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2018年清华大学水利水电工程系813结构力学基础之结构力学考研强化五套模拟题

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2018年清华大学水利水电工程系813结构力学基础之结构力学考研强化五套模拟题(一).... 2

2018年清华大学水利水电工程系813结构力学基础之结构力学考研强化五套模拟题(二).. 18

2018年清华大学水利水电工程系813结构力学基础之结构力学考研强化五套模拟题(三).. 33

2018年清华大学水利水电工程系813结构力学基础之结构力学考研强化五套模拟题(四).. 45

2018年清华大学水利水电工程系813结构力学基础之结构力学考研强化五套模拟题(五).. 57

一、计算题

1. 结合方案试导出单元本构矩阵与整体本构矩阵。

【答案】对中的三个内力参数分别求出相应的变形状态,如图所示。由图可知,单元12所产生的变形分量分别为:

上式可写成:

其中, 这样就导出了从而得到

设整体由n 个单元构成,则其整体本构矩阵为:

2. 试作如图所示悬臂梁的内力图。

【答案】以整体为研究对象,

〜(c )所示。

可求

出再

由求

得然后按内力图与荷载之间的关系与规律即可绘出结构的弯矩、剪力、轴力图如图(a )

3. 试建立图(a )所示结构的结构刚度矩阵(忽略轴向变形)。

【答案】本题未规定坐标系以及结点、单元编号等,可自行确定,见图(b )。其中:

单元只有转角未知量,可取2X2的特殊单元刚度矩阵,不需坐标变换;

、单元局部坐标系与整体一致,也不需要坐标变换,可以取特殊单元刚度矩阵; ④单元将局部坐标系方向假设为与整体y 轴方向相反,在忽略轴向变形时也不需要坐标变换,取4X4的单元刚度矩阵。则

集成后的结构总刚度矩阵: