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)
y ，?。
(c)
(d)
10-6 10-7
10-8 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
可设A 截面转角a 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：()()2121233
t t q l l q l ??= 由弹性恢复力所引起的弯矩为：.2133la k l c al ?
?+ 根据A 结点力矩平衡条件0I p s M M M ++=可得：
整理得：().
..33t q ka c a m a l l l +
+= 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α。根据几何关系，虚功方程
为：() (201110333)
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 ++=。 t )
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。
解：
取DF 隔离体，
F M ∑取AE 隔离体：0A M =∑
将R 代入，整理得：
10-10 试建立图示各体系的运动方程。
(a) 解：（处转角作为坐标，绘出梁的位移和受力图如下所示。图中惯性力为三角形分布，方（2）画出p M 和1M 图（在B 点处作用一附加约束） （3）列出刚度法方程
113EI k l
=，()
..3124p t m R l M α=
- 代入1p R 、11k 的值，整理得：
(b)
解： 2M 图
试用柔度法解题 此体系自由度为1 。设质量集中处的竖向位移y 为坐标。
y 是由动力荷载()p t F 和惯性力矩I M 共同引起的。
由图乘法：
惯性力矩为..
m y l -
经整理得，体系运动方程为： ()..3
3516p t EI m y y F l +=。 10-11 试求图示各结构的自振频率，忽略杆件自身的质量。 (a)
1M 图 图乘得：3
1111225222223236a a a f a a a a EI EI
??=?????+???= ??? (b)
23。 l l 2 m (t ) l 2 l 2
2a a a
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 1212 3 3 I M ml a l l m a l =???= 由动力荷载引起的力矩为： ()()2 121233 t t q l l q l ?? = 由弹性恢复力所引起的弯矩为：. 2 133 la k l c a l ? ?+ 根据A 结点力矩平衡条件0I p s M M M ++=可得： ()3 .. . 3 2 2 13 9 3 t q l ka m a l l c a l + += 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 1110 3 3 3 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 )
同济大学朱慈勉结构力学第4章习题答案（2）4-8试绘制图示刚架指定最值的影响线。 ⑻ 知 lx5f/ + x76/ = \x(5d - x) M DC x _ x QDB = ld x,(0 以A为坐标原点，向右为x轴正方向。弯矩M以右侧受拉 为正 当0 (a) 上承荷载时： 以A点为坐标原点，句右力X轴正方向。F RA=1-^(T) 当0S*<8(C点以左财，取卜1截面左侧考虑由= 0 —> F N3 = |(10% — x) — (1 xl0|/2 = —i 当12幺；^20( D点以右)时， (1-—)x10 音 _ 5 由E M T = 0 4 F N3 =——22_ = F N3在CD之间的影响线用C点及￡>的值。直线相连。 =0^1_^+当0 2x^8时，取1-1截面左侧分析由 F N2 sin45° =1知F N2=-x-y/2 由SF>0^F N1=-F3 + F N2CO s45、4-i 下承荷载情况可同样方法考虑 (b) = O^lx(8^/-x) = F RA x8d/^F RA =1-上承荷载时 当O 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) 第六章 习 题 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 (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 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 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 第9章超静定结构的实用计算方法与概念分析习题答案 9-1 试说出何为杆端转动刚度、弯矩分配系数和传递系数，为什么弯矩分配法一般只能用于无结点线位移的梁和刚架计算。 9-2 试用弯矩分配法计算图示梁和刚架，作出M 图，并求刚结点B 的转角φB 。 解：设EI=6，则5.1,1==BC AB i i 53 .05 .13145.1347 .05 .131414=?+??= =?+??=BC BA μμ 结点 A B C 杆端 AB BA BC 分配系数 固端 0.47 0.53 绞支 固端弯矩 -60 60 -30 0 分配传递 -7.05 -14.1 -15.9 0 最后弯矩 -67.05 45.9 -45.9 ()()() 逆时针方向 2 15.216005.6721609.4522 131m KN EI EI m M m M i AB AB BA BA B ?- =??? ???+---= ? ? ? ?? ?-- -=θ (b) 解：设EI=9，则 3 ,31,1====BE BD BC AB i i i i 6m 3m 3m 2m 6m 2m 12 .01 41333331 316.01 41333331 436 .01 41333333 3=?+?+?+??= =?+?+?+??==?+?+?+??==BC BA BE BD μμμμ 结点 A B C 杆端 AB BA BC B D B E 分配系数 固端 0.16 0.12 0.36 0.36 绞支 固端弯矩 0 0 0 45 -90 0 分配传递 3.6 7.2 5.4 16.2 16.2 0 最后弯矩 3.6 7.2 5.4 61.2 -73.8 ()()() 顺时针方向 2 2.1606.32102.732 131m KN EI EI m M m M i AB AB BA BA B ?= ??? ???---=? ? ? ?? ? -- -=θ 9-3 试用弯矩分配法计算图示刚架，并作出M 图。 (a) 解：Ｂ为角位移节点 设EI=8,则1==BC AB i i ，5.0==BC BA μμ 固端弯矩()m KN l b l Pab M BA ?=????= += 488 212 443222 2 m KN l M BC ?-=?+ - =58262 18 92 结点力偶直接分配时不变号 结点 A B C 杆端 AB BA BC 分配系数 铰接 0.5 0.5 固端弯矩 0 48 -58 12 分配传递 50 50 5 5 12 4m 4m 8m 2m 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 结构力学第7章位移法习题答案 7-1 试确定图示结构的位移法基本未知量数目，并绘出基本结构。 (a) (b) (c) 1个角位移3个角位移，1个线位移4个角位移，3个线位移 (d) (e) (f) 3个角位移，1个线位移2个线位移3个角位移，2个线位移 (g) (h) (i) 一个角位移，一个线位移一个角位移，一个线位移三个角位移，一个线位移7-2 试回答：位移法基本未知量选取的原则是什么？为何将这些基本未知位移称为关键位移？是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量？ 7-3 试说出位移法方程的物理意义，并说明位移法中是如何运用变形协调条件的。 7-4 试回答：若考虑刚架杆件的轴向变形，位移法基本未知量的数目有无变化？如何变化？ 7-5 试用位移法计算图示结构，并绘出其内力图。 (a) 解：（1）确定基本未知量和基本结构 有一个角位移未知量，基本结构见图。 Z 1M 图 （2）位移法典型方程 11110 p r Z R += （3）确定系数并解方程 i ql Z ql iZ ql R i r p 24031831 ,82 12 12 111= =-∴-== （4）画M 图 M 图 (b) 4m 4m 4m 解：（1）确定基本未知量 1个角位移未知量，各弯矩图如下 1Z =1M 图 3 2 EI p M 图 （2）位移法典型方程 11110 p r Z R += （3）确定系数并解方程 1115 ,352 p r EI R = =- 15 3502 EIZ -= 114Z EI = （4）画M 图 () KN m M ?图 (c) 解：（1）确定基本未知量 一个线位移未知量，各种M 图如下 6m 6m 9m 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 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。 \ 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 ) 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 ； 结构力学 第5章习题答案 5-1 试回答：用单位荷载法计算结构位移时有何前提条件？单位荷载法是否可用于超静定结构的位移计算？ a a a a a NCD NCE NBE NAD NBC NAC DE F F 0, F F F F F A B P P P P R R F F F = ========-由对称性分析知道 N NP 12()F F 1()2 6.832222() P P P cx P F a l F a F a EA EA EA EA EA ??-?-??==?+?+=↓∑ 5-4 已知桁架各杆截面相同，横截面面积A ＝30cm 2，E ＝20.6×106N/cm 2，F P ＝98.1kN 。试求C 点竖向位移yC Δ。 255 44 P P P P F F F == =NAD NAE NEC NEF 由节点法知： 对A 节点 F F 对E 节点 F F 115(122516(()4) 4 11.46 () N NP yc P P P F F l F F EA EA cm =?==???+??+??=↓∑NAD NAE 由节点法知：对A 节点 F F 5-5 已知桁架各杆的EA 相同，求AB 、BC 两杆之间的相对转角B Δθ。 杆的内力计算如图所示 施加单位力在静定结构上。其受力如图 11(12N NP B F F l EA EA θ?==-∑ 5-6 试用积分法计算图示结构的位移：（a ）yB Δ；（b ）yC Δ；（c ）B θ；（d ）xB Δ。 21 123 2113421yc 100414 2B ()1()26()111 ()()()26111 = ()30120 p l l p q q q x x q l q q M x q x x l M x x q q M x M x dx q x x dx EI EI l q l q l EI -= +-=+=-∴?=?=++??以点为原点，向左为正方向建立坐标。显然， (b) 22 q l 2 54 q l P M l 74 l M 2224 113153251315127()() 324244342243416yc ql q l l ql l ql l l l l l ql EI EI ?=??+??+??+??+??=↓ A B q 2 q 1 l EI l 3l 4 A B C q l EI=常数 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 同济大学期末考试试卷（A卷） 2005 学年—— 2006 学年第二学期 课程名《物流与供应链管理》 学号姓名成绩 一、简答题（6%×7=42%） 1．简述供应链及供应链管理的含义。 答：供应链是围绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的功能网链结构模式。 供应链管理是指对供应商、制造商、物流者和分销商等各种经济活动，有效开展集成管理，以正确的数量和质量，正确的地点，正确的时间，进行产品制造和分销，提高系统效率，促使系统成本最小化，并提高消费者的满意度和服务水平。 2．简述获取供应链战略匹配的基本步骤。 答：获取供应链战略匹配的3个基本步骤如下： (1)理解顾客。首先，公司必须理解每一个目标顾客群的顾客需要，它能帮助公司确定 预期成本和服务要求。 (2)理解供应链。供应链有很多种类型，每一种都设计用来完成不同的任务。公司必须 明确其供应链设计用来做什么。 (3)获取战略匹配。如果一条供应链运营良好，但与预期顾客需要之间不相匹配，那么， 公司或者重新构建供应链以支持其竞争战略，或者改变其竞争战略，以适应供应链。 3．总体计划的制定应权衡哪些因素？相应的总体计划战略内涵是什么？ 答：通常来说，计划者要进行的基本权衡有如下几个： ?生产能力（规定时间、加班时间和转包生产时间） ?库存 ?库存积压或失去的销售额 在三种成本之间权衡，可以得到以下三种总体计划战略： (1)追逐战略——当需求变动时，通过改变机器的生产能力或雇用或解雇劳动力，使生 产率和需求率保持一致。适用于库存成本高而改变生产能力和工人人数的成本低的情形。 (2)工人人数或生产能力的弹性时间战略——将利用率作为杠杆。劳动力和生产能力不 变，通过运用不同的加班量或弹性时间表来达到生产与需求的一致。适用于库存成本很高或改变生产能力的代价较小的情形。 (3)水平战略——将库存作为杠杆。在这种战略中，机器生产能力和劳动力人数保持着 一个稳定的产出率，通过保持相应的库存量来应对需求的变化。这种情形下生产与需求不协调，导致库存水平高、积压产品多，适用于库存成本和积压产品成本相对较低的情形。 4．在某一时期进行商业促销，这个时期的需求量通常会上升。请问上升的需求量是由哪些原因造成的？ 答： (1)市场增长——指新老客户对该促销产品的消费的增加； (2)抢占市场分额——指顾客用某公司的促销产品来代替对另一家公司的相同产品的 购买； (3)提前消费——指顾客将未来的消费转到当前进行消费。 5．回购合同是如何有助于生产商提高其自身收益以及整条供应链受益的？ 答：回购合同的含义是生产商通过承诺以低于进货的价格买回销售季节结束时所有剩余商品，从而增加零售商进货的数量。 这一措施的作用是，增加零售商每件剩余产品的残价，从而提高零售商的订货量。虽然生产商承担了一些库存积压的费用，但是有可能从中受益，因为从平均来看整条供应链最终会受出更多的产品。 6．试述不同运输方式的优缺点。 答：不同的运输方式包括：水运、铁路、联运、货车、空运、管道运输和包裹运输。 水运最廉价，速度也最慢。空运和包裹运输速度最快，价格也最贵。铁路和水运适合低价值的大批量送货，这类货物在运送速度方面没有太高的要求。航空和包裹运送适合小规模、高价值产品的紧急运送。联运和满载运输比铁路要快但价格也要高一些。LTL运送适合于对包裹运送来说太大，但却小于货车最大装载能力的货物的运送。同济大学朱慈勉结构力学第10章结构动习题答案
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