起重机结构动态特性分析与应用考核试卷

起重机结构动态特性分析与应用考核试卷考生姓名：答题日期：得分：判卷人：

本次考核旨在通过分析起重机结构动态特性，评估考生对起重机动力学原理、结构分析及工程应用的理解和掌握程度。

一、单项选择题（本题共30小题，每小题0.5分，共15分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.起重机中，将重物提升至预定高度的功能部件是：（）

A.钢丝绳

B.起重机臂

C.起重机基础

D.驱动装置

2.起重机结构设计中，用于承受重载的部件称为：（）

A.受力件

B.支承件

C.连接件

D.运动件

3.起重机动力学分析中，描述物体运动快慢的物理量是：（）

A.速度

B.加速度

C.角速度

D.力

4.起重机中，用于传递动力的部件是：（）

A.电动机

B.变速器

C.传动带

D.齿轮

5.起重机设计中，保证结构安全性的原则是：（）

A.强度原则

B.稳定原则

C.简便原则

D.节能原则

6.起重机中，使起重机臂能够回转的部件是：（）

A.回转支承

B.回转驱动装置

C.回转梁

D.回转基础

7.起重机结构分析中，考虑结构自重的载荷类型是：（）

A.荷重

B.振动载荷

C.温度载荷

D.自重载荷

8.起重机设计中，用于防止起重机臂弯曲的部件是：（）

A.腹板

B.背板

C.横梁

D.立柱

9.起重机动力学分析中，描述物体运动方向改变的物理量是：（）

A.速度

B.加速度

C.角速度

D.力矩

10.起重机中，用于传递动力至起重机臂的部件是：（）

A.传动带

B.齿轮

C.电缆

D.液压油管

11.起重机设计中，保证起重机臂稳定性的原则是：（）

A.强度原则

B.稳定原则

C.耐久性原则

D.考虑环境因素原则

12.起重机结构分析中，考虑地震作用的载荷类型是：（）

A.荷重

B.振动载荷

C.温度载荷

D.地震载荷

13.起重机中，用于改变起重机臂长度的部件是：（）

A.延长杆

B.缩短杆

C.调节器

D.支撑杆

14.起重机动力学分析中，描述物体旋转运动快慢的物理量是：（）

A.速度

B.加速度

C.角速度

D.力矩

15.起重机设计中，用于承受重载的部件是：（）

A.受力件

B.支承件

C.连接件

D.运动件

16.起重机结构分析中，考虑材料非线性效应的载荷类型是：（）

A.荷重

B.振动载荷

C.温度载荷

D.非线性载荷

17.起重机中，用于防止起重机臂倾覆的部件是：（）

A.支撑杆

B.支座

C.回转支承

D.驱动装置

18.起重机动力学分析中，描述物体沿直线路径运动的物理量是：（）

A.速度

B.加速度

C.角速度

D.力矩

19.起重机设计中，用于连接不同部件的部件是：（）

A.受力件

B.支承件

C.连接件

D.运动件

20.起重机结构分析中，考虑载荷组合效应的载荷类型是：（）

A.荷重

B.振动载荷

C.温度载荷

D.载荷组合

21.起重机中，用于使起重机臂能够伸缩的部件是：（）

A.伸缩杆

B.伸缩驱动装置

C.伸缩梁

D.伸缩基础

22.起重机动力学分析中，描述物体旋转角度变化的物理量是：（）

A.速度

B.加速度

C.角速度

D.力矩

23.起重机设计中，用于承受风载的部件是：（）

A.受力件

B.支承件

C.连接件

D.运动件

24.起重机结构分析中，考虑疲劳效应的载荷类型是：（）

A.荷重

B.振动载荷

C.温度载荷

D.疲劳载荷

25.起重机中，用于使起重机臂能够变幅的部件是：（）

A.变幅杆

B.变幅驱动装置

C.变幅梁

D.变幅基础

26.起重机动力学分析中，描述物体直线运动快慢的物理量是：（）

A.速度

B.加速度

C.角速度

D.力矩

27.起重机设计中，用于承受载荷的部件是：（）

A.受力件

B.支承件

C.连接件

D.运动件

28.起重机结构分析中，考虑材料弹性的载荷类型是：（）

A.荷重

B.振动载荷

C.温度载荷

D.弹性载荷

29.起重机中，用于使起重机臂能够旋转的部件是：（）

A.旋转杆

B.旋转驱动装置

C.旋转梁

D.旋转基础

30.起重机动力学分析中，描述物体运动方向和快慢的物理量是：（）

A.速度

B.加速度

C.角速度

D.力矩

二、多选题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.起重机结构设计时应考虑的因素包括：（）

A.荷载条件

B.工作环境

C.材料性能

D.经济成本

2.起重机动力学分析中，影响结构动态特性的因素有：（）

A.结构质量

B.支承条件

C.阻尼系数

D.外部激励

3.起重机设计中，常用的连接方式有：（）

A.螺栓连接

B.套筒连接

C.焊接连接

D.压力连接

4.起重机结构分析中，常用的力学模型包括：（）

A.杆件模型

B.板壳模型

C.轴对称模型

D.非线性模型

5.起重机动力学分析中，常用的求解方法有：（）

A.振动方程法

B.能量法

C.瞬态分析法

D.线性化法

6.起重机设计中，提高结构刚度的措施包括：（）

A.增加截面尺寸

B.改善材料性能

C.采用焊接连接

D.增加支撑数量

7.起重机结构分析中，常用的有限元分析方法有：（）

A.位移法

B.力法

C.能量法

D.虚功法

8.起重机动力学分析中，影响结构振动频率的因素有：（）

A.结构质量

B.弹性模量

C.惯性矩

D.阻尼比

9.起重机设计中，常用的传动系统有：（）

A.皮带传动

B.齿轮传动

C.联轴器传动

D.液压传动

10.起重机结构分析中，考虑温度影响的载荷类型有：（）

A.热膨胀载荷

B.热应力载荷

C.热变形载荷

D.热振动载荷

11.起重机动力学分析中，常用的时域分析方法有：（）

A.指数衰减法

B.线性时不变系统法

C.傅里叶变换法

D.拉普拉斯变换法

12.起重机设计中，提高结构疲劳强度的措施包括：（）

A.优化截面形状

B.采用高强钢

C.减少应力集中

D.增加涂层厚度

13.起重机结构分析中，常用的应力分析模型有：（）

A.均布载荷模型

B.集中载荷模型

C.线性应力模型

D.非线性应力模型

14.起重机动力学分析中，影响结构响应的因素有：（）

A.结构刚度

B.阻尼系数

C.激励频率

D.激励幅度

15.起重机设计中，常用的防振措施有：（）

A.采用阻尼材料

B.改善支撑条件

C.采用减振装置

D.优化结构设计

16.起重机结构分析中，考虑地震影响的载荷类型有：（）

A.地震加速度载荷

B.地震位移载荷

C.地震速度载荷

D.地震力矩载荷

17.起重机动力学分析中，常用的频域分析方法有：（）

A.快速傅里叶变换法

B.拉普拉斯变换法

C.傅里叶变换法

D.频率响应函数法

18.起重机设计中，提高结构耐久性的措施包括：（）

A.采用耐腐蚀材料

B.优化结构设计

C.加强维护保养

D.定期检查维修

19.起重机结构分析中，考虑材料非线性的分析方法有：（）

A.非线性有限元法

B.增量法

C.虚功法

D.拉格朗日乘子法

20.起重机动力学分析中，影响结构稳定性的因素有：（）

A.结构刚度

B.阻尼系数

C.荷载大小

D.支承条件

三、填空题（本题共25小题，每小题1分，共25分，请将正确答案填到题目空白处）

1.起重机结构动态特性分析中，描述结构在载荷作用下的变形响应的物理量是______。

2.起重机设计中，保证结构安全性的基本原则是______和______。

3.起重机动力学分析中，描述物体在单位时间内移动的距离的物理量是______。

4.起重机结构分析中，用于承受重载的部件通常称为______。

5.起重机中，用于传递动力的部件称为______。

6.起重机动力学分析中，描述物体运动方向改变的物理量是______。

7.起重机设计中，用于防止起重机臂倾覆的部件称为______。

8.起重机结构分析中，考虑结构自重的载荷类型是______。

9.起重机中，使起重机臂能够回转的部件称为______。

10.起重机动力学分析中，描述物体运动快慢的物理量是______。

11.起重机设计中，保证起重机臂稳定性的原则是______。

12.起重机结构分析中，考虑载荷组合效应的载荷类型是______。

13.起重机中，用于改变起重机臂长度的部件称为______。

14.起重机动力学分析中，描述物体旋转运动快慢的物理量是______。

15.起重机设计中，用于承受风载的部件通常称为______。

16.起重机结构分析中，考虑材料非线性效应的载荷类型是______。

17.起重机中，用于使起重机臂能够伸缩的部件称为______。

18.起重机动力学分析中，描述物体直线运动快慢的物理量是______。

19.起重机设计中，用于连接不同部件的部件称为______。

20.起重机结构分析中，考虑地震作用的载荷类型是______。

21.起重机中，用于使起重机臂能够变幅的部件称为______。

22.起重机动力学分析中，描述物体沿直线路径运动的物理量是______。

23.起重机设计中，用于承受载荷的部件通常称为______。

24.起重机结构分析中，考虑温度影响的载荷类型是______。

25.起重机动力学分析中，描述物体运动方向和快慢的物理量是______。

四、判断题（本题共20小题，每题0.5分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.起重机结构设计中，结构的自重可以忽略不计。（）

2.起重机动力学分析中，阻尼比越大，结构的振动越剧烈。（）

3.起重机设计中，提高结构刚度的措施可以降低结构的振动频率。（）

4.起重机结构分析中，集中载荷比均布载荷更容易引起结构的应力集中。（）

5.起重机中，钢丝绳的弹性模量对其承载能力没有影响。（）

6.起重机动力学分析中，结构的质量分布对其动态响应没有影响。（）

7.起重机设计中，采用焊接连接比螺栓连接更安全可靠。（）

8.起重机结构分析中，温度变化对结构的影响可以忽略不计。（）

9.起重机中，起重机臂的长度越长，其稳定性越好。（）

10.起重机动力学分析中，外激励的频率越高，结构的响应幅度越大。（）

11.起重机设计中，提高结构的疲劳强度可以通过减小载荷幅度实现。（）

12.起重机结构分析中，地震载荷对结构的影响与地震烈度成正比。（）

13.起重机中，采用液压传动比采用齿轮传动更节能。（）

14.起重机动力学分析中，结构的阻尼系数越大，其振动衰减越快。（）

15.起重机设计中，增加结构的支撑数量可以提高结构的稳定性。（）

16.起重机结构分析中，非线性效应对结构响应的影响可以忽略不计。（）

17.起重机中，起重机臂的截面形状对其承载能力没有影响。（）

18.起重机动力学分析中，结构的固有频率与其质量分布无关。（）

19.起重机设计中，提高结构的耐久性可以通过增加涂层厚度实现。（）

20.起重机结构分析中，结构的设计寿命与其使用环境无关。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.请简述起重机结构动态特性分析的基本步骤，并说明每一步骤的主要内容和目的。

2.分析起重机臂在受到不同类型载荷作用下的动态响应，讨论如何通过优化设计来提高起重机臂的稳定性和承载能力。

3.结合实际案例，说明起重机结构动态特性分析在起重机设计和安全评估中的应用，并阐述其重要性。

4.讨论起重机结构设计中的抗振措施，包括材料选择、结构形式和连接方式等，分析这些措施对提高起重机结构动态特性的影响。

六、案例题（本题共2小题，每题5分，共10分）

1.案例题：

某起重机臂结构设计参数如下：起重机臂长度为12m，截面为圆形，直径为200mm，材料为Q345钢，弹性模量为210GPa，密度为7850kg/m³。起重机臂将承受最大额定载荷为20t，工作频率为5Hz。请根据上述参数，进行以下分析：

（1）计算起重机臂的固有频率；

（2）分析起重机臂在额定载荷作用下的动态响应；

（3）提出提高起重机臂稳定性和承载能力的改进措施。

2.案例题：

某港口起重机在装卸过程中，由于操作失误，起重机臂在满载状态下发生了较大幅度的振动。现场测试结果显示，起重机臂的振动频率约为3Hz，振幅约为30mm。请根据以下信息，分析起重机臂振动的原因，并提出相应的解决方案：

（1）起重机臂的基本结构参数；

（2）起重机臂所承受的载荷类型及大小；

（3）起重机臂的支撑条件和连接方式；

（4）操作过程及可能的失误情况；

（5）针对振动原因提出的解决方案。

标准答案

一、单项选择题

1.B

2.A

3.A

4.D

5.A

6.A

7.D

8.D

9.B

10.A

11.B

12.D

13.A

14.C

15.D

16.D

17.B

18.A

19.C

20.D

21.A

22.C

23.B

24.D

25.A

二、多选题

1.ABCD

2.ABCD

3.ABC

4.ABC

5.ABCD

6.ABC

7.ABCD

8.ABCD

9.ABCD

10.ABC

11.ABCD

12.ABC

13.ABCD

14.ABCD

15.ABCD

16.ABCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空题

1.位移

2.强度原则，稳定性原则

3.速度

4.受力件

5.驱动装置

6.角速度

7.支座

8.自重载荷

9.回转支承