船舶结构力学概念题习题集
船舶结构力学习题集答案
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 (16)第4章力法 (18)第5章位移法 (29)第6章能量法 (42)第7章矩阵法 (57)第9章矩形板的弯曲理论 (70)第10章杆和板的稳定性 (76)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 plV 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 EIEI 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2.3 2.3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 EIEIθ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦ =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 ql ql v EI EI ql ql EI EI==⋅===⋅=⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=+=⎪⎝⎭ 图2.6()()3331233312111202424401007511117242440100300v v ql ql qlEI 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 s s d 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 ql v x xEI 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 jjEIaxbxv 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 iEI 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=⨯====1025100.7576.875kg q hs cmγ==⨯⨯=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。
船舶结构力学复习题2014.4
船舶结构⼒学复习题2014.4船舶结构⼒学复习题1、⽤初参数法求图中所⽰受均布载荷作⽤的单跨梁挠曲线⽅程,其中柔性系数为3A l48EI=。
x2、如图所⽰单跨梁的抗弯刚度为EI,跨长为l,跨中受集中⼒P的作⽤,右端弹性固定端EI l3/=α,请⽤初参数法求解图⽰单跨梁的挠曲线⽅程。
3、⽤⼒法求解图中所⽰结构在⽀座0处的转⾓和⽀座1处的⽀反⼒,已知,lll==1201,各杆的抗弯刚度均为EI,集中弯矩M2ql=,弹性⽀座的柔性系数为/3A l24EI=。
(15分)q1A2M4、采⽤位移法求图⽰结构节点2和4的转⾓。
各杆的长度及断⾯惯性矩均为l及I,已知2/2ql=M。
5、如图中所⽰结构,列出求解梁0-1-2的位移法⽅程式组。
已知,lll==1201,断⾯惯性矩均为I。
26、如图所⽰双跨梁,在3处受到⼀弯矩m ,⽤⼒法求2处弯矩2M 。
37、如图所⽰的结构,杆1-2长为l ,刚度为EI ,在右端受有集中⼒P 的作⽤。
试⽤应⼒能原理求右端在集中⼒P 作⽤下的挠度。
P8、设图⽰梁的挠曲线⽅程)(x l ax v -=,⽤李兹法求解此梁的挠曲线。
qx9、⽤矩阵法求解图中的结构,单元和节点编号如图所⽰,采⽤平⾯弯曲杆单元,试解答下列问题:(1)计算各单元的刚度矩阵;(2)写出结构总刚度矩阵;(3)写出以矩阵形式表⽰的节点平衡⽅程式;(4)对节点平衡⽅程式进⾏约束处理,写出约束处理后的⽅程式。
已知:平⾯弯曲杆单元刚度矩阵公式为[]=4 6/- 12/ 2 6/- 4 6/ 12/- 6/ 12222 对称 l l l l l l l EI K eq123,EI l,EI l10、⽤矩阵法求解图中的结构,单元和节点编号如图所⽰,采⽤平⾯弯曲杆单元,试解答下列问题:(1)计算各单元的刚度矩阵;(2)写出结构总刚度矩阵;(3)写出以矩阵形式表⽰的节点平衡⽅程式;(4)对节点平衡⽅程式进⾏约束处理,写出约束处理后的⽅程式。
船体结构力学试题答案
船体结构力学试题答案一、选择题1. 船体结构中,最常见的骨架类型是()。
A. 纵向骨架B. 横向骨架C. 混合骨架D. 桁架结构答案:B2. 船体钢板的厚度选择主要取决于()。
A. 船体尺寸B. 船只用途C. 载荷大小D. 所有上述因素答案:D3. 船体结构设计中,以下哪项不是考虑的因素?()。
A. 船体的稳定性B. 船体的强度C. 船体的美观性D. 船体的耐腐蚀性答案:C4. 在船体结构力学中,剪力和弯矩的计算是为了确保()。
A. 船体的刚性B. 船体的强度C. 船体的稳定性D. 船体的安全性答案:B5. 船体结构中,横梁的主要作用是()。
A. 连接船首和船尾B. 支撑船体的横向结构C. 增加船体的纵向强度D. 减少船体的重量答案:B二、填空题1. 船体结构设计的基本目标是确保船体具有足够的________和________,以适应各种海洋环境和操作条件。
答案:强度、稳定性2. 在船体结构中,船底板的主要功能是提供________和________。
答案:刚性、防水性3. 船体结构的强度计算需要考虑船体在________、________和________状态下的应力分布。
答案:静水、波浪、风载4. 船体结构设计中,通常采用________方法来优化船体的重量和性能。
答案:有限元分析5. 船体结构的耐腐蚀性设计中,常用的方法是应用________和________技术。
答案:防腐涂层、阳极保护三、简答题1. 简述船体结构中的纵向骨架和横向骨架的作用。
答:纵向骨架是船体结构的主体,它沿船长方向布置,主要作用是承受船体的纵向弯曲和扭曲载荷,保持船体的形状和刚性。
横向骨架则沿船宽方向布置,包括横梁、隔板等,其主要作用是支撑船体的横向载荷,增强船体的横向强度和整体稳定性。
2. 阐述船体结构设计中载荷的分类及其影响。
答:船体结构设计中考虑的载荷通常分为静态载荷和动态载荷。
静态载荷包括船体自重、固定设备的重量、货物重量等,它们对船体结构产生持续的、稳定的应力。
船舶结构力学习题集答案[1]
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。
船舶结构力学习题答案
船舶结构力学习题答案船舶结构力学习题答案船舶结构力学是船舶工程中的重要学科,它研究船舶结构的力学行为和性能。
在学习船舶结构力学时,我们常常会遇到一些习题,用以检验我们对该学科的理解和掌握程度。
本文将给出一些船舶结构力学习题的答案,希望能够帮助读者更好地理解和应用相关知识。
1. 什么是船舶结构的刚度?船舶结构的刚度是指船体在受力作用下的抵抗变形的能力。
它是通过船舶结构的刚度系数来描述的,常用符号为K。
刚度系数K等于单位力作用下的结构变形与该力的比值。
刚度系数越大,说明船舶结构越刚硬,抵抗变形的能力越强。
2. 如何计算船舶结构的刚度系数?船舶结构的刚度系数可以通过以下公式计算:K = F / δ其中,K表示刚度系数,F表示作用力,δ表示结构变形。
需要注意的是,这个公式只适用于线弹性范围内的结构变形。
3. 什么是船舶的自然频率?船舶的自然频率是指船体在没有外界作用力的情况下,自由振动的频率。
它是船舶结构的固有特性,与船舶的刚度和质量分布有关。
自然频率越高,说明船舶的结构越刚硬,抵抗外界扰动的能力越强。
4. 如何计算船舶的自然频率?船舶的自然频率可以通过以下公式计算:f = 1 / (2π) * √(K / m)其中,f表示自然频率,K表示刚度系数,m表示质量。
需要注意的是,这个公式只适用于线弹性范围内的结构变形。
5. 什么是船舶的静力稳定性?船舶的静力稳定性是指船舶在静止状态下,抵抗外力翻覆的能力。
它是通过船舶的稳定性曲线来描述的。
稳定性曲线是以船舶的倾覆角度为横坐标,以船舶的稳定性指标(如右倾力矩或倾覆力矩)为纵坐标的曲线。
6. 如何计算船舶的稳定性指标?船舶的稳定性指标可以通过以下公式计算:M = V * GZ其中,M表示稳定性指标,V表示船舶的体积,GZ表示船舶的倾覆力矩曲线与纵轴之间的距离。
稳定性指标越大,说明船舶的稳定性越好,抵抗倾覆的能力越强。
7. 什么是船舶的动力稳定性?船舶的动力稳定性是指船舶在航行状态下,抵抗外力翻覆的能力。
历年船舶结构力学参考答案及解答
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
上海交大船舶海洋工程专业历年考研结构力学试题
qE,IE,Iml l lAE,2I 图 1试题名称::船舶构造力学(杆系与板的弯曲及稳定性)一.解释以下名词(15 分) (1) 梁弯曲的极限弯矩 (2) 约束扭转 (3) 柔性系数(4)切线模数(5)虚位移原理二.图 1 中的连续梁假设用力法求解,有几个未知数,它们是列出必需的方程式,不需求解.(15 分)三.图 2 中的不行动节点刚架,用位移法求解,有几个未知数,它们是假设已求得此刚架2 节点的转角为θ = -ql 3 ,计算出此刚架中杆1-2 的端点弯矩M 及M ,并画出此杆的弯矩图.(15 分)2120EI12 213 1E,I 2E,I图 2E,I4AEILa E,i图 3 l四.一根穿插构件之板架(图3),在A 点受集中力P 作用,画出此板架的穿插构件作为弹性根底梁的计算图形.求出弹性根底梁的弹性根底刚度及梁上的荷重.(12 分)五.图4 中压杆左端刚性固定,右端的边界状况是:x方向无约束,y方向能移动,但不能发生转动. 试选取适当的基函数后,用里兹法计算此杆的拉力.(12 分)qmO2zxP1b3ay4 EI图 5六.图 5 中之矩形平板,三边自由支持在刚性支座上,第四边支持在一根刚度为 EI 的梁上,板边2 受分布外力矩 m,板厚为 t,材料弹性模数为 E,板中点受一集中力 P 作用,试选择一个满足此板四边位移边界条件的基函数,并写出此板的力函数式子.(11 分)七.图 6 之穿插梁系,l 21= l 23= l 24 = l 25= l ,材料刚度均为 EI,2 处受一集中力 P 作用,且梁1-3 上作用一力矩m=0.1P l ,用位移法求出 2 点挠度,并画出 1-3 弯矩.(4-5 扭转不计)(10 分)T E, Ixl 2ly图 4xaay图 7八.用双三角级数解图 7 中四周自由支持在刚性支座上受均布荷重q 作用的正方形板的中点挠度.板的边长为 a,厚度为 t,材料的弹性模数为 E,板的弯曲微分方程式为 D ▽2▽2ω =q.(D 为弯曲刚度)(10 分)5P13m24图 6试题名称::船舶构造力学(杆系与板的弯曲及稳定性)一. 问答题(15 分)1. 何谓力法,何谓位移法,各有何优劣?2. 何谓应变能,何谓余能,有何区分?3. 表达板弯曲时的根本假定.4. 何谓刚性板,柔性板,正交异性板?5. 为什么在压杆失稳时只能求出失稳时的临界力,而不能确定失稳时的变形值? 二. 画出下面两个单跨梁的弯矩图及剪力图.(16 分) 图 2 中的梁在仅受三角形分布荷重时的最大弯矩值为0.0642q l 2 ,发生在距梁左端0.577 l 处.三.在图 2 中梁的截面为工字钢,尺寸如图 3,试指出此梁的最大正应力和最大剪应力所在截面,并分别算出该截面上的正应力及剪应力分布及数值.(14 分)Al 2Pl 2P = 2kN , q = 1kN / m l = 2m , A = 1cm / kN图 1图 2lMM21qM = 0.8kN ⋅ m , M 12= 0.5kN ⋅ mq = 3kN / m , l = 1.6mq四.试用位移法解图 4 中的简单刚架,列出必需的方程式,不必求解算出结果.:刚架中杆 1-2,2-3,2-4 的长度均为l ,截面惯性矩均为I.(12 分)注(1)两端刚性固定梁,受均布荷重q 时的固端弯矩值为ql 212 .Pl (2)两端刚性固定梁,在跨中受集中力P 时的固端弯矩值为 8.( l 为梁长)五.试用 Ritz 法求解四周自由支持的刚性板的弯曲(图 5),板厚为 t,板的弯曲刚度为 D,板在 C 点处作用一集中力矩m,,计算时级数取一项.(15 分)3qP1l 224图 4图 3100161220016100x六.四周自由支持的刚性板,单向受压(图 6),板厚为t,板的弯曲刚度为D,边长比a/b=3,试求: (1)板失稳时的临界应力.(2)板失稳时的外形,沿x 方向及y 方向的半波数.(15 分)七.图7 中之桁架构造,受集中力P 作用而变形,设材料的应力-应变关系为σ=β ,试求出此构造的应变能及余能.两杆长度均为l,断面积均为A.(13 分)σxbσxa图 6yzOξxηmC by az图 5ε4545P图7θ1θ2EIx1∆2yL 图 1上海交通大学一九九二年争论生入学考试试题试题名称: 船舶构造力学(杆系与板的弯曲及稳定性) 留意:本试卷共有六大题。
船舶结构力学习题及答案
船舶结构力学习题及答案船舶结构力学习题及答案船舶结构力学是船舶工程中的重要学科,它研究船舶结构在不同载荷作用下的力学特性。
在船舶设计和维修中,船舶结构力学的知识是必不可少的。
下面将介绍几个船舶结构力学的学习题及答案,帮助读者更好地理解和掌握这一学科。
1. 问题:什么是船舶结构的静力学特性?答案:船舶结构的静力学特性是指结构在静力平衡状态下的性能,包括刚度、强度和稳定性等。
刚度是指结构对外力的抵抗能力,强度是指结构承受外力时不发生破坏的能力,稳定性是指结构在受到外力作用时不发生失稳的能力。
2. 问题:船舶结构的刚度和强度有何区别?答案:船舶结构的刚度和强度是两个不同的概念。
刚度是指结构在受到外力作用时变形的抵抗能力,通常用刚度系数来表示。
强度是指结构在受到外力作用时不发生破坏的能力,通常用强度参数来表示。
刚度和强度是船舶结构力学中两个重要的性能指标,设计和维修船舶结构时需要考虑它们的平衡。
3. 问题:什么是船舶结构的疲劳强度?答案:船舶结构的疲劳强度是指结构在长期循环载荷作用下不发生破坏的能力。
船舶在航行中会受到多种载荷的作用,如波浪载荷、船舶自重和货物重量等。
这些载荷的反复作用会导致结构的疲劳破坏,因此需要对船舶结构进行疲劳强度分析和设计。
4. 问题:船舶结构的稳定性有哪些因素影响?答案:船舶结构的稳定性受到多种因素的影响。
其中最重要的因素是船舶的重心和浮心位置。
当船舶的重心和浮心位置不在同一垂直线上时,会产生偏倾力矩,导致船舶发生倾覆。
此外,船舶的形状、船体的稳定性曲线和外部环境等因素也会对船舶结构的稳定性产生影响。
5. 问题:如何计算船舶结构的荷载?答案:计算船舶结构的荷载需要考虑多个因素,包括船舶自重、货物重量、燃油重量、波浪载荷等。
其中,船舶自重可以通过船舶的设计参数和结构重量来计算;货物重量可以通过货物的数量和单位重量来计算;燃油重量可以通过燃油的密度和船舶的燃油消耗量来计算;波浪载荷可以通过波浪的特性和船舶的运行状态来计算。
船舶结构力学习题
4.7 用力法求解,画弯矩图,并注意比较。 1)
2)
7
船舶与海洋工程结构力学
l3 ,将其简化为单跨梁求解,画 1-2 杆的弯矩图。 4.8 图中对称钢架, A = 2 EI
4.9 将图中结构化为具有弹性支座和弹性固定端的单跨梁,求 A1 , 0
4.10 图中结构,各杆相同,将其化为单跨梁,求 A2 , 1 , 1
19
船舶与海洋工程结构力学
第八部分 (杆及板的稳定性) 9.1 试用能量法求下图中所示的三边自由支持,另一边完全自由的受压矩形板的 临界应力。计算时板的挠曲面形状可取为
w x
并将结果与准确值比较。
y x y A sin b a
20
800kgf / cm 2 作用。试问在计算此板条梁的应力与变形时,中面力是否要考虑?
并求 A 点挠度及 A 上下表面的应力。
板厚 6 mm , 板条梁跨度 60 cm , 受均布荷重 q=0.1 N mm 2 , 8.2 有一筒形弯曲的板, 两端自由支持,取板边支持系数 k=0.5,试求此板条梁的最大挠度与应力。
2
截面尺寸如图,1)求左端转角,2)求跨中弯矩。
3
船舶与海洋工程结构力学 2.8 用初参数法求挠曲线方程。
2.9 利用弯曲要素表计算梁重点挠度与左端转角,并画 1)得剪力弯矩图。
2.10 填空 1)按图中给定坐标系采用初参数法求解,初参数和挠曲线方程为
v0 M0
,
0
, N0
, , .
l l3 ;A 3EI 4 EI
2.5 求 A =?时 l 0 ,然后求出 M 0
2
船舶与海洋工程结构力学
2.6 图中梁有效抗剪面积为 AS,求挠曲线方程及中点挠度。
船舶结构力学习题
2l , 求解图中结构,画出弯矩图。 7 EI
4.3 用力法求解,画弯矩图 1)已知: l01 l , l12 2l , I 01 I , I12 2 I
2)已知: l 0 1
l , l1 2 2 l , I 3 4 8 I , I 0 1 I 1 2 I .
19
船舶与海洋工程结构力学
第八部分 (杆及板的稳定性) 9.1 试用能量法求下图中所示的三边自由支持,另一边完全自由的受压矩形板的 临界应力。计算时板的挠曲面形状可取为
w x
并将结果与准确值比较。
y x y A sin b a
20
8.3 一块四周自由支持的矩形板,沿 x c 的线上作用有单位长度为 p 的分布载
荷。试作为刚性板,用单三角级数法解之。坐标如图中取。
8.4 设有一矩形板,一对边刚性固定,另一对边为自由支持,边长如图所示,板
厚为 1cm。班上受均布载荷 q 0.5kgf / cm 2 .查表计算此板的最大挠度和应力,并 将应力与挠度与此板作为筒形弯曲时的结果进行比较。
y =400 N mm 2
3)纵骨能承受的最大压应力是多少?
18
船舶与海洋工程结构力学
第六部分(矩形板的弯曲理论)
8.1 一个由筒形弯曲的板中取出的板条梁,两端自由支持在刚性支座上,跨
长 80 cm , 板 厚 2.0 cm , 受 到 均 布 荷 重 q 0.5kgf / cm 2 及 外 加 中 面 拉 应 力
5.3 用位移法求解刚架,并画出弯矩图。已知: l12 2l0 , l23 l0 , l34 4l0 , I12 I 56 4 I 0 ,
I 23 I 45 I 0 , I 23 I 25 I 0。
船舶强度与结构设计习题集
《船舶强度与结构设计》习题集第一章船体外载荷模块1、空船在重量曲线可用抛物线和矩形之和表示,即把空船重量的一半作为均匀分布,另一半作为二次抛物线分布.如下图所示 .试求证距船中x 处单位长度的重量为:⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2175.05.02)(l x i w x ω (kN/m)式中W ——空船重量,kN;l ——船长的一半,m.2、某长方形货驳和10m ,均匀装载正浮于静水中。
若认为货驳自身质量沿船长均匀分布,此时在货驳中央加10t 集中装载荷。
试画出其载荷、剪力和弯矩曲线,并求出最大剪力和最大弯矩。
3、长方形浮码头,长20m 、宽5m 、深3m,空载时吃 水1m (淡水)。
当中部8m 范围内承受布载荷时,吃水增加到2m 。
假定船体质量沿船长均匀分布。
试作出该载荷条件下的浮力曲线、载荷曲线、静水剪力和弯矩曲线,并求出最大剪力与最大弯矩值。
4、某箱形船,长100m 、宽18m ,在淡水中正浮时吃水为5m 。
假定船体质量沿船长均匀分布。
将一个150t 的载荷加在船中后50m 处的一点上,试画出其载荷、剪力和弯矩曲线,并计算此时船中的变矩值。
5、水线面形状如下图所示的一直壁式船,静置于L z h y π2cos 2=的余弦波上,试计算波谷在船中时的最大静波浪弯矩。
6、若将题1.3的船静置于波高h=0.5m 的余弦波上,试求最大静波浪弯矩。
第二章总纵强度模块1、某型深3.5m 的横骨架式船舶,第一次近似计算船中剖面要素时,参考轴选在基线上1.5m 处,并得到以下各数值(对半剖面):(1)使船底板在第二次计算时的折减系数不小于0.5(肋距为500mm ,每四档肋距设一实肋板),该船底板的最小厚度至少应为多少?(2)剖面上甲板宽度为2m ,舱口旁的甲板厚度为5mm ,舷侧板厚度为6mm 。
若该剖面受到1600kN 剪力的作用,求甲板距中心线4m 处和舷侧板在中和轴处的剪应力。
船舶结构力学习题册
第一章 绪论计算骨架断面惯性矩时的表格算法断面形式构件 名称 构件面积a (cm 2)构件形心距参考轴距离(cm ) ay ay 2构件对其形心的惯性矩i (cm 4) 带板 腹板 面板 … … … … … … … … … … … … / … /ABC水平构件对其形心的惯性矩可以不计。
断面中和轴离参考轴距离 ε=B/A(cm)断面对中和轴的惯性矩 I=C-εB(cm 4)最小断面模数 W min =I/y*max (cm 3)第二章单跨梁的弯曲理论一.初参数法1.用初参数法求两端自由支持在刚性支座上,受均布载荷的梁的挠曲线。
2.用初参数法图2所示受集中力作用的单跨梁的挠曲线方程式。
梁的左端为弹性固定,柔性系数为α=l/(3EI)。
梁的右端为弹性支座,柔性系数为A=l3/(48EI)。
3.两端刚性固定的梁,不受外荷重,当其右支座发生位移△时,求其挠曲线与断面弯矩与剪力。
4用初参数法求图中单跨梁的挠曲线方程式。
5. 图中的双跨梁,试用初参数法解之,求出挠曲线方程式,设弹性支座的柔性系数为A=l3/(3EI)。
6.考虑剪切影响,试导出图中梁的挠曲线方程式及两端的弯矩及剪力,并将结果推广到梁左端与右端分别有位移△i,θi及△j,θj时的情况。
梁的长度为l,断面惯性矩为I,有效抗剪面积为A s。
7. 如图所示变断面梁,用初参数法解之。
图中P=q l,求出挠曲线方程式及P力作用点处的挠度和转角。
8.用初参数法求图所示单跨梁的挠曲线方程式,转角方程式,弯矩方程式,剪力方程式。
推导中可令a=αEI/l (1)求出当α→∞时梁两瑞的转角,进行分析讨论。
(2)求出当α→0时梁左端的转角、弯矩及梁右端的转角,进行分析讨论。
a二.利用弯曲要素表进行计算1.利用弯曲要素表进行计算(1)计算图a中两端刚性固定梁的弯曲要素/(3EI)(2)求图b所示悬臂梁自由端点的挠度和转角。
α=l(3)求图c所示梁的左端弯矩和右端支反力。
船舶结构力学习题答案
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。
船舶强度与结构设计习题集
《船舶强度与结构设计》习题集第一章船体外载荷模块1、空船在重量曲线可用抛物线和矩形之和表示,即把空船重量的一半作为均匀分布,另一半作为二次抛物线分布.如下图所示 .试求证距船中x 处单位长度的重量为:⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2175.05.02)(l x i w x ω (kN/m)式中W ——空船重量,kN;l ——船长的一半,m.2、某长方形货驳和10m ,均匀装载正浮于静水中。
若认为货驳自身质量沿船长均匀分布,此时在货驳中央加10t 集中装载荷。
试画出其载荷、剪力和弯矩曲线,并求出最大剪力和最大弯矩。
3、长方形浮码头,长20m 、宽5m 、深3m,空载时吃 水1m (淡水)。
当中部8m 范围内承受布载荷时,吃水增加到2m 。
假定船体质量沿船长均匀分布。
试作出该载荷条件下的浮力曲线、载荷曲线、静水剪力和弯矩曲线,并求出最大剪力与最大弯矩值。
4、某箱形船,长100m 、宽18m ,在淡水中正浮时吃水为5m 。
假定船体质量沿船长均匀分布。
将一个150t 的载荷加在船中后50m 处的一点上,试画出其载荷、剪力和弯矩曲线,并计算此时船中的变矩值。
5、水线面形状如下图所示的一直壁式船,静置于L z h y π2cos 2=的余弦波上,试计算波谷在船中时的最大静波浪弯矩。
6、若将题1.3的船静置于波高h=0.5m 的余弦波上,试求最大静波浪弯矩。
第二章总纵强度模块1、某型深3.5m 的横骨架式船舶,第一次近似计算船中剖面要素时,参考轴选在基线上1.5m 处,并得到以下各数值(对半剖面):(1)使船底板在第二次计算时的折减系数不小于0.5(肋距为500mm ,每四档肋距设一实肋板),该船底板的最小厚度至少应为多少?(2)剖面上甲板宽度为2m ,舱口旁的甲板厚度为5mm ,舷侧板厚度为6mm 。
若该剖面受到1600kN 剪力的作用,求甲板距中心线4m 处和舷侧板在中和轴处的剪应力。
(完整版)《船舶结构与制图》课习题集
(完整版)《船舶结构与制图》课习题集《船舶结构与制图》课习题集第⼀篇船体结构第⼀章船舶类型思考与练习⼀、简答题1.船舶按其⽤途分为哪些种?1、运输船舶2、⼯程船3、渔业船4、港务船5、海洋调查船6、军⽤船舶7、辅助舰艇。
2.运输船舶有哪些种类?客船、客货船、渡船、杂货船、集装箱船、滚装船、载驳船、驳船、冷藏船、运⽊船、散货船、油船、化学品船、液化⽓船等。
3.杂货船、散货船、集装箱船、油船各有哪些特点?⽤来运输包装、袋装、桶装和箱装的普通杂货、甲板上货仓⼝较⼤,货舱⼝之间配备了完善的起货设备。
前倾型⾸、⽅形尾、机舱布置形式有采⽤中机型、中后机型和尾机型专门运输煤炭、矿砂、⾕物、化肥、⽔泥、钢铁、⽊材等散装货物的船舶。
单层甲板双层底,驾驶室和机舱都在尾部。
货仓⼝更宽,为了便于货物的装卸带有底边舱和顶边舱。
货舱⾥和甲板上堆放规格统⼀的集装箱(甲板要求平)。
舱⼝⼜宽⼜长,甲板较⼩。
多为尾机型,上层建筑较短。
⼤多依靠港⼝的专⽤起货机装卸货物。
防⽕防爆要求⾼、甲板上⽅通常布置有供船员⾏⾛的步桥(下⾯全是管⼦)、油船的油舱多,各舱的容量⼩,防⽌液体晃动设置舱壁、换⼀种产品时,必须进⾏清舱。
4.军⽤船有那些种类?驱逐舰特点是什么?军⽤船舶:航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、布雷舰、登陆舰艇、潜艇、猎潜艇和各种快艇。
航速⾼、续航⼒⼤、耐波性好、战⽃⼒强,具有多种作战能⼒,船体瘦长、常采⽤全通甲板或长⾸楼,直线前倾型⾸柱或⽅型船尾。
5.⾼速船有那些种类?⽔翼艇和⽓垫船的特点是什么?⽔翼艇、⽓垫船、⼩⽔线⾯双体船、⽓翼艇⽔翼艇——在船体下⾯装有⽔翼的⼀种⾼速快艇起飞⽔翼和主⽔翼、隔划式、全、浅侵式、40——60kn⽓垫船——是通过⿎风机把空⽓送到船底下⾯,在船底形成空⽓垫以⽀撑船体重量的⼀种⾼速船。
全升式⽓垫船、侧壁式⽓垫船⼆、选择题1.杂货船通常在两货舱⼝之间布置有。
A.锚设备B.系泊设备C.救⽣设备D.起货设备2.为便于散装货物装卸,散货船货舱区结构设置有。
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船舶结构力学习题集
第一章绪论
思考题
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)因受压过度而丧失稳定性后,会大大减低船体抵抗总弯曲的能力?
3.船舶在航行时为什么会发生扭转现象?船体结构中还有哪些构件在受载后会发生
扭转?
4.应力集中是由什么因素引起的?船体结构中哪些部位会发生应力集中?应力集中
可能导致什么后果?
5.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。
第二章单跨梁的弯曲理论
思考题
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
作用下两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.梁复杂弯曲时的边界条件与梁横弯曲时的边界条件有何不同?它反映了什么问题?
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?
7.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,而梁在复杂弯
曲时,横荷重与轴向力的影响不可分开考虑?
第三章杆件的扭转理论
思考题
1.何谓自由扭转,何谓约束扭转,各有什么特点?
2.非圆断面的自由扭转有什么变形特征?
3.刚周边假定的具体内容如何?它有什么作用?
4.何谓剪流?何谓布雷特公式?何谓环流方程式?
5.多闭室断面杆件的自由扭转惯性矩如何计算?
6.杆件在约束扭转时有哪几种应力成份?为什么会出现翘曲正应力?
7.薄壁圆管在自由扭转时,平行于管纵轴的截面上是否有剪应力存在?如果有,它
会不会使薄壁圆管绕垂直于纵轴转动?
第四章力法
思考题
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.用力法计算某些支座有限定位移的连续梁或平面刚架时应注意什么问题?
4.刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别?
5.仅有肋骨组成的横骨架式船侧板架,为提高其强度,加设一根船侧纵桁。
试从板
架两向梁之间的相互关系分析,是否恰当?
6.如果一根交叉构件板架中有一根主向梁的尺寸或固定情况与其余的不相同,应如
何计算?此时交叉构件将是怎样的弹性基础梁?
第五章位移法
思考题
1.试举例说明位移法的基本原理。
2.位移法的基本结构是什么样的结构?
3.何谓“结构的动不定次数”?如何决定位移法中的基本未知数?
4.根据位移法的基本原理,试举例写出节点有集中力或集中弯矩的平衡方程式,列
出弹性支座处或开口端为弹性固定端处的节点力平衡方程式。
5.与力法相比,位移法有何优点与缺点?
6.在位移法计算中,刚架或连续梁的开口端是否一定要刚性固定住?如果不需要,
试导出相应的由转角引起的杆端弯矩的关系式。
第六章能量法
思考题
1.一梁上同时受到两个集中力时,应变能可否分别计算每一力作用时的应变能再相
加,为什么?一杆系结构承受拉(压)、弯曲、剪切与扭转四种载荷时,应变能可否分别计算每一种载荷作用时的应变能再相加,为什么?
2.何谓应变能,何谓余能,有何区别?
3.何谓体系总位能、力函数?
4.为什么李兹法的基函数只要求满足结构的位移边界条件?
5.李兹法能否用于非线性体系?
6.在利用位能驻值原理求解具有弹性支座及弹性固定端约束问题时:为什么在超静
定结构时不能将支座去掉代之以支座反力并计入在力函数内?
7.李兹法求出的总位能总是大于等于实际结构的总位能?
8.迦僚金法与李兹法的主要差别有哪些?
9.试说明虚位移原理与虚力原理两者的区别。
10.“虚位移原理代表了结构体系的静力边界条件和内部协调条件”此论断正确吗?
11.“虚力原理代表了结构体系的位移边界条件及内部协调条件”此论断正确吗?
12.作为位能驻值原理的近似解法,李兹法和迦僚金法算出的结果是否总是近似解?
13.应用能量法时,线性体系与非线性体系的差别是什么?第七章矩阵法
思考题
1.何谓节点自由度、杆元的杆端力及节点外载荷?
2.何谓单元刚度矩阵?它们的阶数是由什么决定的?
3.由单元刚度矩阵组成结构刚度矩阵的物理意义是什么?当组集总刚度矩阵时可遵
循的规律是什么?
4.矩阵法中为什么要进行约束处理?
5.根据什么原则划分杆系结构中的节点、杆单元及确定节点编号?
6.怎样理解“节点位移和端点力一一对应”?为什么矩阵法中节点位移和端点力的
排列次序一经确定就不要改变了?为什么要建立结构坐标系和杆元局部坐标系两套坐标系统?
7.总刚度方程是什么性质的方程?在求出节点位移后,如何求未知的支座反力?
8.矩阵法中对“结构对称,载荷对称”的结构如何处理?对位于对称面上的结构件及弹性
支座应如何处理?对计算结果又应如何处理?第八章平面应力问题的有限元法思考题
1.何谓平面应力问题,船体结构计算中有哪些问题可以简化为平面应力问题处理?
2.位移函数为线性的三角形单元和矩形单元各有哪些主要特点?试比较其优缺点。
3.怎样把平面应力单元边上的分布外载荷化为等效节点载荷,等效节点载荷与位移
函数是否有关?
4.求出节点位移后应如何计算支座反力?
5.有限元法和矩阵法有哪些相同点和不同点?
6.怎样由单元刚度矩阵合成总刚度矩阵?总刚度矩阵中每个元素的物理意义是什么?
7.总刚度矩阵有什么特点?研究总刚度矩阵的特点有什么用处?
第九章矩形板的弯曲理论
思考题
1.何谓刚性板,何谓柔性板,何谓正交异性板?
2.刚性板弯曲的基本假定是什么?与梁弯曲时的基本假定相比有何异同?
3.试述板弯曲问题的受力和变形特征,船体结构计算中哪些问题可化为板的弯曲问
题求解?
4.在什么条件下发生板的筒形弯曲,其受力和变形有何特征?板条梁与普通梁有何异同?
5.船体板在筒形弯曲时如受有外加中面力,是否一定要考虑中面力对板弯曲要素的
影响?如果板边不可趋近是否一定要考虑大挠度弯曲产生的中面力对板弯曲要素的影响?
6.板的边界条件与梁的边界条件写法有何异同?为什么在板的自由边缘要导出剪、
扭合一的边界条件?
7.船体板的弯曲一般来说为什么可以视为四周为刚性固定的刚性板?四周为刚性固
定的矩形板可以用什么方法求解?精确性如何?
8.船舶双层底结构作为结构上的正交异性板计算时作了哪些假定?这些假定用在推
导过程中有什么作用?
9.为什么说矩形板单元是非协调元,它与所取的位移函数有没有关系?
第十章杆及板的稳定性
思考题
1.何谓结构的稳定性问题?为什么说“失稳”也是一种破坏形式?
2.船体结构中主要考虑哪些构件的稳定性问题?
3.试比较结构的临界应力或临界荷重,结构在弯曲时断面上的正应力,梁弯曲时的
极限荷重的意义,它们分别有什么特点?
4.何谓杆件的欧拉力?它与杆件的临界力有什么区别 ?
5.增加或减少杆端的约束刚度,对压杆的折算长度和欧拉力值有何影响?
6.为什么在结构失稳时只能求出失稳的临界载荷和失稳时的形态,而不能确定失稳
时的变形值?
7.何谓压杆的非弹性稳定性问题,工程上可以用哪些方法解决这一问题?
8.根据压杆和板稳定性的计算公式,试分析它们的临界应力各与哪些因素有关,为什么?
9.在船体结构中为什么高强度钢的采用增加了结构构件失稳的可能性?采用高强度
钢时如何处理强度与稳定性的矛盾?
10.在甲板板架的稳定性计算中,何谓横梁的临界刚度?如果横梁已达到临界刚度,
提高甲板板架的稳定性有何办法?
11.用李兹法计算杆或板的临界载荷时应注意什么问题?求得的临界载荷与精确值相比总
是偏大还是总是偏小,为什么?
12.如何判别甲板板架失稳时是属于弹性失稳还是属于非弹性失稳?计算甲板板架临
界应力的“试算法”含义及步骤如何?
13.为什么船体板在失稳后还能继续承载?板在受压时的极限荷重是如何定义的?
14.何谓板失稳后的“有效宽度” 和“折减系数” ?何谓“刚性构件” 板
板?和“柔性构件”。