b-17武漢理工大學(xué)土木工程結(jié)構(gòu)力學(xué)本科期末考試題(完整版)
【正文】 圖7 圖8八、 計(jì)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(yùn)動(dòng)，作FNBE和FNBC的影響線。 （1）結(jié)構(gòu)整體剛度矩陣有幾階？（3分） （2）寫出單元①的單元定位向量；（3分） （3）說明在單元②的中的元素k62集合到整體剛度矩陣后所在的位置；（3分） （4）寫出③單元的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣；（4分）（5）寫出等效節(jié)點(diǎn)荷載向量。（6分） 圖5 圖62. 圖6結(jié)構(gòu)質(zhì)量忽略不計(jì)，EI＝常數(shù)。4． （1）轉(zhuǎn)動(dòng)剛度：分配系數(shù)： 固端彎矩： 分配及傳遞過程： 彎矩圖（kN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。（8分） (備注：也可采用位移法基本體系進(jìn)行求解。（6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。 n個(gè)由度體系的強(qiáng)迫振動(dòng)。 有阻尼的單自由度體系自由振動(dòng)（微分方程的建立及方程求解、阻尼對(duì)振動(dòng)的影響、阻尼比的計(jì)算）。（2）教學(xué)要求掌握剛度法和柔度法建立振動(dòng)微分方程的基本原理原理及方法。（2）教學(xué)要求理解矩陣位移法的基本概念；掌握梁?jiǎn)卧?、桁架單元、平面架單元在局部坐?biāo)系和整體坐標(biāo)系中的剛度矩陣及其轉(zhuǎn)換公式；理解結(jié)點(diǎn)位移分量編號(hào)的意義；熟練掌握利用單元定位向量集成整體剛度矩陣和形成等效結(jié)點(diǎn)荷載向量的方法。、基本體系、基本未知量和基本方程及其物理意義。虛位移原理與單位位移法；虛力原理與單位荷載法。（8學(xué)時(shí)）（1）教學(xué)內(nèi)容。、組成及分類。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生了解桿件體系的組成規(guī)律，了解各類結(jié)構(gòu)的受力性能，撐握桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理和方法，培養(yǎng)分析與解決工程實(shí)際中桿系結(jié)構(gòu)力學(xué)問題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)有關(guān)專業(yè)課程以及將來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打下力學(xué)基礎(chǔ)。（2）教學(xué)要求了解結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)以及與其它課程的關(guān)系，正確理解結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的概念、簡(jiǎn)化要點(diǎn)和條件，了解荷載的分類。熟練掌握桿件上的荷載與內(nèi)力的微分關(guān)系、增量關(guān)系，并用以定性分析內(nèi)力圖的形狀。（10學(xué)時(shí)）（1）教學(xué)內(nèi)容、分配系數(shù)和傳遞系數(shù)。，整體剛度矩陣的集成。 無阻尼的單自由度體系自由振動(dòng)（1）教學(xué)內(nèi)容 自由振動(dòng)微分方程的建立（剛度法和柔度法）。正確理解單自由度體系在簡(jiǎn)諧荷載作用下強(qiáng)迫振動(dòng)的特點(diǎn)和一些動(dòng)力特性（動(dòng)力反應(yīng)、過渡階段、平穩(wěn)階段、動(dòng)力系數(shù)、共振、相位角、振幅等）概念，熟練掌握這些動(dòng)力特性（動(dòng)位移、動(dòng)力系數(shù)和動(dòng)內(nèi)力等）的計(jì)算。了解Duhamel積分公式和突加荷載作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。（5分3＝15分） 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。（1）判斷圖示結(jié)構(gòu)位移法的獨(dú)立基本未知量。（簡(jiǎn)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。彎矩值的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)剛度有關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)剛度大，需要的轉(zhuǎn)動(dòng)彎矩大。（5分）圖4三、計(jì)算題（65分） 1. 圖5結(jié)構(gòu)受到簡(jiǎn)諧荷載，其中。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(shí)間（以整周期計(jì)）。 課程名稱 2009~2010年度 本科結(jié)構(gòu)力學(xué)上（ A 卷）五、 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(gè)多余約束。（10分） （2）求B點(diǎn)的轉(zhuǎn)角。各桿EI＝常數(shù)，忽略桿件的軸向變形。二、 定性畫出圖3~圖6示結(jié)構(gòu)彎矩圖的大致形狀。單位荷載法計(jì)算。求：（1）荷載頻率；（2分）；（2）結(jié)構(gòu)的自振頻率；（5分）（3）動(dòng)力系數(shù)；（2分）；圖6（4）E截面處的最大動(dòng)彎矩MEmax和最大豎向位移ΔEVmax。（4分） 4. 矩陣位移法計(jì)算剛架結(jié)構(gòu)，編碼、坐標(biāo)系設(shè)定及結(jié)構(gòu)所受荷載如圖8a、b所示。 (3分)24。（4分）圖8a圖8b（6）說明整體剛度矩陣[K]中的元素K43的物理意義。求：（1）列出其振動(dòng)頻率方程，不需求解。4. （1）利用對(duì)稱性，選擇圖a所示半邊結(jié)構(gòu)（2分）。圖3 圖4 圖5 圖6三、 定性畫出圖7~圖8示結(jié)構(gòu)變形圖的大致形狀。（5分）5. 圖13結(jié)構(gòu)是否有水平位移，請(qǐng)說明原因。各桿EI＝常數(shù)，忽略桿件的軸向變形。（5分4＝20分） 圖3 圖4 圖5 圖6 七、 定性畫出圖7~圖8結(jié)構(gòu)變形圖的大致形狀。（4分） 圖7 圖84. 矩陣位移法計(jì)算圖8
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