船舶结构力学概念题习题集

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？