结构力学试题

1、 结构力学 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； C.

2、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中的第一行元素为( )。y A. ； B. ；30oxC. ; D. 。3. 三结点三角形单元的形函数满足的条件为 （ ）。A.B. ；C. ；D. 。 （注：为i点坐标） 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

3、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，试求2单元的杆端弯矩。各杆线刚度均为i ，q=20 kN/m。4（8分）已知，试求图示体系的振幅和最大动弯矩。5（16分）试求图示体系的振型和自振频率。已知：，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。 结构力学试卷参考答案一 判断题1 错 2. 对 3. 对 4. 错 5. 错二 单项选择题1B

4、; 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. ;2. ;3. 4. 5. 6. 7. 左跨破坏机构：可破坏荷载为中跨破坏机构：可破坏荷载为结构的极限荷载为 结构力学 试 题题号一二三四五六七八九十总分分数一 是非题（本大题6小题，每小题2分，共12分）1 图a所示结构周期为，则图b所示体系周期为。（ ）2 结构刚度（也称劲度）方程，其矩阵形式为：。它是整个结构所应满足的变形条件。（ ）3 常应变三角形单元的形函数 在单元i、j边界上的值与k点坐标无关。（ ）4 对常应变三角形单元的计算结果采用两单元平均法进行整理是指以相邻两单元的应力平均值作为单

5、元内各点应力。 （ ）5 有限元分析时,无论采用何种单元位移函数,随着单元划分得越来越小,结果都将收敛。( )6 如果使单自由度体系的阻尼增大，其结果是周期变短。（ ） 二 单项选择题 （本大题分4小题，每小题4分，共16分）1有限元分析中的应力矩阵是两组量之间的变换矩阵，这两组量是（ ）。 A. 单元应力与单元应变； C. 单元应变与单元结点力；C. 单元结点力与单元结点位移； D. 单元结点位移与单元应力。2和分别是局部坐标系和整体坐标系的单元杆端力向量，是坐标变换矩阵， 则正确的表达式为( ). A. ； C. ；B. ; D. 。3. 用常应变三角形单元分析平面问题时，单元之间 （ ）

6、。E. 应变是连续的，位移也是连续； C. 应变不连续，但位移是连续的；F. 应变、位移均不连续； D. 应变连续，但位移不连续。4 . 单自由度简谐受迫振动中，若算得位移放大系数为负值，则表示（ ）。 A. 体系不可能振动； C. 动位移小于静位移; B. 干扰力频率与自振频率不同步； D. 干扰力方向与位移方向相反。三 填充题（本大题分3小题，每小题4分，共12分）1直接刚度法中处理位移边界条件时有以下两种方法，即 和 ，前一种方法的未知量数目比后一种方法的 。2已知质点m的最大竖向位移，且初始时质点竖向位移为（为静位移）， 则质点的初始速度为 。3图示体系的自振频率为 。四 （本大题10

7、分） 按先处理法求图示结构的荷载列阵。只考虑弯曲变形，各杆EI=常数。五 （本大题10分） 考虑轴向变形,求图示结构单元的杆端力。已知：结点1的位移列阵。六 （ 本大题10分 ）试求图示结构的结构刚度矩阵中元素、 。七 （ 本大题10分 ）试求图示体系质点的振幅和A截面动弯矩幅值，已知 。 八 （ 本大题 10 分 ）试求图示体系的自振频率和周期。 九 （ 本大题 10 分）试求图示体系的自振频率和振型。已知，各杆EI=常数。 结构力学试卷参考答案一 是非题1 对 2. 错 3. 对 4. 对 5. 错 6. 错二 单项选择题1D; 2. A; 3. C; 4. D;三 填充题1 先处理法 后

8、处理法 少 （或 后处理法 先处理法 多）2 或3 k/4m四 ;五六七八九设 结构力学 试 题一二三四五六七八九十总分分数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。 （ ） 4 . ( 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。 （ ） 1 . ( 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

9、单元应变. 3 . ( 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 3 小 题 , 共 12 分 ) 1。（ 本小题 4分 ） 结构原始刚度矩阵中，元素的物理意义就是 =1时， 所应有的数值。 2. （ 本小题 4 分 ）单自由度体系自由振动时，实测振动5周期后振幅衰减为，则阻尼比 。 注 : 为初位移,初速度为0.3 . ( 本小题 4 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 ，试求单元的单元杆端力向量。 八 .（ 本大题 12 分 ）。 试求图示体系的自振频率和振型.九（ 本大题 12 分）试求图示基础的振幅A及地基所受的动压力N。力通过质心