04西北工业大学结构力学考试试题及答案

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1、成绩诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。本人签字：编号：西北工业大学考试试题（卷）开课学院课程飞行器结构力学基础学时502004—2005学年第1学期西北工业人学命题专用纸1.4判断图1-4所示平面桁架的几何不变性,并计算其静不定次数.人解：几何特性为：f=1.4列出1-5所示平面刚架的弯矩方程M=M(0),给出A、B、C三点的弯矩值。解：M(&)=Ma=叭二Mc=1・6棱柱壳体剖面为正方形，受扭矩必丁作用，如图1-6所示。绘出剖面剪流分布图，标出剪流大小和方向。解：图1・61.7不必具体计算，绘出图所示垂直

2、壁受•作用时的剪流分布图形及方向。集中面积f和等厚度/的壁板都能承受正应力.西北工业人学命题专用纸1.8求图1-8所示平面桁架中杆3・8的轴力弘8。解：解:1.10说明力法中柔度系数％、讥（心刀和位移法中刚度系数紅•、k心J）的物理意义。JJ解：Sii—ka_匕一西北工业人学命题专用纸第二题（20分）矩形平面框，在A、B两截面处受集中力偶M（）,如图3所示。设框截面抗弯刚度均为E/,试用力法求解框中的弯矩分布。计算位移影响系数时，仅考虑弯曲变形。2。、2"第三题（20分）单闭室剖面工程梁的载荷及尺寸如图3所示,设壁的厚度相等均为f,且壁不承受正应力，求剖

3、面剪流分布并绘制剪流分布图。第四题（20分）用位移法（直接刚度法、有限元法）求图4所示平面桁架中1和3点的垂直位移及各杆中的内力。设各杆纵向抗拉刚度均为E4,水平杆和垂直杆长度为a.2004-2005学年第一学期考试试题答案及评分标准第一题（40分）1.1几何不变（2分）,/=0（2分）。1.2仅杆1-2-3-4-5（2分）和5-8受力（2分）。1.3几何不变但可移动（2分），5次静不定（2分）。1.4几何不变（2分），1次静不定（2分）。PR1.5M（&）=——（l—cos&）（1分），Ma=0（1分），—（1分），Mc=0（1分）。2MM1.6利用白

4、雷特公式q=—I工（2分），可得闭剖面剪流为q=£（2分）。fl2a1.71.8判断零力杆后，取1-1截面的右半部分（2分），利用工册5二0的条件，得N讹•2。+P•a=0,（1分）求得N唸=--P（1分）21.9利用公式xc/?=—（2分），求得HXCRQtiR1~H2R"心¥门分）1.10%—一仅i处施加单位广义力，在,处产生的广义位移；（1分）岛一一仅/处施加单位广义力，在i处产生的广义位移；（1分）灯一一仅i处发生单位广义位移，在i处引起的广义力；（1分）心一一仅丿处发生单位广义位移，在r•处引起的广义力。（1分）第二题（20分）（1）此结构为3

5、次静不定（2分）。（2）利用对称性，简化为1次静不定，并取1/4结构，如图示。（3分）（2）取Q作为多余约束力，建立vP＞状态和v1＞状态如下,Mo

（2分）（3）求位移影响系数1_•a•g•d+d•d•EJ3（4）建立力法正则方程（5）由次求得1e71.—CT2<1>（2分）3〒—（2分）EJ3M"（2分）EJ4^11XI+AIP=O（1分）£1.2%_^fo£l.^=o（1分）EJ3EJ40=纸=匕如=（）.536如（1分）28aa最后求得圆环中的弯矩M（外侧受压为正），弯矩分布图如图示。（3分）0.0360.5Mo第三题（20分）（1）x轴为对

6、称轴，计算截面惯性矩丿,人二工巾：=何+3好+泥2+3沧2=8、衍2（3分）（2）将1处切开，计算开剖面的静矩»（4分）和剪流7=纟邑（4分）（3）以4点为力矩中心，对4点取矩，求切口处剪流a2x纭2d.a+gQ+2・3d=0（4分）8a其中0=22a・2a+2x丄ay=10a2（2分）L2」求得§Zx色=-0.35鱼（1分），％＜0,表示％沿单闭室周线逆时针方向。（4）叠加7和g（），20aa求得单闭室剪流q二歹+%（2分）0.225—a0.35■1-1-11■%'000o--1-1111-11-1Vl（2分），阻严空«4a001000-101-1-1

7、1V40-101（3分），建立关于片、利用位移约束条件u2=V2=M,=w3=u4=v4=0“3"3(2分)W1V1「2+2血-20•■V10[-2^220%—、-pK■（2分）141a第四题（20分）（1）建立单元刚度矩阵1-1-111-1-1-1-1I-I-1M2V2"1vl（2分）EA10-100000-10100000W2,w3卩2」3U3yU4f“4（2分，2分）(2)匕的刚度方程(3)解此刚度方程，求得—血葺74唱（S）(4)求各杆内力讨i+¥R,+")牛一2.4唔2)PAN、=—x(片-v3)=P(1分)=“"=誥%丰x%=-血卩（1分）