2017年石家庄铁道大学结构力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、计算题
1． 试表述并验证桁架单元的“平衡-几何”互伴定理。
【答案】桁架单元的“平衡-几何”互伴定理为：
如果所选取桁架单元的内力为共辄关系，则平衡矩阵
和几何矩阵
必互为转置矩阵：
采用方案进行验证。 桁架单元平衡矩阵为：
和变形
之间
单元几何平衡矩阵为：
由 可知，桁架平衡-几何互伴定理成立。
2． 已知
：求
图1
【答案】（1）本题采用能量法进行求解. 由位移的方程可求得：
则系统的能量为：
（2）为了方便研宄，将图示结构翻转，建立如图2所示的方程体系：
图2
则由图示可得，由于杆件的倾斜会是整个系统产生向下的下降，距离为：
式中，所以由原点到
时下降的距离为：
则集中荷载做的功为：
微段上荷载所做的功为：
沿杆长积分，可得：
所以外力的势能为：
系统的总能量为：
则可得：
由于
是任意值，且不等于0, 所以有：
由上式可以解出临界荷载为：
3． 用力法计算，并作出图1示结构的M 图。已知EI=常数，EA=常数。
图1
【答案】图中结构为一次超静定，切断多余链杆，在切口处代以未知轴力的基本体系：
得到如下图所示
图2
基本结构在荷载作用下，各杆没有轴力，其中
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