[综合题,10分] 请简要分析怎样提高计算精度
答案是:计算|结果|网格|布局|细分|高阶|单元|密
[综合题,10分] 为什么采用变分法求解通常只能得到近似解?变分法的应用常遇到什么困难?
答案是:真实场|试探|函数|近似|边界|条件|完备|连续
[综合题,10分] 单元刚度矩阵和整体刚度矩阵各有哪些性质?单元刚度系数和整体刚度系数的物理意义是什么?
答案是:对称|奇异|稀疏|节点|位移|荷载|刚度|矩阵
[综合题,10分] 简述弹性力学问题解法包括哪些方面
答案是:方程|边界|位移|应变|应力|混合|偏|微分
[综合题,10分] 何谓等参单元?等参单元具有哪些优越性?
答案是:节点参数|插值|函数|方便|离散|复杂|数值|积分
[综合题,10分] 简述弹性力学问题解法与有限元解法有哪些不同
答案是:方程|边界|位移|应变|应力|偏微分方程|离散|近似|数值|复杂边界
[综合题,10分] 什么叫应变能?什么叫外力势能?试叙述势能变分原理和最小势能原理,并回答下列问题:势能变分原理代表什么控制方程和边界条件,其中附加了哪些条件?
答案是:外力|应力|应变|功|负|变分|零|平衡微分方程|几何方程|位移边界
[综合题,10分] 请列出有限元法的具体解题过程。
答案是:离散|节点力|刚度|矩阵|平衡方程|应力|计算|单元
[综合题,10分] 请简述板的梁格基本特征,并说明薄板与厚板如何区分。在薄板的小挠度弯曲理论中,有哪几个基本假设。
答案是:厚度|小|荷载|垂直|应变|应力|平行|中面
[综合题,10分] 简述用有限元法分析杆系结构与传统力学方法的不同。
答案是:矩阵|位移|基本结构|节点|单元|弹性|传统|有限
[填空题,14.2分] 薄板弯曲问题几何形状为 ,受垂直于 的力的作用。
答案是:薄板 板面
[填空题,14.2分] 矩形薄板的挠度为独立位移变量,其表达式应含有 个待定系数
答案是:12
[填空题,14.2分] 矩形薄板有 个结点
答案是:4
[填空题,14.2分] 板的厚度比另外两个方向的尺寸
答案是:小
[填空题,14.8分] 建立分析对象的有限元模型,用数据文件加以表示,供分析软件输入使用的方式称为:
答案是:数据前处理
[简答题,14.2分] 薄板单元和厚板单元的基本假设有什么不同?
答案是:板的中面法线变形后仍保持为直线,但因横向变形的缘故,该直线不再垂直于变形后的中面。
[简答题,14.2分] 在薄板弯曲理论中做了哪些假设?
答案是:第一,板厚方向的挤压变形可忽略不记,即εz=0。第二,在板弯曲变形中,中面法线保持为直线且仍为弹性曲面(挠度曲面)的法线。(Kirchhoff直线假设)。第三,薄板中面只发生弯曲变形,没有面内的伸缩变形,即中面水平位移(u)z=(v)z =0。
[填空题,14.2分] 在刚架的有限元分析中,单元分析采用 坐标系,整体分析采用 坐标系。
答案是:局部 整体
[填空题,14.2分] 用有限元法分析杆系结构,实际上是结构力学中的 法的发展,对于不同杆系结构, 的参数选取不同。
答案是:矩阵位移法 结点位移
[填空题,14.2分] 桁架的每一个杆件可看作一个 、 杆单元。
答案是:拉 压
[填空题,14.2分] 轴对称问题单元的形状为: 或 截面的空间环形单元。
答案是:三角形 四边形
[填空题,14.8分] 刚架单元可以看成由杆单元和 单元叠加而成的
答案是:
梁
[填空题,14.2分] 对空间轴对称问题,采用 坐标系,r表示 。
答案是:圆柱 径向坐标
[简答题,14.2分] 有哪几种梁弯曲理论?
答案是:梁弯曲理论包括工程梁理论和剪切梁理论
[填空题,11.1分] 单元是空间问题最简单的单元,也是常应变、 单元。
答案是:四结点四面体 常应力
[填空题,11.1分] 空间问题有限元法的分析完全类同于 的有限元法,所不同的是它具有 的特点。
答案是:平面问题 三维
[填空题,11.2分] 空间问题的有限元法,基本未知分量结点位移有 个分量
答案是:3
[填空题,11.1分] 对空间轴对称问题,采用 坐标系
答案是:圆柱
[填空题,11.1分] 对于空间问题的有限元法,基本未知量结点位移有 个分量
答案是:
3
[简答题,11.1分] 对于杆系结构单元,为什么要在局部坐标系内建立单元刚度矩阵?为什么还要坐标变换?
答案是:①在局部坐标系内可以更方便地建立单元刚度矩阵。②在整体分析中,对所有单元都应采用同一坐标系即整体坐标系,否则围绕同一节点的不同单元对节点施加的节点力不能直接相加。因此,在整体分析前,还要进行坐标转换。
[简答题,11.1分] 等参单元具有哪些优越性?
答案是:优点:可以很方便地用来离散具有复杂形体的结构。由于等参变换的采用使等参单元特性矩阵的计算仍在单元的规则域内进行,因此不管各个积分形式的矩阵表示的被积函数如何复杂,仍然可以方便地采用标准化的数值积分方法计算。也正因为如此,等参元已成为有限元法中应用最为广泛的单元形式。
[简答题,11.1分] 与平面问题相比,轴对称问题有何特点?
答案是:轴对称问题是空间问题的一种特殊情况。结构的几何形状、约束条件及荷载分布都对称于某个轴,其位移、应变、应力等也对称于此轴而与环向坐标无关。
[简答题,11.1分] 何谓等参单元?
答案是:等参数单元(简称等参元)就是对坐标变换和单元内的参变量函数(通常是位移函数)采用相同数目的节点参数和相同的插值函数进行变换而设计出的一种单元。
[填空题,10分] 各种类型单元是按照弹性体的 和 来划分的。
答案是:几何特征 受力情况
[填空题,10分] 描述 和 。采用相同的形函数形式的单元称为等参元。
答案是:位移 坐标
[填空题,10分] 平面单元的结点只传递 ,不传递 。
答案是:力 力矩
[填空题,10分] 一个空间梁单元的结点有 个自由度
答案是:6
[填空题,10分] 在单元结点上,形函数的值为 或 。
答案是:
1 0
[简答题,10分] 构造单元形函数有哪些基本原则?
答案是:单元位移函数通常采用多项式,其中的待定常数应该与单元节点自由度数相等。为满足完备性要求,位移函数中必须包涵常数项和一次式,即完全一次多项式。形函数应保证用它定义的位移函数满足收敛要求,即满足完备性条件和协调性条件。
变分法的应用常遇到什么困难?
答案是:采用变分法近似求解,要求在整个求解区域内预先给出满足边界条件的场函数。通常情况下,这是不可能的,因而变分法遭遇了困境。
[简答题,10分] 为什么采用变分法求解通常只能得到近似解?
答案是:如果真实场函数包含在试探函数内,则变分法得到的解答是精确的。然而,通常情况下试探函数不会将真实函数完全包涵在内,实际计算时也不可能取无穷多项。因此,试探函数只能是真实场函数的近似。所以变分法求解只能通常只能得到近似解。
[简答题,10分] 为了使计算结果收敛于精确解,位移函数需要满足哪些条件?
答案是:只要位移函数满足两个基本要求,即完备性和协调性,计算结果便收敛于精确解。
[简答题,10分] 什么是形函数?
答案是:形函数是一种只与单元的形状、节点的配置及插值方式有关的数学插值函数,决定了单元位移场的基本形态。
[填空题,7.7分] 对分析物体划分好单元后, 会对刚度矩阵的半带宽产生影响
答案是:结点编号
[填空题,7.1分] 引入位移边界条件是为了消除有限元整体刚度矩阵的
答案是:奇异性
[填空题,7.1分] 整体刚度矩阵的主对角线上的元素
答案是:
正
[填空题,7.1分] 计算结果包括位移和 两个方面
答案是:应力
[简答题,7.1分] 单元刚度矩阵和整体刚度矩阵各有哪些性质?单元刚度系数和整体刚度系数的物理意义是什么?
答案是:①单刚:对称性,奇异性。整刚:对称性,奇异性,稀疏性;②单刚系数kij:单元节点位移向量中第j个自由度发生单位位移而其他位移分量为零时,在第i个自由度方向引起的节点力。整刚矩阵K中每一列元素的物理意义是:要迫使结构的某节点位移自由度发生单位位移,而其他节点位移都保持为零的变形状态,在所有各节点上需要施加的节点荷载。
[填空题,9分] 一个空间梁单元的结点有 个自由度;一个平面梁单元的结点有 个自由度。
答案是:6 3
[填空题,9分] 引入约束条件的两种方法有: 和 。
答案是:划行划列法 乘大数法
[填空题,9分] 各种类型单元是按照弹性体的 和 来划分的。
答案是:几何特征 受力情况
[填空题,9分] 在输入数据中,NN代表的是
答案是:结点总数
[填空题,9分] 形函数 在结点 i 上的值等于
答案是:1
[填空题,9分] 有了单元的位移模式,就可以应用 求得单元的应变
答案是:几何方程
[填空题,10分] 一个平面梁单元的结点有 个自由度。
答案是:3
[填空题,9分] 对于三角形三结点单元,共有 个位移分量。
答案是:6
[填空题,9分] 采用高阶元的计算精度比常应变
答案是:高
[填空题,9分] 在梯度大的区域内,网格通常要划分得
答案是:
密
[简答题,9分] 什么叫做节点力和节点荷载?两者有什么不同?为什么应该保留节点力的概念?
答案是:①节点力:节点对单元的作用力。节点荷载:包括集中力和将体力、面力按静力等效原则移植到节点形成的等效荷载,原荷载和移植后的荷载在虚位移上的虚功相等;②相对于整体结构来说,节点力是内力,节点荷载是内力。③节点力的概念在建立单元平衡方程的时候需要用到。
[填空题,3.8分] 运动分为 和 。
答案是:变形运动 刚体运动
[填空题,3.8分] 用有限元法对三结点三角形单元进行分析时,应用物理方程由单元的 求出单元的 。
答案是:应变 应力
[填空题,3.8分] 用有限元法对三结点三角形单元进行分析时,应用几何方程由单元的 求出单元的 。
答案是:位移函数 应变
[填空题,3.8分] 材料力学基本上只研究杆件构件,也就是长度远大于 和 的构件。
答案是:高度 宽度
[填空题,3.8分] 在平面三结点三角形单元的公共边界上 和 均有突变。
答案是:应变 应力
[填空题,3.8分] 在有限单元法中,结点力是指 对 的作用力。
答案是:结点 单元
[填空题,3.8分] 平面问题分为 、 。
答案是:平面应力问题 平面应变问题
[填空题,5分] 弹性力学的基本假定为完全弹性、各向同性、 、 。
答案是:连续性 均匀性
[填空题,3.8分] 在弹性力学中规定,线应变以 时为正, 时为负。
答案是:伸长 缩短
弹性力学研究弹性体山于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应变、 和 。
答案是:应力、位移
[填空题,3.8分] 用三角形单元的节点位移,可以表示单元中的应变,应力和
答案是:
结点力
[填空题,3.8分] 将各个单元集合成离散化的结构模型进行整体分析,问题最后归结为求解
答案是:线性方程组
[填空题,3.8分] 对于三角形三结点单元,其结点按照 顺序进行排列
答案是:逆时针
[填空题,3.8分] 对于三角形三结点单元,每个结点位移在单元平面内有 个分量
答案是:2
[填空题,3.8分] 在单元中任意一点,三个形函数之和等于
答案是:1
[填空题,3.8分] 用三角形单元的节点位移,可以表示单元中的应变、应力和 。
答案是:结点力
[填空题,3.8分] 弹性力学问题的基本解法有按位移求解、按应力求解和 。
答案是:混合求解
[填空题,3.8分] 弹性力学问题的基本解法有:按位移求解,按应力求解和
答案是:混合求解
[计算题,3.8分] 请列出由应变求应力的推导过程。
答案是:由应变求应力 , ,对于平面应变问题可将式中的E换为, 换为 123循环
[简答题,3.8分] 势能变分原理代表什么控制方程和边界条件,其中附加了哪些条件?
答案是:势能变分原理代表的控制方程有平衡微分方程和本构方程,边界条件有应力边界条件。其中附加了几何方程和位移边界条件。
[简答题,3.8分] 什么叫外力势能?试叙述势能变分原理和最小势能原理
答案是:外力势能就是外力所做功的负值;势能变分原理:在所有满足边界条件的协调位移中,那些满足静力平衡条件的位移使物体势能泛函取驻值,即势能的变分为零
[简答题,3.8分] 在有限元法诞生之前,求解弹性力学定解问题的基本方法有哪些?
答案是:基本方法:按应力求解,按位移求解,混合求解。
[简答题,3.8分] 有限单元法中“离散”的含义是什么?有限单元法是如何将具有无限自由度的连续介质问题转变成有限自由度的问题?位移有限元法的标准化程式是怎样的?
答案是:①离散:将连续区域分散成有限多个子区域;②给每个单元选择合适的位移函数来近似地表示单元内位移分布规律,即通过插值以单元节点位移表示单元内任意点的位移。因为节点位移个数是有限的,故无限自由度问题就转变成了有限自由度的问题;③有限元法的标准化程式:结构或区域离散、单元分析、整体分析、数值求解。
[简答题,3.8分] 试简述有限元法的基本思想
答案是:有限元法把连续体离散成有限个单元,每个单元的场函数是只包含有限个待定节点参量的简单场函数,这些单元场函数的集合就能近似代表整个连续体的场函数。根据能量方程或加权残量方程可建立有限个待定参量的代数方程组,求解此离散方程组就得到有限元法的数值解。
[简答题,3.8分] 什么叫应变能?
答案是:在外力作用下,物体内部将产生应力σ和应变ε,外力所做的功将以变形能的形式储存起来,这种能量称为应变能
有限元分析数据的后处理包括:[ ]
A.对计算结果的加工处理
B.编辑数据
C.检索数据
D.组织数据
E.有限元数据的图形表示
答案是:参考答案:ABCDE
有限元网格生成算法包括:[ ]
A.映射法
B.扫描法
C.自由网格法
D.四分法
E.八分法
答案是:参考答案:ABCDE
自由网格法包括:[ ]
A.三角化方法
B.几何分解法
C.四分法
D.八分法
E.扫描法
答案是:参考答案:AB
选择有限元分析软件时,主要考虑的因素有:[ ]
A.求解问题所需要的功能
B.软件所要求的软硬件支持环境
C.软件的价格
D.软件的售后服务
E.软件的产地
答案是:参考答案:ABCD
有限元数据前处理计算机化的基本内容有:[ ]
A.构造计算对象的几何模型
B.自动划分有限元网格
C.生成有限元属性数据
D.人工划分有限元网格
E.为其他应用生成必要的数据
答案是:参考答案:ABCE
有限元属性数据包括:[ ]
A.网格划分
B.载荷数据
C.材料数据
D.边界条件描述数据
E.等效结点力数据
答案是:参考答案:BCDE
在梁弯曲问题中,一点的位移分量包括
A..沿x轴方向的水平位移
B.沿y轴方向的位移
C.沿z轴方向的竖直位移
D.挠度
E.转角
答案是:参考答案:DE
杆件是工程中常见的结构体系,包括:
A.受拉直杆
B.薄板
C.桁架
D.梁
E.刚架
答案是:参考答案:ACDE
板的特征是:
A.厚度比另外两个方向的尺寸大得多
B.厚度比另外两个方向的尺寸小得多
C.荷载作用在平行于板面的方向
D.荷载作用在垂直于板面的方向
E.厚度与另外两个方向的尺寸差不多
答案是:参考答案:BD
下列关于薄板的小挠度弯曲理论,叙述正确的是:
A.应变分量应予以计算
B.应变分量可以不计
C.应力分量引起的应变必须予以计算
D.应力分量引起的应变可以不计
E.薄板中面内的各点没有平行于中面的位移
答案是:参考答案:BDE
板弯曲中一点的位移分量应包括:
A.沿x轴方向的水平位移
B.沿y轴方向的位移
C.挠度
D.绕x轴方向的转角
E.绕y轴方向的转角
答案是:参考答案:CDE
对三结点三角形薄板单元来说,单元位移模式应包含[ ]个参数
A.对于薄板四结点矩形单元和三结点三角形单元,可以满足单元间的协调性
B.对于薄板四结点矩形单元和三结点三角形单元,单元间的协调性不能完全满足
C.不适用于厚板
D.矩形
答案是:参考答案:BCD
板的边界通常分为哪几类
A.固支
B.简支
C.自由
D.均布
E.集中
答案是:参考答案:ABC
刚架单元可以看成由杆单元和 [ ]单元叠加而成的
A.桁架
B.钢柱
C.梁
D.薄板
答案是:参考答案:C
下列不属于薄板的小挠度弯曲理论的基本假设的是:
A.应变分量都可以不计
B.应力分量引起的应变可以不计
C.应变分量都是常数
D.薄板中面内的各点没有平行于中面的位移
答案是:参考答案:C
刚架的刚度矩阵可以由杆单元和梁单元的刚度矩阵[ ]得来的。
A.叠加
B.相乘
C.相减
D.相除
答案是:参考答案:A
梁的单元结点位移包括:
A.水平位移和竖直位移
B.挠度和水平位移
C.转角和水平位移
D.挠度和转角
答案是:参考答案:D
在桁架的有限元法程序中ND代表的是:
A.结点总数
B.单元总数
C.总自由度数
D.弹性模量
答案是:参考答案:C
在桁架,刚架的有限元分析中,单元分析采用
A.整体坐标系
B.局部坐标系
C.等于常数
D.无法确定
答案是:参考答案:B
梁需要划分为多个单元,每个单元的位置只与[ ]有关
A.坐标x
B.坐标y
C.坐标差
D.坐标z
答案是:参考答案:A
在单元中,位移描述的形函数和单元形状描述的形函数是相同的 ,参数个数相等,称为【 】
A.三角形单元
B.四边形单元
C.等参单元
D.三结点三角形单元
答案是:参考答案:C
刚架的每一构件可看作
A.整体坐标系下的一维单元
B.整体坐标系下的二维单元
C.局部坐标系下的一维单元
D.局部坐标系下的二维单元
答案是:参考答案:C
下列钢架单元有【 】个自由度
A.12
B.13
C.15
答案是:参考答案:B
下列刚架单元有【 】个结点
A.7
B.8
C.12
D.16
答案是:参考答案:B
下列梁单元有【 】个结点
A.7
B.8
C.12
D.16
答案是:参考答案:B
下列杆件单元有【 】个自由度
A.8
B.10
C.12
D.16
答案是:参考答案:C
下列杆件单元有【 】个节点
A.2
B.4
C.6
D.8
答案是:参考答案:D
板弯曲中一点的位移分量应包括:
A.沿x轴方向的水平位移
B.沿y轴方向的位移
C.挠度
D.弯矩
答案是:参考答案:C
桁架的每一个杆件可看作一个
A.三角形单元
B.四边形单元
C.压杆单元
D.四面体单元
答案是:参考答案:C
在梁弯曲问题中,一点的位移分量包括
A.沿x轴方向的水平位移
B.沿y轴方向的位移
C.沿z轴方向的竖直位移
D.挠度
答案是:参考答案:D
下列属于板的特征是:
A..厚度比另外两个方向的尺寸大得多
B.载作用在平行于板面的方向
C.荷载作用在垂直于板面的方向
D.厚度与另外两个方向的尺寸差不多
答案是:参考答案:C
下列关于薄板的小挠度弯曲理论,叙述正确的是:
A.应变分量应予以计算
B.应力分量引起的应变必须予以计算
C.应变分量可以不计
D.薄板中面内的各点有平行于中面的位移
答案是:参考答案:C
板的特征是:
A.厚度比另外两个方向的尺寸大得多
B.厚度比另外两个方向的尺寸小得多
C.荷载作用在平行于板面的方向
D.厚度与另外两个方向的尺寸差不多
答案是:参考答案:B
对三结点三角形薄板单元来说,单元位移模式应包含[ ]个参数
A.3
B.6
C.9
D.12
答案是:参考答案:C
矩形薄板的挠度为独立位移变量,其表达式应含有[ ]个待定系数。
A.6
B.8
C.12
D.14
答案是:参考答案:C
矩形薄板有[ ]个结点
A.2
B.3
C.4
D.6
答案是:参考答案:C
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