《船舶结构力学》B卷参考答案

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船舶结构力学课程习题集答案

船舶结构力学课程习题集答案

目录第1章绪论 (2)第2章单跨梁的弯曲理论 (2)第3章杆件的扭转理论 (15)第4章力法 (17)第5章位移法 (28)第6章能量法 (41)第7章矩阵法 (56)第9章矩形板的弯曲理论 (69)第10章杆和板的稳定性 (75)第1章绪论1.1题1)承受总纵弯曲构件:连续上甲板,船底板,甲板及船底纵骨,连续纵桁,龙骨等远离中和轴的纵向连续构件(舷侧列板等)2)承受横弯曲构件:甲板强横梁,船底肋板,肋骨3)承受局部弯曲构件:甲板板,平台甲板,船底板,纵骨等4)承受局部弯曲和总纵弯曲构件:甲板,船底板,纵骨,递纵桁,龙骨等1.2题甲板板:纵横力(总纵弯曲应力沿纵向,横向货物或上浪水压力,横向作用)舷侧外板:横向水压力等骨架限制力沿中面内底板:主要承受横向力货物重量,骨架限制力沿中面为纵向力舱壁板:主要为横向力如水,货压力也有中面力第2章单跨梁的弯曲理论2.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x)1)图2.1333 2334243()()()424 ()26666l l ll l lp x p x p x M x N xv xEI EI EI EI EI---=++++原点在跨中:3230111104()4()266llp xM x N xv x vEI EI EI-=+++,'11'11()0()022(0)0(0)2l lv vpv N⎧==⎪⎨⎪==⎩2)3323()3 2.2()266llp xN xMxv x xEI EI EIθ-=+++图3)333002()2 2.3()666xx x llp xN x qx dxv x xEI EI EIθ-=++-⎰图2.2题a)33111311131(3)(2)616444641624 pp ppl plv v vEI EI⎡⎤⎡⎤=+=⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=3512plEI333321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI⎡⎤⎛⎫=-++=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦b) 2'292(0)(1)3366Ml Ml Pl v EI EI EI-=+++=2220.157316206327Pl Pl Pl EI EI EI-+=⨯ 2291()(1)3366Ml Ml Pl l EI EI EIθ-=+-+=2220.1410716206327Pl Pl Pl EI EI EI---=⨯ ()()()2222133311121333363l l p l l v m m EIl EI ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⎡⎤=----+ ⎪⎣⎦⎝⎭ =2372430pl EIc) ()44475321927682304ql ql ql l v EI EI EI =-=()23233'11116(0)962416683612lq l ql plqlql v EI EI EIEIEI ⎡⎤=--=--=⎢⎥⎣⎦d)2.1图、2.2图和2.3图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1图2.2图2.32.3题1)()32212120624452313120Ml ql l l Mlq q EI EI EI EI q l M θ⎡⎤=---+=⎢⎥⎣⎦∴=右2)32101732418026q l Ml l l Ml lq EI EI EIEI θ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦=3311117131824360612080q l q l EI EI⎛⎫-++-=-⎪⨯⎝⎭ 2.4 题2.5图 3000()6N x v x v x EIθ=++,()00v A p N =-300()6x v x Ap x A N EI θ⎛⎫∴=++- ⎪⎝⎭如图2.4, ()()0v l v l '==由得300200200060263l Ap l A N EI l N EI pl Ap l EI pN θθθ⎫⎛⎫++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎬⎪+=⎪⎭⎧-==-⎪⎨⎪=⎩解出3333()1922pl x x v x EI l l ⎛⎫∴=-+ ⎪⎝⎭图2.42.6图()()()()()()()2300122300012120001221223121212260,42026622M x N x v x x EI EIv l v l M l N l EI EI M l l l EI EIEI M l N l N l EI EI x x v x x l l θθθθθθθθθθθθθθ=++'==⎫⎧=--++=⎪⎪⎪⎪⎬⎨⎪⎪=+++=⎪⎪⎩⎭++∴=++由得解得 2.5题2.5图:(剪力弯矩图如2.5)()132023330222002332396522161848144069186pl Mp pR p ll p pl v AR EI EI v l Mlpl pl pl v EI EI EI EI v Ml pl pl pl v l EI EI EI EI θ-∴==-===⋅=⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭-'==--=-=-()16Apab b M A l K l ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦, 图2.5 111,0,6632A l a l b A K ====+=将代入得:()16312pl pl M ==2.7图:(剪力弯矩图如2.6)341113422244440.052405021005112384240100572933844009600l ql ql v A R EI EI l ql ql v A R EI EIl qlql v EI EI ql ql EI EI==⋅===⋅=⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=+=⎪⎝⎭ 图2.6()()3331233312111202424401007511117242440100300v v ql ql ql EI l EI EIv v ql ql qll EI l EI EIθθ-⎛⎫=-=-+=⎪⎝⎭--⎛⎫=--=--+=⎪⎝⎭ 2.8图(剪力弯矩图如2.7)()2221401112124,,0,11,82411118243212121248243,82864AA Qa b M A K l Q qa a l b A K ql ql M ql qlql R ql v AR EIα⎡⎤⎛⎫=⋅++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦======++==⨯⨯⨯+==-===由,代入得图2.7442433032355238412816384111(0)246246448192()6488l qlql Ml ql v EI EI EI EI v ql Ml ql EI l EI EI ql EIl ql ql l M EI EI θθα⎛⎫∴=+-=⎪⎝⎭⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭=-=-=-⋅=2.6题. []1max2max 2113212132142.()()62()()62()()242(0)sN EIv s sss s N dv dx dx dx GGA N EI v dx v C GA GA EI ax bx v v v f x cx d f x ax b C GA EI EIax bx f x f x c a x d GA GA qx qx f x f x EI EIv v τγ'''====-''=−−−→-+⎡⎤''∴=+=++++-+++⎢⎥⎣⎦⎛⎫''=-+++-+ ⎪⎝⎭''==''=⎰式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848s s s ssd b v l v l ql EI ql al EI c a l EI GA EIGA qlal EIql ql c EI EIqx qlx qx qx qlv x x EI EI GA EI GA l ql ql v EI GA ===''==⎧⎛⎫-++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪+=⎪⎩=⎛⎫∴=--++⎪⎝⎭∴=+可得出由得方程组:解出:a=2.7.题先推广到两端有位移,,,i i j j θθ∆∆情形:212,i j s EI GA l β⎛⎫∆=∆-∆=⎪⎝⎭令 321011322162(0)(0)()62()2sii i i j i i j s jjEIax bx v cx d ax GA v d v v c al bl EIv l l al GA al v l bl θθθθθ=+++-=∆∴==∆⎫⎪⎬'=∴=⎪⎭⎫=∆∴+++∆-=∆⎪⎪⎬⎪'=∴+=⎪⎭而由由由()()()2213121i j j i i j a l l b l l l θθθβθθθθβ⎧∆⎡⎤=+-⎪⎣⎦+⎪⎨-⎪∆=-+-⎪+⎩解出 ()()()()()()()()()()()()1121(0)(0)62416642162(0)(0)1()(0)()()4261j i i j i j i j j i j i EI M EIv EIb l l EI l l l EI N EIv EIa l l N l N EI M l EIv l EI b al l l βθβθββθβθβθθββθβθβ∆⎡⎤''∴===+--+⎢⎥+⎣⎦⎡⎤=-∆-∆+++-+⎢⎥+⎣⎦⎧⎡⎤''===+-∆-∆⎪⎢⎥+⎣⎦⎪⎪=⎨⎪∆⎡⎤⎪''==+=++--⎢⎥+⎪⎣⎦⎩令上述结0i j ∆=∆=∆果中,即同书中特例2.8题 已知:20375225, 1.8,751050kgl cm t cm s cm cm σ=⨯====1025100.7576.875kgq hscmγ==⨯⨯=形心至球心表面1240.9 5.0419.862t y h e cm =+-=+-=形心至最外板纤维321186105.94433.5219.86t I y e cm w cm y =+=∴===()322186101449.45.941740.3666100.988,()0.980Iw c m y u x u u ϕ======== ()()()222212012020176.8752250.988320424.1212176.8752250.980158915)242415891510501416433.53204241050127114503204241050378433.5q l M x u k g c m q lM u k g c m M kg cm w M kg cm w M kg w ϕσσσσσσ==⨯⨯==-=-⨯⨯⨯=-=+=+==+=+==+=+=中中球头中板固端球头端(2max 21416kg cm cm σ⎫⎪⎪⎪⎪∴=⎬⎪⎪⎪⎪⎭若不计轴向力影响,则令u=0重复上述计算:222max 0176.875225241050142424433.5142414160.56%1424ql kg w cm σσσ⨯==+=+=⨯-=球头中相对误差:结论:轴向力对弯曲应力的影响可忽略不及计。

船舶结构力学习题集答案[1]

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目录第1章绪论 (2)第2章单跨梁的弯曲理论 (2)第3章杆件的扭转理论 (15)第4章力法 (17)第5章位移法 (28)第6章能量法 (41)第7章矩阵法 (56)第9章矩形板的弯曲理论 (69)第10章杆和板的稳定性 (75)第1章绪论1.1题1)承受总纵弯曲构件:连续上甲板,船底板,甲板及船底纵骨,连续纵桁,龙骨等远离中和轴的纵向连续构件(舷侧列板等)2)承受横弯曲构件:甲板强横梁,船底肋板,肋骨3)承受局部弯曲构件:甲板板,平台甲板,船底板,纵骨等4)承受局部弯曲和总纵弯曲构件:甲板,船底板,纵骨,递纵桁,龙骨等1.2题甲板板:纵横力(总纵弯曲应力沿纵向,横向货物或上浪水压力,横向作用)舷侧外板:横向水压力等骨架限制力沿中面内底板:主要承受横向力货物重量,骨架限制力沿中面为纵向力舱壁板:主要为横向力如水,货压力也有中面力第2章单跨梁的弯曲理论2.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x)1)图2.1o333 2334243()()()424 ()26666l l ll l lp x p x p x M x N xv xEI EI EI EI EI---=++++o原点在跨中:3230111104()4()266llp xM x N xv x vEI EI EI-=+++o,'11'11()0()022(0)0(0)2l lv vpv N⎧==⎪⎨⎪==⎩2)3323()3 2.2()266llp xN xMxv x xEI EI EIθ-=+++o o图3)333002()2 2.3()666xx x llp xN x qx dxv x xEI EI EIθ-=++-⎰o o图2.2题a)33111311131(3)(2)616444641624 pp ppl plv v vEI EI⎡⎤⎡⎤=+=⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=3512plEI333321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI⎡⎤⎛⎫=-++=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦b)2'292 (0)(1)3366Ml Ml PlvEI EI EI-=+++=2220.157316206327Pl Pl PlEIEI EI-+=⨯2291()(1)3366Ml Ml PllEI EI EIθ-=+-+=2220.1410716206327Pl Pl PlEIEI EI---=⨯()()()2222133311121333363l lp llv m mEIl EI⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⎡⎤=----+⎪⎣⎦⎝⎭=2372430plEIc) ()44475321927682304qlql qllvEI EI EI=-=()23233 '11116(0)962416683612l q lql pl ql ql v EI EI EI EI EI⎡⎤=--=--=⎢⎥⎣⎦d)2.1o图、2.2o图和2.3o图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1图2.2图2.32.3题1)()32212120624452313120Ml ql l l Mlq q EI EI EI EI q l M θ⎡⎤=---+=⎢⎥⎣⎦∴=Q 右2)32101732418026q l Ml l l Ml lq EI EI EIEI θ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦=3311117131824360612080q l q l EI EI⎛⎫-++-=-⎪⨯⎝⎭ 2.4 题2.5o图 3000()6N x v x v x EIθ=++Q ,()00v A p N =-300()6x v x Ap x A N EI θ⎛⎫∴=++- ⎪⎝⎭如图2.4, ()()0v l v l '==由得300200200060263l Ap l A N EI l N EI pl Ap l EI pN θθθ⎫⎛⎫++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎬⎪+=⎪⎭⎧-==-⎪⎨⎪=⎩解出 3333()1922pl x x v x EI l l ⎛⎫∴=-+ ⎪⎝⎭图2.42.6o图()()()()()()()2300122300012120001221223121212260,42026622M x N x v x x EI EIv l v l M l N l EI EI M l l l EI EIEI M l N l N l EI EI x x v x x l l θθθθθθθθθθθθθθ=++'==⎫⎧=--++=⎪⎪⎪⎪⎬⎨⎪⎪=+++=⎪⎪⎩⎭++∴=++由得解得 2.5题2.5o图:(剪力弯矩图如2.5)()132023330222002332396522161848144069186pl Mp pR p ll p pl v AR EI EI v l Mlpl pl pl v EI EI EI EI v Ml pl pl pl v l EI EI EI EIθ-∴==-===⋅=⎛⎫=-=-=⎪⎝⎭-'==--=-=-()16A pa b b M A l K l ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦, 图2.5 111,0,6632A l a l b A K ====+=将代入得:()16312pl pl M ==2.7o图:(剪力弯矩图如2.6)341113422244440.052405021005112384240100572933844009600l ql ql v A R EI EI l ql ql v A R EI EIl qlql v EI EI ql ql EI EI==⋅===⋅=⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=+=⎪⎝⎭ 图2.6()()3331233312111202424401007511117242440100300v v ql ql ql EI l EI EIv v ql ql qll EI l EI EIθθ-⎛⎫=-=-+=⎪⎝⎭--⎛⎫=--=--+=⎪⎝⎭2.8o图(剪力弯矩图如2.7)()2221401112124,,0,11,82411118243212121248243,82864AA Qa b M A K l Q qa a l b A K ql ql M ql qlql R ql v AR EIα⎡⎤⎛⎫=⋅++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦======++==⨯⨯⨯+==-===由,代入得图2.7442433032355238412816384111(0)246246448192()6488l qlql Ml ql v EI EI EI EI v ql Ml ql EI l EI EI ql EIl ql ql l M EI EI θθα⎛⎫∴=+-=⎪⎝⎭⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭=-=-=-⋅=2.6题. []1max 2max 2113212132142.()()62()()62()()242(0)sN EIv s sss s N dv dx dx dx GGA N EI v dx v C GA GA EI ax bx v v v f x cx d f x ax b C GA EI EIax bx f x f x c a x d GA GA qx qx f x f x EI EIv v τγ'''====-''=−−−→-+⎡⎤''∴=+=++++-+++⎢⎥⎣⎦⎛⎫''=-+++-+ ⎪⎝⎭''==''=⎰式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848s s s ssd b v l v l ql EI ql al EI c a l EI GA EIGA qlal EIql ql c EI EIqx qlx qx qx qlv x x EI EI GA EI GA l ql ql v EI GA ===''==⎧⎛⎫-++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪+=⎪⎩=⎛⎫∴=--++⎪⎝⎭∴=+可得出由得方程组:解出:a=2.7.题先推广到两端有位移,,,i i j j θθ∆∆情形:212,i j s EI GA l β⎛⎫∆=∆-∆=⎪⎝⎭令 321011322162(0)(0)()62()2sii i i j i i j s jjEIax bx v cx d ax GA v d v v c al bl EIv l l al GA al v l bl θθθθθ=+++-=∆∴==∆⎫⎪⎬'=∴=⎪⎭⎫=∆∴+++∆-=∆⎪⎪⎬⎪'=∴+=⎪⎭Q 而由由由()()()2213121i j j i i j a l l b l l l θθθβθθθθβ⎧∆⎡⎤=+-⎪⎣⎦+⎪⎨-⎪∆=-+-⎪+⎩解出 ()()()()()()()()()()()()1121(0)(0)62416642162(0)(0)1()(0)()()4261j i i j i j i j j i j i EI M EIv EIb l l EI l l l EI N EIv EIa l l N l N EI M l EIv l EI b al l l βθβθββθβθβθθββθβθβ∆⎡⎤''∴===+--+⎢⎥+⎣⎦⎡⎤=-∆-∆+++-+⎢⎥+⎣⎦⎧⎡⎤''===+-∆-∆⎪⎢⎥+⎣⎦⎪⎪=⎨⎪∆⎡⎤⎪''==+=++--⎢⎥+⎪⎣⎦⎩令上述结0i j ∆=∆=∆果中,即同书中特例2.8题 已知:20375225, 1.8,751050kgl cm t cm s cm cm σ=⨯====1025100.7576.875kgq hs cm γ==⨯⨯=面积2cm 距参考轴cm面积距3cm惯性矩4cm自惯性矩4cm外板1.845⨯ 81 0 0 0 (21.87)略 球扁钢O N 24a38.75 9430.2 2232 ∑119.8 15.6 604.5 9430.22253.9ABC=11662224604.55.04116628610119.8BBe cm I C cm AA===-=-=275 1.838.75174min ,4555A cm l lI be s cm=⨯+=⎧⎫===⎨⎬⎩⎭计算外力时面积计算时,带板形心至球心表面1240.9 5.0419.862t y h e cm =+-=+-=形心至最外板纤维321186105.94433.5219.86t I y e cm w cm y =+=∴===()32206186101449.45.9422510501740.3662221086100.988,()0.980Iw cm y A l u EI x u u σϕ===⨯===⨯⨯== ()()()222212012020176.8752250.988320424.1212176.8752250.980158915)242415891510501416433.53204241050127114503204241050378433.5ql M x u kg cm ql M u kgcm M kg cm w M kg cm w M kg w ϕσσσσσσ==⨯⨯==-=-⨯⨯⨯=-=+=+==+=+==+=+=中中球头中板固端球头端(2max 21416kg cm cm σ⎫⎪⎪⎪⎪∴=⎬⎪⎪⎪⎪⎭若不计轴向力影响,则令u=0重复上述计算:222max 0176.875225241050142424433.5142414160.56%1424ql kg w cm σσσ⨯==+=+=⨯-=球头中相对误差:结论:轴向力对弯曲应力的影响可忽略不及计。

结构力学B及答案

结构力学B及答案

注:装订线内禁止答题,装订线外禁止有姓名和其他标记。

东北农业大学成人教育学院考试题签结构力学(B )一、判断题(每题1分,共15分)1.力法典型方程的等号右端项不一定为0。

( )2.计算超静定结构的位移时,虚设力状态可以在力法的基本结构上设。

( )3.用力矩分配法计算结构时,汇交于每一结点各杆端分配系数总和为1,则表明分配系数的计算无错误。

( ) 4.力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。

( ) 5.当AB 杆件刚度系数i S AB 3 时,杆件的B 端为定向支座。

( )6.求桁架内力时截面法所截取的隔离体包含两个或两个以上的结点。

( ) 7.超静定结构的力法基本结构不是唯一的。

( ) 8.在桁架结构中,杆件内力不是只有轴力。

( ) 9.超静定结构由于支座位移可以产生内力。

( ) 10.超静定结构的内力与材料的性质无关。

( ) 11.图示桁架结构中有3个杆件轴力为0 。

( )12.图示悬臂梁截面A 的弯矩值是ql 2。

( )ll13.静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与所承受的荷载无关。

( ) 14.一般来说静定多跨梁的计算是先计算基本部分后计算附属部分。

( ) 15.用平衡条件能求出全部内力的结构是静定结构。

( )注:装订线内禁止答题,装订线外禁止有姓名和其他标记。

二、单项选择题(每题2分,共30分) 1.图示简支梁中间截面的弯矩为( )qlA . 82qlB . 42ql C . 22ql D . 2ql2.超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度( )A . 无关B . 相对值有关C . 绝对值有关D . 相对值绝对值都有关 3.超静定结构的超静定次数等于结构中( ) A .约束的数目 B .多余约束的数目 C .结点数 D .杆件数4.力法典型方程是根据以下哪个条件得到的( )。

A .结构的平衡条件 B .结构的物理条件C .多余约束处的位移协调条件D .同时满足A 、B 两个条件5. 图示对称结构作用反对称荷载,杆件EI 为常量,利用对称性简化后的一半结构为( )。

河海大学2012-2013结构力学B卷试卷及问题详解

河海大学2012-2013结构力学B卷试卷及问题详解

2012-2013学年第一学期结构力学期末考试〔B 卷与答案〕〔水工、农水、港航、交通、大禹专业10级〕学号专业某某成绩一、判断题〔正确的打√,错误的打×〕〔每一小题2分,共6分〕1. 结构在支座移动、温度改变与制造误差等因素影响下,不产生反力和内力,但能产生位移。

〔 × 〕2. 图示各结构〔各杆EI 均为常量〕在其荷载作用下的弯矩图分别如下列图,如此图〔a 〕和图〔b 〕图乘后结果为零。

〔 √ 〕3. 超静定结构的内力与杆件材料的弹性常数和截面尺寸有关,因此可以用增大结构截面尺寸的方法来减少内力。

〔 × 〕二、选择题〔选择一个正确答案〕〔每一小题3分,共9分〕1. 右图所示平面杆件体系为 ( A ) A. 无多余约束的几何不变体系 B. 有多余约束的几何不变体系 C. 瞬变体系 D. 几何可变体系2. 图示三铰拱的水平推力H=3F/2,如此该拱的矢跨比/f l 等于( B ) 。

5/227/225/11A 图(×)1F l lll〔a 〕〔b 〕/2/23.图示刚架支座A 下沉距离与向左移动距离均为微小位移a ,如此结点C 的水平位移等于( A )A 、2a ,(水平向左)B 、1.5a ,(水平向左)C 、a ,(水平向左)D 、0三、填空题〔每一小题3分,共9分〕1.图示结构中杆a 的内力为 2964 kN 。

2.图示简支梁受集中移动荷载作用,其中F 1=10 kN,F 2=20 kN ,如此C 截面的弯矩最大(b)(a)=40kN/m4m8m3. 图示结构用力矩分配法计算时,分配系数AD μ为 3/5 。

AD 杆A 端的弯矩=AD M 0 (顺时针为正)。

四、试求图示桁架结点B 的竖向位移,桁架各杆的kN EA 41021⨯=。

〔16分〕图1 虚力状态解:〔1〕建立虚力状态如图1所示。

〔4分〕〔2〕求出实际荷载作用下〔位移状态〕的各杆轴力为:〔4分〕AD EC N N kN 200;AB BCN N kN120;DEN kN180;BDBEN N kN 100。

船舶结构力学习题答案

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船舶结构力学习题答案【篇一:船舶结构力学各章思考题】>(摘自习题)(一)绪论1 什么叫做船体总纵弯曲?船体的总纵强度与局部强度有什么区别与联系?2.船体结构中有哪些受压构件?为什么说船在总弯曲时船体受压的构件(主要是中垂状态时的上层甲板)因受压过度而丧生稳定性后,会大大减低船体抵抗总弯曲的能力?3.何谓骨架的带板?带板的宽度(或面积)与什么因素有关,如何确定?试分析带板宽度对骨架断面几何要素的影响。

4.什么叫做船体结构的计算图形,它是用什么原则来确定的?它与真实结构有什么差别?5.一个完整的船体结构计算图形应包含哪些具体内容?为什么对同一船体结构构件,计算图形不是固定的、一成不变的?(二)单跨梁的弯曲理论1 梁弯曲微分方程式是根据什么基本假定导出的,有什么物理意义,适用范围怎样?2 单跨梁初参数法中的四个参数指什么参数?它们与坐标系统的选择有没有关系?3 为什么当单跨梁两端为自由支持与单跨梁两端为弹性支座支持时,在同样外荷重作用下梁梁断面的弯矩和剪力都相等;而当梁两端是刚性固定与梁两端为弹性固定时,在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都不同?4 梁的边界条件与梁本身的计算长度、剖面几何要素、跨间荷重有没有关系?为什么? 5 当梁的边界点上作用有集中外力p或几种外弯矩m时,一种处理是把该项外力放在梁端,写进边界条件中去。

另一种处理时把该项外力放在梁上,不写进边界条件。

在求解梁的弯曲要素时,两种处理方法的具体过程有哪些不同?最后结果有没有差别?6 梁的弹性支座与弹性固定端各有什么特点?它们与梁本身所受的外荷重(包括大小、方向及分布范围)有没有关系?为什么梁在横弯曲时,横荷重引起的弯曲要素可以用叠加法求出?(三)力法1 什么叫力法?如何建立力法方程式?2 什么是力法的基本结构和基本未知量?基本结构与原结构有什么异同?力法正则方程式的物理意义是什么?3 当连续梁两端为弹性固定时,如何按变形连续条件建立该处的方程?4 力法可否用来计算不可动节点的复杂钢架?如可以,应如何做?5 用力法计算某些支座有限位移的连续梁或平面刚架时应注意什么问题?6 刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别?7 何谓梁的固定系数?它与梁端弹性固定端的柔性系数有何不同?(四)位移法1 试举例说明位移法的基本原理。

历年船舶结构力学参考答案及解答

历年船舶结构力学参考答案及解答
4
4 刚性板:中面力对玩去要素影响忽略可以不计的板。如小挠度变形板(wmax /t<1/5)或 有外加中面力但 u<0.5。 柔性板:中面力对弯曲要素影响不可忽略的板。如有外加中面力的小挠度板但 u>0.5, 或无外加中面力但 wmax/t>1/5。 正交异性板:刚度在互相垂直的二个方向上不同,形成构造上的各向异性的板。 5 因为在求解压杆稳定时压杆的微分方程是齐次的,只能根据方程有非零解求得某 一参数的几个确定离散值,这些参数与欧拉力有关,而方程本身无法求解。因此只 能求出欧拉力和挠曲线形状,而无法解出挠曲线幅值,也就不能确定失稳时的变形 值。 二 弯矩剪力图如下:
a(sin
2x 2x ) ,满足:v(0)=0,v’(0)=0,v(l)≠0, v’(l)=0 l l
4 l l 1 1 4 4 2 2 16 2 2x 2 sin dx a EI 3 变形能: V EI v dx EI a 0 0 2 2 l4 l l 2 1 l 2 2 3 T v dx a T 2 0 l 4 2
2 EI 6 EI 4 EI l 1 l 2 l 2 v2 0(1处弯矩和为0) m 2 EI 4 EI 6 EI v 4 EI 2 EI 6 EI v ( 0 2处弯矩平衡) 1 2 2 2 3 2 l l l2 l l l2 2 EI 4 EI 6 EI 2 3 2 v2 ( 0 3处弯矩和为0) l l l 6 EI 4 EI 0 4处弯矩和为0) l 4 l 2 v2 ( P 6 EI 6 EI 12 EI v 6 EI 6 EI 12 EI v 2( 6 EI 12 EI v ) ( 0 2处剪力和为0) 1 2 2 2 3 2 4 2 l2 l2 l3 l2 l2 l3 l2 l3

船舶结构力学课程习题集答案

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2 0.1Pl 2 4 Pl 2 107 Pl 1620 EI 6 EI 3 27 EI
2 2
=
图 2.1
l 2l p l2 3 3 1 v l 3 1 m 2 1 m 1 1 3 3 3 3EIl 6 EI 3
0
dv2 max .dx v2
max
G
dx
N dx GAs
N EI N EIv1 dx v1 C1 GAs GAs
图2.8 (剪力弯矩图如2.7)
2 b 12 A 1 l 由Q qa, a l , b 0, 18 , A 1 24 K A 1 1 1 1 ,代入得 8 24 3 2 2 2 ql M 2 12 1 1 ql 24 8 24
图2.6
3
4
v v ql 3 ql 3 1 1 1 2ql 3 1 2 24 EI l EI 24 40 100 75EI v v ql 3 ql 3 1 1 1 17ql 3 l 1 2 24 EI l EI 24 40 100 300 EI
2.7 图 : (剪力弯矩图如2.6)
0.05l 3 ql ql 4 EI 2 40 EI 3 l ql ql 4 v2 A2 R2 50 EI 2 100 EI 4 ql 4 1 1 l 5ql v 2 384 EI 2 EI 40 100 v1 A1 R1 ql 4 5 7 293ql 4 EI 384 400 9600 EI
x3 v( x) Ap 0 x A N0 6 EI

船舶结构力学课后题答案(上海交大版)

船舶结构力学课后题答案(上海交大版)

s目录第1章绪论 (2)第2章单跨梁的弯曲理论 (2)第3章杆件的扭转理论 (15)第4章力法 (17)第5章位移法 (28)第6章能量法 (41)第7章矩阵法 (56)第9章矩形板的弯曲理论 (69)第10章杆和板的稳定性 (75)第1章绪论1.1题1)承受总纵弯曲构件:连续上甲板,船底板,甲板及船底纵骨,连续纵桁,龙骨等远离中和轴的纵向连续构件(舷侧列板等)2)承受横弯曲构件:甲板强横梁,船底肋板,肋骨3)承受局部弯曲构件:甲板板,平台甲板,船底板,纵骨等4)承受局部弯曲和总纵弯曲构件:甲板,船底板,纵骨,递纵桁,龙骨等1.2题甲板板:纵横力(总纵弯曲应力沿纵向,横向货物或上浪水压力,横向作用)舷侧外板:横向水压力等骨架限制力沿中面内底板:主要承受横向力货物重量,骨架限制力沿中面为纵向力舱壁板:主要为横向力如水,货压力也有中面力第2章单跨梁的弯曲理论2.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x)1)图2.1333 2334243()()()424 ()26666l l ll l lp x p x p x M x N xv xEI EI EI EI EI---=++++原点在跨中:3230111104()4()266llp xM x N xv x vEI EI EI-=+++,'11'11()0()022(0)0(0)2l lv vpv N⎧==⎪⎨⎪==⎩2)3323()3 2.2()266llp xN xMxv x xEI EI EIθ-=+++图3)333002()2 2.3()666xx x llp xN x qx dxv x xEI EI EIθ-=++-⎰图2.2题a)33111311131(3)(2)616444641624 pp ppl plv v vEI EI⎡⎤⎡⎤=+=⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=3512plEI333321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI⎡⎤⎛⎫=-++=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦b) 2'292(0)(1)3366Ml Ml Pl v EI EI EI-=+++ =2220.157316206327Pl Pl Pl EI EI EI-+=⨯2291()(1)3366Ml Ml Pl l EI EI EIθ-=+-+ =2220.1410716206327Pl Pl Pl EI EI EI---=⨯()()()2222133311121333363l l p l l v m m EIl EI ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⎡⎤=----+ ⎪⎣⎦⎝⎭=2372430pl EIc) ()44475321927682304ql ql qll v EI EI EI=-=()23233'11116(0)962416683612lq l ql plqlql v EI EI EIEIEI ⎡⎤=--=--=⎢⎥⎣⎦d)2.1图、2.2图和2.3图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1图2.2图2.32.3题1)()32212120624452313120Ml ql l l Mlq q EI EI EI EI q l M θ⎡⎤=---+=⎢⎥⎣⎦∴=右2)32101732418026q l Ml l l Mllq EI EI EIEI θ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦=3311117131824360612080q l q l EI EI ⎛⎫-++-=-⎪⨯⎝⎭ 2.4 题2.5图 3000()6N x v x v x EIθ=++,()00v A p N =-300()6x v x Ap x A N EI θ⎛⎫∴=++- ⎪⎝⎭如图2.4, ()()0v l v l '==由得300200200060263l Ap l A N EI l N EI pl Ap l EI pN θθθ⎫⎛⎫++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎬⎪+=⎪⎭⎧-==-⎪⎨⎪=⎩解出3333()1922pl x x v x EI l l ⎛⎫∴=-+ ⎪⎝⎭图2.42.6图()()()()()()()2300122300012120001221223121212260,42026622M x N x v x x EI EIv l v l M l N l EI EI M l l l EI EIEI M l N l N l EI EI x x v x x l l θθθθθθθθθθθθθθ=++'==⎫⎧=--++=⎪⎪⎪⎪⎬⎨⎪⎪=+++=⎪⎪⎩⎭++∴=++由得解得 2.5题2.5图:(剪力弯矩图如2.5)()132023330222002332396522161848144069186pl Mp pR p ll p pl v AR EI EI v l Mlpl pl pl v EI EI EI EI v Ml pl pl pl v l EI EI EI EIθ-∴==-===⋅=⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭-'==--=-=-()16A pa b b M A l K l ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦, 图2.5 111,0,6632A l a l b A K ====+=将代入得:()16312pl pl M ==2.7图:(剪力弯矩图如2.6)341113422244440.052405021005112384240100572933844009600l ql ql v A R EI EI l ql ql v A R EI EIl qlql v EI EI ql ql EI EI==⋅===⋅=⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=+=⎪⎝⎭ 图2.6()()3331233312111202424401007511117242440100300v v ql ql ql EI l EI EIv v ql ql qll EI l EI EIθθ-⎛⎫=-=-+=⎪⎝⎭--⎛⎫=--=--+=⎪⎝⎭2.8图(剪力弯矩图如2.7)()2221401112124,,0,11,82411118243212121248243,82864AA Qa b M A K l Q qa a l b A K ql ql M ql qlql R ql v AR EIα⎡⎤⎛⎫=⋅++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦======++==⨯⨯⨯+==-===由,代入得图2.7442433032355238412816384111(0)246246448192()6488l qlql Ml ql v EI EI EI EI v ql Ml ql EI l EI EI ql EIl ql ql l M EI EI θθα⎛⎫∴=+-=⎪⎝⎭⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭=-=-=-⋅=2.6题. []1max 2max 2113212132142.()()62()()62()()242(0)sN EIv s sss s N dv dx dx dx GGA N EI v dx v C GA GA EI ax bx v v v f x cx d f x ax b C GA EI EIax bx f x f x c a x d GA GA qx qx f x f x EI EIv v τγ'''====-''=−−−→-+⎡⎤''∴=+=++++-+++⎢⎥⎣⎦⎛⎫''=-+++-+ ⎪⎝⎭''==''=⎰式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848s s s ssd b v l v l ql EI ql al EI c a l EI GA EIGA qlal EIql ql c EI EIqx qlx qx qx qlv x x EI EI GA EI GA l ql ql v EI GA ===''==⎧⎛⎫-++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪+=⎪⎩=⎛⎫∴=--++⎪⎝⎭∴=+可得出由得方程组:解出:a=2.7.题先推广到两端有位移,,,i i j j θθ∆∆情形:212,i j s EI GA l β⎛⎫∆=∆-∆=⎪⎝⎭令 321011322162(0)(0)()62()2sii i i j i i j s jjEIax bx v cx d ax GA v d v v c al bl EIv l l al GA al v l bl θθθθθ=+++-=∆∴==∆⎫⎪⎬'=∴=⎪⎭⎫=∆∴+++∆-=∆⎪⎪⎬⎪'=∴+=⎪⎭而由由由()()()2213121i j j i i j a l l b l l l θθθβθθθθβ⎧∆⎡⎤=+-⎪⎣⎦+⎪⎨-⎪∆=-+-⎪+⎩解出()()()()()()()()()()()()1121(0)(0)62416642162(0)(0)1()(0)()()4261j i i j i j i j j i j i EI M EIv EIb l l EI l l l EI N EIv EIa l l N l N EI M l EIv l EI b al l l βθβθββθβθβθθββθβθβ∆⎡⎤''∴===+--+⎢⎥+⎣⎦⎡⎤=-∆-∆+++-+⎢⎥+⎣⎦⎧⎡⎤''===+-∆-∆⎪⎢⎥+⎣⎦⎪⎪=⎨⎪∆⎡⎤⎪''==+=++--⎢⎥+⎪⎣⎦⎩令上述结0i j ∆=∆=∆果中,即同书中特例 2.8题 已知:20375225, 1.8,751050kg l cm t cm s cm cm σ=⨯====1025100.7576.875kg q hs cmγ==⨯⨯=面积2cm 距参考轴cm面积距3cm惯性矩 4cm自惯性矩4cm外板1.845⨯ 81 0 0 0 (21.87)略 球扁钢O N 24a38.75 9430.2 2232 ∑119.8 15.6 604.5 9430.22253.9ABC=11662224604.55.04116628610119.8BBe cm I C cm AA===-=-=275 1.838.75174min ,4555A cm l lI be s cm=⨯+=⎧⎫===⎨⎬⎩⎭计算外力时面积计算时,带板1).计算组合剖面要素:形心至球心表面1240.9 5.0419.862t y h e cm =+-=+-=形心至最外板纤维321186105.94433.5219.86t I y e cm w cm y =+=∴===()32206186101449.45.9422510501740.3662221086100.988,()0.980Iw cm y A l u EI x u u σϕ===⨯===⨯⨯==()()()222212012020176.8752250.988320424.1212176.8752250.980158915)242415891510501416433.53204241050127114503204241050378433.5ql M x u kg cm ql M u kgcm M kg cm w M kg cm w M kg w ϕσσσσσσ==⨯⨯==-=-⨯⨯⨯=-=+=+==+=+==+=+=中中球头中板固端球头端(2max 21416kg cm cm σ⎫⎪⎪⎪⎪∴=⎬⎪⎪⎪⎪⎭若不计轴向力影响,则令u=0重复上述计算:222max 0176.875225241050142424433.5142414160.56%1424ql kg w cm σσσ⨯==+=+=⨯-=球头中相对误差:结论:轴向力对弯曲应力的影响可忽略不及计。

船舶结构力学—课后习题答案(陈铁云_陈伯真_主编)

船舶结构力学—课后习题答案(陈铁云_陈伯真_主编)

解出
pl 3 ⎛ 3 x x3 ⎞ ⎜1 − + ⎟ 9 EI ⎝ 2l 2l 3 ⎠
图 2.4
M 0 x 2 N0 x3 + 2 EI 6 EI 由v ( l ) = 0, v′ ( l ) = θ 2 得 v ( x ) = θ1 x +
⎫ M 0 l 2 N 0l 3 4 EI 2 EI ⎧ M 0= − θ1 − θ2 θ1l + + = 0⎪ ⎪ ⎪ ⎪ l l 2 EI 6 EI ⎬ 解得 ⎨ M 0 l N 0l 2 ⎪ N = 6 EI (θ + θ ) θ1 + + = θ2 ⎪ 1 2 ⎪ 0 ⎪ l2 ⎩ EI 2 EI ⎭ ( 2θ1 + θ 2 ) x 2 + (θ1 + θ 2 ) x3 ∴ v ( x ) = θ1 x + l l2 2.5 题 图2.5� : (剪力弯矩图如2.5) ∴ R1 =
= f ( x) − 式中 由于 由
3 2 ⎛ EI EI ⎞ f ′′( x) + ax + bx + ⎜ c − a⎟ x + d1 6 2 GAs GAs ⎠ ⎝ 4 2 f ( x) = qx f ′′( x) = qx 24 EI 2 EI ′′(0) = 0 v(0) = v1 可得出 d1 = b = 0
=
4
4
2
4
ql 3 192 EI l ql 2 −ql 3 ⋅ = 64 EI 8 EI 8
θ (l ) = −α M = −
6
2.6 题
τ max N dx = − dx G GAs N EI ′′ ′′′ N = EIv1 v2 = ∫ dx ⎯⎯⎯ →− v1 + C1 GAs GAs dv2 = γ max .dx = ax 3 + bx 2 + cx + d ⎤ − EI [ f ′′( x) + ax + b] + C ∴ v = v1 + v2 = ⎡ f ( x ) + 1 ⎢ ⎥ GA 6 2 ⎣ ⎦ s

船舶结构力学课后题答案

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目录第1章绪论 (2)第2章单跨梁的弯曲理论 (2)第3章杆件的扭转理论 (15)第4章力法 (17)第5章位移法 (28)第6章能量法 (41)第7章矩阵法 (56)第9章矩形板的弯曲理论 (69)第10章杆和板的稳定性 (75)第1章绪论1.1题1)承受总纵弯曲构件:连续上甲板,船底板,甲板及船底纵骨,连续纵桁,龙骨等远离中和轴的纵向连续构件(舷侧列板等)2)承受横弯曲构件:甲板强横梁,船底肋板,肋骨3)承受局部弯曲构件:甲板板,平台甲板,船底板,纵骨等4)承受局部弯曲和总纵弯曲构件:甲板,船底板,纵骨,递纵桁,龙骨等1.2题甲板板:纵横力(总纵弯曲应力沿纵向,横向货物或上浪水压力,横向作用)舷侧外板:横向水压力等骨架限制力沿中面内底板:主要承受横向力货物重量,骨架限制力沿中面为纵向力舱壁板:主要为横向力如水,货压力也有中面力第2章单跨梁的弯曲理论2.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x)1)图2.1333 2334243()()()424 ()26666l l ll l lp x p x p x M x N xv xEI EI EI EI EI---=++++原点在跨中:3230111104()4()266llp xM x N xv x vEI EI EI-=+++,'11'11()0()022(0)0(0)2l lv vpv N⎧==⎪⎨⎪==⎩2)3323()3 2.2()266llp xN xMxv x xEI EI EIθ-=+++图3)333002()2 2.3()666xx x llp xN x qx dxv x xEI EI EIθ-=++-⎰图2.2题a)33111311131(3)(2)616444641624 pp ppl plv v vEI EI⎡⎤⎡⎤=+=⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=3512plEI333321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI⎡⎤⎛⎫=-++=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦b) 2'292(0)(1)3366Ml Ml Pl v EI EI EI-=+++ =2220.157316206327Pl Pl Pl EI EI EI-+=⨯2291()(1)3366Ml Ml Pl l EI EI EIθ-=+-+ =2220.1410716206327Pl Pl Pl EI EI EI---=⨯()()()2222133311121333363l l p l l v m m EIl EI ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⎡⎤=----+ ⎪⎣⎦⎝⎭=2372430pl EIc) ()44475321927682304ql ql ql l v EI EI EI=-=()23233'11116(0)962416683612lq l ql plqlql v EI EI EIEIEI ⎡⎤=--=--=⎢⎥⎣⎦d) 2.1图、 2.2图和 2.3图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1图2.2图2.32.3题1)()32212120624452313120Ml ql l l Mlq q EI EI EI EI q l M θ⎡⎤=---+=⎢⎥⎣⎦∴=右2)32101732418026q l Ml l l Ml lq EI EI EIEI θ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦=3311117131824360612080q l q l EI EI⎛⎫-++-=-⎪⨯⎝⎭ 2.4 题2.5图3000()6N x v x v x EIθ=++,()00v A p N =-300()6x v x Ap x A N EI θ⎛⎫∴=++- ⎪⎝⎭如图2.4, ()()0v l v l '==由得300200200060263l Ap l A N EI l N EI pl Ap l EI pN θθθ⎫⎛⎫++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎬⎪+=⎪⎭⎧-==-⎪⎨⎪=⎩解出 3333()1922pl x x v x EI l l ⎛⎫∴=-+ ⎪⎝⎭图2.42.6图()()()()()()()2300122300012120001221223121212260,42026622M x N x v x x EI EIv l v l M l N l EI EI M l l l EI EIEI M l N l N l EI EI x x v x x l l θθθθθθθθθθθθθθ=++'==⎫⎧=--++=⎪⎪⎪⎪⎬⎨⎪⎪=+++=⎪⎪⎩⎭++∴=++由得解得 2.5题2.5图:(剪力弯矩图如2.5)()132023330222002332396522161848144069186pl Mp pR p ll p pl v AR EI EI v l Mlpl pl pl v EI EI EI EI v Ml pl pl pl v l EI EI EI EIθ-∴==-===⋅=⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭-'==--=-=-()16A pa b b M A l K l ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦, 图2.5 111,0,6632A l a l b A K ====+=将代入得:()16312pl pl M ==2.7图:(剪力弯矩图如2.6)341113422244440.052405021005112384240100572933844009600l ql ql v A R EI EI l ql ql v A R EI EIl qlql v EI EI ql ql EI EI==⋅===⋅=⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=+=⎪⎝⎭ 图2.6()()3331233312111202424401007511117242440100300v v ql ql ql EI l EI EIv v ql ql qll EI l EI EIθθ-⎛⎫=-=-+=⎪⎝⎭--⎛⎫=--=--+=⎪⎝⎭2.8图(剪力弯矩图如2.7)()2221401112124,,0,11,82411118243212121248243,82864AA Qa b M A K l Q qa a l b A K ql ql M ql qlql R ql v AR EIα⎡⎤⎛⎫=⋅++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦======++==⨯⨯⨯+==-===由,代入得图2.7442433032355238412816384111(0)246246448192()6488l qlql Ml ql v EI EI EI EI v ql Ml ql EI l EI EI ql EIl ql ql l M EI EI θθα⎛⎫∴=+-=⎪⎝⎭⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭=-=-=-⋅=2.6题. []1max 2max 2113212132142.()()62()()62()()242(0)sN EIv s sss s N dv dx dx dx GGA N EI v dx v C GA GA EI ax bx v v v f x cx d f x ax b C GA EI EIax bx f x f x c a x d GA GA qx qx f x f x EI EIv v τγ'''====-''=−−−→-+⎡⎤''∴=+=++++-+++⎢⎥⎣⎦⎛⎫''=-+++-+ ⎪⎝⎭''==''=⎰式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848s s s ssd b v l v l ql EI ql al EI c a l EI GA EIGA qlal EIql ql c EI EIqx qlx qx qx qlv x x EI EI GA EI GA l ql ql v EI GA ===''==⎧⎛⎫-++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪+=⎪⎩=⎛⎫∴=--++⎪⎝⎭∴=+可得出由得方程组:解出:a=2.7.题先推广到两端有位移,,,i i j j θθ∆∆情形:212,i j s EI GA l β⎛⎫∆=∆-∆=⎪⎝⎭令 321011322162(0)(0)()62()2sii i i j i i j s jjEIax bx v cx d ax GA v d v v c al bl EIv l l al GA al v l bl θθθθθ=+++-=∆∴==∆⎫⎪⎬'=∴=⎪⎭⎫=∆∴+++∆-=∆⎪⎪⎬⎪'=∴+=⎪⎭而由由由()()()2213121i j j i i j a l l b l l l θθθβθθθθβ⎧∆⎡⎤=+-⎪⎣⎦+⎪⎨-⎪∆=-+-⎪+⎩解出 ()()()()()()()()()()()()1121(0)(0)62416642162(0)(0)1()(0)()()4261j i i j i j i j j i j i EI M EIv EIb l l EI l l l EI N EIv EIa l l N l N EI M l EIv l EI b al l l βθβθββθβθβθθββθβθβ∆⎡⎤''∴===+--+⎢⎥+⎣⎦⎡⎤=-∆-∆+++-+⎢⎥+⎣⎦⎧⎡⎤''===+-∆-∆⎪⎢⎥+⎣⎦⎪⎪=⎨⎪∆⎡⎤⎪''==+=++--⎢⎥+⎪⎣⎦⎩令上述结0i j ∆=∆=∆果中,即同书中特例2.8题 已知:20375225, 1.8,751050kgl cm t cm s cm cm σ=⨯====1025100.7576.875kgq hs cm γ==⨯⨯=形心至球心表面1240.9 5.0419.862t y h e cm =+-=+-=形心至最外板纤维321186105.94433.5219.86t I y e cm w cm y =+=∴===()322186101449.45.940.3660.988,()0.980Iw cm y u x u u ϕ======== ()()()222212012020176.8752250.988320424.1212176.8752250.980158915)242415891510501416433.53204241050127114503204241050378433.5ql M x u kg cm ql M u kgcm M kg cm w M kg cm w M kg w ϕσσσσσσ==⨯⨯==-=-⨯⨯⨯=-=+=+==+=+==+=+=中中球头中板固端球头端(2max 21416kg cm cm σ⎫⎪⎪⎪⎪∴=⎬⎪⎪⎪⎪⎭若不计轴向力影响,则令u=0重复上述计算:222max 0176.875225241050142424433.5142414160.56%1424ql kg w cm σσσ⨯==+=+=⨯-=球头中相对误差:结论:轴向力对弯曲应力的影响可忽略不及计。

船舶结构力学课后答案

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船舶结构力学课后答案【篇一:结构力学答案部分】t>2.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(x1)1)图2.1? v(x)?m0x2ei2?n?x36ei2?l43p(x?l)?6eil23p(x?l)?6ei3lp(x?3l)6ei3原点在跨中:v1(x1)?v0?m0x12ei?n?x16ei3?l43?v(l)?0v(l)?0p(x?l)12?12,? p6ei?v1(0)?0n1(0)?2)图2.2?v(x)??0x?mx22ei?n?x36eix0?l3p(x?l)6ei3p(x?l)6ei3)图2.3?v(xx)??0xx?n?x36ei??qxdx6ei3?l22.2题a) v1?vpppl?1131?pl?1131??vp?(3???)??(?2?)? ?6ei?41626ei?164444???? pl333=331?13?pl3?9pl???()??? ?ei96ei1624??? v2??16ei?4?b) v(0)??ml3ei?ml6ei?2pl296ei2(1?2)2=?0.1pl6ei2?5pl3?27ei2pl2?73plei?(l)??ml3ei?ml6ei2?6ei2(1?)30.1pl6ei?4pl3?27ei22??107pl2ei?l??2l?2p???l??3??3???3 vl3eil6ei ??1????1????m2?3?m1??3??????=37pl22430ei445qlc) vl ???2192ei768ei2304ei??ql47qlv(0)??ql324ei??pl216ei??ql26ei?l?ql11?ql3?1????ei8ei?3612??3d)2.1图、2.2图和2.3图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1图2.2图2.32.3题1)??右??m?ml6ei13q1l?2ql324ei?ml?l?q?q??0?21???45ei?2?3ei2l22)?0??ml3ei3?q1l324ei?ml?l?lq?1??180ei?2?6ei7l2ql?1q1l1713?=1?? ??????ei?18243606?120?80ei2.4 题图2.5 ?v(x)?v0??0x??n0x36ei,v0?a?p?n0??x3??v(x)?ap??0x???a?n0 ?6ei?如图2.4,由v?l??v??l??0得 ??l3?ap??0l???a?n0?0???6ei??2l??0?n0?0?2ei?2?pl?ap????0?l6ei??n?p3?0解出33pl?3xx?3?v(x)??1?9ei?2l2l?? 图2.4 ?图2.6?v?x???1x?由v?l??0,mx2?n0x6ei3v??l???2?n0l3得4ei2ei?m?????201? ?ll??n?6ei?????0122?l?2??0??2ei6ei?2m0ln0l?1????2??ei2ei??1l?m0l2解得?v?x???1x??2?1??2?x2l???1??2?x3l2.5题图2.5:(剪力弯矩图如2.5) ??r1?pl?mll3?p??2p32p3??pl22p39ei33v0?ar?6eimlplpl5pl?l?vv???0????216ei18ei48ei144ei?2?v??0???0?? v0l?ml6ei??pl29ei?pl218ei??pl26eim?pa?bb? ,图2.5 a?1??ka?6l????将a?l,b?0a?l6,ka?16?13?12代入得:m?pl???6312pl2.7图:(剪力弯矩图如2.6) v1?a1r1?v2?a2r2?0.05leil433???ql2ql24??ql440eiql450ei100ei5qlql?11??l?v????????2?384ei2ei?40100? ql?57?293ql?????ei?384400?9600ei44图2.6??0??ql324eiql3?v1?v2l?ql?111?2ql??????ei?2440100?75ei333??l????v1?v2l24ei?ql?111??17ql ??????ei?2440100?300ei3图2.8(剪力弯矩图如2.7) 21?b???m???12a??1???24ka?l?????qa由q?qa,a?l,b?0,?,a?824ka????,代入得 82432m?r1?qlql2224??2?12?ql8?ql3ql4?24?1??ql2,v0?ar1?64ei图2.75qlqlml5ql?l??v??????384ei?2?384ei128ei16eiql34424ql?111??(0)????????24eil6eiei?246448?3ql?192eiv0ml3?(l)???m??l8ei?ql82??ql364ei2.6题【篇二:《船舶结构力学》b卷参考答案】>2009~2010学年度第一学期《船舶结构力学》参考答案、评分标准专业:船舶与海洋工程使用范围:本科考试时间:2009年11月27日卷型:b卷考试方式:开卷课程性程:必修(学位课程)1. 为什么单跨直梁在几种横向载荷作用下引起的弯曲要素可以采用叠加法求出,而单跨直梁在复杂弯曲时横荷重与轴向力的影响不可分开考虑? (10分)解答:(1)因为梁的弯曲公式是在小变形与材料符合胡克定律的前提下导出的,因此梁的弯曲要素与梁上的横向载荷成正比,即梁的弯曲要素与外载成线性关系,因此当梁上受到几种不同载荷作用时就可以运用叠加原理计算。

船舶结构力学习题答案

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船舶结构力学习题答案【篇一:船舶结构力学各章思考题】>(摘自习题)(一)绪论1 什么叫做船体总纵弯曲?船体的总纵强度与局部强度有什么区别与联系?2.船体结构中有哪些受压构件?为什么说船在总弯曲时船体受压的构件(主要是中垂状态时的上层甲板)因受压过度而丧生稳定性后,会大大减低船体抵抗总弯曲的能力?3.何谓骨架的带板?带板的宽度(或面积)与什么因素有关,如何确定?试分析带板宽度对骨架断面几何要素的影响。

4.什么叫做船体结构的计算图形,它是用什么原则来确定的?它与真实结构有什么差别?5.一个完整的船体结构计算图形应包含哪些具体内容?为什么对同一船体结构构件,计算图形不是固定的、一成不变的?(二)单跨梁的弯曲理论1 梁弯曲微分方程式是根据什么基本假定导出的,有什么物理意义,适用范围怎样?2 单跨梁初参数法中的四个参数指什么参数?它们与坐标系统的选择有没有关系?3 为什么当单跨梁两端为自由支持与单跨梁两端为弹性支座支持时,在同样外荷重作用下梁梁断面的弯矩和剪力都相等;而当梁两端是刚性固定与梁两端为弹性固定时,在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都不同?4 梁的边界条件与梁本身的计算长度、剖面几何要素、跨间荷重有没有关系?为什么? 5 当梁的边界点上作用有集中外力p或几种外弯矩m时,一种处理是把该项外力放在梁端,写进边界条件中去。

另一种处理时把该项外力放在梁上,不写进边界条件。

在求解梁的弯曲要素时,两种处理方法的具体过程有哪些不同?最后结果有没有差别?6 梁的弹性支座与弹性固定端各有什么特点?它们与梁本身所受的外荷重(包括大小、方向及分布范围)有没有关系?为什么梁在横弯曲时,横荷重引起的弯曲要素可以用叠加法求出?(三)力法1 什么叫力法?如何建立力法方程式?2 什么是力法的基本结构和基本未知量?基本结构与原结构有什么异同?力法正则方程式的物理意义是什么?3 当连续梁两端为弹性固定时,如何按变形连续条件建立该处的方程?4 力法可否用来计算不可动节点的复杂钢架?如可以,应如何做?5 用力法计算某些支座有限位移的连续梁或平面刚架时应注意什么问题?6 刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别?7 何谓梁的固定系数?它与梁端弹性固定端的柔性系数有何不同?(四)位移法1 试举例说明位移法的基本原理。

船舶结构力学课后题答案(上海交大版)

船舶结构力学课后题答案(上海交大版)

s目录第1章绪论 (2)第2章单跨梁的弯曲理论 (2)第3章杆件的扭转理论 (15)第4章力法 (17)第5章位移法 (28)第6章能量法 (41)第7章矩阵法 (56)第9章矩形板的弯曲理论 (69)第10章杆和板的稳定性 (75)第1章绪论1.1题1)承受总纵弯曲构件:连续上甲板,船底板,甲板及船底纵骨,连续纵桁,龙骨等远离中和轴的纵向连续构件(舷侧列板等)2)承受横弯曲构件:甲板强横梁,船底肋板,肋骨3)承受局部弯曲构件:甲板板,平台甲板,船底板,纵骨等4)承受局部弯曲和总纵弯曲构件:甲板,船底板,纵骨,递纵桁,龙骨等1.2题甲板板:纵横力(总纵弯曲应力沿纵向,横向货物或上浪水压力,横向作用)舷侧外板:横向水压力等骨架限制力沿中面内底板:主要承受横向力货物重量,骨架限制力沿中面为纵向力舱壁板:主要为横向力如水,货压力也有中面力第2章单跨梁的弯曲理论2.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x)1)图2.1333 2334243()()()424 ()26666l l ll l lp x p x p x M x N xv xEI EI EI EI EI---=++++原点在跨中:3230111104()4()266llp xM x N xv x vEI EI EI-=+++,'11'11()0()022(0)0(0)2l lv vpv N⎧==⎪⎨⎪==⎩2)3323()3 2.2()266llp xN xMxv x xEI EI EIθ-=+++图3)333002()2 2.3()666xx x llp xN x qx dxv x xEI EI EIθ-=++-⎰图2.2题a)33111311131(3)(2)616444641624 pp ppl plv v vEI EI⎡⎤⎡⎤=+=⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=3512plEI333321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI⎡⎤⎛⎫=-++=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦b) 2'292(0)(1)3366Ml Ml Pl v EI EI EI-=+++ =2220.157316206327Pl Pl Pl EI EI EI-+=⨯2291()(1)3366Ml Ml Pl l EI EI EIθ-=+-+ =2220.1410716206327Pl Pl Pl EI EI EI---=⨯()()()2222133311121333363l l p l l v m m EIl EI ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⎡⎤=----+ ⎪⎣⎦⎝⎭=2372430pl EIc) ()44475321927682304ql ql qll v EI EI EI=-=()23233'11116(0)962416683612lq l ql plqlql v EI EI EIEIEI ⎡⎤=--=--=⎢⎥⎣⎦d)2.1图、2.2图和2.3图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1图2.2图2.32.3题1)()32212120624452313120Ml ql l l Mlq q EI EI EI EI q l M θ⎡⎤=---+=⎢⎥⎣⎦∴=右2)32101732418026q l Ml l l Mllq EI EI EIEI θ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦=3311117131824360612080q l q l EI EI ⎛⎫-++-=-⎪⨯⎝⎭ 2.4 题2.5图 3000()6N x v x v x EIθ=++,()00v A p N =-300()6x v x Ap x A N EI θ⎛⎫∴=++- ⎪⎝⎭如图2.4, ()()0v l v l '==由得300200200060263l Ap l A N EI l N EI pl Ap l EI pN θθθ⎫⎛⎫++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎬⎪+=⎪⎭⎧-==-⎪⎨⎪=⎩解出3333()1922pl x x v x EI l l ⎛⎫∴=-+ ⎪⎝⎭图2.42.6图()()()()()()()2300122300012120001221223121212260,42026622M x N x v x x EI EIv l v l M l N l EI EI M l l l EI EIEI M l N l N l EI EI x x v x x l l θθθθθθθθθθθθθθ=++'==⎫⎧=--++=⎪⎪⎪⎪⎬⎨⎪⎪=+++=⎪⎪⎩⎭++∴=++由得解得 2.5题2.5图:(剪力弯矩图如2.5)()132023330222002332396522161848144069186pl Mp pR p ll p pl v AR EI EI v l Mlpl pl pl v EI EI EI EI v Ml pl pl pl v l EI EI EI EIθ-∴==-===⋅=⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭-'==--=-=-()16A pa b b M A l K l ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦, 图2.5 111,0,6632A l a l b A K ====+=将代入得:()16312pl pl M ==2.7图:(剪力弯矩图如2.6)341113422244440.052405021005112384240100572933844009600l ql ql v A R EI EI l ql ql v A R EI EIl qlql v EI EI ql ql EI EI==⋅===⋅=⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=+=⎪⎝⎭ 图2.6()()3331233312111202424401007511117242440100300v v ql ql ql EI l EI EIv v ql ql qll EI l EI EIθθ-⎛⎫=-=-+=⎪⎝⎭--⎛⎫=--=--+=⎪⎝⎭2.8图(剪力弯矩图如2.7)()2221401112124,,0,11,82411118243212121248243,82864AA Qa b M A K l Q qa a l b A K ql ql M ql qlql R ql v AR EIα⎡⎤⎛⎫=⋅++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦======++==⨯⨯⨯+==-===由,代入得图2.7442433032355238412816384111(0)246246448192()6488l qlql Ml ql v EI EI EI EI v ql Ml ql EI l EI EI ql EIl ql ql l M EI EI θθα⎛⎫∴=+-=⎪⎝⎭⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭=-=-=-⋅=2.6题. []1max 2max 2113212132142.()()62()()62()()242(0)sN EIv s sss s N dv dx dx dx GGA N EI v dx v C GA GA EI ax bx v v v f x cx d f x ax b C GA EI EIax bx f x f x c a x d GA GA qx qx f x f x EI EIv v τγ'''====-''=−−−→-+⎡⎤''∴=+=++++-+++⎢⎥⎣⎦⎛⎫''=-+++-+ ⎪⎝⎭''==''=⎰式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848s s s ssd b v l v l ql EI ql al EI c a l EI GA EIGA qlal EIql ql c EI EIqx qlx qx qx qlv x x EI EI GA EI GA l ql ql v EI GA ===''==⎧⎛⎫-++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪+=⎪⎩=⎛⎫∴=--++⎪⎝⎭∴=+可得出由得方程组:解出:a=2.7.题先推广到两端有位移,,,i i j j θθ∆∆情形:212,i j s EI GA l β⎛⎫∆=∆-∆=⎪⎝⎭令 321011322162(0)(0)()62()2sii i i j i i j s jjEIax bx v cx d ax GA v d v v c al bl EIv l l al GA al v l bl θθθθθ=+++-=∆∴==∆⎫⎪⎬'=∴=⎪⎭⎫=∆∴+++∆-=∆⎪⎪⎬⎪'=∴+=⎪⎭而由由由()()()2213121i j j i i j a l l b l l l θθθβθθθθβ⎧∆⎡⎤=+-⎪⎣⎦+⎪⎨-⎪∆=-+-⎪+⎩解出()()()()()()()()()()()()1121(0)(0)62416642162(0)(0)1()(0)()()4261j i i j i j i j j i j i EI M EIv EIb l l EI l l l EI N EIv EIa l l N l N EI M l EIv l EI b al l l βθβθββθβθβθθββθβθβ∆⎡⎤''∴===+--+⎢⎥+⎣⎦⎡⎤=-∆-∆+++-+⎢⎥+⎣⎦⎧⎡⎤''===+-∆-∆⎪⎢⎥+⎣⎦⎪⎪=⎨⎪∆⎡⎤⎪''==+=++--⎢⎥+⎪⎣⎦⎩令上述结0i j ∆=∆=∆果中,即同书中特例 2.8题 已知:20375225, 1.8,751050kg l cm t cm s cm cm σ=⨯====1025100.7576.875kg q hs cmγ==⨯⨯=面积2cm 距参考轴cm面积距3cm惯性矩 4cm自惯性矩4cm外板1.845⨯ 81 0 0 0 (21.87)略 球扁钢O N 24a38.75 9430.2 2232 ∑119.8 15.6 604.5 9430.22253.9ABC=11662224604.55.04116628610119.8BBe cm I C cm AA===-=-=275 1.838.75174min ,4555A cm l lI be s cm=⨯+=⎧⎫===⎨⎬⎩⎭计算外力时面积计算时,带板1).计算组合剖面要素:形心至球心表面1240.9 5.0419.862t y h e cm =+-=+-=形心至最外板纤维321186105.94433.5219.86t I y e cm w cm y =+=∴===()32206186101449.45.9422510501740.3662221086100.988,()0.980Iw cm y A l u EI x u u σϕ===⨯===⨯⨯==()()()222212012020176.8752250.988320424.1212176.8752250.980158915)242415891510501416433.53204241050127114503204241050378433.5ql M x u kg cm ql M u kgcm M kg cm w M kg cm w M kg w ϕσσσσσσ==⨯⨯==-=-⨯⨯⨯=-=+=+==+=+==+=+=中中球头中板固端球头端(2max 21416kg cm cm σ⎫⎪⎪⎪⎪∴=⎬⎪⎪⎪⎪⎭若不计轴向力影响,则令u=0重复上述计算:222max 0176.875225241050142424433.5142414160.56%1424ql kg w cm σσσ⨯==+=+=⨯-=球头中相对误差:结论:轴向力对弯曲应力的影响可忽略不及计。

《船舶结构力学习题集答案》

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图2.7
ql Ml 5ql l 5ql v 2 384 EI 128 EI 16 EI 384 EI v0 Ml ql 3 ql 3 1 1 1 (0) 24 EI l 6 EI EI 24 64 48 ql 3 192 EI
l Ml lq1 2 6 EI
q1l 3 1 1 q1l 3 7 13 = EI 18 24 360 6 120 80 EI
2.4 题
图2.5
v( x) v0 0 x
N 0 x3
6 EI

v0 A p N0
得方程组:
ql 4 EI ql 2 al 3 EI c a l 0 6 GAs 24 EI GAs 2 EI 2 ql al 0 2 EI ql ql 3 解出:a= , c 2 EI 24 EI 4 3 . qx qlx qx 2 qx 3 ql v( x) 24 EI 12 EI 2GAs 24 EI 2GAs l 5ql 4 ql 2 v( ) 2 384 EI 8GAs
1只要载荷与支撑对称上述结论总成立2当载荷与支撑不对称时重复上述推导可得ijijijijijij外荷不对称系数支撑不对称系数即外荷与支撑都对称时有否则会出现同一个固定程度为的梁端会由载荷不对称或支撑不对称而这与对梁端的约束一定时为唯一的前提矛盾所以适合定义的普遍关系式是不存在的


第 1 章 绪 论 .................................................................................... 2 第 2 章 单跨梁的弯曲理论 ............................................................... 2 第3章 第4章 杆件的扭转理论 ............................................................... 15 力法 .................................................................................. 17

船舶结构力学课后题答案(上海交大版)之欧阳歌谷创作

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s目录欧阳歌谷(2021.02.01)第1章绪论1第2章单跨梁的弯曲理论2第3章杆件的扭转理论7第4章力法9第5章位移法11第6章能量法21第7章矩阵法35第9章矩形板的弯曲理论46第10章杆和板的稳定性52第1章绪论1.1题1)承受总纵弯曲构件:连续上甲板,船底板,甲板及船底纵骨,连续纵桁,龙骨等远离中和轴的纵向连续构件(舷侧列板等)2)承受横弯曲构件:甲板强横梁,船底肋板,肋骨3)承受局部弯曲构件:甲板板,平台甲板,船底板,纵骨等4)承受局部弯曲和总纵弯曲构件:甲板,船底板,纵骨,递纵桁,龙骨等1.2题甲板板:纵横力(总纵弯曲应力沿纵向,横向货物或上浪水压力,横向作用)舷侧外板:横向水压力等骨架限制力沿中面内底板:主要承受横向力货物重量,骨架限制力沿中面为纵向力舱壁板:主要为横向力如水,货压力也有中面力第2章 单跨梁的弯曲理论2.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x )1)图 2.133323034243()()()424()26666llll l l p x p x p x M x N x v x EI EIEIEIEI---=++++ 原点在跨中:3230111104()4()266ll p x M x N x v x v EI EIEI-=+++,'11'11()0()022(0)0(0)2l l v v p v N ⎧==⎪⎨⎪==⎩ 2)33203()32.2()266ll p x N x Mx v x x EI EIEIθ-=+++图 3)333002()22.3()666x x x ll p x N x qx dx v x x EI EIEIθ-=++-⎰图 2.2题 a)33111311131(3)(2)616444641624pp p pl pl v v v EI EI ⎡⎤⎡⎤=+=⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=3512pl EIb)2'292(0)(1)3366Ml Ml Pl v EI EI EI-=+++=2220.157316206327Pl Pl Pl EI EI EI-+=⨯ =2220.1410716206327Pl Pl Pl EI EI EI---=⨯=2372430pl EIc)()44475321927682304ql ql ql l v EI EI EI=-=d)2.1图、2.2图和2.3图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1 图2.2图2.32.3题 1)2)32101732418026q l Ml l l Ml lq EI EI EI EI θ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦ =3311117131824360612080q l q l EI EI⎛⎫-++-=-⎪⨯⎝⎭ 2.4 题2.5图3000()6N x v x v x EIθ=++,()00v A p N =-如图2.4, ()()0v l v l '==由得3333()1922pl x x v x EI l l ⎛⎫∴=-+ ⎪⎝⎭图2.4 2.5题2.5图:(剪力弯矩图如2.5)()132023330222002332396522161848144069186pl Mp pR p ll p pl v AR EI EIv l Mlpl pl pl v EI EI EI EI v Ml pl pl pl v l EI EI EIEI θ-∴==-===⋅=⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭-'==--=-=-()16A pa b b M A l K l ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦,图2.5111,0,6632A l a l b A K ====+=将代入得:()16312pl pl M ==2.7图:(剪力弯矩图如2.6)图2.62.8图(剪力弯矩图如2.7)图2.72.6题.[]1max 2max 2113212132142.()()62()()62()()242(0)sN EIv s sss s N dv dx dx dx GGA N EI v dx v C GA GA EI ax bx v v v f x cx d f x ax b C GA EI EI ax bx f x f x c a x d GA GA qx qx f x f x EI EI v v τγ'''====-''=−−−→-+⎡⎤''∴=+=++++-+++⎢⎥⎣⎦⎛⎫''=-+++-+ ⎪⎝⎭''==''=⎰式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848s s s s sd b v l v l ql EI ql al EI c a l EI GA EIGA qlal EIql ql c EI EI qx qlx qx qx qlv x x EI EI GA EI GA l ql ql v EI GA ===''==⎧⎛⎫-++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪+=⎪⎩=⎛⎫∴=--++⎪⎝⎭∴=+可得出由得方程组:解出:a=2.7.题先推广到两端有位移,,,i i j j θθ∆∆情形:212,i j s EI GA l β⎛⎫∆=∆-∆=⎪⎝⎭令 2.8题 已知:20375225, 1.8,751050kg l cm t cm s cm cm σ=⨯====面积2cm 距参考轴cm面积距3cm惯性矩4cm自惯性矩4cm外板1.845⨯ 81 0 0 0 (21.87)略 球扁钢O N 24a38.75 9430.2 2232 ∑119.815.6604.59430.22253.9AB C=11662224604.55.04116628610119.8BBe cm I C cm AA===-=-=275 1.838.75174min ,4555A cm l lI be s cm=⨯+=⎧⎫===⎨⎬⎩⎭计算外力时面积计算时,带板1).计算组合剖面要素:形心至球心表面1240.9 5.0419.862t y h e cm =+-=+-=形心至最外板纤维若不计轴向力影响,则令u=0重复上述计算: 2.9.题 解得: 2.10题 2.11题 图2.120 2.12题1)先计算剖面参数:图2.8a2422u u P P l δδδ⎛⎫⋅⎛⎫ ⎪⋅+= ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭p M 图2.8b2.13补充题剪切对弯曲影响补充题,求图示结构剪切影响下的v(x)解:可直接利用2.14. 补充题试用静力法及破坏机构法求右图示机构的极限载荷 p ,已知梁的极限弯矩为p M (20分) (1983年华中研究生入学试题) 解: 1)用静力法:(如图2.9)由对称性知首先固端和中间支座达到塑性铰,再加力u p p →,当p作用点处也形成塑性铰时结构达到极限状态。

船舶原理(B)答案

船舶原理(B)答案
船舶原理(B)第1页共2页
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一、名词解释(每小题4分,共20分)
1.平行中体:在船中前后有一段横剖面形状和中横剖面相同的船体,称为平行中体。
要点:“船中前后”、“中横剖面形状相同”,每答对一个得2分。
2.储备浮力:满载水线以上船体水密容积[或空间]所具有的浮力。
要点:“满载水线”、“水密容积”,每答对一个得2分。
三、简述题(每题5分,共20分)
1.静水力曲线图由哪些曲线组成?
答:海水中排水量D、排水体积V、水线面积Aw、每厘米吃水吨数TPC、浮心距基线高Zb、浮心距船中Xb、漂心距船中Xf、横稳心距基线高Zm、纵稳心距基线高Zml、每厘米纵倾力矩MTC等曲线组成。
[每答对一个得0.5分]
2.什么是静平衡、动平衡?说明其平衡条件。
[要点:“分舱载重线”、“假想舱内破舱进水”、“船舶下沉和纵倾”、“限界线相切”、“该舱中点”,每答对一个得1分]
4.下图为动稳性图,用图示的方法求出最小倾覆力矩和极限动倾角。
[每作对一个得3分,三个得5分]
船舶原理(B)第2页计划作好后,排水量D=17000t,稳性高度 =0.76m。若要求 达到1m,需要从甲板间舱向底舱移动货物,设垂移距离Lz=8m,问应该移动多少吨货物?(8分)
3.进水角:船舶开口关闭时不能满足《海船载重线规范》风雨密的要求,因而不能保持开口装置的有效状态,船舶横倾至该开口端点的横倾角。
要点:“载重线规范”、“风雨密”、“有效状态”、“横倾角”,每答对一个得1分。
4.漂心:船舶水线面积的几何中心。
要点:“水线面积”、“几何中心”,每答对一个得2分。
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华中科技大学文华学院
2009~2010学年度第一学期
《船舶结构力学》参考答案、评分标准
专业:船舶与海洋工程使用范围:本科考试时间:2009年11月27日
卷型:B卷考试方式:开卷课程性程:必修(学位课程)
1.为什么单跨直梁在几种横向载荷作用下引起的弯曲要素可以采用叠加法求出,而单
跨直梁在复杂弯曲时横荷重与轴向力的影响不可分开考虑?
(10分)
解答:(1)因为梁的弯曲公式是在小变形与材料符合胡克定律的前提下导出的,因此梁的弯曲要素与梁上的横向载荷成正比,即梁的弯曲要素与外载成线性关系,因此当梁上受到几种不同载荷作用时就可以运用叠加原理计算。

(2)梁的复杂弯曲,其弯曲要素计算式中,轴向力与横向载荷是耦合在一起,不再是分别与轴
向力和横向载荷呈线性关系,即弯曲要素与轴向力有关的参数u=
跨直梁在复杂弯曲时横荷重与轴向力的影响不可分开考虑。

2.何谓力法与位移法?对于矩形薄板弯曲问题的纳维叶解法属何种方法,为什么?
(10分)
解答:力法:在求解结构力学问题时,以“力”为基未知量,然后根据变形连续条件建立方程式,最后求解出“力”。

位移法:在求解结构力学问题时,以“位移”为基本未知量,然后根据静力平衡条件建立方程式,最后求解出“位移”。

矩形薄板弯曲的纳维叶解法属位移法,因为该法首先假设具有待定系数的挠曲函数,然后通过求解用挠曲函数表示的平衡微分方程求得满足边界条件的挠曲函数。

3. 试问在何情况下矩形薄板会发生筒形弯曲?筒形弯曲时板条梁与普通梁弯曲有何差别,在求解筒形弯曲时,可利用普通梁的弯曲要素表吗?
(10分)
解答:当矩形板(1)长边与短边之比为 2.5~3;(2)垂直于板面载荷沿板长边方向不变时,板在横向载荷作用下将产生筒形弯曲。

筒形弯曲部分的板条梁与普通梁弯曲的差别在于板条梁的两个侧面要受相邻板的约束而不能
ε=,而普通梁弯曲时,横截面将不再保持原截面形状,因自由变形,其截面仍为矩形,因此0
y
此0y ε≠。

普通梁的弯曲微分方程式、剪力和弯矩的表达式与板条梁的弯曲微分方程式、剪力和弯矩的表达式类似,仅需将式中普通梁的抗弯刚度EI 用板的抗弯刚度D 替代即可,因此求解筒形弯曲时,可利用普通梁的弯曲要素表。

4. 试写出图1所示单跨梁和矩形板结构的边界条件。

(10分)
解答:
图1(a)的边界条件为:
0,0,()
,(),0
x v v EIv m x l v A EIv F v θα'''====-⎧⎨
'''''==+=⎩ 图1(b) 的边界条件为:
2
22
33
222320,0,00,0,00,0,0,0,(2)0w w y w x w y x w w w w w
x w y b x y x y x y
μμ∂⎧
∂⎧
======⎪⎪∂⎪⎪∂⎨⎨∂∂∂∂∂⎪⎪====+=+-=⎪⎪∂∂∂∂∂∂⎩

5. 试用初参数法求图2中的双跨粱的挠曲线方程式,己弹性文座的柔性系数为:
3
3l A EI
=。

(20分)
解:选取图2所示坐标系,并将其化为单跨梁。

由于000v θ==,故该双跨梁的挠曲线方程为:
23
3
001()()266x l
M x N x R x l v x EI EI
EI
=-=+-
(1)
式中M 0、N 0、R 1可由x =l 的边界条件v (l )=0,和x =2l 的边界条件(2)0EIv l ''=及
(2)[(2)]v l A EIv l F '''=+。

由式(1),可给出三个边界条件为:
000011001026
20
4
2()
363
M N l
M N l R l R l l M Nl N R F ⎫
+=⎪⎪
+-=⎬⎪⎪+-=-+⎭
(2) 解方程组式(2),得
0012610,,11
11
11
M Fl N F R F =-
=
=
将以上初参数及支反力代入式(1),得挠曲线方程式为:
23
35()()111133x l
Fl F F
v x x x x l EI EI
EI
==-
+-- 6. 图3所示矩形板,边界1为弹性固定边界,其单位宽度的柔性系数为α;边界2为简支边界;边界3全自由;边界4为弹性支座边界,其单位宽度的柔性系数为A ,试(1)写出该板四边的边界条件;(2)写一个能满足四边位移边界条件的函数;(3)写出该板弯曲时的应变能表达式。

(20分)
解:(1)边界条件:0,0w x w x
∂==
=∂ 2222222,0,w w
w w w x a D x y x x y A
μ⎛⎫∂∂∂∂=+=+= ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭ 220,0,w w
y w D y y
α∂∂===∂∂
22332232,
0,(2)0w w
w w
y b y x y x y
μμ∂∂∂∂=+=+-=∂∂∂∂∂ (2) 基函数可取为:(21)(21)(,)sin
sin
44m x n y
x y a b
ππϕ--= (3) 弯曲应变能为:()22222222222002220021d d 21(0,)1d (,)d 22a b a b V V V D w w w w w x y x y x y x y w y x w a y y y A
μα=+⎧⎫⎡⎤⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂⎪⎪
=++--⎢⎥⎨⎬ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎩⎭
∂++∂⎰⎰⎰⎰板弾性边界
7.图4所示弹性支座单跨杆,跨长为l ,抗弯刚度为EI ,弹性支座的柔性系数3
9l A EI
=试
求该杆的临界压力? (20分)
解:该杆的中性平衡微分方程为:0EIv Tv ''+=Ⅳ,其通解为
0123cos sin v C C kx C kx C kx =+++ (1)
其中k =
0,0
,(),0x v v x l v A EIv Tv v ''===⎧⎨
''''''==+=⎩
(2) 将式(1)代入边界条件式(2),可得
02333
1
310sin 202sin 2(2)/C C C u C u C u C AEI u l ==⎧

=⎨
⎪+=⎩ (3)
式中2kl u ==
(3)中后两式可写为:313sin 20
2(1)sin 20C u AT C u C u l =⎧⎪⎨-+=⎪⎩
(4) 由式(4)的行列式等于零,得
(1)sin 20AT
u l
-
= (5)
从式(5)的解为: sin 20(1)0u T
A l =⎧⎪
⎨-=⎪⎩ (6) 由式(6)的最小根可得出杆件的临界压力。

显然由式(6)的第一式得
2(1)2
cr
EI
T
l
π=
由式(6)的第二得
(2)29cr l EI
T A l
=
= 将以上二式比较可知,该杆失稳的临界压力为 29cr l EI T A l ==
且是弹性支座失稳。

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