船舶结构力学习题集答案.pdf
《船舶结构力学习题集答案.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《船舶结构力学习题集答案.pdf(85页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、船舶结构力学习题集答案1 1/85 目录第 1 章 绪 论.2第 2 章 单跨梁的弯曲理论 .2第章杆件的扭转理论 .15第章力法.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船舶结构力学习题集答案1 2/85 第 1 章 绪 论 题)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)承受横弯曲构件:甲板强横梁,船底肋板,肋骨)承受局部弯曲构件:甲板板,平台甲板,船底板,纵骨等)承受局部弯曲和总纵弯曲构件:甲板,船底板,纵骨,递纵桁,
2、龙骨等 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.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))图2.133323034243()()()424()26666llllllp xp xp xM xN xv xEIEIEIEIEI原点在跨中:3230111104()4()266llp xM xN xv xvEIEIEI,1111()0()022(0)0(0)2llvvpvN)332
3、03()32.2()266llp xN xMxv xxEIEIEI图)333002()22.3()666xxxllp xN xqx dxv xxEIEIEI图.题a)33111311131(3)(2)6164446416 24pppplplvvvEIEI=3512plEI333321911()6192964 1624plplplVEIEIEI船舶结构力学习题集答案1 3/85 b)2292(0)(1)3366MlMlPlvEIEIEI=2220.157316206327PlPlPlEIEIEI2291()(1)3366MlMlPllEIEIEI=2220.1410716206327PlPlPl
4、EIEIEI2222133311121333363llpllvmmEIlEI=2372430plEIc)44475321927682304qlqlqllvEIEIEI2323311116(0)962416683612lqlqlplqlqlvEIEIEIEIEId)2.1图、2.2 图和2.3 图的弯矩图与剪力图如图2.1、图 2.2 和图 2.3 图 2.1 船舶结构力学习题集答案1 4/85 图 2.2 图 2.3 2.3 题1)32212120624452313120MlqlllMlqqEIEIEIEIq lM右2)32101732418026q lMlllMllqEIEIEIEI=331
5、11171318243606 12080q lq lEIEI2.4 题2.5图3000()6N xv xvxEI,00vA pN300()6xv xApxA NEI船舶结构力学习题集答案1 5/85 如图 2.4,0v lv l由得300200200060263lAplA NEIlNEIplAplEIpN解出3333()1922plxxv xEIll图 2.4 2.6图2300122300012120001221223121212260,42026622MxN xv xxEIEIv lvlMlN lEIEIMlllEIEIEIMlN lNlEIEIxxv xxll由得解得2.5 题2.5图:(
6、剪力弯矩图如)132023330222002332396522161848144069186plMppRpllpplvAREIEIvlMlplplplvEIEIEIEIvMlplplplvlEIEIEIEI16ApabbMAlKl,图 2.5 111,0,6632Alal bAK将代入得:1631 2plplM船舶结构力学习题集答案1 6/85 2.7 图:(剪力弯矩图如)341113422244440.052405021005112384240100572933844009600lqlqlvAREIEIlqlqlvA REIEIlqlqlvEIEIqlqlEIEI图3331233312111
7、202424401007511117242440100300vvqlqlqlEIlEIEIvvqlqlqllEIlEIEI2.8图(剪力弯矩图如)2221401112124,0,11,82411118243212121248243,82864AAQabMAKlQqa al bAKqlqlMqlqlqlRqlvAREI由,代入得图442433032355238412816384111(0)246246448192()6488lqlqlMlqlvEIEIEIEIvqlMlqlEIlEIEIqlEIlqlqllMEIEI船舶结构力学习题集答案1 7/85 2.6 题.1max2max21132121
8、32142.()()62()()62()()242(0)sNEIvsssssNdvdxdxdxGGANEIvdxvCGAGAEIaxbxvvvf xcxdfxaxbCGAEIEIaxbxf xfxca xdGAGAqxqxf xfxEIEIvv式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848sssssdbv lv lqlEIqlalEIca lEIGAEIGAqlalEIqlqlcEIEIqxqlxqxqxqlv xxEIEIGAEIGAlqlqlvEIGA可得出由得方程组:解出:a=2.7.题先推广到两端有位移,iijj情形:
9、212,ijsEIGAl令321011322162(0)(0)()62()2siiiijiijsjjEIaxbxvcxdaxGAvdvvcalblEIv llalGAalvlbl而由由由船舶结构力学习题集答案1 8/85 2213121ijjiijallblll解出1121(0)(0)62416642162(0)(0)1()(0)()()4261jiijijijjijiEIMEIvEIbllEIlllEINEIvEIallN lNEIM lEIvlEIballl令上述结0ij果中,即同书中特例2.8 题已知:203 75225,1.8,751050kglcmtcmscmcm1025100.75
10、76.875kgqhscm面积2cm距参考轴cm面积距3cm惯性矩4cm自惯性矩4cm外板1.8 4581 0 0 0(21.87)略球扁钢ON24a 38.75 9430.2 2232 119.8 15.6 604.5 9430.2 2253.9 A B C=11662 224604.55.04116628610119.8BBecmICcmAA275 1.838.75174min,4555AcmllIbescm计算外力时面积计算 时,带板1).计算组合剖面要素:形心至球心表面1240.95.0419.862tyhecm形心至最外板纤维船舶结构力学习题集答案1 9/85 321186105.9
11、4433.5219.86tIyecmwcmy32206186101449.45.942251050 1740.366222 1086100.988,()0.980IwcmyAluEIx uu222212012020176.8752250.988320424.1212176.8752250.980158915)242415891510501416433.53204241050127114503204241050378433.5qlMx ukg cmqlMukgcmMkgcmwMkgcmwMkgw中中球头中板固端球头端(2max21416kgcmcm若不计轴向力影响,则令u=0 重复上述计算:22
12、2max0176.875225241050142424433.5142414160.56%1424qlkgwcm球头中相对误差:结论:轴向力对弯曲应力的影响可忽略不及计。结果是偏安全的。2.9.题220,0,0IVIVIVEIvTvEIvNTvTTvVvK VkEIEI式中1,234123413240,0(0)0(0)00()0()()()rrkrkvAA kxA chkxA shkxAAvvAAv lEIvlN lTv l特征根:船舶结构力学习题集答案1 10/85 343342340A chklA shklEIkA shklA chklpTkAA shklA chkl解得:12343,()
13、1ppppAthkl AAthkl AkTkTkTkTpv xthklkxthklchkxshkxkTpthklchkxshkxkxEIk2.10 题24221,234123414240000,sincos0(0)0(0)IVIVIVEIvT vEIvNT vTvk vkEIrk rrrikrikvAA k xAk xAk xAAvmEIvmA kEI式中特征方程:特征根:3433342343223430()0()()sincos0cossincossin,0(0)cossinxv lEIvlT v lAk lAk lkAk lAk lkAAk lAk lmActgk l ATmvA kA k
14、kA kkA kk EItgk l解得:2.11 题图0船舶结构力学习题集答案1 11/85 32022220(0)0644412240243.6090.101880.752vlklEIEIEIlqlMluuEIEIuqlqlMqlu由协调条件查附录图:令 A=0 B=0 u=1331022213(2)(2)221212(2)(2)llvu vvu vulqMvkBEIvuvu442221041.9115 0.66354.9301 1.93350.101222210.4481.91154.9301648220.0049luBqlqlEIEIqlEI2.13 图20020001631631,12
15、10.720.5910.11112316plMlxuuMEIEIluplMxuEIEIulEIplMpl将代入得:31331222213321223(2)(2)222482(2)(2)0.6090.111 0.91150.66354.8301 1.93354881.91154.93010.0086lullvu vvu vlplMvuEIEIvuvuplEIPlEI2.12 题1)先计算剖面参数:船舶结构力学习题集答案1 12/85 223232261002 10632504243426piiipbhWcmWA yA hbhcmfWWbhbh形状系数图max42max4maxmax2(2.8a)
16、10024008 10351616 8 105121655 500yyyPkgMWcmWPlWPkgl)求弹性阶段最大承载能力如图令即解出3)upyPWp求极限载荷用机动法此结构达到极限状态时将出现三个塑性铰,其上作用有塑性力矩M如图由虚功原理:2422uuPPlpM图4442400 50960500pyuWPkgllpM2.13 补充题剪切对弯曲影响补充题,求图示结构剪切影响下的v(x)解:可直接利用2300006()26sM xNEIv xvxxxEIEIGA船舶结构力学习题集答案1 13/85 002002223222200()0()33662236()26262(26)sssvv lE
17、IvlmmlmlNMmEIEIllGAGAmlxllxEIv xxEIlllGA则边界条件:得2.14.补充题试用静力法及破坏机构法求右图示机构的极限载荷 p,已知梁的极限弯矩为pM(20分)(1983 年华中研究生入学试题)解:1)用静力法:(如图)由对称性知首先固端和中间支座达到塑性铰,再加力upp,当 p 作用点处也形成塑性铰时结构达到极限状态。即:84puppuMp lMMpl2)用机动法:8282ppuMMppll2.15.补充题求右图所示结构的极限载荷其中,3lpqlEI(1985 年哈船工研究生入学试题)解:由对称性只需考虑一半,用机动法。当此连续梁中任意一个跨度的两端及中间发生
18、三个塑性铰时,梁将达到极限状态。考虑a)、b)两种可能:202222)240162)4016luppuuppuaqxdxMllMqlbpMlMql对解得对(如图)取小者为极限载荷为28puMql即承受集中载荷 p 的跨度是破坏。船舶结构力学习题集答案1 14/85 图图船舶结构力学习题集答案1 15/85 第章杆件的扭转理论3.1 题a)由狭长矩形组合断面扭转惯性矩公式:333341165010200880826.433i iiJh tcmb)3334170 1.235 115 1.260.63Jcmc)由环流方程202022225404244041.6200.83023.2124041.61
19、31.681.643023.2131.682.775 10tBredtttMfAMdsMdsAJAGGJdsA GttAcmdstJcm公式材力本题3.2 题对于 a)示闭室其扭转惯性矩为4230444atAJt atdsattt对于 b)开口断面有331433i itJhtat2003271(4tbtaMGJatJJMGJtdst两者扭转之比为倍)本题易将的积分路径取为截面外缘使答案为300倍,误差为 10%,可用但概念不对。若采用 s为外缘的话,J大,小偏于危险。3.3 题81222842281sincossin2828442 100 30 29.555/2(3000.2)2sin4tnt
20、bbMpppbAbtbtbtbpMfkg cmAbt船舶结构力学习题集答案1 16/85 2451009.568sin88sin22822sinos881009.5684 10(429.8os8 100.28btlflfdsbtAGtAGtbtcc弪)3.4 题.将剪流对内部任一点取矩112221566232223367737843123215623267378437123112233()()222.(1)IIIIIItf rdsffrdsf rdsf rdsff rdsf rdsf rdsfrdsfrdsfrdsfrdsfrdsA fA fA fM由于 I 区与 II 区,II 区与 III
21、 区扭率相等可得两补充方程3122112267332337213321212321312112312321211221223.(2)(1)(2)2223313IIIIItfffffdsdsdsdsdsGAttGAtttffdsdsGAttfffffffAAAAAAAaAfffMffffff即:联立(注意到,)13222123121222316230031427(4)2925121471422145ttttttMffafMafffMMMffadsdsaGAttaaa tGGtMJa tJ G解得知船舶结构力学习题集答案1 17/85 第章力法4.1 题00202.75262.510.8 1.02
22、51.845/201llcmIIIIq令由对称性考虑一半吨 米对,节点列力法方程30 01 00000330 01 00102000000000201201212003624(0.8)(0.8)(0.8)63243(26)6(26)24(26)/282.090.25490.08171.1390.08421.175M lM lqlEIEIEIM lM lqlMlMlqlEIEIEIEIEIEIMMqlMMqlMqlt mMqlt即:m4.2.题1 1121 122 32 22 222231 12 32 221 13 22,2263243218cQlpQQllM lM lQ lEIEIEIEIQl
23、I lQ lMQ lI l1将第一跨载荷向支座简化M由 节点转轴连续条件:解得221282161682ABQlQlRMlQMMMQRQll2若不计各跨载荷与尺度的区别则简化为M4.3 题由于折曲连续梁足够长且多跨在a,b周期重复。可知各支座断面弯矩且为M 对 2 节点列角变形连续方程3336243624MaMaqaMbMbqbEIEIEIEIEIEI解得船舶结构力学习题集答案1 18/85 2332221121212qabqqbaaMaabbabbb题4.4图,21对,节点角连续方程:21020010000021020000017/26434180438034641804410.1242330
24、/550.0182MlMlQ lMlEIEIEIEIMlMlQ lEIEIEIMQlQlMQlQl解得:1234023012233404.543,IIIIIllll图令,由对称考虑一半船舶结构力学习题集答案1 19/85 2102000002102002 02 000000122034644547643418043363410.1242330/550.0182MlMlQ lEIEIEIMlMlQ lM lM lEIEIEIEIEIMQlQlMQlQl()()解出:4.5 题00002 02 02 02000200001200014.412362 333636642063121111033336
25、3621294511 36316llEIEIM lM lM lEIEIEIlEIlEIEIlKQlM2对图刚架对图4.5 所示刚架考虑,杆,由对称性()()均可按右图示单跨梁计算。()由附录表 A-6(5)000020410.124233071100.018218011 36755QlQlQlQlMQl4.6 题221242221242332MlMlEIEIMMM节点平衡为刚节点,转角唯一(不考虑23杆)船舶结构力学习题集答案1 20/85 22222221242124212426,366131321,246MlM llEIKEIEIMEIlEIEIKKllEIKKKl若杆单独作用,若杆单独作
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 船舶 结构 力学 习题集 答案
限制150内