天津大学研究生课程考试试卷标准答案08.pdf

天津大学研究生课程考试试卷 课程名称：工程结构数值建模与分析方法 课程编号：S205G002 学院名称： 专业名称： 学号： 姓名： 成绩： 1、某悬臂钢构件由两个螺栓安装在一根钢柱上（如下图所示），在其悬臂端作用一竖向集中 4、请指出如图所示弹性力学平面问题单元离散化的方式是否合理，并简要说明理由。 力，现欲分析该钢构件在集中力作用下的应力分布，请问：若用有限元法进行分析，在单 答：1）结点编码不合理，应使相邻结点间的编码差值尽可能小； 元类型选择时应注意什么问题？ 2 ）三角形单元划分时，使每个三角形单元的三个边长之间不要悬殊太大；否则，在计算 中会出现过大的误差，应采用等腰直角三角形或等边三角形； 3 ）任一三角形单元的顶点必须同时也是其相邻三角形单元的顶点，而不能是其相邻三角 形单元边的内点。 5、试以子块矩阵的形式写出图示平面刚架原始总刚中的下列子块：K K K K 、 、 、 。 55 58 53 12 答：根据本题钢构件的几何尺寸和所受的内外力，首先应判断其为平面应力问题。 2 4 5 7 7 答：K K =+K +K +K 、K K 、K K 0 。 55 55 55 55 55 58 58 53 12 在单元类型选择时应首先确定对于平面应力问题，可以选择平面单元，包括三角形单元 （三结点、六结点、十结点等）、矩形单元（四结点、八结点等）、等参数单元（四结点、八 结点等）等单元类型，此外还应注意：1）单元结点数目越多，计算精度相对越高，对计算机 6、试利用形态函数的特点来写出下列等参数单元的形态函数N 1 和N 2 要求也越高；2 ）此题重点要做应力分析，所以尽量不选择常应力单元（如三结点三角形单元） 答：A ）8 结点六面体单元： 或双线性单元（四结点矩形单元）；3 ）本题钢构件存在曲线边界，因此尽量选择可以很好比 ( )( )( ) 1 1 1