《连续介质力学》期末复习提纲--弹性力学部分.docx
〈连续介质力学〉期末复习提纲一弹性力学部分
1、自由指标与哑指标判别（★）
2、自由指标与哑指标的取值范围约定
3、自由指标与哑指标规则
4> Einstein 求和约定（★）
5、Kronecker-delta 符号（★）
、、, f 0, i j
定乂：廿
性质:(1) §ij= Eji
(2)e f -e)= %
(3)戈=久+爲2+爲3=3
(6) S ik5kj=S ij
6、Ricci符号（置换符号或排列符号）（★）
1,北为1,2,3的偶排列
定义:e..k = -1, ■从为1,2,3的奇排列
0, 门，舛任两个相等
性质：(1) e ijk = e jki = e kij = -e Jik = -e ikj = -e kji
(2)弓23 =幺23] =?】2 =1
(3)弓32=?2I =勺口=_1
⑷e^ej=e ijk e k
(5) (axb)k = egbj, a、b为向量
7、％与爲的关系（★）
魯i詁0 § ZQ
8、坐标变换（★）
向量情形：
旧坐标系： ox [兀込尹丘，仔，￡ 新坐标系： 州兀姿戸心乙列 变换系数： e[?e 尸（3 坐标变换关系：
X ，
i - 0ijXj x t = 0jXj
0厂（角）T
矩阵形式为：
011 012 013
011 0
】2
013
X * = 021 022 023
兀2
或[耳,兀;,堪]=[西，兀2,兀
021 022 023
A.几 2 A.3_
_^3_
.031 032 033.
011 012 013 A
011 012 013 兀2 — 021
022 023
%； 或[西，吃，兀3] =
[X ，%；，兀；]
021 022 023
_031 032
033 _
.031
032
033.
张量情形
入芋与A“?是两个二阶张量，角是坐标变换系数矩阵，则有
気=炕0“九
矩阵形式为[匍=[0]|? ]|> ]，其中[A J=[A ]T （★）
9、 张量的基本代数运算
（1） 张量的相等
（2） 张量的加减法 （3） 张量的乘积
（4） 张量的缩并 （5） 张量的内积（★）
（6） 张量的商法则 10、 几中特殊形式的张量
（1） 零张量 （2） 单位张量
（3） 转置张量
（4） 逆张量
（5） 正交张量
（6） 二阶对称张量与二阶反对称张量（★）
=*（每+心）+*（州一％）
对称部分
反对称部分
若％?为对称二阶张量，则勺辺=0
（7） 球张量与偏张量
Ay = | A
kk S
ij +（4/_| A3j ）
球张虽 偏怅虽
（8） 各向同性张量
a. 零阶各向同性张量形式：标量
b. 一阶各向同性张量形式：零向量
c. 二阶各向同性张量形式：傀=呱,o 为任意标量
d. 三阶各向同性张量形式：B ijk =/3e ijk . 0为任意标量
e. 四阶各向同性张量形式：C 购=2第爲+“@易+爲务）, 11、二阶对称张量的特征值与特征向量（★）
特征值久与特征向量"所满足的方程组：（★）
（片一 A ）/2] + T ]2n 2 + 7j 3n 3 = 0
（场-鸥）? = 0 O ?q + （乓 _ 小2 + T
23n
3 = ° ?
7^]M| 4- 7^2^2 + （可3 —几）斤3 = °
计算特征值2的方程：（★）
计算特征向量"的方程：（★）
（T f - A ）2 -f-T 耳 2十丁 n
O （
（￡?厂久5莎=■ 卩十7（ -2A n ）+T n 巧宅
=1
J 芯卩 t T 如+2/ -么"=P
第I 、II 与III 不变量的直接计算公式：（★）
2、“为常数（★）
7]厂几
忆?一鸥 | = 0o T 2l
1 =T U =T XX +T 2
2 +T 3
3 II
⑺血-7；再)胡禺2 + T 22T 33 +石/厂莖一泾一兀
III = det(7? )=人［石2召3 +久2呂3石I +刁3石禺2 - ”禺3巧2 -久2厶石3 -刁3石2石1
利用三个特征向量计算三个不变量的公式：(★)
I =厶=入+入+入
III = det?)=人人入
12、张量分析简介
(1) Hamilton 微分算子V (★)
笛卡尔坐标系屮，V 的定义为
若比为标量函数，则梯度:
若“为矢量函数，则散度:
若比为矢量函数，则旋度:
设U 为标量函数，43为矢量函数，C 为常矢量，则有
① V-(wC) = VwC ② N x(wC) = VwxC
③ ▽?G4xB) = B ?(VxA) — A(VxB) ④ V-(Vw) = V 2w ⑤ (V-V)A = V 2A
@Vx(Vw) = 0
⑦ V-(VxA) = 0
V 2
a 2 a 2
⑧ V X(V X A)=V(V-A)-V2A
(2)Laplace微分算子与Hamilton微分算子的关系
在笛卡尔坐标系屮，Laplace微分算子定义为：△ = 2 +厶+ 2_
ox2 ox^ Laplace微分算子与Hamilton微分算子的关系:
v 2
=v-v =
d 2 d d d —
e x H H = —7 H r 讥' dx 2 2 dx 3 3
a?九2
a 2 a 2 7 H -- = A dx^ dx ； dx 3
（3）三矢量的混合积及其几何意义（★）
对于如下的三个矢量
A = A 】弓 + A 2e 2 + A 3e 3
B — + ^2^2 + B3E
C = C|^| + G 匕 +
4?(BxC) = A B\ c, c
A 2
B2
上述混合积的几何意义是: 三矢量的混合积A （BxC ）表示以|A |>
\B \. |c|为棱的
平行六面体的体积。
（4）散度定理（★）
某一矢量散度的体积分等丁 ?该矢量穿过该体积封闭表面的总通量。
设空间区域V 具有分片光滑的封闭边界面S, n = n&为S 的外法向单位向量，向 量场u （x.t ）在V 内具有连续的偏导数，则高斯散度定理为
￡ V ? udV = % ° ndS
—弹性体运动与变形基本理询
1、 内力与外力（★）
2、 应力与应变（★）
3、 轴向应变与横向应变（★）
4、 正应力与剪应力（★）
5、 体积膨胀率或体积应变（★）
6、 杨氏模量（弹性模量）、泊松比、体积模量与剪切模量（★） a d
——e x H - s + 为 Sx ~
7、 弹性波、波速及波阵面 8、 纵波、横波、体波与面波
9、 弹性动力学基本假设及其数学物理含义（★）
18、 过一点的两线元变形前后夹角的变化（假设单位向量为n = n i e i , n = n i e i ）
变形前夹角余弦：cos a = qq 变形后夹角余弦：
cos a = 2q qj?, + （1 _ w _ €）叫叫=le^n. + （1—w —w ） cos a
J
J
J
J
19、 小变形应变张量的几何解释（★） 20、 主应变与应变不变量（★）
（1） 主应变与主方向的概念
（2） 主应变与应变不变量的计算
10、 弹性体运动与变形的一般数学描述 11、 质点的速度与加速度表达式
12、 G reen 应变张量
(a
13、 小变形情形的应变张量（★）
e
U 1 ( du t 8Uj = ------ +—-
2l dx j dx
U
iJ + U j,i)
14、 小变形位移场的分解
讷Q
，= u i H
申 cqjdx)+ e
-dx
15、 小变形情形的转动张量（★）
_ 1 8u i duj
2\ dXj dx {
\ J 1
U
iJ ~ U jJ
16、 小变形情形的转动向量（★）
\
宀 1 die
?=亍5弼或 ?=空5莎
17、 正应变及其计算（★）
主应变弓与主方向〃所满足的方程组：（★）
0] - e ） q+ e 12n-^ e t
（勺厂妙亍°02《卩+ （纟2一 P P+纟3
勺"古 e
3^
e
^3）e
Z
K
计算主应变弓的方程：（★）
e
ll ~e
e i
f —e% =0 o e 2l
e
3\
计算主方向〃的方程：（★）
应变张量第I 、II 与Ill 不变量的直接计算公式：（★）
I =色=印+幺22+幺33
11=亍（◎勺_旬旬）=片向2 +勺2幺33 +幺33勺1 _必_幺;3 _勺；
III = det （勺）=弓］丘22*33 +*12*23*31 + 弓 3*2】勺2 —弓 1*23*32 —弓 2*21*33 —弓
3*22*31
利用三个主应变计算三个不变量的公式：（★）
HI = det （勺）=弓幺2幺3
21、 相容性条件的物理意义（★） 22、 如何由应变场通过积分方法求解位移场 23、 应变球张量与应变偏张量
三、应力分析基本理论
1、 体力与面力
2、 Cauchy 应力原理
3、 应力向量
应力向量：t （n.x.t ） = -（71, x, t ）e （ 正应力：r n =t -n =-叫
e
i2
e
i3
*22 _ e
*23
纟32 勺3 — °
=0
I 二弓+勺+勺
剪应力
4、 应力张量? （★）
5、 C auchy 应力公式（★）
应力向量：t t = T ij n j 止应力：r n =
6、 运动微分方程与边界条件
（1） 运动微分方程（★）: +pfj= pUi
（2） 平衡微分方程（★）: r.（jj +pf.=O
（3） 剪应力互等定理（★人r.. = r.. （4） 应力边界条件
应力边界值为：t i = r.
7、 主应力及应力不变量（★）
（1） 主平面、主方向与主应力 （2） 主应力与主方向的计算（★）
主应力7■与主方向〃所满足的方程组：（★）
（耳厂〃 ]+厂“左「厲3$
（T..- T 3^1 亍 Ou>2卬2| +（爲2 一血 2 + 珂 3 *
计算主应力&的方程：（★）
计算主方向〃的方程：（★）
（斤]一厂）2）i-r 力+歹n
n 亿厂r 弟亍?。卩
卩古巩厂工刃）+歹方
= 1（ fT 冬 2+2$ 一 #3” =
应力张量第I 、II 与III 不变量的直接计算公式：（★）
II =
二訐jj - T ij r
ij^ ~ r n r
22 r
22r
33 + 厂33巧 1 一「12 — T
23 ~ T
\3
T
2 1 T 22T
—T S- = 0
<=>
I 3
2
III= det(r^.)=斤&22 厂33 + r i2r23r3l + 可 3 厂21^32 —可1^23^32 —右2^21「33 — ^13^22^31 利用三个主应力计算三个不变量的公式：(★)
I=r..=r,+r2 + r3
II=?■苗2+55+
III= det(r^) = ^^7-3
(3)主应力的性质
8、应力球张量与应力偏张量
1、数学预备：功与应变能
动能密度：k = -pu i u i(★)
Green 公式:r.. =
2、各向同性线弹性体的广义胡克定律(本构方程)
(1)广义胡克定律的一般形式：s=Gjk&j
(2)各向同性线弹性体(或理想弹性体)的广义胡克定律(★)
应变表示应力：Tg=入眦)+ 2“勺，& =骸
，丄厂如——8..
应力表示应变:
"2“ y2“(32 + 2“)"
体积膨胀率与应力的关系：e =—；—r,
3/1 + 2“
(3)线弹性体的应变能密度(★): W=|r.e..
(4)各向同性线弹性体的应变能密度函数(★人W = -W2+/.ie.e..
(5)物理常数E、I/、G、R与拉梅常数2、“之间的关系
“(32+ 2“ A - Ev
E = ------ -, v = -------------- , X = -------------------
2 +“2(2 + “)(l + v)(l-2v)
E 小. 32 + 2/z E
//= , C J — JLl K ——
2（” 3 3（1 - 2v）（6）各弹性参数的取值范围
实际地球岩石的泊松比“ = 0.25 ,通常称为泊松材料。UT O.5
时，材料成为不可压缩体。
3、各向异性体的广义胡克定律
（1）极端各向异性体
a.极端各向异性体的特征（★）
b.极端各向异性体的广义胡克定律
（2）止交各向异性体
a.弹性对称面与弹性主方向
b.正交各向异性体的特征（★）
c.正交各向异性体的广义胡克定律
（3）横向各向同性体
a.各向同性面
b.横向各向同性体的特征（★）
c.横向各向同性体的广义胡克定律
1、线弹性动力学基本方程（★）
（1）运动微分方程（或平衡微分方程）
Gj 卞Pf 〒pu或% +Q/； =0
（2）儿何方程（应变■位移关系）
1（ du；
=*（坷j+u“）
du.
e n = ---- +—-
2（dXj dx i
（3）本构方程（应力■应变关系）
知=2〃毋2弘，&=弘
e. = —r.. ------- --------- 8
"2“ " ②（％+位为
2、边界条件与初始条件（定解条件）
（1）边界条件
位移边界条件: 应力边界条件：r ij n j =[
（2）初始条件
位移初始条件:u f = u i{ 0） 速度初始条件:比=%）
3、线弹性动力学问题的提法
（1）用位移场表示的运动微分方程（★） a.标量形式的Navier 方程
叫 JJ + （几+心“+pfi = p^i
b.矢量形式的Navier 方程（★）
其中，q 为纵波相速度，a 》为横波相速度。
（2） 边界条件的处理
（3） 线弹性动力学定解问题的提法
5、二维运动问题
6、能量密度与能通量密度向量及其物理含义（★）
能量密度：（★）
1 1 ￡ — — r T — puii-
2 J J
2 能通量密度向量：（★）
则有
//V 2
w # 兄 +》p 切）.pf
（2+2 〃 vw ）卫 y x 耐 S + 2/P
< P 丿 V （Vw ）-- x （V
P
d 2
u
d 2
u
M 4
7
dr
d 2
u c I 2
V （V.W ）-4Vx （Vx W ） + / &2
弹性力学教学大纲
课程编号：05z8514 弹性力学Theory of Elasticity 学分学时：3/48 先修课程: 高等数学；线性代数；理论力学；材料力学 一、课程教学目标 《弹性力学》是航空、航天结构强度和力学专业的重要专业基础课程，是固体力学的一个分支。主要研究弹性体受外力作用或温度改变等原因而产生的应力、位移和变形。弹性力学的任务是分析各种结构或其构件在弹性阶段的应力和位移，校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性，并寻求或改进它们的计算方法。本课程的主要研究对象为非杆状结构，如板、壳以及其它实体结构。通过本课程的学习可为进一步学习力学类和相关工程类的后续课程打下坚实的力学基础。 二、教学内容及基本要求 1. 绪论（2学时） 弹性力学的发展史；研究内容；基本假设；矢量、张量基本知识。 2. 应力理论（4学时） 内力和应力；斜面应力公式；应力分量转换公式；主应力、应力不变量；最大剪应力；应力偏量；平衡微分方程。 3. 应变理论（4学时） 位移和变形；几何方程；转动张量；主应变和应变不变量；变形协调方程；位移场的单值条件；由应变求位移。 4. 本构关系（2学时） 热力学定律与应变能；本构关系；具有弹性对称面的弹性材料的本构关系；各向同性弹性材料的弹性常数；各向同性弹性材料的应变能密度 5. 弹性理论的建立与一般原理（4学时） 弹性力学基本方程和边界条件；位移解法和拉梅方程；应力解法与变形协调方程；叠加原理；解的唯一性原理；圣维南原理。 6.柱形杆问题（4学时） 圣维南问题；柱形扭转问题的基本解法；反逆法与半逆法，扭转问题解例；薄膜比拟；*柱形杆的一般弯曲。 7.平面问题（12学时） 平面问题及其分类；平面问题的基本解法；应力函数的性质；直角坐标解例（矩形梁的纯弯曲、简支梁受均布载荷和任意分布载荷）；极坐标中的平面问题基本方程；轴对称问题（均匀圆筒或圆环、纯弯的曲梁、压力隧洞）；非轴对称问题（小圆孔应力集中、楔体问题）；关于解和解法的讨论。 8. 空间问题（2学时） 基本方程及求解方法；空间轴对称和球对称问题的基本方程；半空间体受重力及均布压力；半空间体在边界上受法向集中力；空心球受内压作用问题。 9．能量原理与变分法（6学时） 弹性体的变形比能与形变势能；变分法；位移变分方程；位移变分法；位移变分法应用于平面问题；应力变分方程与极小余能原理；应力变分法；应力变分法应用于平面问题；应力变分法应用于扭转问题。 10．复变函数解法或薄板弯曲（4学时）
2011年期末考试试卷(A答案)—弹性力学
,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学2011年期末考试试卷（A）卷 《弹性力学》 1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 所有答案请直接答在答题纸上； ．考试形式：闭卷； 20分） 、五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途？(10分) 答：1、连续性假定：引用这一假定后，物体中的应力、应变和位移等物理量就可以看成是连续的，因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。 (2分) 2、完全弹性假定：引用这一完全弹性的假定还包含形变与形变引起的正应力成正比的含义， 亦即二者成线性的关系，符合胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程。（4分） 3、均匀性假定：在该假定下，所研究的物体内部各点的物理性质显然都是相同的。因此， 反映这些物理性质的弹性常数（如弹性模量E和泊松比μ等）就不随位置坐标而变化。 （6分） 4、各向同性假定：所谓“各向同性”是指物体的物理性质在各个方向上都是相同的。进一步 地说，就是物体的弹性常数也不随方向而变化。（8分） 5、小变形假定：我们研究物体受力后的平衡问题时，不用考虑物体尺寸的改变而仍然按照 原来的尺寸和形状进行计算。同时，在研究物体的变形和位移时，可以将他们的二次幂或乘积略去不计，使得弹性力学中的微分方程都简化为线性微分方程。 在上述假定下，弹性力学问题都化为线性问题，从而可以应用叠加原理。（10分）2、试分析简支梁受均布荷载时，平面截面假设是否成立？（5分） 解：弹性力学解答和材料力学解答的差别，是由于各自解法不同。简言之，弹性力学的解法，是严格考虑区域内的平衡微分方程，几何方程和物理方程，以及边界上的边界条件而求解的，因而得出的解答是比较精确的。而在材料力学中没有严格考虑上述条件，因而得出的是近似解答。例如，材料力学中引用了平面假设而简化了几何关系，但这个假设对一般的梁是近似的。所以，严格来说，不成立。 3、为什么在主要边界（占边界绝大部分）上必须满足精确的应力边界条件，教材中式（2-15），而在次要边界（占边界很小部分）上可以应用圣维南原理，用三个积分的应力边界条件（即主矢量、主矩的条件）来代替？如果在主要边界上用三个积分的应力边界条件代替教材中式（2-15），将会发生什么问题？（5分） 解：弹性力学问题属于数学物理方程中的边值问题，而要边界条件完全得到满足，往往遇到很大的困难。这时，圣维南原理可为简化局部边界上的应力边界条件提供很大的方便。将物体一小部分边界上的面力换成分布不同，但静力等效的面力（主矢、主矩均相同），只影响近处的应力分布，对远处的应力影响可以忽略不计。如果在占边界绝大部分的主要边界上用三个应力边界条件来代替精确的边界条件。教材中式（2-15），就会影响大部分区域的应力分布，会使问题的解答具有的近似性。 三、计算题（80分） 2.1 已知薄板有下列形变关系：, , ,2 3Dy C By Axy xy y x - = = =γ ε ε式中A,B,C,D皆为常数，试检查在形变过程中是否符合连续条件，若满足并列出应力分量表达式。（10分） 1、相容条件： 将形变分量带入形变协调方程（相容方程）
弹性力学重点(适合入门)
1．试简述力学中的圣维南原理，并说明它在弹性力学分析中的作用。 圣维南原理：如果物体的一小部分边界上的面力变换为分布不同但静力等效的面力（主矢与主矩相同），则近处的应力分布将有显著的改变，但远处的应力所受影响可以忽略不计。作用：（1）将次要边界上复杂的面力（集中力、集中力偶等）作分布的面力代替。 （2）将次要的位移边界条件转化为应力边界条件处理 2 （8分）弹性力学中引用了哪五个基本假定？五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途？ 答：弹性力学中主要引用的五个基本假定及各假定用途为：（答出标注的内容即可给满分）1）连续性假定：引用这一假定后，物体中的应力、应变和位移等物理量就可看成是连续的，因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。 2）完全弹性假定：这一假定包含应力与应变成正比的含义，亦即二者呈线性关系，复合胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程。 3）均匀性假定：在该假定下，所研究的物体内部各点的物理性质显然都是相同的。因此，反应这些物理性质的弹性常数（如弹性模量E和泊松比μ等）就不随位置坐标而变化。4）各向同性假定：各向同性是指物体的物理性质在各个方向上都是相同的，也就是说，物体的弹性常数也不随方向变化。 5）小变形假定：研究物体受力后的平衡问题时，不用考虑物体尺寸的改变，而仍然按照原来的尺寸和形状进行计算。同时，在研究物体的变形和位移时，可以将它们的二次幂或乘积略去不计，使得弹性力学的微分方程都简化为线性微分方程。 3 （8分）弹性力学平面问题包括哪两类问题？分别对应哪类弹性体？两类平面问题各有哪些特 答：弹性力学平面问题包括平面应力问题和平面应变问题两类，两类问题分别对应的弹性体和特征分别为： 平面应力问题：所对应的弹性体主要为等厚薄板，其特征是：面力、体力的作用面平行于xy平面，外力沿板厚均匀分布，只有平面应力分量xσ,yσ,xyτ存在，且仅为x,y的函数。平面应变问题：所对应的弹性体主要为长截面柱体，其特征为：面力、体力的作用面平行于xy平面，外力沿z轴无变化，只有平面应变分量xε,yε,xyγ存在，且仅为x,y的函数。4简述按应力求解平面问题时的逆解法。 所谓逆解法，就是先设定各种形式的、满足相容方程的应力函数；并由应力分量与应力函数之间的关系求得应力分量；然后再根据应力边界条件和弹性体的边界形状，看这些应力分量对应于边界上什么样的面力，从而可以得知所选取的应力函数可以解决的问题。 5有限元分析的解题步骤。 答：（1）力学模型的确定；（2）结构的离散化；（3）计算载荷的等效节点力；（4）计算各单元的刚度矩阵；（5）组集整体刚度矩阵；（6）施加便捷约束条件;(7)求解降阶的有限元基本方程；（8）求解单元应力；（9）计算结果的输出 7逆解法： 设定各种形式的、满足相容方程的应力函数， 求出应力分量后，根据应力边界条件判断该应力函数能解决什么问题。 8半逆解法： 针对所求问题，假定部分或全部应力分量的函数形式、从而推出应力函数的形式。然后代入相容方程，求出应力函数的具体表达式。最后求出应力分量，并考虑这些应力分量是否满足全部应力边界条件及多连体中的位移单值条件 9圣维南(Saint Venant)原理：
天大《弹性理论》教学计划
主 题： 《弹性理论》课程教学大纲 学习时间：整学期 内 容： 《弹性理论》教学大纲 英文名称：A Concise Course in Elasticity 课程类型：学科基础课 适用对象：高等职业教育、高等技术教育、高等教育自学考试、大学工程管理类、土木工程、工程力学等专业学生 建议教材及参考书： 《弹性力学简明教程》 徐芝纶编著。高等教育出版社（第三版） 一、课程的性质、目的和任务 1．课程性质 《弹性理论》是土木工程、水利工程等专业的一门必要的专业基础课。本课程的任务是在理论力学和材料力学等课程的基础上，学习和掌握弹性力学的基本概念、基本方程和基本解法，了解弹性力学的一些问题的基本解答及解决工程实际问题的数值解法。 2．课程的任务 《弹性理论》是土木工程、水利工程等专业的一门必要的专业基础课。本课程的任务是在理论力学和材料力学等课程的基础上，学习和掌握弹性力学的基本概念、基本方程和基本解法，了解弹性力学的一些问题的基本解答及解决工程实际问题的数值解法。通过本课程学习能够进一步理解体力、面力、应力、应变和位移的基本概念，了解弹性力学的基本假定。掌握平面应力问题和平面应变问题的特点，熟悉弹性力学平面问题的基本方程，能正确地列出边界条件，能正确地应用圣维南原理。掌握按应力求解和按位移求解的思路和方法。理解平面问题逆解法和半逆解法的基本思路。通过实例，理解位移单值条件和孔边应力集中等概念。理解变形体虚位移原理，通过平面问题常应变三角形单元的分析，初步掌握有限元法的基本原理及计算步骤。了解空间问题的基本方程和边界条件。同时提高分析能力对工程实际中的弹性力学问题，能够区分空间问题和平面问题，对简单平面问题能建立合理的计算模型。演算能力：(1)能够确定艾雷应力函数中未知部分，计算应力、应变和位移。(2)具有用有限元法计算简单的平面问题的初步能力。 自学能力：(1)具有进一步学习弹性力学其它内容的能力。(2)具有查
弹性力学期末考试复习
弹性力学2005 期末考试复习资料 一、简答题 1．试写出弹性力学平面问题的基本方程，它们揭示的是那些物理量之间的相互关系在应用这些方程时，应注意些什么问题 答：平面问题中的平衡微分方程：揭示的是应力分量与体力分量间的相互关系。应注意两个微分方程中包含着三个未知函数σx、σy、τxy=τyx ，因此，决定应力分量的问题是超静定的，还必须考虑形变和位移，才能解决问题。 平面问题的几何方程: 揭示的是形变分量与位移分量间的相互关系。应注意当物体的位移分量完全确定时，形变量即完全确定。反之，当形变分量完全确定时，位移分量却不能完全确定。 平面问题中的物理方程：揭示的是形变分量与应力分量间的相互关系。应注意平面应力问题和平面应变问题物理方程的转换关系。 2．按照边界条件的不同，弹性力学问题分为那几类边界问题试作简要说明。 答：按照边界条件的不同，弹性力学问题分为位移边界问题、应力边界问题和 混合边界问题。
位移边界问题是指物体在全部边界上的位移分量是已知的，也就是位移的边界值是边界上坐标的已知函数。 应力边界问题中，物体在全部边界上所受的面力是已知的，即面力分量在边界上所有各点都是坐标的已知函数。 混合边界问题中，物体的一部分边界具有已知位移，因而具有位移边界条件;另一部分边界则具有应力边界条件。 3．弹性体任意一点的应力状态由几个应力分量决定试将它们写出。如何确定它们的正负号 答：弹性体任意一点的应力状态由6个应力分量决定，它们是：?x、?y、?z、?xy、?yz、、?zx。正面上的应力以沿坐标轴正方向为正，沿坐标轴负方向为负。负面上的应力以沿坐标轴负方向为正，沿坐标轴正方向为负。 4．在推导弹性力学基本方程时，采用了那些基本假定什么是“理想弹性体”试举例说明。答：答：在推导弹性力学基本方程时，采用了以下基本假定： （1）假定物体是连续的。 （2）假定物体是完全弹性的。 （3）假定物体是均匀的。 （4）假定物体是各向同性的。 （5）假定位移和变形是微小的。 符合（1）~（4）条假定的物体称为“理想弹性体”。一般混凝土构件、一般土质地基可近似视为“理想弹性体”。 5．什么叫平面应力问题什么叫平面应变问题各举一个工程中的实例。 答：平面应力问题是指很薄的等厚度薄板只在板边上受有平行于板面并且不沿厚度变化的面力，同时体力也平行于板面并且不沿厚度变化。如工程中的深梁以及平板坝的平板 支墩就属于此类。 平面应变问题是指很长的柱型体，它的横截面在柱面上受有平行于横截面而且不沿长 度变化的面力，同时体力也平行于横截面而且也不沿长度变化，即内在因素和外来作 用都不沿长度而变化。 6．在弹性力学里分析问题，要从几方面考虑各方面反映的是那些变量间的关系 答：在弹性力学利分析问题，要从3方面来考虑：静力学方面、几何学方面、物理学方面。 平面问题的静力学方面主要考虑的是应力分量和体力分量之间的关系也就是平面问 题的平衡微分方程。平面问题的几何学方面主要考虑的是形变分量与位移分量之间的 关系，也就是平面问题中的几何方程。平面问题的物理学方面主要反映的是形变分量与应力分量之间的关系，也就是平面问题中的物理方程。 7．按照边界条件的不同，弹性力学问题分为那几类边界问题试作简要说明 答：按照边界条件的不同，弹性力学问题可分为两类边界问题： （1）平面应力问题：很薄的等厚度板，只在板边上受有平行于板面并且不沿厚度变化的面力。
弹性力学部分简答题
1、简述材料力学和弹性力学在研究对象、研究方法方面的异同点。 在研究对象方面，材料力学基本上只研究杆状构件，也就是长度远大于高度和宽度的构件；而弹性力学除了对杆状构件作进一步的、较精确的分析外，还对非杆状结构，例如板和壳，以及挡土墙、堤坝、地基等实体结构加以研究。 在研究方法方面，材料力学研究杆状构件，除了从静力学、几何学、物理学三方面进行分析以外，大都引用了一些关于构件的形变状态或应力分布的假定，这就大简化了数学推演，但是，得出的解答往往是近似的。弹性力学研究杆状构件，一般都不必引用那些假定，因而得出的结果就比较精确，并且可以用来校核材料力学里得出的近似解答。 2、简述弹性力学的研究方法。 答：在弹性体区域内部，考虑静力学、几何学和物理学三方面条件，分别建立三套方程。即根据微分体的平衡条件，建立平衡微分方程；根据微分线段上形变与位移之间的几何关系，建立几何方程；根据应力与形变之间的物理关系，建立物理方程。此外，在弹性体的边界上还要建立边界条件。在给定面力的边界上，根据边界上微分体的平衡条件，建立应力边界条件；在给定约束的边界上，根据边界上的约束条件建立位移边界条件。求解弹性力学问题，即在边界条件下根据平衡微分方程、几何方程、物理方程求解应力分量、形变分量和位移分量。 3、弹性力学中应力如何表示？正负如何规定？ 答：弹性力学中正应力用σ表示，并加上一个下标字母，表明这个正应力的作用面与作用方向；切应力用τ表示，并加上两个下标字母，前一个字母表明作用面垂直于哪一个坐标轴，后一个字母表明作用方向沿着哪一个坐标轴。并规定作用在正面上的应力以沿坐标轴正方向为正，沿坐标轴负方向为负。相反，作用在负面上的应力以沿坐标轴负方向为正，沿坐标轴正方向为负。 4、简述平面应力问题与平面应变问题的区别。 答：平面应力问题是指很薄的等厚度薄板，只在板边上受有平行于板面并且不沿厚度变化的面力，同时，体力也平行于板面并且不沿厚度变化。对应的应力分量只有x σ，y σ，xy τ。而平面应变问题是指很长的柱形体，在柱面上受有平行于横截面并且不沿长度变化的面力，同时体力也平行于横截面并且不沿长度变化，对应的位移分量只有u 和v 5、简述圣维南原理。 如果把物体的一小部分边界上的面力，变换为分布不同但静力等效的面力（主矢量相同，对于同一点的主矩也相同），那么，近处的应力分布将有显著的改变，但是远处所受的影响可以不计。 6、简述按应力求解平面问题时的逆解法。 答：所谓逆解法，就是先设定各种形式的、满足相容方程的应力函数；并由应力分量与应力函数之间的关系求得应力分量；然后再根据应力边界条件和弹性体的边界形状，看这些应力分量对应于边界上什么样的面力，从而可以得知所选取的应力函数可以解决的问题。 1．试简述力学中的圣维南原理，并说明它在弹性力学分析中的作用。 圣维南原理：如果物体的一小部分边界上的面力变换为分布不同但静力等效的面力（主矢与主矩相同），则近处的应力分布将有显著的改变，但远处的应力所受影响可以忽略不计。
《弹性力学》课程教学大纲
《弹性力学》教学大纲 课程代码：101000151a 课程英文名称：Theory of Elasticity 课程性质：专业选修课 适用专业：土木工程专业 总学时数：30 其中：讲课学时：30 实验学时：0 总学分数：2 编写人：审定人： 一、课程简介 （一）课程教学目的与任务 本课程是土木工程专业限定选修的一门专业基础课。本课程的教学目的，是使学生在理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握弹性力学的基本概念、基本原理和基本方法，了解弹性体简单的计算方法和有关解答，提高分析与计算的能力，为学习有关专业课程打下初步的弹性力学基础。 （二）课程教学的总体要求 1、理解弹性力学的基本假定，进一步理解体力、面力、应力、应变和位移的基本概念，熟悉记号和符号的有关规定。 2、掌握平面应力问题和平面应变问题的特点，熟悉平面问题的基本方程，了解按应力求解平面问题的基本思路和步骤。 3、能正确写出边界条件，能正确理解和应用圣维南原理。 4、通过实例，了解平面问题逆解法和半逆解法的基本思路。 5、通过实例，掌握弹性力学平面问题的极坐标解答。 6、通过实例，理解位移单值条件和孔边应力集中等概念。 7、了解差分法在弹性力学平面问题中的应用。 8、理解有限单元法的基本概念及原理，通过平面问题常应变三角形单元的应用，了解有限单元法的计算步骤。 （三）课程的基本内容 1、绪论 2、平面问题的基本理论 3、平面问题的直角坐标解答 4、平面问题的极坐标解答 5、用差分法解平面问题 6、用有限单元法解平面问题 （四）先修课程及后续课程 先修课程:高等数学、理论力学、材料力学、结构力学
二、课程教学总体安排 （一）学时分配建议表 （二）推荐教材及参考书目 1、教材 徐芝纶.《弹性力学简明教程》（第四版），高等教育出版社，2013年6月。 2、参考书目 （1）王润富.弹性力学简明教程学习指导【M】.北京：高等教育出版社，2004. （2）卓家寿. 弹性力学中的有限元法【M】.北京：高等教育出版社，1987 （3）吴家龙. 弹性力学【M】.北京：高等教育出版社，2001 （4）杨桂通. 弹性力学【M】.北京：高等教育出版社，1998 （5）王建学，徐秉业.弹性力学【M】.北京：清华大学出版社，2007. （6）王敏中, 王炜, 武际可. 弹性力学教程【M】. 北京：北京大学出版社, 2002 （7）陆明万, 罗学富. 弹性理论基础【M】. 北京：清华大学出版社，1990 （三）课程考核方式 1、考核方式 考查 2、成绩构成 考试成绩占80%，平时作业占10%，平时考勤占10%。 三、课程教学内容及基本要求 （一）绪论（1 学时） 1、教学目的 （1）熟练掌握弹性力学的基本假定、体力、面力、应力、应变和位移的基本概念；（2）掌握记号和符号的有关规定。 2、教学重点与难点
材料力学 结构力学 弹性力学 异同点
材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。 包括两大部分：一部分是材料的力学性能的研究，而且也是固体力学其他分支的计算中必不可缺少的依据；另一部分是对杆件进行力学分析。杆件按受力和变形可分为拉杆、压杆、受弯曲的梁和受扭转的轴等几大类。杆中的内力有轴力、剪力、弯矩和扭矩。杆的变形可分为伸长、缩短、挠曲和扭转。在处理具体的杆件问题时，根据材料性质和变形情况的不同，可将问题分为三类： 线弹性问题。在杆变形很小，而且材料服从胡克定律的前提下,对杆列出的所有方程都是线性方程,相应的问题就称为线性问题。对这类问题可使用叠加原理，即为求杆件在多种外力共同作用下的变形(或内力)，可先分别求出各外力单独作用下杆件的变形(或内力)，然后将这些变形（或内力）叠加，从而得到最终结果。 几何非线性问题。若杆件变形较大，就不能在原有几何形状的基础上分析力的平衡，而应在变形后的几何形状的基础上进行分析。这样，力和变形之间就会出现非线性关系，这类问题称为几何非线性问题。 物理非线性问题。在这类问题中，材料内的变形和内力之间（如应变和应力之间）不满足线性关系，即材料不服从胡克定律。在几何非线性问题和物理非线性问题中，叠加原理失效。解决这类问题可利用卡氏第一定理、克罗蒂－恩盖塞定理或采用单位载荷法等。 结构力学它主要研究工程结构受力和传力的规律，以及如何进行结构优化的学科。结构力学研究的内容包括结构的组成规则，结构在各种效应作用下的响应，这些效应包括外力、温度效应、施工误差、支座变形等。主要是内力——轴力、剪力、弯矩、扭矩的计算，位移——线位移、角位移计算，以及结构在动力荷载作用下的动力响应——自振周期、振型的计算。 一般对结构力学可根据其研究性质和对象的不同分为结构静力学、结构动力学、结构稳定理论、结构断裂、疲劳理论和杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论等。 结构静力学是结构力学中首先发展起来的分支，它主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态，以及结构优化问题。静载荷是指不随时间变化的外加载荷，变化较慢的载荷，也可近似地看作静载荷。结构静力学是结构力学其他分支学科的基础。 结构动力学是研究工程结构在动载荷作用下的响应和性能的分支学科。动载荷是指随时间而改变的载荷。在动载荷作用下，结构内部的应力、应变及位移也必然是时间的函数。由于涉及时间因素，结构动力学的研究内容一般比结构静力学复杂的多。 结构稳定理论是研究工程结构稳定性的分支。现代工程中大量使用细长型和薄型结构，如细杆、薄板和薄壳。它们受压时，会在内部应力小于屈服极限的情况下发生失稳(皱损或曲屈)，即结构产生过大的变形，从而降低以至完全丧失承载能力。大变形还会影响结构设计的其他要求，例如影响飞行器的空气动力学性能。结构稳定理论中最重要的内容是确定结构的失稳临界载荷。 弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。在研究
弹性力学期末考试卷A答案
2009 ~ 2010学年第二学期期末考试试卷（A ）卷 一．名词解释（共10分，每小题5分） 1.弹性力学：研究弹性体由于受外力作用或温度改变等原因而发生的应力、应变和位移。 2. 圣维南原理：如果把物体的一小部分边界上的面力，变换为分布不同但静力等效的面力（主矢量相同，对于同一点的主矩也相同），那么近处的应力分布将有显着的改变，但是远处所受的影响可以不计。 二．填空（共20分，每空1分） 1.边界条件表示在边界上位移与约束，或应力与面力之间的关系式，它可以 分为位移边界条件、应力边界条件和混合边界条件。 2.体力是作用于物体体积内的力，以单位体积力来度量，体力分量的量纲为L-2MT-2；面力是 作用于物体表面上力，以单位表面面积上的力度量，面力的量纲为L-1MT-2；体力和面力符号的规定为以沿坐标轴正向为正，属外力；应力是作用于截面单位面积的力，属内力，应力的量纲为L-1MT-2，应力符号的规定为：正面正向、负面负向为正，反之为负。 3.小孔口应力集中现象中有两个特点：一是孔附近的应力高度集中，即孔附近的应力远大于 远处的应力，或远大于无孔时的应力。二是应力集中的局部性，由于孔口存在而引起的应力扰动范围主要集中在距孔边1.5倍孔口尺寸的范围内。 4. 弹性力学中，正面是指外法向方向沿坐标轴正向的面，负面是指外法向方向沿坐标轴负向的面。 5. 利用有限单元法求解弹性力学问题时，简单来说包含结构离散化、单元分析、 整体分析三个主要步骤。 三．绘图题（共10分，每小题5分） 分别绘出图3-1六面体上下左右四个面的正的应力分量和图3-2极坐标下扇面正的应力分量。 图3-1 图3-2 四．简答题（24分） 1.（8分）弹性力学中引用了哪五个基本假定五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途 答：弹性力学中主要引用的五个基本假定及各假定用途为：（答出标注的内容即可给满分） 1）连续性假定：引用这一假定后，物体中的应力、应变和位移等物理量就可看成是连续的，因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。 2）完全弹性假定：这一假定包含应力与应变成正比的含义，亦即二者呈线性关系，复合胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程。 3）均匀性假定：在该假定下，所研究的物体内部各点的物理性质显然都是相同的。因此，反应这些物理性质的弹性常数（如弹性模量E和泊松比μ等）就不随位置坐标而变化。 4）各向同性假定：各向同性是指物体的物理性质在各个方向上都是相同的，也就是说，物体的弹性常数也不随方向变化。 5）小变形假定：研究物体受力后的平衡问题时，不用考虑物体尺寸的改变，而仍然按照原来的尺寸
材料力学教学大纲(土木工程专业2014年)
《材料力学》课程教学大纲 课程英文名称：Mechanics of Materials 课程代码：110000103 课程性质：学科基础课 适用专业：土木工程专业 总学时数：64 其中讲课学时：58 实验学时：6 总学分数：4 编写人：胡玮军审定人：袁文华 一、课程简介 （一）课程教学目的与任务： 本课程的教学目的：要求学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，掌握杆件计算必要的理论知识和比较熟练的计算能力，具有一定的工程问题的分析能力和初步的实验能力。 本课程的教学任务：通过课堂教学和实践性教学环节相结合，强化学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握。要求学生对各种杆件的强度、刚度和压杆稳定性的基本问题能够熟练地分析和计算。以培养学生熟练运用所学知识解决实际问题的能力。 （二）课程教学的总体要求 1、对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2、具有对工程结构物中的部件和物体简化为力学简图的初步能力。 3、能够熟练地分析杆件在拉(压)、扭、弯时的内力，并正确做出相应的内力图。 4、能够熟练分析杆件的应力、位移、进行强度和刚度计算，并会解一次超静定问题。 5、对应力状态理论和强度理论有明确的认识，并能将其应用于变形杆件的强度计算。 6、对压杆的稳定性概念有明确认识，会计算轴向压杆的临界应力，并进行稳定性校核。 7、对能量法的有关基本原理有明确认识，并能熟练掌握一种计算位移的能量方法。 （三）课程的基本内容 研究的主要内容为：材料力学基本概念与假设，轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲时的内力、应力和位移计算，截面几何性质，应力与应变分析，强度理论，组合变形，剪切与连接件的实用计算，压杆稳定，能量法等。 （四）先学课程及后续课程 先学课程：《高等数学》、《大学物理》、《理论力学》；后续课程：《弹性力学》《结构力学》、《钢结构》、《钢筋混凝土结构》。 二、课程教学总体安排 （一）学时分配建议表
同济大学博士弹性力学考试大纲
土木工程学院2006年博士研究生入学考试大纲 考试科目名称土木工程基础力学Ⅰ－弹性力学 考试要求：《弹性力学》是土木学院各2级学科相关专业的重要基础理论课之一，并拟定作为某些专业及研究方向的日校博士研究生的入学考试科目。本着该课程的教学大纲和各研究方向的要求，现给出该课程的日校博士研究生考试范围和题型如下：一、范围1. 应力、应变状态理论：应力和一点的应力状态；斜面应力公式；应力分量的转换；主应力，应力不变量；最大剪应力，八面体剪应力；应力偏量；应力状态的三维莫尔圆；平衡微分方程，应力边界条件等。位移分量和应变分量及两者的关系；主应变，应变不变量；应变协调方程；位移场的单值条件等。2. 本构关系：广义胡克定理；应变能和应变余能；各向同性、异性弹性体；应变能的正定性等。3. 弹性理论的微分提法、解法及一般原理：基本方程的建立；位移解法；应力解法；应力函数解法；迭加原理；解的唯一性；圣维南原理等。4. 弹性力学平面问题的求解：平面问题及其分类；平面问题的基本解法；应力函数的性质；平面问题的直角坐标解答；平面问题的极坐标解答；轴对称问题；非轴对称问题等。5. 柱形杆的扭转：扭转问题的位移解法；扭转问题的应力解法；扭转问题的薄膜比拟法；椭圆截面杆的扭转；厚壁圆筒的扭转；矩形截面杆的扭转；薄壁杆的扭转等。6. 弹性力学问题的变分解法：最小势能原理；最小余能原理；基于最小势能原理的近似计算方法；基于最小余能原理的近似计算方法；弹性力学变分问题的直接解法等。7. 平板的小挠度弯曲问题：薄板弯曲问题的基本方程及边界条件；矩形板的求解；圆板的轴对称弯曲；能量法的应用等。(岩土工程专业不作此项要求)二、题型1. 基本概念分析及其计算题；2. 综合概念分析及其计算题。参考书：1《弹性力学》，吴家龙，高等教育出版社，2004。2.《弹性理论基础》（上、下册），陆明万等，清华大学出版社，2001。
弹性力学期末试卷
华中科技大学土木工程与力学学院 《弹性力学》试卷 2003~2004学年度第一学期 一. 如图所示为两个平面受力体，试写出其应力边界条件。（固定边不考虑） x （a）（b） 二.已知等厚度板沿周边作用着均匀压力σx=σy= - q ，若O点不能移动或转动， 试求板内任意点A(x,y)的位移分量。 q x 三.如图所示简支梁，它仅承受本身的自重，材料的比重为γ, 考察Airy应力函 数：y Dx Cy By y Ax2 3 5 3 2+ + + = ? 1．为使?成为双调和函数，试确定系数A、B、C、D之间的关系； 2．写出本问题的边界条件。并求各系数及应力分量。
四. 如图所示一圆筒，内径为a ，外径为b ，在圆筒内孔紧套装一半径为a 的刚性圆柱体，圆筒的外表面受压力q 的作用，试确定其应力r σ，θσ。 q
五. 如图所示单位厚度楔形体，两侧边承受按 τ=qr 2（q 为常数）分布的剪应力作用。试利用应力函数 θθθφ2cos 4cos ),(4244r b r a r += 求应力分量。 O y qr 2 qr 2 x 六. 设]27 4)3(1[),(22 32 2 a xy x a y x m y x F ---+=，试问它能否作为如图所示高为a 的等边三角形杆的扭转应力函数(扭杆两端所受扭矩为M)？若能，求其应力分 量。 (提示：截面的边界方程是3a x -=，3 323a x y ±= 。) α α
1．是非题（认为该题正确，在括号中打√；该题错误，在括号中打×。）(每小题2分) （1）薄板小挠度弯曲时，体力可以由薄板单位面积内的横向荷载q 来等代。 (√) （2）对于常体力平面问题，若应力函数),(y x ?满足双调和方程02 2 =???，那么由) ,(y x ?确定的应力分量必然满足平衡微分方程。 （√） （3）在求解弹性力学问题时，要谨慎选择逆解法和半逆解法，因为解的方式不同，解的结 果会有所差别。 （×） （4）如果弹性体几何形状是轴对称时，就可以按轴对称问题进行求解。 （×） （5）无论是对于单连通杆还是多连通杆，其载面扭矩均满足如下等式： ??=dxdy y x F M ),(2,其中),(y x F 为扭转应力函数。 （×） （6）应变协调方程的几何意义是：物体在变形前是连续的，变形后也是连续的。 （√） （7）平面应力问题和平面应变问题的应变协调方程相同，但应力协调方程不同。 （√） （8）对于两种介质组成的弹性体，连续性假定不能满足。 (×) （9）位移变分方程等价于以位移表示的平衡微分方程及以位移表示的静力边界条件。（√） （10）三个主应力方向一定是两两垂直的。 (×) 2．填空题（在每题的横线上填写必要的词语，以使该题句意完整。）（共20分，每小题2分） (1)弹性力学是研究弹性体受外界因素作用而产生的 应力、应变和位移 的一门学科。 (2)平面应力问题的几何特征是： 物体在一个方向的尺寸远小于另两个方向的尺寸 。 (3)平衡微分方程则表示物体 内部 的平衡，应力边界条件表示物体 边界 的平衡。 (4) 在通过同一点的所有微分面中，最大正应力所在的平面一定是 主平面 。 (5)弹性力学求解过程中的逆解法和半逆解法的理论基础是： 解的唯一性定律 。 (6)应力函数()4 2 2 4 ,cy y bx ax y x ++=Φ如果能作为应力函数，其c b a ,,的关系应该是 033=++c b a 。
寮规
《弹性力学》课程教学大纲 课程英文名称：Theory of Elasticity 课程编号：193990360 课程类别：专业课 课程性质：必修课 学分： 3 学时： 48（其中：讲课学时48：实验学时：0 上机学时： 0） 适用专业：工程力学本科专业 开课部门：土木工程与建筑学院 一、课程教学目的和课程性质 本课程属于工程力学专业必修课。该课程是在理论力学和材料力学的基础上，进一步学习弹性力学的基本概念、基本原理和基本方法，了解线弹性体简单经典问题的计算方法和基本解答，分析各种结构物或构件在弹性阶段的应力和位移，校核它们是否具有所需的强度和刚度，并寻求或改进它们的计算方法，提高分析与计算能力，为学习有关专业课程打好初步的弹性力学基础。 本课程教学目的主要目的：培养学生的逻辑思维能力；培养学生估计和评价弹性固体中应力和应变的分布规律及计算结果的能力；培养学生用弹性力学方法研究和解决实际工程中力学问题的能力；使学生掌握分析一般工程结构在外力作用下的变形、内力分布与承载能力的方法，以及为进一步研究工程结构的强度、刚度、稳定性等力学问题打下基础，并着重在基础理论和实践应用两方面进行科研能力的培养。 二、本课程与相关课程的关系 先修课程：《高等数学》、《理论力学》、《材料力学》 后续课程：《土力学》、《岩石力学》、《塑性力学》等 三、课程的主要内容及基本要求 第1单元绪论（ 2 学时） [知识点] 弹性力学的研究内容和研究方法；弹性力学中的一些基本概念；弹性力学中的基本假设条件；弹性力学与其它学科的关系；弹性力学的学习方法。 [重点] 弹性力学的研究内容和研究方法；弹性力学的基本假设；弹性体、弹性变形、应力、应变、位移与变形、面力、体力的概念。
弹性力学期末考试第一份试卷和答案
2011----2012学年第二学期期末考试试卷（1 ）卷题号一二三四五六七八九十总分评分 评卷教师 一．名词解释（共10分，每小题5分） 1.弹性力学：研究弹性体由于受外力作用或温度改变等原因而发生的应力、应变和位移。 2. 圣维南原理：如果把物体的一小部分边界上的面力，变换为分布不同但静力等效的面力（主矢量相同，对于同一点的主矩也相同），那么近处的应力分布将有显著的改变，但是远处所受的影响可以不计。 二．填空（共20分，每空1分） 1.边界条件表示在边界上位移与约束，或应力与面力之间的关系式，它可以 分为位移边界条件、应力边界条件和混合边界条件。 2.体力是作用于物体体积内的力，以单位体积力来度量，体力分量的量纲为L-2MT-2；面力是 作用于物体表面上力，以单位表面面积上的力度量，面力的量纲为L-1MT-2；体力和面力符号的规定为以沿坐标轴正向为正，属外力；应力是作用于截面单位面积的力，属内力，应力的量纲为L-1MT-2，应力符号的规定为：正面正向、负面负向为正，反之为负。 3.小孔口应力集中现象中有两个特点：一是孔附近的应力高度集中，即孔附近的应力远大于 远处的应力，或远大于无孔时的应力。二是应力集中的局部性，由于孔口存在而引起的应力扰动范围主要集中在距孔边1.5倍孔口尺寸的范围内。 4. 弹性力学中，正面是指外法向方向沿坐标轴正向的面，负面是指外法向方向沿坐标轴负向的面。 5. 利用有限单元法求解弹性力学问题时，简单来说包含结构离散化、单元分析、 整体分析三个主要步骤。 三．绘图题（共10分，每小题5分） 分别绘出图3-1六面体上下左右四个面的正的应力分量和图3-2极坐标下扇面正的应力分量。 图3-1
2015年天津大学结构力学与弹性力学基础考研笔记,复试真题,考研真题,考研经验
1/8 【育明教育】中国考研考博专业课辅导第一品牌官方网站：https://www.360docs.net/doc/139508420.html, 1 2015年天津大学考研指导 育明教育，创始于2006年，由北京大学、中国人民大学、中央财经大学、北京外国语大学的教授投资创办，并有北京大学、武汉大学、中国人民大学、北京师范大学复旦大学、中央财经大学、等知名高校的博士和硕士加盟，是一个最具权威的全国范围内的考研考博辅导机构。更多详情可联系育明教育孙老师。 结构力学与弹性力学基础 一、考试总体要求 结构力学与弹性力学基础是港口航道及海岸工程、水利水电工程等专业的专业技术基础课。考试的总体要求是：准确理解结构力学与弹性力学基本概念和计算原理，掌握各种平面杆系结构的计算方法以及弹性力学平面问题的基本求解方法，能够做到活学活用，计算方法及所得计算结果正确。 二、考试内容及比例 1、平面体系的几何组成分析：5% 2、静定结构的内力及位移计算：静定结构包括静定梁、静定平面刚架、三铰拱、静定平面桁架、静定组合结构。位移计算包括结构在荷载作用下的位移计算；及结构由于温度改变和支座移动引起的位移15% 3、超静定结构的内力及位移计算：包括用力法及位移法计算超静定结构。占40% 4、结构在移动荷载作用下的计算：包括影响线的做法及应用。占5% 5、结构在动力荷载作用下的计算：包括单自由度体系及多自由度体系的自由振动与在简谐荷载作用下的强迫振动。占20% 6、弹性力学基础：包括弹性力学基本概念、平面问题基本理论、平面问题直角坐标解答。占 15%一、试卷题型及比例： 1、选择题：20% 2、分析计算题：80% 二、考试形式及时间形式为笔试，考试时间为三小时 考研时想要取得好成绩，总要寻找各种 各样的成功秘诀，但是你是否曾留意，很多考 生在毫不觉察的情况下，就已经沉溺于误区，
弹性力学期末测试模拟试题
《弹性力学》期末考试 学号： 姓名 一 选择题(每题3分,共36分) 1. 所谓“应力状态”是指 。 A. 斜截面应力矢量与横截面应力矢量不同； B. 不同截面的应力不同，因此应力矢量是不可确定的。 C. 3个主应力作用平面相互垂直； D.一点不同截面的应力随着截面方位变化而改变； 2. 应力不变量说明 。 A. 主应力的方向不变； B. 一点的应力分量不变； C.应力随着截面方位改变，但是应力状态不变； D. 应力状态特征方程的根是不确定的； 3 在轴对称问题中，σr 是，τr θ是 。 A.恒为零；B.与r 无关； C.与θ无关； D.恒为常数。 4. 半平面体在边界上受集中力下的解答是 。 A. 精确解； B.圣维南意义下的解； C.近似解； D.数值解。 5. 在与三个应力主轴成相同角度的斜面上，正应力σN ＝ 。 A. σ1+σ2+σ3； B. (σx +σy +σz )/3； C. （σ1+σ2+σ3）/2； D. （σ1+σ2+σ3）/9。 6．等截面直杆扭转中，矩形截面上最大剪应力发生在 。 A ．矩形截面长边上；B. 矩形截面短边上； C. 矩形截面中心； D. 矩形截面角点。 矩形薄板自由边上独立的边界条件个数，正确的是 个。 ； B. 3； C. 1； D. 4。 薄板弯曲问题的物理方程有 个。 ； B. 6； C. 2； D. 4。 σx ，σy ，τxy 个沿厚度分布是 。 B.三角分布； C.梯形分布； D.双曲线分布。 。 轴对称应力必然是轴对称位移；B. 轴对称位移必然是轴对称应力； C. 只要轴对称结构，救会导致轴对称应力； D. 对于轴对称位移，最多只有两个边界条件。 11. 下列关于弹性力学基本方程描述正确的是 D ．变形协调方程是确定弹性体位移单值连续的唯一条件； 。 A. 几何方程适用小变形条件； B. 物理方程与材料性质无关； C. 平衡微分方程是确定弹性体平衡的唯一条件； 12．矩形薄板受纯剪作用，剪力强度为q 。设距板边缘较远处有一半 径为a 的小圆孔，试求孔边的最大应力和最小应力为 A. 1q, B. 2q, C. 3q, D. 4q. D A CA B B A D A 应力轴对称是说对称轴两端的应力对应点相等，位移轴对称是说对称轴两边对应点位移相等。如是应变位移则各点应力也对称，如是刚体位移和应力无关。
弹性力学期末考试卷A答案
一、名词解释（共10分，每小题5分） 1.弹性力学：研究弹性体由于受外力作用或温度改变等原因而发生的应力、应变和位移。 2. 圣维南原理：如果把物体的一小部分边界上的面力，变换为分布不同但静力等效的面力（主矢量相同，对于同一点的主矩也相同），那么近处的应力分布将有显著的改变，但是远处所受的影响可以不计。 一．填空（共20分，每空1分） 1.边界条件表示在边界上位移与约束，或应力与面力之间的关系式，它可以分为位移 边界条件、应力边界条件和混合边界条件。 2.体力是作用于物体体积内的力，以单位体积力来度量，体力分量的量纲为L-2MT-2；面力是作用于物体表面 上力，以单位表面面积上的力度量，面力的量纲为L-1MT-2；体力和面力符号的规定为以沿坐标轴正向为正，属外力；应力是作用于截面单位面积的力，属内力，应力的量纲为L-1MT-2，应力符号的规定为：正面正向、负面负向为正，反之为负。 3.小孔口应力集中现象中有两个特点：一是孔附近的应力高度集中，即孔附近的应力远大于远处的应力，或 远大于无孔时的应力。二是应力集中的局部性，由于孔口存在而引起的应力扰动范围主要集中在距孔边1.5倍孔口尺寸的范围内。 4. 弹性力学中，正面是指外法向方向沿坐标轴正向的面，负面是指外法向方向沿坐标轴负向的面。 5. 利用有限单元法求解弹性力学问题时，简单来说包含结构离散化、单元分析、 整体分析三个主要步骤。 二．绘图题（共10分，每小题5分） 分别绘出图3-1六面体上下左右四个面的正的应力分量和图3-2极坐标下扇面正的应力分量。 图3-1
图3-2 三． 简答题（24分） 1. （8分）弹性力学中引用了哪五个基本假定？五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途？ 答：弹性力学中主要引用的五个基本假定及各假定用途为：（答出标注的内容即可给满分） 1）连续性假定：引用这一假定后，物体中的应力、应变和位移等物理量就可看成是连续的，因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。 2）完全弹性假定：这一假定包含应力与应变成正比的含义，亦即二者呈线性关系，复合胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程。 3）均匀性假定：在该假定下，所研究的物体内部各点的物理性质显然都是相同的。因此，反应这些物理性质的弹性常数（如弹性模量E 和泊松比μ等）就不随位置坐标而变化。 4）各向同性假定：各向同性是指物体的物理性质在各个方向上都是相同的，也就是说，物体的弹性常数也不随方向变化。 5）小变形假定：研究物体受力后的平衡问题时，不用考虑物体尺寸的改变，而仍然按照原来的尺寸和形状进行计算。同时，在研究物体的变形和位移时，可以将它们的二次幂或乘积略去不计，使得弹性力学的微分方程都简化为线性微分方程。 2. （8分）弹性力学平面问题包括哪两类问题？分别对应哪类弹性体？两类平面问题各有哪些特征？ 答：弹性力学平面问题包括平面应力问题和平面应变问题两类，两类问题分别对应的弹性体和特征分别为： 平面应力问题：所对应的弹性体主要为等厚薄板，其特征是：面力、体力的作用面平行于xy 平面，外力沿板厚均匀分布，只有平面应力分量x σ,y σ,xy τ存在，且仅为x,y 的函数。 平面应变问题：所对应的弹性体主要为长截面柱体，其特征为：面力、体力的作用面平行于xy 平面，外力沿z 轴无变化，只有平面应变分量x ε,y ε,xy γ存在，且仅为x,y 的函数。 3. （8分）常体力情况下，按应力求解平面问题可进一步简化为按应力函数Φ求解，应力函数Φ必须满足哪些条件？ 答：（1）相容方程：04 =Φ? （2）应力边界条件（假定全部为应力边界条件，σs s =）：()()()上在στστσs s f l m f m l y s xy y x s yx x =???? ?=+=+ （3）若为多连体，还须满足位移单值条件。 四． 问答题(36)