船舶结构力学各章思考题

船舶结构力学思考题

（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？

8 在杆系结构中，可以把其中的一些杆件化为其他杆件的弹性支座或弹性固定端，其简化的条件怎样？步骤如何，在简化时经常会用到哪几种类型公式？

（四）位移法

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。

（五）能量法

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 试说明虚位移原理与虚力原理两者的区别。

6 “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？

7 “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？

8 作为位能驻值原理的近似解法，李兹法算出的结果是否总是近似解？

应用能量法时，线性体系与非线性体系的差别是什么？

（六）板的弯曲理论

1 何谓刚性板，何谓柔性板？

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 船体板载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扰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？

（七）杆的稳定性

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 何谓杆件的欧拉力？它与杆件的临界力有什么区别？

4 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？

5 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？

6 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？

7 根据压杆稳定性的计算公式，试分析它的临界应力各与哪些因素有关，为什么？

8 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？