2015年同济大学材料力学与结构力学
考研历年真题经典试题(1998-2014)
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1998年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (2)
1999年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (10)
2000年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (18)
2001年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (25)
2002年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (32)
2003年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (39)
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2010年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (100)
2011年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (107)
2012年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (109)
2013年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (114)
2014年同济大学材料力学与结构力学考研真题 (118)
1998年同济大学材料力学与结构力学考研真题
1999年同济大学材料力学与结构力学考研真题
2000年同济大学材料力学与结构力学考研真题
同济大学朱慈勉 结构力学 第10章 结构动..习题答案 10-1 试说明动力荷载与移动荷载的区别。移动荷载是否可能产生动力效应？ 10-2 试说明冲击荷载与突加荷载之间的区别。为何在作厂房动力分析时，吊车水平制动力可视作突加荷载？ 10-3 什么是体系的动力自由度？它与几何构造分析中体系的自由度之间有何区别？如何确定体系的 动力自由度？ 10-4 将无限自由度的振动问题转化为有限自由度有哪些方法？它们分别采用何种坐标？ 10-5 试确定图示各体系的动力自由度，忽略弹性杆自身的质量。 (a) (b) EI 1=∞ EI m y ? 分布质量的刚度为无穷大，由广义坐标法可知，体系仅有两个振动自由度y ，?。 (c) (d) 在集中质量处施加刚性链杆以限制质量运动体系。有四个自由度。 10-6 建立单自由度体系的运动方程有哪些主要方法？它们的基本原理是什么？ 10-7 单自由度体系当动力荷载不作用在质量上时，应如何建立运动方程？ 10-8 图示结构横梁具有无限刚性和均布质量m ，B 处有一弹性支座（刚度系数为k ），C 处有一阻尼器（阻尼系数为c ），梁上受三角形分布动力荷载作用，试用不同的方法建立体系的运动方程。
解：1）刚度法 该体系仅有一个自由度。 可设A 截面转角a 为坐标顺时针为正，此时作用于分布质量m 上的惯性力呈三角形分布。其端部集度为.. ml a 。 取A 点隔离体，A 结点力矩为： (3) 121233I M ml a l l mal =???= 由动力荷载引起的力矩为： ()()2121 233 t t q l l q l ??= 由弹性恢复力所引起的弯矩为：.21 33 la k l c al ? ?+ 根据A 结点力矩平衡条件0I p s M M M ++=可得： ()3 (322) 1393 t q l ka m al l c al ++= 整理得：() . .. 33t q ka c a m a l l l ++= 2）力法 . c α 解：取AC 杆转角为坐标，设在平衡位置附近发生虚位移α。根据几何关系，虚功方程 为：() (20111) 0333 l t q l l k l l l c m x xdx ααααααα-?-?-?=? 则同样有：() . .. 33t q ka c a m a l l l ++=。 10-9 图示结构AD 和DF 杆具有无限刚性和均布质量m ，A 处转动弹簧铰的刚度系数为k θ，C 、E 处弹簧的刚度系数为k ，B 处阻尼器的阻尼系数为c ，试建立体系自由振动时的运动方程。 t )
同济的土木考材料力学加结构力学,复习之前先到同济的官网上把考纲下下来,打印出来。官方说法是材力7结力3,其实个人觉得应该是6比4或者5比5的样子。材力如果是张英世老师教的话,大家基础应该还不错,问题不大。复习方法是先在图书馆借本同济的指定教材,同时借本材力的辅导书,用过一本西安交大的辅导书,觉得不错,一本同济的习题集,稍稍偏难。看完一章就做辅导书上的习题,书后的习题就不用做了,因为没有解析。做题不用钻牛角尖,很难很怪的题就不要做了,要做有普遍意义的题。关键是要学习一般的解题思路,常用的公式熟记。看完书做完辅导书就做同达和求进的辅导班的资料以及真题,这两份资料实际上才是最重要的。 总而言之材力问题不大,大家这样复习然后做历年真题和辅导班的资料,如果感觉做起来问题不大就可以了。做材力还有一个诀窍,先把所有的式子都用字母表示,然后进行运算,最后的结果尽量先用字母表示,总而言之就是能不代数字就不代数字,这样可以有效的减少运算量,提高准确率。 结力才是大家考研路上最大的拦路虎,大家的结力需要从头学起。虽然材力所占的比重比结力大,但实际上在大家在结力上所花的时间会远远大于花在材力上的时间,大约3到4倍的样子。先说说我复习结力的过程吧,最开始复习结力时怎么都找不到感觉,看过觉得啥都没看懂,所以就一直放着,想等他们只考结力的人看完了给我讲,结果发现他们进度也很慢,大概还有三个月的时间觉得不能再拖了,于是放下其他所有科目一心看结力,大概看了一周左右的时间终于找到了感觉,当时真觉得是顿悟了,然后再往后面看都觉得霍然开朗了。大家首先看同济的指导教材,朱慈勉编的两本结构力学,看懂前面的概念和例题,后面的习题不用做了,因为没解析,同时借本结力的参考书,做后面的习题。结力的参考书用了很多本,都是在图书馆借的,也说不出哪本好哪本坏。做完这些之后就做辅导班的资料和历年真题,这两份资料非常重要,做个三遍左右吧。其实像数学和材力结力这种课关键还是在于多做,不要以为题海战术就一定很笨,当然多并不是蜻蜓点水般这个资料也做那个资料也做,泛泛的多,而是要把重要的资料做得精做得熟做得透,自然知识点就会掌握的很牢固,解题技巧,速度和准确度也在做题的过程中培养起来了。
材料力学练习册答案 第一章 绪论及基本概念 1．C 2．C 3．A 4．D 5．D 6．D 7．02 3==a x M , 20 max 2 3qa M M x = == 8． 011=-N , P Q =-11, 211Pa M =-, 022=-N , P Q =-22, 2 22Pl M =-, Pa M n =-22 第二章 轴向拉伸与压缩 1．略 2．α=30o，MPa 75=ασ，MPa 3.43=ατ α=45o，MPa 50=ασ，MPa 50=ατ α=60o，MPa 25=ασ，MPa 3.43=ατ 3．1 212ln )(b b b b Et Pl l -= ? 4．mm Ay 365.1=?（↓） 5．2576.0m A =上，2665.0m A =下，mm Ay 24.2=?（↓） 6．kN N AB 2.19=，n ≥38.2 ，∴n =39（根） 7．kN N AB 75=，27.468mm A ≥，∴选2∠40?40?3 8．P =236.7kN ，d ≥0.208m ，∴取d =21cm 9．（1）45=θo （2）E a Dy ][4σ=? 10．E =70GPa , μ = 0.32 11．3100.2-?=P ε
12．kN N 6.381=，kN N 14.322= MPa CE 5.96=σ＜[σ] ，MPa BD 161=σ＜[σ] 13．kN N 4.351=，kN N 94.82=，kN N 74.73-= ()MPa 1771=σ，()MPa 8.292=σ，()MPa 4.193-=σ 14．P N N N 278.0321===，P N N 417.054== 15．kN N 60=钢（压），kN N 240=混（压），MPa 4.15-=钢σ，MPa 54.1=混σ 16．MPa 100=螺栓σ，MPa 50-=铜套σ 17．[P ]=12.24kN 18．q =1.55MPa , MPa 5.77=钢筒σ，MPa 4.18-=铜套σ 第三章 剪切 1．MPa b 67.6=τ 2．MPa 132=τ，MPa C 176=σ，MPa 140=σ 3．n =10只（每边5只） 4．n = 4 5．d =12 mm 6．a = 60 mm ， b =12 mm ， d = 40 mm 第四章 应力应变状态分析 1．略 2．(a) 130.6 MPa , -35 MPa ; -450 ; 140 MPa , 0 MPa , 450 ; 70 MPa (b) 34.8 MPa , 11.7 MPa ; 59.80 , -21.20 ; 37 MPa , -27 MPa , 109.30 ; 32 MPa (c) 5 MPa , 25MPa ; 900 , 56.30 ; 57 MPa , -7 MPa , -19.30 ; 32 MPa 3．1点: 0 MPa , 0 MPa , -120MPa ; 2点: 36 MPa , 0 MPa , -36MPa ; 3点: 70.3 MPa , 0 MPa , -10.3MPa ; 4点: 120 MPa , 0 MPa , 0MPa 。 4．略 5．(a) 19.14 MPa , -9.14 MPa , 31.70 (b) 1.18 MPa , -21.8 MPa , -58.30 6．10.66 MPa , -0.06 MPa , 4.730 7．(1) - 48.2 MPa , 10.2 MPa (2) 110 MPa , 0 MPa , - 48.8 MPa 8．(1) 2.13 MPa , 24.3 MPa ;
最新版 同济大学朱慈勉 结构力学 第10章 结构动..习题答案 10-1 试说明动力荷载与移动荷载的区别。移动荷载是否可能产生动力效应？ 10-2 试说明冲击荷载与突加荷载之间的区别。为何在作厂房动力分析时，吊车水平制动力可视作突加荷载？ 10-3 什么是体系的动力自由度？它与几何构造分析中体系的自由度之间有何区别？如何确定体系的 动力自由度？ 10-4 将无限自由度的振动问题转化为有限自由度有哪些方法？它们分别采用何种坐标？ 10-5 试确定图示各体系的动力自由度，忽略弹性杆自身的质量。 (a) (b) EI 1=∞ EI m y ? 分布质量的刚度为无穷大，由广义坐标法可知，体系仅有两个振动自由度y ，?。 (c) (d)
在集中质量处施加刚性链杆以限制质量运动体系。有四个自由度。 10-6 建立单自由度体系的运动方程有哪些主要方法？它们的基本原理是什么？ 10-7 单自由度体系当动力荷载不作用在质量上时，应如何建立运动方程？ 10-8 图示结构横梁具有无限刚性和均布质量m，B处有一弹性支座（刚度系数为k），C处有一阻尼器（阻尼系数为c），梁上受三角形分布动力荷载作用，试用不同的方法建立体系的运动方程。 解：1）刚度法 该体系仅有一个自由度。 可设A截面转角a为坐标顺时针为正，此时作用于分布质量m上的惯性力呈三角形分布。其端部集度 为 .. ml a。 取A点隔离体，A结点力矩为： .... 3 121 233 I M ml a l l mal =???= 由动力荷载引起的力矩为： ()() 2 121 233 t t q l l q l ??= 由弹性恢复力所引起的弯矩为： . 2 1 33 la k l c al ??+ 根据A结点力矩平衡条件0 I p s M M M ++=可得： () 3 ... 322 1 393 t q l ka m al l c al ++= 整理得：() . ..3 3 t q ka c a m a l l l ++= 2）力法 t)
808 材料力学与结构力学考试范围 I、材料力学必选题(约占50%) 1. 基本概念：变形固体的物性假设，约束、内力、应力，杆件变形的四个基本形式等。 2. 轴向拉、压问题：内力和应力（横截面及斜截面上）的计算，轴向拉伸与压缩时的变形计算，材料的力学性质，塑性材料与脆性材料力学性能的比较，简单超静定桁架，圆筒形薄壁容器等。 3. 应力状态分析：平面问题任意点的应力状态描述，平面问题任意点任一方向应力的求解（包括数解法、图解法），一点的应力状态识别，空间应力分析及一点的最大应力，广义虎克定律等。 4. 扭转问题：自由扭转的变形特征，自由扭转杆件的内力计算，扭转变形计算，矩形截面杆的自由扭转，薄壁杆件的自由扭转，简单超静定受扭杆件分析等。 5. 梁的内力、应力、变形：内力（剪力、弯矩）的计算及其内力图的绘制，叠加法作弯矩图的合理运用，梁的正应力和剪应力的计算及其强度条件，梁内一点的应力状态识别，主应力轨迹，平面弯曲的充要条件，梁的变形（挠度、转角）计算，叠加法求梁的变形，梁的刚度校核，简单超静定梁分析等。 6. 强度理论与组合变形：四个常用的强度理论，斜弯曲，拉伸（压缩）与弯曲的组合，扭转与拉压以及扭转与弯曲的组合，拉压及扭转与弯曲的组合，偏心拉压问题，强度校核等。 II、结构力学必选题(约占40%) 1. 平面体系的几何组成分析及其应用 2. 静定结构受力分析与特性 3. 静定结构的影响线及其应用 4. 静定结构的位移计算 5. 超静定结构受力分析与特性（力法、位移法等） 6. 结构动力分析（运动方程、频率、振型、自由振动、强迫振动等） III、可选题(约占10%，一道材料力学可选题和一道结构力学可选题中必选做一题) 1. 材料力学可选题：能量法：变形能的计算，卡氏第一、第二定理，运用卡氏第二定理解超静定问题等；压杆稳定：细长压杆临界力的计算，欧拉公式的适用范围，压杆稳定的实用计算，简单结构体系的稳定性分析等。 2. 结构力学可选题：变形体的虚功原理；力矩分配法；结构矩阵分析（单元刚度阵、总刚度阵的集成、支座条件的引入和非结点荷载的处理等）。 Ⅳ、题型 1. 以计算分析题型为主，含基本概念分析、综合概念分析和结构定性分析。 2. 含材料力学-结构力学综合题。
考研真题同济大学材料力学结构力学
2010年同济大学808材料力学结构力学 第一题：铜管（外径D.内径d）套钢杆（直径d），给出了Gs=2Gb，管长2m，杆长3m，在左边套住，左端固定，右端自由。整个杆件标记为A B C ,AB=2m，BC=1m。其中B截面外扭矩1Me，C端外扭矩1.5Me。（1）求AC全长内最大剪应力相等时，D/d。（2）求AB内管和杆的最大剪应力之比。（本题15分） 第二题：画结构剪力图和弯矩图。很基本材料力学的题型。（本题18分） 第三题：一个两端固定的等直杆。横截面为变长为c的正方形，温度升高t，给出v和 E，求（1）杆中轴力（2）求体积变化量。 第四题：；应力单元的题。（1）求主应力画主应力单元体（2）求最大剪应力。（3）求主应变。 第五题：一个工字型截面的简支梁，上有20KN/m的均布荷载，中间集中荷载为300KN，长4+4米，给出许用正应力和许用剪应力。校核梁内正应力和剪应力。另外用第四强度理论校核腹板与下翼缘的一交点的强度。（跟钢结构的练习题相似） 第六题：组合变形的题。（斜弯曲类的）是一个直杆，两个集中力。矩形截面b*h=9cm*18cm。求（1）求梁内最大正应力所在点及最大正应力（2）梁内最大转角（3）求矩形截面的核心。 第七题：用力法求图示结构弯矩图。互相垂直的交叉刚架，四端固定，中间刚节点，此刚节点处顺时针的弯矩M。（十字架类型的结构，用对称性简化。） 第八题，桁架的影响线，以及影响线的应用（已知支座A的影响线，布置荷载使A点反力最大）。 第九题，矩阵位移法，钢架结构。第一问是填空题，问用位移法解有几个未知量、考虑轴向变形用矩阵位移法有几个未知量。第二问，也是填空，问后处理发解有几个未知量。第三问，是求荷载的编码形式。第四问，是不经计算，直接画出大概的弯矩图。 第十题，压杆稳定问题。一个刚性杆左边接一链杆，从左到右下面分别接三根杆。一个两端铰接，一个上段铰接下端固定，一个上下都固定的。和2000年左右材料力学单独出题时相识。不过本题有三问，都是以填空题形式出现的
第六章 习 题 6-1 试确定图示结构的超静定次数。 (a) (b) (d) (f) (g) 所有结点均为全铰结点 2次超静定 6次超静定 4次超静定 3次超静定 去掉复铰，可减去2（4-1）=6个约束，沿I-I 截面断开，减去三个约束，故为9次超静定 沿图示各截面断开，为21次超静定 刚片I 与大地组成静定结构，刚片II 只需通过一根链杆和一个铰与I 连接即可，故为4次超静定
(h) 6-2 试回答：结构的超静定次数与力法基本结构的选择是否有关力法方程有何物理意义 6-3 试用力法计算图示超静定梁，并绘出M 、F Q 图。 (a) 解： 上图= l 1M p M 其中： EI l l l l l l l EI l l l l EI 81142323326232323332113 11=??? ????+??+???+??? ??????=δEI l F l lF l lF EI l p p p p 8173323222632 31-= ??? ???-??-?=? 0817******* =-EI l F X EI l p p F X 2 1 1= p M X M M +=11 l F p 6 1 l F p 6 1 p Q X Q Q +=11 2l 3 l 3 题目有错误，为可变体系。 + lF 2 1=1 M 图
p F 2 1 p F 2 (b) 解： 基本结构为： l 1M l l 2M l F p 2 1 p M l F p 3 1 ???? ?=?++=?++00 22 221211212111p p X X X X δδδδ p M X M X M M ++=2211 p Q X Q X Q Q ++=2211 6-4 试用力法计算图示结构，并绘其内力图。 (a) 3m 6m 6m l 2 l 2 l 2 l l 2 Q 图 12
同济大学课程考核试卷 2007 — 2008 学年第 一 学期 命题教师签名： 审核教师签名： 课号：030235 课名：结构力学Ⅱ 考试考查：考试 此卷选为：期中考试( )、期终考试(√)、重考( )试卷 年级 专业 学号 姓名 得分 一、是非题 (10分) <若认为“是”，在括号内画标记“O ”，若认为“非”，则画“X ”> 1．（4分）图示体系（a ）的固有频率是体系（b ）固有频率的二倍。 （ ） (a) (b) 2．（3分）位移法可以用于计算超静定结构和静定结构的内力。 （ ） 3．（3分）图示等截面杆件，A 端的转动刚度l EI S AB =。 （ ） 二、选择题（12分）<选择正确的序号写在括号内> 1．（4分）用力矩分配法计算图示结构时，杆端BD （ ） （A ）1/11； （B ）1/12； （C ）4/11； （D ）3/13。 2．（4分）以下 是正确的，它反映了多自由度体系主振型的正交性： （ ） （A ）0)(T )(=i i MA A （B ）0)(T )(=j i A C A （C ）0)(T )(=i i A K A （D ）0)(T )(=j i A K A 3．（4分）图示结构各杆长度和刚度相同，则A 结点的弯矩分配系数AC μ为： （ ） （A ）101 （B ）104 （C ）71 （D ）7 4 l 3m 3m
三、填空题 （10分）<把正确的答案写在横线上> 1．（5分）图示杆件A 端的转动刚度S AB ＝ 。 2．（5分）图（a ）所示梁的自振频率316ml EI = ω，则图（b ）体系的自振频率为 。 （a ） （b ） 四、计算分析题（共68分）<把主要算式和答案写在题旁的空白处> 1．（13分）试用先处理法列出图示结构的结构刚度方程，忽略杆件的轴向变形。已知各杆EI ＝ 常数，结构和单元坐标系如图。 梁式单元在局部坐标系下的单元刚度矩阵为 2．（13分）试用力矩分配法求解图示结构C 支座发生沉降300/31l =? 时的弯矩图，并求出B 结点的转角。设各杆EI ＝常数。 l 2l 2l 2l 2l 4l l 3l 4l e e l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI ??????????? ?????????????------=46266126122646612612222323222323k
结构力学自测题（第十单元） 结构动力计算 姓名 学号 一、是 非 题（将 判 断 结 果 填 入 括 弧 ：以 O 表 示 正 确 ，以 X 表 示 错 误 ） 1、图 a 体 系 的 自 振 频 率 比 图 b 的 小 。 ( ) l /2 l /2 l /2 l /2 (a) (b) 2、单 自 由 度 体 系 如 图 ，W =98.kN ，欲 使 顶 端 产 生 水 平 位 移 ?=001.m ，需 加 水 平 力 P =16kN ，则 体 系 的 自 振 频 率 ω=-40s 1 。() ? 3、桁 架 ABC 在 C 结 点 处 有 重 物 W ，杆 重 不 计 ，EA 为 常 数 ，在 C 点 的 竖 向 初 位 移 干 扰 下 ，W 将 作 竖 向 自 由 振 动 。 ( ) A 二、选 择 题 （ 将 选 中 答 案 的 字 母 填 入 括 弧 内 ） 1、图 示 体 系 的 运 动 方 程 为 ： A ．m y E I l y P si n()+=35163θ t ； B ．y P m y E I =-si n() θ t 3； C ．m y E I l y P si n()+=33θ t ； D ．m y E I l y P si n()+=385163 θ t 。( ) l l m 0.50.5 2、在 图 示 结 构 中 ，若 要 使 其 自 振 频 率 ω增 大 ，可 以 A ．增 大 P ； B ．增 大 m ； C ．增 大 EI ； D ．增 大 l 。 ( ) l t ) 3、已 知 一 单 自 由 度 体 系 的 阻 尼 比 ξ= 12.，则 该 体 系 自 由 振 动 时 的 位 移 时 程 曲 线 的 形 状 可 能 为 ： D. C. B. A. 4、图 a 所 示 梁 ，梁 重 不 计 ，其 自 振 频 率 () ω=76873 EI m l /；今 在 集 中 质 量 处 添 加 弹 性 支 承 ，如 图 b 所 示 ，则 该 体 系 的 自 振 频 率 ω为 ： A ．( ) 76873 EI ml k m //+； B ．( ) 76873 EI ml k m //-； C ．( )76873 EI ml k m //-； D ．( )76873 EI ml k m //+ 。 ( ) l l /2 /2 l l /2 /2 (a) (b) 5、图 示 两 自 由 度 体 系 中 ，弹 簧 刚 度 为 C ，梁 的 EI = 常 数 ，其 刚 度 系 数 为 ： A ．k EI l k C k k 113221221480====/,, ； B ．k EI l C k C k k C 11322122148=+===-/,, ； C ．k EI l C k C k k C 11322122148=+===/,, ； D ．k EI l k C k k C 11322122148====/,, 。( ) l /2 l /2 6、图 示 结 构 ，不 计 阻 尼 与 杆 件 质 量 ，若 要 其 发 生 共 振 ，θ 应 等 于 A ． 23 k m ； B ．k m 3； C ．25k m ； D ．k m 5 。 ( ) t sin θ 7、图 示 体 系 竖 向 自 振 的 方 程 为 ： y I I y I I 11111222211222=+=+δδδδ,, 其 中 δ22等 于 ： A ．()112/k k +； B ．1121//k k +； C ．()k k k 212/+； D ．12/k 。( ) m 1 2 m 8、图 示 组 合 结 构 ，不 计 杆 质 量 ，其 动 力 自 由 度 为 ： A ．6 ； B ．5 ； C ．4 ； D ．3 。 ( ) 9、图 示 梁 自 重 不 计 ，在 集 中 重 量 W 作 用 下 ，C 点 的 竖 向 位 移 ?C =1cm ，则 该 体 系 的 自 振 周 期 为 ： A ．0.032s ； B ．0.201s ； C ．0.319s ； D ．2.007s 。 () 10、图 示 三 个 主 振 型 形 状 及 其 相 应 的 圆 频 率 ω，三 个 频 率 的 关 系 应 为 ： A ． ω ωω a b c <<； B ．ωωωb c a <<； C ．ωωωc a b <<； D ．ωωωa b c >> 。 () (a) (b) (c) ω a ω b ω c 三、填 充 题（ 将 答 案 写 在 空 格 内 ） 1、图 示 体 系 不 计 阻 尼 ，θωω=2(为 自 振 频 率 )，其 动 力 系 数 μ 。 2、单 自 由 度 无 阻 尼 体 系 受 简 谐 荷 载 作 用 ，若 稳 态 受 迫 振 动 可 表 为 y y t =??μθst sin ，则 式 中μ 计 算 公 式 为 ， y s t 是 。 3、多 自 由 度 体 系 自 由 振 动 时 的 任 何 位 移 曲 线 ，均 可 看 成 的 线 性 组 合 。 4、图 示 体 系 的 自 振 频 率 ω= 。 l l
同济大学结构动力学期末考试 1.What are the step-by-step methods for calculating structural dynamic response? (有哪些方法) Interpolation of excitation method Central difference method Newmark’s method Wilson-method State space method 2.Degree of freedom: (1)The number of independent displacement required to define the displaced positions of all the masses relative to their original positions is called the number degrees of freedom(DOFs) (chopra) (2)The number of displacement quantities that must be considered to represent the effects of all significant inertia force is called the number of freedoms of a system. Roy R. Craig 3.Effect of damping in vibration: a)Natural frequency of damped system b)Natural Period of damped system c)Existence of damping will reduce the natural frequency d)For normal structure e)The displacement amplitude decays exponentially with time
同济大学朱慈勉 结构力学 第10章 结构动..习题答案 10-1 试说明动力荷载与移动荷载的区别。移动荷载是否可能产生动力效应？ 10-2 试说明冲击荷载与突加荷载之间的区别。为何在作厂房动力分析时，吊车水平制动力可视作突加荷载？ 10-3 什么是体系的动力自由度？它与几何构造分析中体系的自由度之间有何区别？如何确定体系的 动力自由度？ 10-4 将无限自由度的振动问题转化为有限自由度有哪些方法？它们分别采用何种坐标？ 10-5 试确定图示各体系的动力自由度，忽略弹性杆自身的质量。 (a) (b) EI 1=∞ EI m y ? 分布质量的刚度为无穷大，由广义坐标法可知，体系仅有两个振动自由度y ，?。 (c) (d) 在集中质量处施加刚性链杆以限制质量运动体系。有四个自由度。 10-6 建立单自由度体系的运动方程有哪些主要方法？它们的基本原理是什么？ 10-7 单自由度体系当动力荷载不作用在质量上时，应如何建立运动方程？ 10-8 图示结构横梁具有无限刚性和均布质量m ，B 处有一弹性支座（刚度系数为k ），C 处有一阻尼器（阻尼系数为 c ），梁上受三角形分布动力荷载作用，试用不同的方法建立体系的运动方程。
解：1）刚度法 该体系仅有一个自由度。 可设A 截面转角a 为坐标顺时针为正，此时作用于分布质量m 上的惯性力呈三角形分布。其端部集度为.. ml a 。 取A 点隔离体，A 结点力矩为：.... 3121233 I M ml a l l mal =???= 由动力荷载引起的力矩为： ()()2121 233 t t q l l q l ??= 由弹性恢复力所引起的弯矩为：.21 33 la k l c al ? ?+ 根据A 结点力矩平衡条件0I p s M M M ++=可得： () 3 (3221393) t q l ka m al l c al ++= 整理得：() . .. 33t q ka c a m a l l l ++= 2）力法 . c α 解：取AC 杆转角为坐标，设在平衡位置附近发生虚位移α。根据几何关系，虚功方程 为：() (2) 01110333 l t q l l k l l l c m x xdx ααααααα-?-?-?=? 则同样有：() . .. 33t q ka c a m a l l l + +=。 10-9 图示结构AD 和DF 杆具有无限刚性和均布质量m ，A 处转动弹簧铰的刚度系数为k θ，C 、E 处弹簧的刚度系数为k ，B 处阻尼器的阻尼系数为c ，试建立体系自由振动时的运动方程。 t )
结构力学自测题（第五单元力法） 姓名学号 一、是非题（将判断结果填入括弧：以 O 表示正确，以X表示错误） 1、图示结构用力法求解时，可选切断杆件 2、4后的体系作为基本结构。 () 12345 a b a b 2、图示结构中，梁AB的截面EI为常数，各链杆的E A 1 相同，当EI增大时，则 梁截面D 弯矩代数值M D增大 。() ` C 3、图 a 所示结构，取图 b 为力法基本体系，线胀系 数为α，则?1= t t l h -32 2 α( )。 () l o +2t 1 X (a)(b) 4、图示对称桁架，各杆EA l,相同，N P AB =2。() 5、图 a 所示梁在温度变化时的M图形状如图 b 所示，对吗 ( )
(a) (b) 0C 图 -50C +15M 二、选 择 题 （ 将 选 中 答 案 的 字 母 填 入 括 弧 内 ） 【 1、图 a 所 示 结构 ，EI = 常数 ，取 图 b 为 力 法 基 本 体 系，则 下 述 结 果 中 错 误的是： A ．δ230= ； B ．δ310= ； C ．?20P = ； D ．δ120= 。 () l l l l /2(a) P (b) 2、图 示 连 续 梁 用 力 法 求 解 时 ,最 简 便 的 基 本 结 构 是 ： A ．拆 去 B 、C 两 支 座 ； B ．将 A 支 座 改 为 固 定 铰 支 座 ，拆 去 B 支 座 ； C ．将 A 支 座 改 为 滑 动 支 座 ，拆 去 B 支 座 ； D ．将 A 支 座 改 为 固 定 铰 支 座 ，B 处 改 为 完 全 铰 。 () } 3、图 示 结 构 H B 为 ： A ． P ； B ．-P 2 ； C ．P ； D ． -P 。 () 4、图 示 两 刚 架 的 EI 均 为 常 数 ，并 分 别 为 EI = 1 和 EI = 10，这 两 刚 架 的 内 力 关 系 为： ( ) A ．M 图 相 同； B ．M 图 不 同； C ．图 a 刚 架 各 截 面 弯 矩 大 于 图 b 刚 架 各 相 应 截 面 弯 矩； D ．图 a 刚 架 各 截 面 弯 矩 小 于 图 b 刚 架 各 相 应 截 面 弯 矩。 \
6- 37 同济大学朱慈勉 结构力学 第6章习题答案 6-1 试确定图示结构的超静定次数。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 所有结点均为全铰结点 2次超静定 6次超静定 4次超静定 3次超静定 去掉复铰，可减去2（4-1）=6个约束，沿I-I 截面断开，减去三个约束，故为9次超静定 沿图示各截面断开，为21次超静定 刚片I 与大地组成静定结构，刚片II 只需通过一根链杆和一个铰与I 连接即可，故为4次超静定
6- 38 (h) 6-2 试回答：结构的超静定次数与力法基本结构的选择是否有关？力法方程有何物理意义？ 6-3 试用力法计算图示超静定梁，并绘出M 、F Q 图。 (a) 解： 上图= l 1M p M 01111=?+p X δ 其中： EI l l l l l l l EI l l l l EI 81142323326232323332113 11=??? ????+??+???+??? ??????=δEI l F l lF l lF EI l p p p p 8173323222632 31-=??? ???-??-?=? 0817******* =-EI l F X EI l p p F X 2 1 1= p M X M M +=11 l F p 6 1 l F p 6 1 2l 3 l 3 题目有错误，为可变体系。 + lF 2 1=1 M 图
6- 39 p Q X Q Q +=11 p F 2 1 p F 2 (b) 解： 基本结构为： l 1M l l 2M l F p 2 1 p M l F p 3 1 ???? ?=?++=?++00 22 221211212111p p X X X X δδδδ p M X M X M M ++=2211 p Q X Q X Q Q ++=2211 6-4 试用力法计算图示结构，并绘其内力图。 (a) l 2 l 2 l 2 l l 2 Q 图 12
结构力学自测题（第八单元） 矩阵位移法 姓名 学号 一、是 非 题（将 判 断 结 果 填 入 括 弧 ：以 O 表 示 正 确 ，以 X 表 示 错 误 ） 1、用 矩 阵 位 移 法 计 算 连 续 梁 时 无 需 对 单 元 刚 度 矩 阵 作 坐 标 变 换。( ) 2、结 构 刚 度 矩 阵 是 对 称 矩 阵 ，即 有 K ij = K ji ，这 可 由 位 移 互 等 定 理 得 到 证 明 。() 3、图 示 梁 结 构 刚 度 矩 阵 的 元 素 K EI l 11324=/ 。 () l l 附： ????????????????????????????? ?--------l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EA l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EA 460260612061200000260460612061200000222323222323 4、在 任 意 荷 载 作 用 下 ，刚 架 中 任 一 单 元 由 于 杆 端 位 移 所 引 起 的 杆 端 力 计 算 公 式 为 ：{}[][]{}F T K e e e =δ 。() 二、选 择 题 （ 将 选 中 答 案 的 字 母 填 入 括 弧 内 ） 1、已 知 图 示 刚 架 各杆 EI = 常 数，当 只 考 虑 弯 曲 变 形 ，且 各 杆 单 元 类 型 相 同 时 ，采 用 先 处 理 法 进 行 结 点 位 移 编 号 ，其 正 确 编 号 是 ： (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0) (1,2,0) (0,0,0) (0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0) (1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0) (0,3,4) A. B. C. D. 2 1 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 ( ) 2、平 面 杆 件 结 构 一 般 情 况 下 的 单 元 刚 度 矩 阵 []k 66?，就 其 性 质 而 言 ，是 ： () A ．非 对 称 、奇 异 矩 阵 ； B ．对 称 、奇 异 矩 阵 ； C ．对 称 、非 奇 异 矩 阵 ； D ．非 对 称 、非 奇 异 矩 阵 。 3、单 元 i j 在 图 示 两 种 坐 标 系 中 的 刚 度 矩 阵 相 比 ： A ． 完 全 相 同 ；
2012年同济大学材料力学真题 一、填空题(20分)1分1个 1.低碳钢静态拉伸过程的四个阶段 2.梁的三种变形形式是 3.静定梁的三种类型是 4.平衡状态的三种类型 5.影响疲劳极限的三个因素 6.工程中对材料正常工作的三个要求 二、名词解释（30分） 1.冷作硬化 2.安全系数 3.静不定次数 4.斜弯曲 5.有效应力集中次数 三、问答题（40分） 1.在不改变外载和材料多少的情况下提出2种提高梁承载能力的措施。 2.比较塑性材料和脆性材料在强度刚度抗冲击等方面的性质 3.疲劳破坏的特征，并举出一例 4.简述广义胡克定律的适用范围，结合分析为何泊松比V小于等于0.5 四、计算题（ 60分） 1.比较第三和第四强度理论，并分别用之分析 2.打一根桩基，桩子单位长度受到f=kx2的摩擦力，下两图的危险程度。不计柱子底面的压力。计算轴力，画轴力图。 图1图2 3.不计剪力和轴力的影响，要用卡氏第二定理求角度a，使梁C点发生的位移沿力F的方向。 图3
一、问答题（每小题12分，共计60分） 1、塑性材料和脆性材料在变性特征、强度特性和抗冲击力性能三方面有何差异？ 2、何为体积应变？分别给出用应力和应变表示的体积应变计算式。 3、在单向、双向、三向应力状态中，主剪应力平面各有几个？最大剪应力发生在什么面上？ 4、在不减小荷载值和不改变梁的材料的前提下，简述提高梁承载力的措施。 5、简述材料疲劳破坏的原因和特性。
一、问答题（每小题15分，共计60分） 1、何为广义胡克定律，给出广义胡克定律的应力应变关系式。 2、试解释并图示莫尔强度理论，分析其适用范围。 3、试举例说明线弹性体的应变能的含义及其与外力功的关系。 4、解释压杆稳定的概念，并说明压杆稳定的条件。 二、计算分析题（每小题18分，共计90分） 1、如图1所示，在同一竖直平面内三根立柱的截面积相同，截面积A＝400㎝2，长度L＝4m，通过刚性横梁受压力F＝900KN，由于制造原因使得柱2的长度比柱1、3的长度短δ＝0.15㎝，立柱的弹性模量E＝20GPa,求各个立柱的压力。 2、如图2所示，AB、BC在B点用铰链连接，A、C两端固定，两梁的抗弯刚度均为EI，受力和各部分尺寸如图所示，Fp＝40KN，q=20KN/m，请画出两端梁的剪力图和弯矩图。 3、如图3所示，简支梁如果中点只承受集中力F的作用，最大转角θmax，应变能V(F)，如果中点只承受集中力偶的作用，最大挠度Wmax，梁的应变能V(M)，请问当集中力F和集中力偶M同时作用的时候，梁的应变能。 4、杆上A点分别在三种荷载的作用下应力图如图4中a),b),c)所示，求当三种荷载同时作用时 （1）A点x、y面上应力。 （2）A点主应力和最大剪应力的值和方向。 （3）A点z向是否存在应力和应变，如果有是多少。材料的弹性模量E＝2.0×105，μ＝0.3。
同济大学朱慈勉结构力学第10章结构动??习题答案 10-1试说明动力荷载与移动荷载的区别。移动荷载是否可能产生动力效应？ 10-2试说明冲击荷载与突加荷载之间的区别。为何在作厂房动力分析时，吊车水平制动力可视作突加荷载？ 10-3什么是体系的动力自由度？它与几何构造分析中体系的自由度之间有何区别？如何确定体系的 动力自由度? 10-4将无限自由度的振动问题转化为有限自由度有哪些方法？它们分别采用何种坐标? 10-5试确定图示各体系的动力自由度，忽略弹性杆自身的质量。 (a) mi m2 __ 八一 (b) 分布质量的刚度为无穷大，由广义坐标法可知，体系仅有两个振动自由度 (c) (d) 在集中质量处施加刚性链杆以限制质量运动体系。有四个自由度。 10-6建立单自由度体系的运动方程有哪些主要方法？它们的基本原理是什么？ 10-7单自由度体系当动力荷载不作用在质量上时，应如何建立运动方程？ 10-8图示结构横梁具有无限刚性和均布质量m，B处有一弹性支座（刚度系数为k），C处有一阻尼器（阻尼系数为c），梁上受三角形分布动力荷载作用，试用不同的方法建立体系的运动方程。
El= 3 m 21 --- 3 解：1)刚度法 该体系仅有一个自由度。 可设A截面转角a为坐标顺时针为正，此时作用于分布质量m上的惯性力呈三角形分布。其端部集度为ml a 由动力荷载引起的力矩为： -q | ?| =-q |2 2%) 3 3*) 由弹性恢复力所引起的弯矩为： 頁 cal2 根据 A结点力矩平衡条件M ] ? M p? M $ =0可得: 3map哼Fs1—斗 —..ka 3ca ma ■ 3I I 2)力法 解：取AC杆转角为坐标，设在平衡位置附近发生虚位移 -q. fa --l ot k -I G-I O( Vot e- 3 t 3 3 10-9图示结构AD和DF杆具有无限刚性和均布质量m，A处转动弹簧铰的刚度系数为k e，C、E处 弹簧的刚度系数为k，B处阻尼器的阻尼系数为c,试建立体系自由振动时的运动方程。 q(t) C 取A点隔离体，A结点力矩为: M i =-m a I 2l 2 3 =〕mal 整理得: :?。根据几何关系，虚功方程为: 则同样有: ka 3ca ma 3I I
6- 37 第 6 章 习 题 6-1 试确定图示结构的超静定次数。 (a) (b) (c) (e) (g) 所有结点均为全铰结点 (h) 题6-1图 6-2 试回答：结构的超静定次数与力法基本结构的选择是否有关？力法方程有何物理意义？ 6-3 试用力法计算图示超静定梁，并绘出M 、F Q 图。 (a) (b) 题6-3图 6-4 试用力法计算图示结构，并绘其内力图。 (a) (b) 题6-4图 4a 2a 4a 4a 3m 6m 6m 2l 3 l 3 l 2 l 2 l 2 l l 2
6- 38 6-5 试用力法计算图示结构，并绘出M 图。 (b) (c) (d) 题6-5图 6-6 试用力法求解图示超静定桁架，并计算1、2杆的内力。设各杆的EA 均相同。 (a) (b) 题6-6图 6-7 试用力法计算图示组合结构，求出链杆轴力并绘出M 图。 (a) (b) 题6-7图 6-8 试利用对称性计算图示结构，并绘出M 图。 6 6m 3m 3m 6m 6m a a a 1.5m 6m 3m 6m 3m l l a a a a
6- 39 (a) (b) (c) (d) (e) (f) ( BEH 杆弯曲刚度为2EI ，其余各杆为EI ) (g) (h) 题6-8图 6-9 试回答：用力法求解超静定结构时应如何恰当地选取基本结构？ 6-10 试绘出图示结构因支座移动产生的弯矩图。设各杆EI 相同。 (a) h l l l l 3m 4m 5m 4m 60kN A B C D EI=常数 l l A B C D EI=常数 q q l l l D E A B EI=常数 q q C F a a a 2a 2 a a a a a a 6m 6m 9m ? 2 l 2 l 2 l l