工程力学专业毕业答辩基础题100题及答案

工程力学专业毕业生答辩基础知识试题100题及答案

1. 什么是压杆的完善体系和非完善体系？两种体系所对应的失稳形式是什么？ 1答：所谓压杆的完善体系是指杆件的轴线是理想的直线（没有初曲率），荷载是理想的轴心受压荷载（没有初偏心）。压杆的非完善体系是指具有初曲率或承受偏心荷载的压杆。

完善体系所对应的失稳形式是分支点失稳，非完善体系所对应的失稳形式是极值点失稳。

2. 确定结构失稳临界荷载有静力法和能量法两种计算方法，什么否静力法和能量法？静力法中的平衡方程和能量法中的势能驻值条件有什么关系？

2 答：静力法是指根据临界状态的静力特征所提出的方法，而能量法是指根据临界状态的能量特征所提出的方法。能量法中的势能驻值条件等价于静力法中的平衡方程。

3. 能量法求解多自由度体系临界荷载的步骤是怎样的？

3答：能量法求解多自由度体系临界荷载的步骤为：先写出势能表达式，建立势能驻值条件，然后应用位移有非零解的条件，得出特征方程，得出荷载的特征值，最后在特征值中选取最小值，即得临界荷载。 4. 什么是真实位移和可能位移？

4答：真实位移是既满足变形协调条件，又满足静力平衡条件的位移；可能位移是指连续的满足杆端位移条件，但不一定满足平衡条件的位移。 5. 什么是二阶内力？计算杆件的二阶内力时，应考虑哪些因素的影响？ 5答：建立平衡方程或平衡微分方程时，如果考虑结构变形而引起的几何尺寸的改变，即在变形后的平衡状态上建立方程，由此而求得的内力称为二阶内力。影响杆件二阶内力的变形主要是弦转角?和挠度w。

6. 在轴向拉压变形中，杆内只存在正应力，这句话是否正确？并说明原因。 6．答：这句话不正确。拉压杆横截面上只存在正应力，不存在切应力，但斜截面上通常都存在切应力。

7. 细长压杆稳定临界压力与杆件什么有关。

7．答：细长杆临界压力与压杆的尺寸、材料、杆端约束有关。 8． 拉压胡克定律有几种表达方式？其应用条件是什么？

8. 答：有两种表达方式：①??E?；②?l?FNl。两个公式计算变形时都要求EA构件处于线弹性阶段即???p，第2个公式还需要满足在杆长内，FN,E,A不变。

9． 在进行强度计算时所用到的许用应力???如何定义？

9．答：许用应力是根据实验测定的极限应力除以安全系数得到的。脆性材料取强度极限，塑性材料取屈服极限。

10. 计算超静定结构时，如何建立相当系统？需要列几个关系求解？

10．答：在原来的超静定结构中，去掉多余约束，用相应的约束力代替得到的新结构为原超静定结构的相当系统；求解超静定问题一般需要建立3个关系：静力关系，几何关系，物理关系。

11. 切应力互等定理只有材料处于线弹性范围才成立？这句话对吗？并说明理由。

11．答：推导切应力互等定理时只用到了平衡条件，没有涉及材料是否处于线弹性，因此，只要处于平衡状态，切应力互等定理就成立。 12. 铸铁圆试件扭转时沿哪个面破坏？并分析其破坏原因。

12．答：铸铁试件扭转时沿45度发生破坏，是由于此截面最大拉应力作用的结

果。

13. 纯弯曲时，梁内与轴平行的各层纤维将发生什么变化？什么是中性层？中性轴？中性轴在横截面上什么地方？

13．答：纯弯曲变形时，位于梁凸的一侧处于拉伸状态，凹的一侧处于压缩状态；

处于交界的部位称为中性层，中性层即不伸长也不缩短。中性层与横截面的交线称为中性轴。

14. 在写剪力方程和弯矩方程时，函数的定义域在什么情况下是开区间、什么情况下是闭区间？

14．答：在写剪力方程时，集中力作用处剪力要突变，此处为方程间断点为开区间；在写弯矩方程时，集中力偶作用处弯矩要突变，此处为方程间断点为开区间。 15. 梁的挠曲线近似微分方程的应用条件是什么？

15答：在推导挠曲线近视微分方程时用到了

1??M，而推导此公式时用到了物EI理关系??E?，所以挠曲线近视微分方程要求构件处于线弹性阶段。 16. 在材料力学中，经常运用叠加原理进行计算，试问叠加原理的适用条件。 16答：叠加原理是材料力学的计算中经常使用的方法，要求应用此方法时需要满足两个条件：①构件处于小变形；②所求参数与外荷载之间是线性关系。 17. 什么是应力状态？应力状态分为几种：根据什么分类？

17答：受力构件内一点处不同方位截面上应力的集合，称为一点处的应力状态。应力状态根据主应力的取值分为三类：三个主应力只有一个不等于0时称为单向应力状态，两个不等于0时称为平面应力状态，三个全不等于0称为空间应力状态。

18. 天气较冷时，往玻璃杯中注入沸水时，玻璃杯发生破裂？请问杯子从内壁还是从外壁先裂？

18答：沸水注入玻璃杯后，内壁温度显然高于外部温度，因而壁内部有膨胀变形的趋势，但壁外部限制了此变形，所以内壁产生压应力，壁内部的膨胀变形迫使壁外部伸长，故其产生拉应力。而玻璃是脆性材料，抗拉性较差，所以先从受拉侧破坏，即从外壁开始裂。

19. 运用强度理论进行强度计算时，脆性材料一般选择一、二强度理论，塑性材料一般选择三、四强度理论？这种选择方法是否正确？并说明理由。

19答：强度理论是按照破坏形式进行选择的，发生脆性断裂选一、二强度理论，发生屈服破坏选择三、四强度理论。塑性材料一般发生屈服破坏所以选择三、四强度理论，但有一种情况即处于三向受拉时发生短裂破坏，这时应选择一强度理论。所以并不能按照材料来选强度理论。

20. 在什么条件下，莫尔积分法可以用图形互乘法代替？

20答：在莫尔积分?MMdx中，只要M?x?、M(x)有一个是线性，此积分就可简

l化为图形互乘的代数运算。

21．与其他材料的结构相比，钢结构有哪些特点？ （1）材料的强度高，塑性和韧性好。 （2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合。

（3）钢结构制作简便，施工周期短。 （4）钢结构的质量轻。 （5）钢结构耐腐蚀性差。 （6）钢材耐热但不耐火。

22．从技术角度看，钢结构的合理应用范围包括哪几方面？ （1）大跨度结构。 （2）重型厂房结构。 （3）受动力荷载影响的结构。 （4）可拆卸的结构。 （5）高耸结构和高层建筑。 （6）容器和其他构筑物。 （7）轻型钢结构。

23．加工对钢构件性能的影响主要表现为哪两类？

（1）常温下加工的塑性变形，即冷作硬化和其后的时效影响。 （2）局部高温的影响，主要是焊接的影响，也有氧气切割的影响。 24．钢结构的极限状态分为哪两种？

（1）承载力极限状态。（2）正常使用极限状态。 25．钢构件的强度破坏是指什么？

构件的某一截面或连接件因应力超过材料强度而导致的破坏。 26．钢结构失稳的原因是什么？ 压应力的存在。

27．轴心受压钢构件的失稳形式有哪几种？ （1）弯曲屈曲 （2）扭转屈曲 （3）弯扭屈曲 28．设计钢结构需处理哪两方面因素？

（1）结构和构件的抗力 （2）荷载施加于结构的效应。 29．一阶分析是指什么？

结构在荷载作用下必然有变形，当变形和构件的尺寸相比微不足道时，内力分析按结构的原始位形进行，即忽略变形的影响。 30．钢结构设计的基本原则是什么？

技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。

31 在ANSYS中实体建模有哪些方式？各有什么特点？

31（1）自底向上的建模方式和自顶向下的建模方式。（2）自底向上的建模方式：建模顺序：点--线--面--体；自顶向下的建模方式：建模顺序：直接生成面或体。 32 动力分析与静力分析的不同点？

32静力分析不考虑荷载随时间的变化，结构或构件在不变荷载作用下的反应；动力分析考虑荷载随时间的变化，由动力方程求解结构的反应。动力分析分为确定性分析和非确定性分析，即随机分析。反应由动力荷载和结构本身特性决定。 33 模态分析的常用方法有哪些？

33分块Lanczos法，子空间法，PowerDynamics法，缩减法，非对称法，阻尼法和QR阻尼法等。

34 什么是谐响应？求解有哪些方法？

34谐响应是分析结构在承受随时间变化荷载作用下稳态响应的一种技术。 常用求解方法：完全法，模态叠加法和缩减法。 35 简述谱分析的常用计算过程？

35 1 建立模型 2 计算模态解 3 获得谱解 4 扩展模态 5 合并模态 6 观察结果。

36 在ANSYS中，BEAM3和BEAM4有何异同？ 36两单元都是用来模拟梁在荷载作用下的效应。

不同点：BEAM3为平面梁单元，每个节点有2个平动1个转动3个自由度；而BEAM4为空间梁单元，每个节点有3个平动3个转动6个自由度。 37 非线性分析包括那两种？各有何特点？ 答：几何非线性和材料非线性。

几何非线性：由于几何变形导致刚度的改变。

材料非线性：应力超过屈服应力，应力与应变不再满足一一对应的关系，应力应变曲线与变形历史有关。

38 金属材料常有哪些屈服准则？对于混凝土材料使用哪些屈服准则？ 38答：金属材料适用：Tresca和Mises屈服准则。 对于混凝土材料适合使用Mohr-Coulumn准则。

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