图示体系的临界荷载。7．（8分）试求图示连续梁的极限荷载。已知截面的极限弯矩为140kNmuM。一．判断题1．错2.对3.对4.错5.错二．单项选择题1．B;2.A;3.A;三．填充题1．32．乘大数法置0置1法3．位移应力、应变四．1.DE0.0560.16702030500.1671.3330.333;0303000.3330.607000KEIPPP;2.68P;3.2222F4427.146042.8810kNm245.726051.40FkFiiii4.31.19;3lfEI3PPP0.397;1.19FlAFfMFlEI5.121212111XmXkXk222222121XmXkXk;kkk,kk,kk2112221130222221122111mkkkmk02522242kmkmm/k.;m/k.707050121m/k.;m/k41412222;XX;/XX121221221116.Pcr/2;Fkl7.左跨破坏机构：可破坏荷载为210kN;PuF中跨破坏机构：可破坏荷载为140kN;PuF结构的极限荷载为140kN;PuF九．（本大题10分）试求图示体系的自振频率和振型。已知mmm21，各杆EI=常数。1111430000300003.70001230012302.7112030100030505.1510103000030000000123001230012030500301000100.111kN12.012kN10.043FFkFkNm0.111kN11.988kN9.982kNm结构力学试题3.(本小题2分)当同时采用双线性矩形单元和常应变三角形单元进行有限元分析时三角形单元与矩形单元之间的单元边界是满足位移协调条件的。（）.(本小题2分)三角形和矩形单元都是协调单元。只要是协调元，分析结果一定收敛；非协调元一定不收敛。（）.(本小题4分)有限元分析中的应变矩阵是那两组量之间的变换矩阵。（）A．单元应变与单元应力；C.单元结点力与单元结点位移;B．单元应力与单元结点力;D.单元结点位移与单元应变..(本小题4分)用有限元分析平面应变问题和平面应力问题时,（）A.应变矩阵相同、单元刚度矩阵也相同；C.应变矩阵相同、单元刚度矩阵不同;B.应变矩阵不同、单元刚度矩阵不相同;D.弹性矩阵不同、单元刚度矩阵不同。三填充题本大题分小题共分。（本小题分）结构原始刚度矩阵中，元素12K的物理意义就是时，所应有的数值。（本小题分）单自由度体系自由振动时，实测振动周期后振幅衰减为05040y.y，则阻尼比。注0y为初位移初速度为本小题分有限元分析中,单元刚度矩阵是利用单元的条件,由原理推出的。五.（本大题10分）已求得图示连续梁结点位移向量为T00054.00126.00，试求单元②的单元杆端力向量2F。结构力学试卷参考答案五．是非题1．对2.错3.对4.错六．单项选择题1．D;2.C;3D;4.A;七．填充题1．12F,2.0.1025;3.平衡条件、势能驻值原理（或变形体虚功原理）八．422163EF九．62248151567661515005400126067666333333333367666222..........FkFF十．3202164048/iiiiiiiK