船舶结构力学复习题
船舶结构力学复习习题
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?
2.一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其计算图形不是固定
的、一成不变的
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.连续梁、桁架、刚架、板架的区别与联系。
第二章单跨梁的弯曲理论
主要内容及解题要点
1．本章叙述等断面单跨粱(包括普通梁、复杂弯曲梁及弹性基础梁)的弯曲理论，要求在己知梁的尺度、材料、荷重及边界条件下能够求出梁的弯曲要好——梁的挠度、转角、弯矩及剪力，从而可计算出梁的应力与变形。
求解单跨梁弯曲的基本方法是弯曲微分方程式的积分法，即初参数法，实用方法是利用己知的梁的弯曲要素表和叠加法。
2．应用初参数法求解梁的弯曲问题时，可利用已导出的梁在一般荷重作用下的任意边界条件下的挠曲线方程式，再利用梁端的边界条件求出方程式中的未知常数(初参数)，因此正确写出梁的边界条件是重要的。解题时应注意梁的坐标、荷重的位置与方向，还要能正确写出分布荷重的表达式。
对于静定梁或具有对称性的梁，可利用静力平衡方程或对称条件求出某些未知初参数，常可使求解得到简化。
3．在应用梁的弯曲要素表解题时，应注意以下几点：
(1)充分了解弯曲要索表的种类、应用范围、坐标及符号法则。
(2)不同荷重作用下的弯曲要素可由各个荷重作用下的弯曲要素叠加得到。【但对于复杂弯曲的梁，只有在轴向力不变时才用叠加法，对于弹性基础梁，只有在弹性基础刚度为常数时才可用叠加法。】
(3)在画梁的弯矩图与剪力图时，尽可能将梁化为购端自由支持的情形来做。叠加弯短图，注意图形及符号，并尽量使得最终的弯矩图与剪力图祷矩、醒目。
(4) 因要求出梁的应力，还必须掌握梁的正应力与剪应力的计算。
思考题：
1．粱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路为弹性支座支持时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都相等；而当梁两端是刚性因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.叠加法的适用条件。
5．当梁的边界点上作用有集中外力P或集中外弯矩M时，一种处理是把该外力放在梁端，写进边界条件中去。另一种处理是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．粱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？有哪些分类？
第三章力法
主要内容及解题要点：
1．本章叙述用力法分析杆系结构的原理及其在舱体结构中的应用。研究的对象为船体结构中的连续梁、不可动节点简单刚架及板架。此外还着重讨论了船体结构中弹性支座与弹性固定端的形成及其柔性系数的计算问题。
2．本章所述的力法以单跨梁建立的弯曲要素表和叠加原理为基础，通过以结构中某些特殊节点(如支座处、断面变化处、相交节点处)的节点力(或力矩)为基本未知量，以这些节点处的变形连续条件建立方程式，解出未知力，从而将复杂的杆系结构化为一根根在节点处相联系的单跨梁。因此力法在具体计算时对象仍为单跨粱。
3。对于在刚性支座上的连续梁及不可动节点简单刚架可以将结构在支座或节点处拆为一段段两端自由支持的单跨梁加上未知弯矩，然后用转角连续条件求解。因此有几个未知弯矩必有几个相应的转角连续方程式即三弯矩方程式。
对于在弹性文座上的连续粱，还需在每一个弹性支座处列补充方程式，最后所得的转角连续方程式即为五弯矩方程式。
4．在板架(交叉梁系)计算中，将主向梁与交叉构件在节点处分开代以节点力，再用主向梁与交叉构件相交节点挠度相等的条件求解。对于船体板架，一般认为外荷重全部由主向粱承受。
一根交叉构件与许多根同样主向梁组成的板架的解法是综合力法与弹性支座概念而形成的计算方法。计算时交叉构件化为弹性基础梁，弹性基础梁的荷重及弹性基础刚度与主向梁上的荷重形式、主向梁边界情况有关。求解弹性基础梁，即可通过其挠度（板架的节点挠度)求出节点力。
5，在连续粱与平面刚架结构中，如果与所研究的受载杆件有不受外载荷的杆或杆系与之相连，则总可以将不受载的杆及杆系化为受载杆的弹性固定端。方法是，
(1)将受载杆与其相连的不受载杆或杆系在连接支座处分开，加上弯矩M，此弯矩亦可令其为l。
(2)计算不受栽扦在M作用断面处的转角a，a必然与M同方向，a与M的比值就是所需的受载杆弹性固定端的柔性系数。
在板架或一般的交叉粱系结构中，原则上说不受载杆对受载杆的支持可化为弹性支座，只要对不受载杆能写出在与受载杆相交节点处节点力R与挠度v之间的正比关系。弹性支座的柔性系数立＝R／v，计算方法与步骤与上述弹性固定端的计算相同。
思考题：
1.力法的概念，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.刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别？
4.力法可否用来计算不可动节点的复杂刚架？如可以，应如何做？
5.用力法计算某些支座有一定已知位移的连续梁或平面刚架时应注意什么问题?
6.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文座或弹性固定端，其简化的条件怎样?
步骤加怀在简化时经常会用到哪几种类型公式？
第四章矩阵位移法
一、位移法
主要内容及解题要点
1．本章讲述用位移法分析杆系结构的原理及在船体结构中的应用。研究的主要对象为船体结构中的不可动节点复杂刚架，可动节点简单刚架及简单板架等，最后还介绍了弯矩分配法的原理及计算步骡。
【注意】由于位移法中所采用的杆端弯曲要素的符号法则与第二章单跨梁及第四章力法中不完全相同，因此首先要明确位移法中新的符号规定，杆件两端的弯短与转角一律以顿时针方向为正；杆端的剪力与挠度要根据杆件的局部坐标来定，故两个端点处的剪力与挠度的正向相同。
2．位移法解杆系问题时是将各组成杆件视为两端刚性固定的单跨梁，然后强迫可以发生位移的支座或节点断面产生协调一致的变形，并要满足支座或节点处力的平衡条件。因此位移法的几何协调条件自
行满足，联系位移与力的关系的物理条件是刚度系数，建立方程式组的条件是力的平衡条件，基本未知数是位移。本章的位移法还是第七章矩阵法的基础。
3．用位移法求解不可动节点复杂刚架是角变形法。计算时首先分析结构中有几个文座或节点可以发生转角，并把这些转角作为基本未知数，再在这些文座或节点处列出汇交杆件的弯矩平衡方程式。这样，—有几个未知转角就有几个相应的弯矩平衡方程式，即可联立求出转角。最后通过转角计算杆端的弯矩及势力。在进行上述计算比要注意到，
1）法中之杆端弯矩为固端弯短与杆端发生转角的弯矩之和，
2)固端弯矩可从两端刚性固定的单跨梁的弯曲要素表查到，但注意表中弯矩的符号规定与位移法不同。
3)在建立支座或节点的弯矩平衡方程式时，果该节点上有外加弯矩（即点集中力），方程中应予计入。 4．用位移法解可动节点简单刚架及板架时，先分析结构中有几个节点或支座将发生转角及线位移(挠度)，并把它们作为未知量。然后对每一个发生转角的节点或支座处列弯矩平衡方程式，对每一个发生线位移的节点或支座处列剪力平衡方程式，因此未知数的数日与方程式的数目相同，问题可以解决。
在建立节点或支座的弯矩及剪力平衡方程亦需计入该处的外加弯矩与集中力。如果节点或支座还有弹性支座(柔性系数为人)及弹性固定端(柔性系数为。l)，则在建立剪力及弯矩平衡方程时亦应分别计入。
思考题
1.与力法相比，位移法有何优点与缺点？
二、矩阵位移法
主要内容及解题要点
1．矩阵法又称矩阵位移法或直接刚度法。它的原理与符号规定均与第五章位移法相同，只是表达形式更规格化以便编制程序在计算机上实施运算。
矩阵法可用来求解一切杆系结构，本章讨论的对象为招架、连接梁、刚架及板架等。
2．用矩阵法分析杆系结构的步骤为，
(1)将结构离散为杆元及节点，建立杆元坐标系与结构整体坐标系；
(2)建立杆元坐标系中之杆元刚度矩阵[Kle；
(3)坐标转换得结构坐标系中杆元刚度矩阵[K]，并将它写成分割子矩阵的形式；
(4)用对号入座的方法建立结构在结构坐标系中的总刚度矩；
(5)计算节点的外载荷矩阵[P]，并建立整个结构全部节点的平衡方程式；
(6)将平衡方程式进行约束处理后求解，得节点位移；
(7)将节点位移转换到局部坐标系中，再利用刚度矩阵[k]计算各杆元的杆瑞力并进一步求出杆元的内力及变形。
3．矩阵法的关键是建立各类杆元的刚度矩阵。
根据结构形式及杆元的节点位移(自由度数)，平面衍架、刚架及板架的刚度矩阵。
思考题：
1. 和位移法相比矩阵法在解题过程中有什么特点？
2．何渭节点自由度、杆元的杆端力及节点外裁荷?
3 何谓单元刚度矩阵？它们的阶数是由什么决定的？
4．由单元刚度矩阵组成结构刚度矩阵的物理意义是什么？
当组集总刚度矩眸时可遵循的规律是什么？
5．矩阵法中为什么要进行约束处理？
6．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？
7．如何理解“固端力之负值即为等效节点力”这句话？如何对总刚写出相应的外力列阵。为什么用矩阵法算出的杆端力还耍迭加上固端力？为什么在画弯矩图时还耍迭加上杆间外荷重产生的弯矩?
8．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?
9．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?
10．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7
第五章能量原理
思考题
1．一粱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？
2一杆系结构承受拉(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裁荷作用时的应变能再相加，为什么?
3．什么是体系总位能、力函数。
4．试说明虚位移原理与虚力原理两者的区别。
5.‘虚位移医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? 、
6.“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?
7．什么是应变能？何谓余能，有何区别？
第七章薄板的弯曲理论
I 主要内容及解题要点
1．本章研究船体结构中矩形薄平板的弯曲问题。要求在结定板的尺度、材料、边界条件及外荷至时能求出板的应力与变形。所用的方法有微分方程式的积分法、能量法及有限元法。
作用于船体平板的荷重有两类，一是垂直于板平而的荷重(横荷重)，二是作用于板中面的荷重(中面荷重)。由于薄板的弯曲刚度很小所以当板弯曲时因四周支座的约束作用也会产生中面拉力，这一特点应予以注意。
如果板上只受横荷重而无中面荷重或中面荷重很小面可以不计，则此种板称为刚性板。如果板上有横荷重又有中面荷重(外加的或因板弯曲引起的中面拉力)，则板处于复杂弯曲状况此种板称为柔性板。 2。筒形弯曲是矩形板弯曲的一个特例。板发生筒形弯曲的条件是：板的边长比大于2．5，板的的荷重沿长边不变化，此时可在板的中部沿短边取出单位宽度的板条梁来研究，因此板的简形弯曲问题实质上是梁的弯曲问题。
在具体计算时，用板的筒形刚度代替普通梁的弯曲刚度，则梁的弯曲微分方程式及弯曲要素表的结果均可用于筒形弯曲中的板条梁。据此：。
(1)对于刚性板的横弯曲，可直接利用梁的弯曲要素表计算；
(2)对于柔性板的复杂弯曲，即板上有横荷重及外加中面力可直接利用梁复杂弯曲的弯曲要索表计算；
(3)当板有横荷重并且挠度较大而产生有中面拉力，先用附录附图3—a、3—b根据参数U求出中面力的大小，再用梁复杂弯曲要素表求解。
3．刚性板的弯曲微分方程式是在直法线假定及不计板厚方向挤压力等的假定下导得的。此微分方程式的求解可用双三角级数法(适用于四边自由支持的板)或单三角级数法(适用于一对边自由支持的板)进行。计算中要用到板每一边两个边界条件，共6个条件。在写边界条件时注意全自由边上扭矩将化为一等效剪力来处理。
4．对于结构形式及荷重比较复杂的板，如非自由支持边界，板上受任意横荷重或板上有加强筋等情况，可用能量法(李兹法)来求解。
先根据坐标选取一个满足板边位移条件的基函数，并将板的挠曲面写成
w(x，y)＝………
再计算结构的应变能v及力函数u。矩形根本身的弯曲应变能计算公式见〔9—110)及(9—111)，如果板上有加强筋，则需计入加强筋的弯曲应变能，如果板有弹性支座或弹性固定端，还应加上它们的应变能。所有这些应变能都应表达为w的函数。
板的力函数为板上外荷重与相应的同方向的位移的乘积之和，注意不同荷重(集中力、集中弯矩、分布荷重、分布弯矩)及其方向，并要能正确写出相应于这些荷重的位移式子。
5．一般的船体板为甲板板、内底板及外底板均可视为由周刚性固定且受均布荷重的矩形视因此熟悉这种扳的应力计算公式是重要的。计算时要注意板上不同位置处(板边或跨中，上表面或下表面)的应力方向。
船体中的双层底可视为组合板(结构上的正交异性扳)，其弯曲微分方程式见公式(9—88)。
6．本章中板弯曲的有限元法分析了矩形板单元的特性。矩形板单元每一节点有挠度及两个方向的转角共三个自由度，相应有剪力从及2个弯矩共三个节点力。单元位移函数的选取、单元刚度矩阵的计算、载荷处理及全部计算过程均与上一章中所述相同。
第八章杆、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 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？
9 用李兹法计算杆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？
模拟考试一
一、选择
1.船舶经常在航行状态下工作，它所受到的外力是
A 相当复杂B.相当简单C 、多样的D单一的
2 对于同一个实际结构，其计算图形
A 是唯一的
B 是一成不变的
C，不是唯一的、一成不变的D 有两种
3，与骨架相连井与骨架一起变形的那一部分板称为
A.带板B,刚性板C焊接板D固定板
4。船体骨架在大多数情况下,在外荷重作用下将发生
A，剪切立形B_扭转变形C_拉压变形D弯曲变形
5.挠曲线通用方程中的初参数
八.由梁一端的边界条件确定B由梁两端的边界条件确定
C.由梁两端的位移条件确定
D.由梁两端的力的条件确定
6，静定结构是
A.几柯可变体系B_有多余联系的体系
C.儿何不变而有多余联系的体系D‘几何不变而没有多余联系的体系
7.力法方程组中主对角线上的系数称为主系数，以下列关于主系数的说法正确的是
A.其值可正可负
B. 其值恒为负C，其值恒为正 D其值随意
8.位移法的基本未知量是结构节点处的
A弯矩B位移C剪力D多余约束力
9.位移法典型方程中的系数称为
A.主系数
B.副系数
C.刚度系数D，柔度系数
10.虚力原理中的虚力是指
A，假的力 B可能发生变化的微小力
C.真的力 D相当大的力
l1虚位移原理是结构平衡的
A必要条件 B充分条件
C.必要和充分条件 D不必要条件
l 2.平面应力问题研究的对象是
A.两板 B 厚扳
C.很薄的变厚度板 D很薄的等厚度板
13.简形弯曲板条梁变形后的横截而形状为
A 矩形
B .圆形 C.菱形D.任点形状
14. 在板的弯曲问题中，柔性板是指
A 中面力对弯曲要素的影响可以忽略不计
B. 中面力对弯曲要素的影响不能忽略
C. 要考虑中面力的有利影响
D. 要考虑中面力的不利影响
15 结构的临界载荷是它
A 受到的最小压力 B受到的最大压力
C.能够抵抗的最小压力
D.能够抵抗的最大压力
二、名词解释题
1.弹性支座
2.初参数法：
3.位移法
4.超静定结构
5.梁的弯曲要素：
6.复杂刚架
7.矩阵位移法
8.约束扭转
9.弹性固定端
10.压杆失稳：
11.板的筒形弯曲：
三、判断说明题
1.力法的基木结构的选取虽然可以不同，但它必须是几何不变的。
2.虚力原理仅限定用于线性弹性问题;
3.卡氏第二定理〔材料力学中的卡氏定理)仅适用于线性弹性结构。
4.自由扭转时，杆件各横截面既有剪应力，还有正应力。
四、简答题
1.筒述弹性基础梁的叠加原理。
2.简述矩阵位移法中，对弹性约束的处理方法。
3.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?
4.用能量法〔李兹法〕求得的压杆欧拉力存在什么缺点，为什么?
5.简述开口薄壁杆件自由扭转的两个假定。
6.刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别？
7.梁端的位移边界条件是指梁端的支座情况，在结构力学中刚性支座可以分为哪几种型式？对具体结
构进行简化时确定支座型式的依据是什么？
8.薄板弯曲理论中在求解小挠度薄板问题时有哪些基本假定？
五.计算应用题
1.一根两端刚性周定，在跨度中点受集中力作用的单跨梁，
(l〕如仅仅集中力减少一半，问跨度中点的挠度为原来的几倍
(2〕如仅仅跨长减少一半，问跨度中点的挠度为原来的几倍?
2.一根两端刚性固定的等截面单跨压杆
1)如仅仅惯性矩增加一倍，问其欧拉力为原来的几倍?
2)如仅仅跨度增加一倍，问其欧拉力为原来的几倍?
船舶结构力学概念题
船舶结构力学习题集 第一章绪论 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 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？ 第四章力法 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. 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 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 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
船舶结构力学名词解释汇总
2012/2013年度船舶结构力学考试名词解释汇总（1）力学模型：根据结构的受力特征、支承特征、计算要求等来简化实际结构而简化的模型。 （2）带板（骨架的“附连翼板”）：船体中的骨架在受力后变形时和它相连的一部分始终与骨架一起作用，与骨架相连的那部分板即带板。 （3）板上载重分为两类：①面外载荷②面内载荷。 （4）杆件：船体中的骨架（横梁、肋骨、纵骨、纵桁等）大多数是细长的型钢或组合型材，这种骨架简化的力学模型称之为杆件。（5）杆系：相互连接的骨架系统。 （6）连续梁：在上甲板的骨架中，纵骨的尺寸最小，它穿过强横梁并通过横舱壁在纵向保持连续。在计算纵骨时认为强横梁有足够的刚性支持纵骨，从而可作为纵骨的刚性支座。纵骨在横舱壁外侧作为刚性固定端，这样得到的力学模型，即连续梁。 （7）板架（交叉梁系）：在上甲板（或下甲板）的骨架中，甲板纵桁与舱口端横梁尺寸最大，在计算时常可略去其他骨架对它们的影响，于是在研究甲板纵桁与舱口端横梁时就得到了一个井字形的平面杆系。此种杆系因外载荷垂直于杆系平面而发生弯曲，称为“交叉梁系”或“板架”。 （8）刚架：由于在船体横剖面内，横梁、肋骨及船底肋板共同组成一个平面杆系。因此常把它们一起考虑作为船体横向强度的研究对象。这种杆系中各杆的联接点是刚性的，并受到作用于杆系平面内的
载荷作用，故称为“刚架”。 （9）连续梁、刚架和板架就是船体结构中三种典型的杆系。 （10）初参数的物理意义：梁的挠曲线取决于梁端的四个初始弯曲要素v0、θ 、M0及N0（简称“初参数”）。v0、θ0、M0、N0分别代表了 梁左端（x=0）处的挠度、转角、弯矩、剪力。 （11）初参数法的符号法则： ①挠度v：向下为正； ②转角θ：顺时针为正； ③弯矩M：左端面逆时针右端面顺时针为正（使梁中上拱为正）； ④剪力N：左端面向下右端面向上为正（使梁发生逆时针旋转为正）。（12）挠曲线方程的边界补充条件： ①自由支持端（支端）：v=0，v，，=0； ②刚性固定端：v=0，v，=0； ③弹性支座：左端面v=-AEIv，，，，v，，=0；右端面：v=AEIv，，，，v，，=0； ④弹性固定端：左端面v，=αEIv，，，v=0；右端面：v，=-αEIv，，，v=0。（13）力法的概念：计算时是以“力”为未知数，根据变形连续条件建立方程式，最后解出“力”来，所以叫做“力法”。 （14）力法的基本结构：静定结构。（若结构中未知约束力的个数小于或等于独立平衡方程的个数，应用静力平衡方程即可确定全部未知约束力的问题叫静定问题，反之则为静不定。） （15）力法的求解范围：适用于一切静不定结构，但实际上大都用于求解连续梁（刚性支座上的连续梁和弹性支座上的连续梁），简单刚
船舶结构力学01228理论
课程名称：船舶结构力学课程代码：01228（理论） 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 本课程研究的主要对象是船体结构中的杆件、杆系和板的弯曲及稳定性,系统地阐述了结构力学中的基本理论与方法----力法、位移法及能量原理。是高等教育自学考试船舶与海洋工程专业的一门重要专业基础课。 二、课程目标与基本要求 本课程的目标：学生通过该课程的学习，掌握结构力学的基本理论和方法，应用它们来解决船体结构中典型结构（杆系和板的弯曲及稳定性）的强度计算分析。还能处理一般工程结构中类似的力学问题。 本课程基本要求： 1．掌握建立船体结构计算图形的基本知识 2．掌握单跨梁的弯曲理论 3．掌握力法的基本原理和应用 4．掌握位移法和矩阵位移法的基本原理和应用 5．掌握能量原理及其应用 6．了解有限单元法的基本概念和解题过程 7．掌握矩形薄板的弯曲理论 8．掌握杆及板的稳定性概念，解答和应用 9．了解薄壁杆件扭转的基本概念 10．该课程理论性强，力学概念较难建立，涉及数学知识较多，学习和掌握有一定的困难。相比较而言，单跨梁的弯曲理论和板的弯曲理论是本课程的基本基础。力法，矩阵位移法，能量法部分偏重于原理和方法在结构分析中的应用。自学过程中应按大纲要求仔细阅读教材，切实掌握有关内容的基本概念、基本原理和基本方法。学习过程中遵循吃透原理、掌握计算方法、看懂教材例题，完成部分习题。不懂的地方要反复学，前、后联系起来学，要克服浮燥心理，欲速则不达，慢工出细活。从而达到学懂、学会、学熟，及应用它们来解决实际结构计算。 三、与本专业其他课程的关系 本课程是船舶与海洋工程专业的一门专业基础课，该课程应在修完学科基础课和相关的专业基础课后进行学习。 先修课程：高等数学，理论力学，材料力学，船体结构与海洋工程制图 后续课程：船体强度与结构设计 第二部分考核内容与考核目标 第1章绪论 一、学习目的与要求 本章是对船舶结构力学总述性的概述。通过对本章的学习，明确船舶结构力学的内容与任务，是为了解决船体强度问题，结构力学研究的是船体结构的静力响应，即内力与变形，以及受压结构的稳定性问题。学习和掌握结构力学的基本原理与方法，经典的力法、位移法及能量原理。对船体结构及其简化成相应的力学计算图形有深刻的理解。 二、考核知识点与考核目标 （一）船舶结构力学的内容与任务（重点） 识记：船体强度的内容，船舶结构力学的内容。 理解：船舶结构力学与船体强度的联系。 应用：分析船体强度与变形及其他问题 （二）船体结构的计算图形（重点） 识记：计算图形，典型的船体结构计算图形（人工计算：四种。计算机计算：空间杆系结构和板、梁组合结构。） 理解：船体结构计算图形简化的内涵和简化过程。 应用：实际船体结构简化为与计算方法相应的计算图形。 第2章单跨梁的弯曲理论 一、学习目的与要求 本章是结构力学的理论基础。通过对本章的学习，应掌握三类梁的弯曲微分方程的建立及其通解，着重掌握梁
船舶结构力学课后题答案上海交大版
船舶结构力学课后题答案上海交大版 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
s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 2.1 3 3 3 23 034 2 4 3()()()424()26666l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++ ++
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船舶结构力学课后题答案(上 海交大版)精选.doc
s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( 1 x) １）图2.1 333 23 3 424 3 ()()() 424 () 26666 l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++++ 原点在跨中： 3 23 011 110 4 ()4 () 266 l l p x M x N x v x v EI EI EI - =+++， ' 11 ' 11 ()0()0 22 (0)0(0)2 l l v v p v N ?== ? ? ?== ? ２） 3 3 2 3 ()3 2.2() 266 l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ - =+++ 图 ３） 3 33 00 2 ()2 2.3() 666 x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ - =++- ? 图 ２.２题 a) 33 1 11311131 (3)(2) 616444641624 pp p pl pl v v v EI EI ????=+=??-+?-? ???? ????= 3 512 pl EI 333 3 2 1911 () 619296 41624 pl pl pl V EI EI EI ?? ?? =-++= ? ?? ?? ??
船舶结构力学设计
課程名稱：船舶結構力學 第一部分課程性質與目標 一、課程性質與特點 本課程研究的主要對象是船體結構中的杆件、杆系和板的彎曲及穩定性,系統地闡述了結構力學中的基本理論與方法----力法、位移法及能量原理。是高等教育自學考試船舶與海洋工程專業的一門重要專業基礎課。 二、課程目標與基本要求 本課程的目標：學生通過該課程的學習，掌握結構力學的基本理論和方法，應用它們來解決船體結構中典型結構（杆系和板的彎曲及穩定性）的強度計算分析。還能處理一般工程結構中類似的力學問題。 本課程基本要求： 1．掌握建立船體結構計算圖形的基本知識 2．掌握單跨梁的彎曲理論 3．掌握力法的基本原理和應用 4．掌握位移法和矩陣位移法的基本原理和應用 5．掌握能量原理及其應用 6．瞭解有限單元法的基本概念和解題過程 7．掌握矩形薄板的彎曲理論 8．掌握杆及板的穩定性概念，解答和應用 9．瞭解薄壁杆件扭轉的基本概念 10．該課程理論性強，力學概念較難建立，涉及數學知識較多，學習和掌握有一定的困難。相比較而言，單跨梁的彎曲理論和板的彎曲理論是本課程的基本基礎。力法，矩陣位移法，能量法部分偏重於原理和方法在結構分析中的應用。自學過程中應按大綱要求仔細閱讀教材，切實掌握有關內容的基本概念、基本原理和基本方法。學習過程中遵循吃透原理、掌握計算方法、看懂教材例題，完成部分習題。不懂的地方要反復學，前、後聯繫起來學，要克服浮燥心理，欲速則不達，慢工出細活。從而達到學懂、學會、學熟，及應用它們來解決實際結構計算。 三、與本專業其他課程的關係 本課程是船舶與海洋工程專業的一門專業基礎課，該課程應在修完學科基礎課和相關的專業基礎課後進行學習。 先修課程：高等數學，理論力學，材料力學，船體結構與海洋工程製圖 後續課程：船體強度與結構設計 第二部分考核內容與考核目標 第1章緒論 一、學習目的與要求 本章是對船舶結構力學總述性的概述。通過對本章的學習，明確船舶結構力學的內容與任務，是為了解決船體強度問題，結構力學研究的是船體結構的靜力回應，即內力與變形，以及受壓結構的穩定性問題。學習和掌握結構力學的基本原理與方法，經典的力法、位移法及能量原理。對船體結構及其簡化成相應的力學計算圖形有深刻的理解。 二、考核知識點與考核目標 （一）船舶結構力學的內容與任務（重點） 識記：船體強度的內容，船舶結構力學的內容。 理解：船舶結構力學與船體強度的聯繫。 應用：分析船體強度與變形及其他問題 （二）船體結構的計算圖形（重點） 識記：計算圖形，典型的船體結構計算圖形（人工計算：四種。電腦計算：空間杆系結構和板、梁組合結構。）理解：船體結構計算圖形簡化的內涵和簡化過程。 應用：實際船體結構簡化為與計算方法相應的計算圖形。 第2章單跨梁的彎曲理論
船舶结构力学(交大)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 (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2.1o 3 3 3 23034 2 4 3()()()424()26666l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++ ++o 原点在跨中：3 2 3 01 1 1104 ()4()266l l p x M x N x v x v EI EI EI -=+ ++o ，'11'11()0()022(0)0(0)2 l l v v p v N ?==???==? ２）3 3 203 ()32.2 ()266l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ-=+++ o o 图 ３）3 3 3 002 ()22.3 ()666x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ-=++- ?o o 图 ２.２题 a) 33 11131113 1(3)(2)61644464162 4pp p pl pl v v v EI EI ????=+=??-+?-????????? = 3 512pl EI 3 33321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI ????= -++= ???????
船舶结构力学试卷
1 江苏海洋大学成人高等教育期末试卷 课程名称 船舶结构力学 (A 卷) （考试时间120分钟，满分100分） 注意事项：1.请用黑色水笔答题，不可用其他颜色或者铅笔，圆珠笔答题 2.请在装订线以内答题 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 得分 一、名词解释（每题6分，共30分） 1、力学模型： 2、带板（骨架的“附连翼板”）： 3、板上载重分为两类： 4、杆件： 5、杆系： 二、问答题（每题10分，共20分） 1. 为什么单跨直梁在几种横向载荷作用下引起的弯曲要素可以采用叠加法求出,而单 跨直梁在复杂弯曲时横荷重与轴向力的影响不可分开考虑? 2. 何谓力法与位移法?对于矩形薄板弯曲问题的纳维叶解法属何种方法,为什么? (10分 三、解答题 1. 试写出图1所示单跨梁和矩形板结构的边界条件。 (10分) 函授站 班级 姓名 学号 ……………………………………………………………………………………装………….………………….. ….……………..…订…………………..………………..……线……………………………………………………………… 全自由边 F A b (a ) (b ) 图 1
1 2. 试用初参数法求图2中的双跨粱的挠曲线方程式，己弹性文座的柔性系数为：3 3l A EI 。 (20分) 四、(10分) 图1所示结构，已知作用在杆中点的弯矩M , 和EI , l 用初参数法求单跨梁的挠曲线方程。 五、(10分) 图1所示结构，已知作用在杆中点的弯矩M , 和EI , l 用初参数法求单跨梁的挠曲线方程。 y x 2 1 A F 图 2
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 … … … … … … … … … … … … / … / A B C 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
船舶结构力学手册
实验1：应变片的粘贴技术实验目的通过实验了解应变片的测量原理及应变片的 选用；通过应变片的实际粘贴、接线，初步掌握应变片的贴粘工艺过程；能够进行粘贴质量的检查并会采取适当防潮措施。、实验仪器、(1) 试件：条形钢(2) 不同规格型号的应变片(3) 粘贴剂：704硅胶、保护剂(4) 仪表：兆欧表、惠斯登电桥、万用表(5) 焊接工具：电烙铁、焊锡、松香(6) 电吹风(7) 其它：0.02-0.04 ㎝导线，绝缘胶带纸，棉纱、脱脂棉、无水酒精、划丝、卡尺、0＃砂纸等。、实验内容及步骤应变片的准备根据测试的内容（拉压力、扭矩、加速度等）、测试条件及贴片部位的情况和布片方案，二次代表的要求（阻值、灵敏度系数等）等因素，选择适当的应变片，在同一桥路中，应变片的灵敏度系数和原始阻值应尽量一致，阻值之差不能超过电阻应变仪的电阻平衡范围（0.5Ω），阻值相差太大，造成电桥的初始不平衡，影响测量精度。应变片的几何尺寸也应选择得当。用目测检查应变片敏感珊是否排列整齐；先用万用表初查应变片有无断路和短路现象及粗略的原始电阻值，再用惠斯登电桥精确测量应变片的阻值（精确到0.1Ω）。2. 构件贴片表面的处理为了保证一定的粘贴强度，必须对构件表面进行处理，试件贴片部位需要处理的面积应大于应变片的基底。首先要去掉表面的锈斑、油漆、氧化皮等污垢；然后用砂轮将表面打平，再用0#或1#砂布磨光。如果是光滑的加工表面，用0#或1#砂布沿与应变片纵向线成450的方向打出一些纹路。打磨面积约为应变片的3-5倍。3. 划线在处理好的表面上,定出测点确切位置,用划针通过测点轻轻划出贴应变片位置的中心线，即应变片的方位线。4. 清洗贴片表面用脱脂棉球蘸无水酒精对贴片表面进行擦洗。一般要擦洗2到3次，直到没有油污为止。擦好的表面切勿用手或其他物触碰。5．贴片在应变片贴面上涂一薄而均匀的胶层,然后把应变片放到贴片位置上(注意对准坐标线)。特别注意要保证应变片的方位；然后在应变片上盖一张玻璃纸，一手捏住引出线，用另一只手的母指或食指从片头到片尾轻轻均匀地滚压，把多余的胶水和气泡挤出，直到应变片粘住为止。应变片贴完后，应该胶层均匀、位置准确、整齐干净。6．干燥固化贴片后，按照所用粘结剂规定的方法和时间进行干燥固化。一般在贴好后需自然干3到4小时，或更长。但为了更快地固化好，可以在自然干燥一定时间后，用热吹风吹烘。7．焊接引出导线为保证焊接处的绝缘，焊前在应变片的引出线下面粘贴一层绝缘胶带纸，此举意在保证引出线焊点处的绝缘。尔后将测量导线的一端靠近应变片的引出线，在测量导线焊接端去皮约3mm 并涂上焊锡后，用电烙铁将应变片引出线与测量导线进行锡焊．接时要快且准，以免产生氧化物而影响焊点质量，焊点要求光滑牢固、无虚焊、假焊、以保证焊点的机械性能和电气性能，焊好后将引线用绝缘胶带固定。为防止机械损伤，可用织物或胶布将贴片部位保护。8．贴片质量检查（1）检查应变片的粘贴是否牢固，胶层是否均匀，位置是否准确。（2）用万用表检查已贴好的应变片有无断路或短路现象，应变片的原始阻值有无变化（3）用万用表高阻档或兆欧表检查应变片与构件表面间的绝缘电阻，在一般实验中绝缘电阻到达500到1000兆欧就即可。绝缘电阻小，表面粘贴质量不好，会使应变仪调平困难及应变片在工作中产生较大的蠕变。注意：用兆欧表测量绝缘电阻时，要慢摇手柄，严防击穿；一般情况下，应尽量少用兆欧表。9．应变片的防护应变片接好导线后，应立刻涂上防护层。这主要是防止大气中水分的侵入，应变片吸水后会降低绝缘电阻、粘结强度会影响其正常使用。常用环氧树脂来作防潮防护。四、实验报告总结贴片的工艺过程及质量检查要求所
船舶结构力学课后题答案(上海交大版)
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 （A-） _ N 疽 | || PC-%)' | || /心一%)\| P (-%’ ' 2EI 6EI 11% 6E/ 11% 6EZ II 3% 6EI 耳(％) = 0 %(%) = 0 *(0) = 0 NJ0) = % 2 )图22 心）= q ）x+ PC —%)' 6E7 3 )图 2.3 1 、 c N x 3 r v qx^dx II 心、)=哧+亩+L 布■-1% PS — %)' 6E7 2. 2题 a) v. = v nn +v n = 'i pp p pl 3 F —13 1、 6E7 16' 4 4 4 4 4 4 6EI 4 16 2 = P %2EI V 2 = A% 1 )图 2.1 原点在跨中: 宜+|| 心一%)' 6EI 11% 6E/
2009年船舶结构力学期末考试A卷
武汉理工大学考试试题纸（ A 卷） 课程名称: 船舶结构力学专业班级: 一、（30分）简答题 1.船体结构中分别列出承受总纵弯曲、横向和局部弯曲、既受总纵弯曲又受横向 弯曲构件的名称（5） 答：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）承受横向弯曲构件：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）承受横向弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板等。 2.给出单跨梁弯曲时，弯曲要素M、N、v之间的关系式，刚性固定在刚性支座上和弹性支座的边界条件表达式。（5）
答：（1） , ,
（2）a、刚性固定在刚性支座：梁在刚性固定端处挠度与转角均为零而弯矩、剪力不等于零，其边界条件为： b、弹性支座： 式中： A—弹性支座的柔性系数，K—刚性系数。
左端断面：右端断面：自由支持：
刚性固定： 3. 哪些因数对单跨杆稳定性有影响，是怎样影响的？柱子曲线有什么用途？简单估算一等截面双跨梁的欧拉力，两跨的长度分别为1L ，2L 。（10） 答： (1) 单跨杆的欧拉力一般表达式： 影响因素： 杆的长度L ，长度越长，杆越不稳定，反之亦然； 杆的截面惯性矩I ，截面惯性矩越大杆越稳定，反之亦然； 材料的弹性模数E ，杆的弹性模数越大越稳定；
杆的相当长度系数，杆的长度与断面均相同 的条件下，两端固定程度越大，欧拉力越大，杆越稳定。 (2) 柱子曲线用途：柱子曲线的用途：当杆件的柔度λ已知时，通过查不同材料的柱子曲线图可得其失稳应力，从而解决压杆的非弹性稳定性问题。 (3) 等截面双跨梁的欧拉力求解：
船舶结构力学
船舶结构力学
船舶结构力学 一、 基本概念部分 1、坐标系 船舶结构力学与工程力学的坐标系比较如下 图：工程力学的坐标系 船舶结构力学的坐标系 2、符号规则 船船结构力学与工程力学的符号规则有相同点和不同点，弯矩四要素的符号基本不同，主要是指弯矩、剪力和挠度的符号规则不同，而转角的符号一致，即是以顺针方向的转角为正角。 船舶结构力学的符号规则如下图所示。 N N N 工程力学的符号规则 船舶结构力学力法的符号规则 船舶结构力学位移法的符号规则 3、约束与约束力
对物体的运动预加限制的其他物体称为约束。约束施加于被约束物体的力称为约束力或约束反力，支座的约束力也叫支反力。 4、支座的类型及其边界条件 支座有四类：简支端（包括固定支座与滚动支座）、刚性固定端、弹性支座与弹性固定端。 各类支座的图示及其边界条件如下图： 1)简支端边界条件：v = 0，v ″ = 0 2)刚性固定端 边界条件：v = 0，v ′ = 0 3)弹性支座 边界条件：v = -AEIv ′′′ ′′′支座左端 () v = AEIv ′′′支座右 () 端 4) 弹性固定端 边界条件：v =αEIv ′′左端 () v =-αEIv ′′右 () 端（A为支座的柔性系数） ′′（ α为固定端的柔性系 数） 5、什么是静定梁？什么是超静定梁？如何求解超静定梁？ 梁的未知反力与静平衡方程个数相同时，此梁为静定梁。反之，如果梁的未知反力多于梁的静平衡方程数目时，此时的梁称为超静定梁。超静定梁可用力法求解。
6、什么是梁的弯曲四要素，查弯曲要素表要注意哪些事项？ 梁的剪力、弯矩、转角和挠度称为梁的弯曲四要素。查弯曲要素表要注意，四个要素的符号，在位移法中查梁的固端弯矩时要注意把梁的左 端弯矩值加一个负号。 7、简述两类力法基本方程的内容 力法方程有两类：一是“去支座法”。是以支座反力为未知量，根据变形条件所列的方程。二是“断面法”。以支座断面弯矩为未知量，根据变形连续性条件所列的方程。 8、叠加原理的适用条件是什么？ 当梁的弯矩与剪力与载荷成线性关系时，梁的弯矩与剪力可用叠加原理求得。 9、根据载荷的作用性质可将载荷分哪几类？各有什么特点？ 载荷可以分为横向载荷与纵向载荷，横向载荷与梁的轴线垂直，使梁发生纯弯曲，纵向载荷使梁发生复杂弯曲。 10、静定梁与超静定梁举例，见下图：
hhit船舶结构力学期末考试复习资料
4. 试写出图1所示单跨梁和矩形板结构的边界条件。 (10分) 解答： 图1(a)的边界条件为： 0,0,() ,(),0x v v EIv m x l v A EIv F v θα'''====-?? '''''==+=? 图1(b) 的边界条件为： 2 22 332 22 320,0,00,0,00,0,0,0,(2)0w w y w x w y x w w w w w x w y b x y x y x y μμ?? ?? ======???????????????====+=+-=????????? ? 5. 试用初参数法求图2中的双跨粱的挠曲线方程式，己弹性文座的柔性系数为： 3 3l A EI =。 (20分) 解：选取图2所示坐标系，并将其化为单跨梁。由于000v θ==，故该双跨梁的挠曲线方 程为： 23 3 001()()266x l M x N x R x l v x EI EI EI =-=+- (1) 式中M 0、N 0、R 1可由x =l 的边界条件v (l )=0，和x =2l 的边界条件(2)0EIv l ''=及
(2)[(2)]v l A EIv l F '''=+。由式(1)，可给出三个边界条件为： 000011001026 20 4 2() 363 M N l M N l R l R l l M Nl N R F ? +=?? +-=???+-=-+? (2) 解方程组式(2)，得 0012610,,11 11 11 M Fl N F R F =- = = 将以上初参数及支反力代入式(1)，得挠曲线方程式为： 23 35()()111133x l Fl F F v x x x x l EI EI EI ==- +-- 一． （15分）用初参数法求图示梁的挠曲线方程，已知3l EI α=，3 6l A EI =， q 均布。 解：梁的挠曲线方程为： 处的边界条件为： ; 处的边界条件：
《船舶结构力学》B卷参考答案
华中科技大学文华学院 2009～2010学年度第一学期 《船舶结构力学》参考答案、评分标准 专业：船舶与海洋工程使用范围：本科考试时间：20XX年11月27日 卷型：B卷考试方式：开卷课程性程：必修(学位课程) 1.为什么单跨直梁在几种横向载荷作用下引起的弯曲要素可以采用叠加法求出，而单 跨直梁在复杂弯曲时横荷重与轴向力的影响不可分开考虑？ (10分) 解答：(1)因为梁的弯曲公式是在小变形与材料符合胡克定律的前提下导出的，因此梁的弯曲要素与梁上的横向载荷成正比，即梁的弯曲要素与外载成线性关系，因此当梁上受到几种不同载荷作用时就可以运用叠加原理计算。 (2)梁的复杂弯曲，其弯曲要素计算式中，轴向力与横向载荷是耦合在一起，不再是分别与轴 向力和横向载荷呈线性关系，即弯曲要素与轴向力有关的参数u= 跨直梁在复杂弯曲时横荷重与轴向力的影响不可分开考虑。 2.何谓力法与位移法？对于矩形薄板弯曲问题的纳维叶解法属何种方法，为什么？ (10分) 解答：力法：在求解结构力学问题时，以“力”为基未知量，然后根据变形连续条件建立方程式，最后求解出“力”。 位移法：在求解结构力学问题时，以“位移”为基本未知量，然后根据静力平衡条件建立方程式，最后求解出“位移”。 矩形薄板弯曲的纳维叶解法属位移法，因为该法首先假设具有待定系数的挠曲函数，然后通过求解用挠曲函数表示的平衡微分方程求得满足边界条件的挠曲函数。 3. 试问在何情况下矩形薄板会发生筒形弯曲？筒形弯曲时板条梁与普通梁弯曲有何差别，在求解筒形弯曲时，可利用普通梁的弯曲要素表吗？ (10分) 解答：当矩形板(1)长边与短边之比为 2.5～3；(2)垂直于板面载荷沿板长边方向不变时，板在横向载荷作用下将产生筒形弯曲。 筒形弯曲部分的板条梁与普通梁弯曲的差别在于板条梁的两个侧面要受相邻板的约束而不能 ε=，而普通梁弯曲时，横截面将不再保持原截面形状，因自由变形，其截面仍为矩形，因此0 y
船舶结构力学复习题
船舶结构力学复习习题 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? 2.一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其计算图形不是固定 的、一成不变的 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.连续梁、桁架、刚架、板架的区别与联系。 第二章单跨梁的弯曲理论 主要内容及解题要点 1．本章叙述等断面单跨粱(包括普通梁、复杂弯曲梁及弹性基础梁)的弯曲理论，要求在己知梁的尺度、材料、荷重及边界条件下能够求出梁的弯曲要好——梁的挠度、转角、弯矩及剪力，从而可计算出梁的应力与变形。 求解单跨梁弯曲的基本方法是弯曲微分方程式的积分法，即初参数法，实用方法是利用己知的梁的弯曲要素表和叠加法。 2．应用初参数法求解梁的弯曲问题时，可利用已导出的梁在一般荷重作用下的任意边界条件下的挠曲线方程式，再利用梁端的边界条件求出方程式中的未知常数(初参数)，因此正确写出梁的边界条件是重要的。解题时应注意梁的坐标、荷重的位置与方向，还要能正确写出分布荷重的表达式。 对于静定梁或具有对称性的梁，可利用静力平衡方程或对称条件求出某些未知初参数，常可使求解得到简化。 3．在应用梁的弯曲要素表解题时，应注意以下几点： (1)充分了解弯曲要索表的种类、应用范围、坐标及符号法则。 (2)不同荷重作用下的弯曲要素可由各个荷重作用下的弯曲要素叠加得到。【但对于复杂弯曲的梁，只有在轴向力不变时才用叠加法，对于弹性基础梁，只有在弹性基础刚度为常数时才可用叠加法。】 (3)在画梁的弯矩图与剪力图时，尽可能将梁化为购端自由支持的情形来做。叠加弯短图，注意图形及符号，并尽量使得最终的弯矩图与剪力图祷矩、醒目。 (4) 因要求出梁的应力，还必须掌握梁的正应力与剪应力的计算。 思考题： 1．粱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路为弹性支座支持时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都相等；而当梁两端是刚性因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.叠加法的适用条件。 5．当梁的边界点上作用有集中外力P或集中外弯矩M时，一种处理是把该外力放在梁端，写进边界条件中去。另一种处理是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．粱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？有哪些分类？ 第三章力法 主要内容及解题要点：
结构力学答案部分
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( 1 x) １）图2.1 333 23 3 424 3 ()()() 424 () 26666 l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++++ 原点在跨中： 3 23 011 110 4 ()4 () 266 l l p x M x N x v x v EI EI EI - =+++， ' 11 ' 11 ()0()0 22 (0)0(0)2 l l v v p v N ?== ? ? ?== ? ２） 3 3 2 3 ()3 2.2() 266 l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ - =+++ 图 ３） 3 33 00 2 ()2 2.3() 666 x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ - =++- ? 图 ２.２题 a) 33 1 11311131 (3)(2) 616444641624 pp p pl pl v v v EI EI ???? =+=??-+?-? ???? ????= 3 512 pl EI 333 3 2 1911 () 619296 41624 pl pl pl V EI EI EI ?? ?? =-++= ? ?? ?? ?? b) 2 ' 292 (0)(1)3 366 Ml Ml Pl v EI EI EI - =+++ = 22 2 0.1573 1620 6327 Pl Pl Pl EI EI EI -+= ? 2 291 ()(1)3 366 Ml Ml Pl l EI EI EI θ - =+-+ = 22 2 0.14107 1620 6327 Pl Pl Pl EI EI EI - --= ? ()()() 22 2 2 1 33311 121 333 363 l l p l l v m m EIl EI ???? ? ??? ??????=----+ ??? ??
船舶结构力学复习题
船舶结构力学复习题
船舶结构力学复习习题 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? 2.一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其计算图形不是固定的、一成不变的 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.连续梁、桁架、刚架、板架的区别与联系。 第二章单跨梁的弯曲理论 主要内容及解题要点 1．本章叙述等断面单跨粱(包括普通梁、复杂弯曲梁及弹性基础梁)的弯曲理论，要求在己知梁的尺度、材料、荷重及边界条件下能够求出梁的弯曲要好——梁的挠度、转角、弯矩及剪力，从而可计算出梁的应力与变形。 求解单跨梁弯曲的基本方法是弯曲微分方程式的积分法，即初参数法，实用方法是利用己知的梁的弯曲要素表和叠加法。
1．粱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路为弹性支座支持时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都相等；而当梁两端是刚性因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.叠加法的适用条件。 5．当梁的边界点上作用有集中外力P或集中外弯矩M时，一种处理是把该外力放在梁端，写进边界条件中去。另一种处理是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．粱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？有哪些分类？ 第三章力法 主要内容及解题要点：