结构力学II习题集2017年

结构力学II习题集第1页共16页结构的动力计算本章重、难点导读1、动力自由度，自振频率（周期），振型2、单自由度（1）自振频率（周期）；（2）突加荷载和简谐荷载下动反应。3、多自由度刚度法与柔度法计算自振频率和主振型。一、判断题（填或）1单自由度体系中，刚度系数K和柔度系数互为倒数，即K1/（）2单自由度体系的自振频率与质量成正比，愈大，愈大（）M3受简谐荷载的无阻尼单自由度体系，稳态振动时，其内力和荷载同时达到幅值（）4结构的动力反应只与初始条件和动荷载有关（）5自振频率（自振周期）与结构受到的动力荷载和结构受到的初始干扰有关（）6结构体系简化的自由度数目与计算结果的精度有关。（）7具有集中质量的结构体系，动力自由度数目就是体系集中质量的个数（）8受简谐荷载的结构体系，加大结构的自振频率就可以减小其振幅（）9在建立振动自由振动微分方程时，若考虑重力的影响，动位移会有所变化（）10两个自由度体系同一质点的位移动力系数和内力动力系数相同。（）11当动荷载的频率远小于结构的自振频率时，动荷载主要与弹性力相平衡。（）12单自由度体系的自振频率与质量成反比。（）13两个不相同的结构，若其自振周期相近，则它们在动荷载作用下的动力性能基本一致（）14在有阻尼的结构中，结构共振时的动力系数与阻尼比成反比。（）15体系的动力自由度与质点的个数相等。（）16当动荷载的频率与结构的自振频率相近时，动荷载主要与阻尼力相平衡。（）17多自由度体系的振型与外界干扰无关。（）18在动力计算中，动力自由度数目等于体系集中质量的个数。（）19在建立振动微分方程时，若考虑重力的影响，振动微分方程会有所变化。（）20自由度的数目不完全取决于质点的数目，也与结构是否静定或超静定无关。（）21无阻尼单自由度体系仅由初始位移产生自由振动时，其振幅幅值等于初始位移。（）22由动力系数可知，当时,理论上说将成为无穷大，此时振幅将无限增大，这21/种现象称为共振。23在有阻尼的结构中，共振时的动力系数就是最大的动力系数。（）24当动荷载的频率远大于结构的自振频率时，动荷载主要与惯性力相平衡。（）25外界干扰力只影响振幅，不影响自振频率。（）26当简谐干扰力的频率远大于结构的自振频率时，动力荷载的方向只能是与位移的方向相同。（）27体系的动力自由度与质点的个数不一定相等。（）28单自由度结构在突加结点荷载作用下，结构最大位移比相应的静位移增大1倍。（）29考虑阻尼影响时，结构的自振周期小于无阻尼时的自振周期。（）结构动力学习题集第2页共16页30承受动力荷载的结构，使用后发现位移太大，则增大结构刚度总能达到减小位移的目的。（）二、选择题1图22所示简支梁，为弹簧刚度，当时,振动自由度为（）KEI图22KEIFPSINTEILM图23A0个B1个C2个D无穷个2上题中，当为常量时,振动自由度为（）EIA0个B1个C2个D无穷个3图23示悬臂梁，不计阻尼的影响，稳态振动时最大动位移,则其最大动弯矩（绝对值3MAX49FLYEI最大）为（）A；B；C；D73FL43FLL3L4对多自由度体系的振型，下面哪种说法是错误的（）A、振型个数与体系的自由度数相等B、与外荷载有关C、与体系的刚度有关D、与体系的质量有关5若两个结构（），则它们的动力性能基本一致。A、外形相同B、荷载相同C、阻尼相同D、自振频率相同6图24所示结构体系的自振频率，当质量增大时，和分别（）12M12图24EAEAEAM图25MA增大，增大；B增大，减小；C减小，增大；D减小，减小7图25所示结构杆重忽略不计，则其动力自由度为（B）A、1B、2C、3D、48粘滞阻尼力的大小（）A、与速度的大小成正比B、与位移的大小成正比C、与速度的平方成正比D、与位移和速度的大小无关结构动力学习题集第3页共16页9空气阻力的大小（）A、与速度成正比B、与速度的平方成正比C、与位移成正比D、与速度和位移的大小无关10摩擦阻力的大小（）A、与速度成正比B、与速度的平方成正比C、与位移成正比D、与速度和位移的大小无关11风荷载属于（）A、周期荷载B、冲击荷载C、随机荷载D、简谐荷载12地震荷载属于（）A、周期荷载B、冲击荷载C、随机荷载D、简谐荷载13爆炸荷载属于（）A、周期荷载B、冲击荷载C、随机荷载D、简谐荷载14按正弦规律变化的简谐荷载属于（）A、周期荷载B、冲击荷载C、突加荷载D、随机荷载。15用刚度法建立振动微分方程，是通过（）建立的。A、位移协调条B、动力平衡C、边界条件D、静力平衡16下列选项中，不属于结构固有特性的是（）A、自振频率B、自振周期C、主振型D、初相角17设为结构的自振频率，为荷载频率，为动力系数，下列论述正确的是（）A、越大，也越大B、越大，也越大C、/越接近于1，绝对值越大D、/越大，也越大18已知一单自由度体系的阻尼比02，则该体系自由振动时的位移方程曲线的形状可能为（）YX0YX0YX0YX0ABCD结构动力学习题集第4页共16页19上题中，体系的阻尼比0，则该体系自由振动时的位移方程曲线的形状可能为（）20上题中，体系的阻尼比12，则该体系自由振动时的位移方程曲线的形状可能为（）21图26所示结构的动力自由度为（）A、1B、2C、3D、4图26图28MEI常数EIM1M2EI常数EI常数图2722图27所示结构杆重忽略不计，则其动力自由度为（）A、1B、2C、3D、423图28所示结构忽略杆件轴向变形和杆件质量，则其动力自由度为（）A、1B、2C、3D、424若为无阻尼时的结构自振频率，R为有阻尼时的结构自振频率，则（）A、RB、RB、RB、与R的关系无法确定25在有阻尼的结构中，下列说法错误的是（）A、最大动力系数等于共振时的动力系数B、共振时的动力系数不会为无穷大C、最大动力系数不等于共振时的动力系数D、动力系数与阻尼比和频率比有关26在单自由度体系受迫振动的动位移幅值计算公式YMAXYST中，YST是（）A、质量的重力所引起的静位移B、动荷载的幅值所引起的静位移C、动荷载引起的动位移D、质量的重力和动荷载幅值所引起的静位移27图29所示体系的动力自由度数为（）A、1B、2C、3D、4结构动力学习题集第5页共16页图29M1M2M3EIEIEIEI1EI1EI1EI1EI1H2L1H1L2M1M2EI1EI图21028图210所示体系的动力自由度数为（）A、1B、2C、3D、429图211所示各梁，若不计分布质量，自振周期相同的是（）。A、A和BB、A和CC、A和DD、B和C图211EI2LMA2EI2L4MC4MLEIB4MEI/2DL30图212所示动力体系中，质量、刚度分布相同，其自振频率的大小顺序为（C）ABCDABCCBABACACB图212ABC三、简答题1试简述结构动力计算的特点；2试简述刚度法与柔度法建立体系运动方程的特点；四、计算题结构动力学习题集第6页共16页1已知图31所示结构的质点M自由振动时的最大竖向位移YMAX5YST，且质点初始竖向位移为YST，求质点M的初始速度。假设体系振动时不考虑阻尼的影响。EIML图31结构动力学习题集第7页共16页2已知图32A所示结构的质点（M为质量）自由振动时的最大水平位移YMAX4YST，且质点初始水平位移为YST，求质点初始速度。假设体系振动时不考虑阻尼的影响。图32EI常数MLL（A）EIMHLEI1求图32B，C所示结构的自振频率和自振周期。假设体系振动时不考虑阻尼的影响。（B）EIMHLEI1（C）结构动力学习题集第8页共16页3求图33所示结构的自振频率和振型。图33MA/2AEI常数A/212MA/2AEI常数A/212结构动力学习题集第9页共16页4求图34所示结构的自振频率和振型。图34MMEI常数L/2L/2L/2L/2结构动力学习题集第10页共16页5求图35A所示结构的自振频率和振型。图35AMEIHLHEIEIEIML2EI2EI图35BMMK2K1HHL5求图35B所示结构的自振频率和振型。图中第一和第二层的质量M1M2M，第一和第二层的层间侧移刚度K1K2K结构动力学习题集第11页共16页6图36所示悬臂梁，L15M，弹性模量E210GPA，惯性矩I1130CM4，截面系数WZ141CM3。自由端有一重量G10KN的电动机，电动机转动时离心力竖向分力为FPSINT，FP25KN，转速为N300R/MIN。1若不考虑阻尼影响和梁的重量2若当电机不转动时，结构自由振动经10个周期后，振幅变为原来的10。试求简支梁的最大弯矩、最大正应力和最大竖向位移。图36FPSINTEIL结构动力学习题集第12页共16页图37AHEI1EI1MEIL图37BHEI1EI1WEILFPSINT7图37B所示结构在柱顶有电动机，试求电动机转动时的最大水平位移和柱端弯矩的幅值。已知电动机和结构的重量集中于柱顶，W20KN，电动机水平离心力的幅值FP250N。电动机转速N550R/MIN,柱的线刚度。8150NCMEIIH7已知图37A所示结构（总质量为M）自由振动时的最大水平位移YMAX5YST，且初始水平位移为YST，求结构的初始速度。假设体系振动时不考虑阻尼的影响。结构动力学习题集第13页共16页8图38所示简支梁，L4M，采用28B工字钢，弹性模量E210GPA，截面系数WZ534CM3，惯性矩I7480CM4。跨中放置一电动机，重量G35KN，转速为N500R/MIN，电机转动时转子产生的离心力FP15KN，离心力竖向分力FPTFPSINT。1若不考虑阻尼影响和梁的重量2若当电机不转动时，结构自由振动经10个周期后，振幅变为原来的10。试求简支梁的最大弯矩、最大正应力和最大竖向位移。图38FPTFPSINTL/2L/2结构动力学习题集第14页共16页结构的极限荷载本章重、难点导读1、塑性铰，极限弯矩，极限状态，极限荷载2、极限荷载计算（1）静力法；（2）虚功法。一、判断题（填或）1对于超静定结构，当出现塑性铰时，结构就变成破坏机构（）2塑性铰可以沿各个方向转动（）3对同一截面，塑性分析抗弯截面模量WU总是大于弹性分析抗弯截面模量W（）4支座移动对超静定结构的极限荷载没有什么影响（）5普通铰不能传递弯矩，塑性铰也不行（）6对于N次超静定结构，只有出现N1个塑性铰时结构才会变成了破坏机构（）7当截面弯矩达到极限弯矩时，该截面应力不再增加（）8对于具有对称面的T形截面梁（荷载作用于对称面内），塑性铰截面的中性轴通过截面的形心（）9结构在塑性极限状态时，应满足的条件是平衡条件、屈服条件和单向机构条件（）10计算超静定结构的极限荷载时，只需要满足平衡条件，不