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计算力学概论_CSM

(完整版)土力学土压力计算.doc

第六章挡土结构物上的土压力第一节概述第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。一、挡土结构类型对土压力分布的影响定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。 1．刚性挡土墙指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。 2．柔性挡土墙当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。 3．临时支撑边施工边支撑的临时性。二、墙体位移与土压力类型墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。 1.静止土压力（E0）墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力E0。 2.主动土压力（E a）挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。 3.被动土压力（ E p）挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力 E p。同样高度填土的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，有如下的关系： E p> E0> E a 在工程中需定量地确定这些土压力值。 Terzaghi（ 1934）曾用砂土作为填土进行了挡土墙的模型试验，后来一些学者用不同土作为墙后填土进行了类似地实验。实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂土

数值计算方法学习指导书内容简介

数值计算方法学习指导书内容简介数值计算方法学习指导书内容简介《数字信号处理学习指导》是浙江省高等教育重点建设教材、应用型本科规划教材《数字信号处理》(唐向宏主编，浙江大学出版社出版，以下简称教材)的配套学习指导书，内容包括学习要求、例题分析、教材习题解答、自测练习以及计算机仿真实验等。学习指导书紧扣教材内容，通过例题讲解，分析各章节的学习重点、难点以及需要理解、掌握和灵活运用的基本概念、基本原理和基本方法。全书共有66例例题分析、121题题解、2套自测练习和6个mat1ab计算机仿真实验。数值计算方法学习指导书目录绪论第1章离散时间信号与系统 1.1 学习要点 1.2 例题 1.3 教材习题解答第2章离散系统的变换域分析与系统结构 2.1 学习要点 2.2 例题 2.3 教材习题解答第3章离散时间傅里叶变换

3.1 学习要点 3.2 例题 3.3 教材习题解答第4章快速傅里叶变换 4.1 学习要点 4.2 例题 4.3 教材习题解答第5章无限长单位冲激响应(iir)数字滤波器的设计5.1 学习要点 5.2 例题 5.3 教材习题解答第6章有限长单位冲激响应(fir)数字滤波器的设计6.1 学习要点 6.2 例题 6.3 教材习题解答第7章数字信号处理中的有限字长效应 7.1 学习要点 7.2 例题 7.3 教材习题解答第8章自测题 8.1 自测题(1)及参考答案 8.2 自测题(2)及参考答案第9章基于matlab的上机实验指导 9.1 常见离散信号的matlab产生和图形显示

9.2 信号的卷积、离散时间系统的响应 9.3 离散傅立叶变换 9.4 离散系统的频率响应分析和零、极点分布 9.5 iir滤波器的设计 9.6 fir滤波器的设计数值计算方法学习指导书内容文摘第1章离散时间信号与系统 1.1 学习要点本章主要介绍离散时间信号与离散时间系统的基本概念，着重阐述离散时间信号的表示、运算，离散时间系统的性质和表示方法以及连续时间信号的抽样等。本章内容基本上是“信号与系统”中已经建立的离散时间信号与系统概念的复习。因此，作为重点学习内容，在概念上需要明白本章在整个数字信号处理中的地位，巩固和深化有关概念，注意承前启后，加强葙关概念的联系，进一步提高运用概念解题的能力。学习本章需要解决以下一些问题： (1)信号如何分类。 (2)如何判断一个离散系统的线性、因果性和稳定性。 (3)线性时不变系统(lti)与线性卷积的关系如何。 (4)如何选择一个数字化系统的抽样频率。 (5)如何从抽样后的信号恢复原始信号。因此，在学习本章内容时，应以离散时间信号的表示、离散时间系统及离散时间信号的产生为主线进行展开。信号的离散时间的表示主要涉及序列运算(重点是卷积和)、常用序列、如何判

工程力学常用公式

公式： 1、轴向拉压杆件截面正应力 N F A σ= ，强度校核max []σσ≤ 2、轴向拉压杆件变形 Ni i i F l l EA ?=∑ 3、伸长率： 1100%l l l δ-= ?断面收缩率：1 100%A A A ψ-=? 4、胡克定律：E σε=，泊松比：'ευε=-，剪切胡克定律：G τγ= 5、扭转切应力表达式： T I ρρ τρ= ，最大切应力： max P P T T R I W τ= =， 4 4 (1) 32 P d I πα= -， 3 4 (1) 16 P d W πα= -，强度校核： max max []P T W ττ= ≤ 6、单位扭转角： P d T dx GI ?θ= =，刚度校核：max max []P T GI θθ=≤，长度为l 的一段轴两截面之间的相对扭转角P Tl GI ?= ，扭转外力偶的计算公式：()(/min)9549KW r p Me n = 7、薄壁圆管的扭转切应力： 2 02T R τπδ= 8、平面应力状态下斜截面应力的一般公式： cos 2sin 22 2 x y x y x ασσσσσατα +-= + -， sin 2cos 22 x y x ασστατα -= + 9、平面应力状态三个主应力： '2 x y σσσ+= + ''2 x y σσσ+= '''0σ= 最大切应力 max ''' 2 σστ-=± =，最大正应力方位 02tan 2x x y τασσ=- - 10 、第三和第四强度理论： 3r σ= ， 4r σ=

11、平面弯曲杆件正应力： Z My I σ= ，截面上下对称时， Z M W σ= 矩形的惯性矩表达式：312Z bh I =圆形的惯性矩表达式：4 4(1) 64Z d I πα=- 矩形的抗扭截面系数：26Z bh W = ，圆形的抗扭截面系数：3 4(1)32Z d W πα=- 13、平面弯曲杆件横截面上的最大切应力： max max *S z S Z F S F K bI A τ= = 14、平面弯曲杆件的强度校核：（1）弯曲正应力max []t t σσ≤，max []c c σσ≤ （2）弯曲切应力max []ττ≤（3）第三类危险点：第三和第四强度理论 15、平面弯曲杆件刚度校核：叠加法max [] w w l l ≤，max []θθ≤ 16、（1）轴向载荷与横向载荷联合作用强度： max max min ()N Z F M A W σσ= ± （2）偏心拉伸(偏心压缩)：max min ()N Z F F A W δ σσ= ± （3）弯扭变形杆件的强度计算： 3[]r Z σσ= = ≤4[] r Z σσ= = ≤

数值计算方法比较

有限差分方法(FDM:Finite Difference Method)是计算机数值模拟最早采用的方法，至今仍被广泛运用。该方法将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域。有限差分法以Taylor级数展开等方法，把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散，从而建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组。有限差分法主要集中在依赖于时间的问题（双曲型和抛物型方程）。有限差分法方面的经典文献有Richtmeyer & Morton的《Difference Methods for Initial-Value Problems》；R. LeVeque《Finite Difference Method for Differential Equations》；《Numerical Methods for C onservation Laws》。注：差分格式：（1）从格式的精度来划分，有一阶格式、二阶格式和高阶格式。（2）从差分的空间形式来考虑，可分为中心格式和逆风格式。（3）考虑时间因子的影响，差分格式还可以分为显格式、隐格式、显隐交替格式等。目前常见的差分格式，主要是上述几种形式的组合，不同的组合构成不同的差分格式。差分方法主要适用于有结构网格，网格的步长一般根据实际地形的情况和柯朗稳定条件来决定。构造差分的方法：构造差分的方法有多种形式，目前主要采用的是泰勒级数展开方法。其基本的差分表达式主要有三种形式：一阶向前差分、一阶向后差分、一阶中心差分和二阶中心差分等，其中前两种格式为一阶计算精度，后两种格式为二阶计算精度。通过对时间和空间这几种不同差分格式的组合，可以组合成不同的差分计算格式。有限差分法的不足：由于采用的是直交网格，因此较难适应区域形状的任意性，而且区分不出场函数在区域中的轻重缓急之差异，缺乏统一有效的处理自然边值条件和内边值条件的方法，难以构造高精度(指收敛阶)差分格式，除非允许差分方程联系更多的节点(这又进一步增加处理边值条件韵困难)。另外它还有编制不出通用程序的困难。有限差分法的优点：该方法是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法，数学概念直观，表达简单，精度可选而且在一个时间步内，对于一个给定点来说其相关的空间点只是与该相邻的几点，而不是全部的空间点。是发展较早且比较成熟的数值方法广义差分法（有限体积法）（GDM:Generalized Difference Method）：1953年，Mac—Neal 利用积分插值法(也称积分均衡法)建立了三角网格上的差分格式，这就是以后通称的不规划网格上的差分法．这种方法的几何误差小，特别是给出了处理自然边值条件(及内边值条件)的有效方法，堪称差分法的一大进步。1978年，李荣华利用有限元空间和对偶单元上特征函数的推广——局部Taylor展式的公项，将积分插值法改写成广义Galerkin法形式，从而将不规则网格差分法推广为广义差分法.其基本思路是，将计算区域划分为一系列不重复的控制体积，并使每个网格点周围有

工程力学试题..

《工程力学》试题第一章静力学基本概念 1. 试写出图中四力的矢量表达式。已知：F1=1000N，F2=1500N，F3=3000N，F4=2000N。解: F=F x+F y=F x i+F y j F1=1000N=-1000Cos30oi-1000Sin30oj F2=1500N=1500Cos90oi- 1500Sin90oj F3=3000N=3000 Cos45oi+3000Sin45oj F4=2000N=2000 Cos60oi-2000Sin60oj 2. A，B两人拉一压路碾子，如图所示，F A=400N，为使碾子沿图中所示的方向前进，B应施加多大的力（F B=？）。解：因为前进方向与力F A，F B之间均为45o夹角，要保证二力的合力为前进方向，则必须F A=F B。所以：F B=F A=400N。 3. 试计算图中力F对于O点之矩。解：M O(F)=Fl 4. 试计算图中力F对于O点之矩。解：M O(F)=0 5. 试计算图中力F对于O点之矩。解：M O(F)=Flsinβ 6. 试计算图中力F对于O点之矩。解：M O(F)=Flsinθ

解： M O(F)= -Fa 9. 试计算图中力F对于O点之矩。解: 受力图13. 画出节点A，B的受力图。 14. 画出杆件AB的受力图。 16.画出杆AB的受力图。 17. 画出杆AB的受力图。 18. 画出杆AB的受力图。

19. 画出杆AB的受力图。 20. 画出刚架AB的受力图。 21. 画出杆AB的受力图。 24. 画出销钉A的受力图。 25. 画出杆AB的受力图。物系受力图26. 画出图示物体系中杆AB、轮C、整体的受力图。

土力学地基基础章节计算题及答案

章节习题及答案第一章土的物理性质 1 有一块体积为60 cm 3的原状土样，重 N, 烘干后 N 。已只土粒比重（相对密度）s G =。求土的天然重度、天然含水量w 、干重度d 、饱和重度 sat 、浮重度 ’、孔隙比e 及饱和度S r 解：分析：由W 和V 可算得，由W s 和V 可算得d ，加上G s ，共已知3个指标，故题目可解。 36 3kN/m 5.1710601005.1=??==--V W γ 3 6 3s d kN/m 2.1410601085.0=??==--V W γ 3w s w s kN/m 7.261067.2=?===∴γγγγs s G G %5.2385 .085 .005.1s w =-== W W w 884.015 .17) 235.01(7.261)1(s =-+=-+= γγw e (1-12) %71884 .06 .2235.0s =?=?= e G w S r (1-14) 注意：1．使用国际单位制； 2． w 为已知条件， w =10kN/m 3； 3．注意求解顺序，条件具备这先做； 4．注意各的取值范围。 2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水，

使其含水量增至15%，试问每1000 kg 质量的土料应加多少水解：分析：加水前后M s 不变。于是：加水前： 1000%5s s =?+M M （1）加水后： w s s 1000%15M M M ?+=?+ （2）由（1）得：kg 952s =M ，代入（2）得： kg 2.95w =?M 注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg ，另外，s w M M w = 。 3 用某种土筑堤，土的含水量w ＝15％，土粒比重G s ＝。分层夯实，每层先填0.5m ，其重度等＝16kN/ m 3，夯实达到饱和度r S ＝85%后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。解：分析：压实前后W s 、V s 、w 不变，如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ，则压实前后h s 不变，于是有： 2 211s 11e h e h h +=+= （1）由题给关系，求出： 919.0116 ) 15.01(1067.21)1(s 1=-+??=-+= γγw e 471.085 .015.067.2s 2=?== r S w G e 代入（1）式，得： m 383.05.0919 .01471 .011)1(1122=?++=++= e h e h

数值计算方法教学大纲

《数值计算方法》教学大纲课程编号：MI3321048 课程名称：数值计算方法英文名称：Numerical and Computational Methods 学时： 30 学分：2 课程类型：任选课程性质：任选课适用专业：微电子学先修课程：高等数学,线性代数集成电路设计与集成系统开课学期：Y3开课院系：微电子学院一、课程的教学目标与任务目标：学习数值计算的基本理论和方法，掌握求解工程或物理中数学问题的数值计算基本方法。任务：掌握数值计算的基本概念和基本原理，基本算法，培养数值计算能力。二、本课程与其它课程的联系和分工本课程以高等数学，线性代数，高级语言编程作为先修课程，为求解复杂数学方程的数值解打下良好基础。三、课程内容及基本要求 (一) 引论（2学时）具体内容：数值计算方法的内容和意义，误差产生的原因和误差的传播，误差的基本概念，算法的稳定性与收敛性。 1.基本要求（1）了解算法基本概念。（2）了解误差基本概念，了解误差分析基本意义。 2.重点、难点重点：误差产生的原因和误差的传播。难点：算法的稳定性与收敛性。 3.说明：使学生建立工程中和计算中的数值误差概念。 (二) 函数插值与最小二乘拟合（8学时）具体内容：插值概念，拉格朗日插值，牛顿插值，分段插值，曲线拟合的最小二乘法。 1.基本要求（1）了解插值概念。（2）熟练掌握拉格朗日插值公式，会用余项估计误差。（3）掌握牛顿插值公式。（4）掌握分段低次插值的意义及方法。

（5）掌握曲线拟合的最小二乘法。 2.重点、难点重点：拉格朗日插值, 余项，最小二乘法。难点：拉格朗日插值, 余项。 3.说明：插值与拟合是数值计算中的常用方法，也是后续学习内容的基础。 (三) 第三章数值积分与微分（5学时）具体内容：数值求积的基本思想，代数精度的概念，划分节点求积公式（梯形辛普生及其复化求积公式），高斯求积公式，数值微分。 1.基本要求（1）了解数值求积的基本思想，代数精度的概念。（2）熟练掌握梯形，辛普生及其复化求积公式。（3）掌握高斯求积公式的用法。（4）掌握几个数值微分计算公式。 2.重点、难点重点：数值求积基本思想，等距节点求积公式，梯形法，辛普生法，数值微分。难点：数值求积和数值微分。 3.说明：积分和微分的数值计算，是进一步的各种数值计算的基础。 (四) 常微分方程数值解法（5学时）具体内容：尤拉法与改进尤拉法，梯形方法，龙格—库塔法，收敛性与稳定性。 1.基本要求（1）掌握数值求解一阶方程的尤拉法，改进尤拉法，梯形法及龙格—库塔法。（2）了解局部截断误差，方法阶等基本概念。（3）了解收敛性与稳定性问题及其影响因素。 2.重点、难点重点：尤拉法,龙格－库塔法，收敛性与稳定性。难点：收敛性与稳定性问题。 3.说明：该内容是常用的几种常微分方程数值计算方法，是工程计算的重要基础。 (五) 方程求根的迭代法（4学时）具体内容：二分法，解一元方程的迭代法，牛顿法，弦截法。 1.基本要求（1）了解方程求根的对分法和迭代法的求解过程。（2）熟练掌握牛顿法。（3）掌握弦截法。 2.重点、难点重点：迭代法，牛顿法。

2013GDEM力学数值分析软件介绍

目录公司简介...................................................................................................................................................................1 的应用领域模型在边坡工程中的应用在结构工程中的应用GDEM 的特点...........................................................................................................................................................2 GDEM ...................................................................................................................................................3 GDEM 的基本模型 (4) 1、块体模型 (4) （1）线弹性模型 (4) （2）Drucker-Prager 模型 (4) 模型...............................................................................................................................（3）Mohr-Coulomb (4) （4）块体切割模型 (4) （5）孔隙渗流模型 (4) （6）蠕变模型 (4) 2、界面模型 (4) （1）线弹性 (4) （2）脆性断裂模型 (4) （3）应变软化断裂模型 (4) （4）裂隙渗流模型 (5) 3、工程结构模型 (5) （1）锚杆/锚索模型 (5) （2）钢筋模型.........................................................................................................................................................5 GDEM 中GPU 的加速效果. (6) GDEM 在边坡工程中的应用——连续到非连续 (7) GDEM 在边坡工程中的应用——运动性破坏 (8) GDEM ——渗流应力耦合....................................................................................................9 GDEM 在采矿工程中的应用..................................................................................................................................10 GDEM 在爆破工程中的应用..................................................................................................................................12 GDEM 在高速冲击中的应用..................................................................................................................................13 GDEM 在隧道工程中的应用..................................................................................................................................14 GDEM ..................................................................................................................................15 GDEM 在机械工程中的应用. (16) GDEM 在颗粒问题中的应用 (17) GDEM 在流体问题中的应用 (18) GDEM 在其他领域中的应用 (19)

工程力学综合练习题

《工程力学》综合练习题 1．试分别画出下列各物体系统中指定物体的受力图。 2．求图示静定刚架的支座反力。 3．画出下列简支梁的剪力图及弯矩图。 4．梁的尺寸、荷载及截面尺寸如图。试求梁中的最大剪应力。 5．试作出下图中杆AB （连同滑轮）、杆CD 及整体的受力图。 6．均质球重P 、半径为r ，放在墙与杆CB 之间，杆长为l ，其与墙的夹角为α， B 端用水平绳BA 拉住。不计杆重，求绳索的拉力。 7．图示三角形托架。已知：杆AC 是圆截面钢杆，MPa 170][=σ；杆BC 是正方形截面木杆，容许压力MPa a 12][=σ；P=60KN 。试选择钢杆的直径d 和木杆的截面边长a 。 8．直径50mm 的钢圆轴，其横截面上的扭矩MT =1.5kN ?m ，求横截面上的最大剪应力。 9．试分别画出下列各物体系统中指定物体的受力图。 10．求图示静定刚架的支座反力。 11．圆截面轴心拉压杆的直径及荷载如图所示。由钢材制成，容许应力 [σ]=170MPa 。试校核该杆的强度。 12．画出下列简支梁的剪力图及弯矩图。 13．用数解法对下列单元体进行应力状态分析：求出主平面位置；并在单元体图上表示出主应力和主平面。并画出应力图。 14．试作出下图中重物、杆DE 、杆BC 、杆AC （连同滑轮）及整体的受力图。 15．圆柱O 重G=1000N 放在斜面上用撑架支承如图；不计架重，求铰链A 、 B 、 C 处反力。 16．起重机装在三轮小车ABC 上，机身重G=100KN ，重力作用线在平面 LMNF 之内，至机身轴MN 的距离为0.5m ；已知AD=DB=1m ，CD=1.5m ， CM=1M ；求当载重P=30KN ，起重机的平面LMN 平行于AB 时，车轮对轨道的压力。 17．简易起重设备的计算简图如图所示。已知斜杆AB 用两根不等边角钢 63×40×4组成。如钢的容许应力MPa 170][=σ，问这个起重设备在提起重量为W=15KN 的重物时，斜杆AB 是否满足强度条件？ 18．圆轴的直径d=50mm ，转速为每分钟120转。若该轴横截面上的最大剪应力等60Mpa ，问所传递的功率是多少千瓦？ 19．试作出下图外伸梁的剪力图和弯矩图。 20．由木材制成的矩形截面悬臂梁，在梁的水平对称面内受到P1=1.6KN 的作用，在铅直对称面内受到P2=0.8KN 作用如图所示。已知：b=90mm ，h=180mm ，E=1.0×104MPa 。试求梁的横截面上的最大正应力及其作用点的位置。 21．试画出下列指定物体的受力图。 2m 2m 2m 5KN ?m 10KN A C B D

土力学计算题

第一部分土的物理性质 1、一粘土试样,体积为29cm 3,湿土重力为0、5N,ω＝40％,γs ＝27×10-3N/ cm 3。求土样饱与度S r ,孔隙比e ,孔隙率n 。 2、某饱与土样,其含水量ω=40%,液限ωL =42%,塑限ωp =20%,土体容重γ=18、 2kN/m 3,求I L 、I p 、e 与土粒比重G s 各为多少？ 3、试证明以下关系式:1s d e γγ=+ 。 4、试证明以下关系式:(1)s r w n S n ωγγ-=。 5、某饱与土体积为97cm 3,土的重力为1、98N,土烘干后重力为1、64N,求ω、γs 、 e 及γd 。 6、一击实试验土样为1000cm 3,测得其密度ρ＝1、95g/cm 3,含水量ω=18%,如拌制 ω=20%的土样,需加多少水？ 7、有一块体积为60 cm 3的原状土样,重1、05 N, 烘干后0、85 N 。已知土粒比重(相对密度)s G =2、67。求土的天然重度γ、天然含水量ω、孔隙比e 及饱与度S r 。 8、已知某粘性土的液限为42％,塑限为22％,土粒密度γs 为27、5,饱与度为0、9, 孔隙比为1、6,试计算塑性指数、液性指数并确定粘性土的状态。 9、一体积为50cm 3的土样,湿土质量为90g,烘干后质量为68g,土粒比重(相对密度)s G ＝2、69,求其孔隙比？若将土样压密,使其干密度达到1、61g/cm 3,土样孔隙比将减少多少？ 10、用土粒比重s G ＝2、7,天然孔隙比为0、9的某原状土开挖后运到另处作路基填料,填筑干密度要求达到1、65 g/cm 3,试求填筑1m 3的土需要挖方多少体积？ 11、已知某地基土试样有关数据如下:①天然重度γ＝18、4kN/m 3,干重度γd ＝13、 2kN/m 3;②液限试验,取湿土14、5g,烘干后重10、3g;③搓条试验:取湿土条5、2g,烘干后重4、1g,试确定土的天然含水量,塑性指数与液性指数？ 12、某一取自地下的试样,用环刀法测定其密度。环刀的体积为60cm 3,环刀质量

工程力学(杆件弯曲受力分析计算)

教学设计三杆件弯曲受力分析计算在学习绘制杆件弯曲受力分析图后，我们来学习一下杆件的弯曲受力分析计算，即我们杆件弯曲时在横截面上产生的弯曲正应力和弯曲剪应力的计算。问题一，杆件弯曲横截面正应力计算问题梁在弯曲变形时，梁轴线方向截面纤维曲线，下部拉伸变长，上部压缩变短。我们选取杆件的某段横截面，其截面上某处的微分段面积dA如图8.2所示。由该截面的积分得到，截面为弯矩M大小为公式8.1。（公式8.1）根据广义胡可定律得到公式8.2与弯曲应变几何条件分析公式8.3得到公式8.4。（公式8.2）（公式8.3）（公式8.4）其中，ρ为梁弯曲的曲率半径。将公式8.4和8.1合并得到公式8.5。（公式8.5）分析公式8.5，其中：为截面绕Z轴的惯性矩。公式8.5变形为8.6。 ρ ρ ρ ρ ρ ε y y dx dx = = - + = ? = dθ dθ dθ dθ y)dθ ( ?? = A y M dA σ ε σ? =E ρ ε σ y E E= = ? ??= ?? ? ? ? ? = ? = A A A y E y y E y M dA dA dA2 ρ ρ σ Z A I y= ?dA2

（公式8.6）将公式8.6与公式8.4合并，得到公式8.7 （公式8.7）公式8.7为杆件弯曲截面上弯曲正应力一般计算公式。如图8.2所示，y 为惯性轴到所计算应力位置的距离，分析公式我们发现当y 为0时，截面正应力为零，当y 等于截面高度一半时，截面正应力最大，说明在杆件中间有一条纤维线在受力弯曲时既不拉伸变长也不压缩变短，我们称这条纤维曲线为杆件的中性轴，此轴所在的水平层称为中性层，而在杆件截面上下边缘处，存在最大弯曲拉应力和最大弯曲压应力，也就是极值问题的出现。我们引入新的物理量W ，抗弯截面模量，它的计算式为8.8。（公式8.8）公式8.7可以化简为极值公式8.9。（公式8.9）例题分析讲解【例1】图8.3所示，悬臂矩形截面杆件，截面O 1上有A 、B 、C 、D 点，求它们的弯曲正应力。【解】计算悬臂梁的弯矩计算梁截面的惯性矩计算抗弯截面模量计算各点的正应力 y I W Z =m kN 6.488.1302 1 2?=??=M 001067 .0124.02.01233=?==bh I 00533.012 4.02.062 2=?==bh W Z W M Z = σZ Z I E M ?= ρ 1 y I M Z Z = σ

工程力学习题题目练习

《工程力学》试题库一、填空题 1、平面汇交力系简化结果是一合力。 2、刚体受不平行但共面的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必定汇交或汇交于一点。 3、只要保持力偶矩的大小和力偶的转向不变，可以同时改变构成力偶的力的大小和力偶臂的长短。 4、杆件横截面上内力分量有轴力、剪力、扭矩和弯矩四种。 5、如图所示为低碳钢的应力—应变图，其中P σ称为比例极限，s σ称为屈服极限，b σ称为强度极限。 6、已知一根梁的弯矩方程为232)(2++-=x x x M ，则梁的剪应力方程为=)(x Q -4x+3。 7、如图所示一矩形截面，若z 轴平行与底边，则该截面对z 轴的惯性矩=z I bh a h bh I Z 2 3212??? ??++=＿。 8、梁的小变形中，挠度y 和转角θ的关系是＿θ='y 。 9、平面汇交力系平衡条件是合力等于零。 10、空间一般力系有6个独立的平衡方程。 11、平面内的两个力偶等效条件是两力偶矩相等，转向相同。 12、杆件横截面上内力分量有轴力、剪力、扭矩和弯矩四种。 13、平面力偶系平衡条件是合力偶矩等于零。 14、平面平行力系有2个独立的平衡方程。 15、平面共点力系平衡的解析条件是0=∑x F 0=∑y F 。 16、在轴向拉伸或轴向压缩直杆中，轴力必定通过杆件横截面的形心。 17、力偶的三要素是：力偶的作用面、力偶臂、力偶矩。 18、作用力与反作用力大小相等，方向相反，且作用在不同物体。 19、刚体上两力系等效的条件是：力系的主失和对同一点的主矩分别相等。 20、若将载荷卸除后，试件的变形可全部消失，试件恢复到原有的形状和尺寸，则这种变

工程力学

《工程力学》复习题一、单项选择题：（本大题共12小题）解题要求：根据工程力学的基本概念和理论，从每小题的四个备选答案中选出唯一正确的答案，然后将正确答案的字母填写在相应小题预留的括号内。 1、以下哪一个说法正确地表达了“三力平衡共面汇交定理”的含义。答（ C ）（A ）若三个不为零的力共面且汇交，这三个力必然平衡。（B ）若三个不为零的力平衡且共面，这三个力必然汇交。（C ）若三个不为零的力平衡且汇交，这三个力必然共面。（D ）若三个不为零的力平衡，这三个力必然共面且汇交。 2、平面任意力系平衡的三力矩式方程?? ? ?? ===?? ? ? ? ∑∑∑000C B A M M M 中，对三个矩心（A 、B 、C 三点）的选取要求是这三个矩心（ A ）。（A ）不能共（直）线。（B ）可在力系平面内任意选取，没有任何限制。（C ）必须共（直）线。（D ）（三矩心）中必须有一点是投影坐

标系的原点。 3、题图（b）所示A、B、C、D四种不同的受力结构中，均有一根类似的AB杆，试判断题图（a）所示AB杆的受力图是哪一个受力系统中的AB杆。（注意：四个结构图中D、C两处均为铰接）答：（ D ）。（A）（B）（C）（D）（a）受力图（b）四种不同结构系统一. 3 题图 4、由杆1（AB）、杆2（AC）两根直杆组成的简单桁架如题图（a）所示。桁架A、B、C三处均为铰接，节点A处有铅垂力F作用。若以两杆为整体研究对象画受力图（不计各杆自重）。则题图（b）所示A、B、C、D四个图中，正确的受力图是（ D ）。（A）（B）（C）（D）（a）简单桁（b）简单桁架的受力图

工程力学复习题

1. 作用有汇交于一点，互不平行三力的刚体可能处于平衡状态。 2. 二力平衡原理适用于刚体。 3. 作用力与反作用力原理适用于刚体和变形体。 4. 重P 的均质圆柱放在V 型槽里，考虑摩擦柱上作用一力偶M ，圆柱处于极限平衡状态。此时接触点处的法向约束力F NA 与F NB 的关系为F NA > F NB 。 5. 如图示，重量G=10N 的物块放在倾角为α=30°的斜面上，物块与斜面间的静摩擦因数f =0.6，则物块处于静止状态。 6. 如图所示，边长a=20cm 的正方形匀质薄板挖去边长b=10cm 的正方形，y 轴是薄板对称轴，则其重心的y 坐标等于y C = 112 3cm 7. 边长为a 2的正方形薄板，截去四分之一后悬挂在A 点，今若使BC 边保持水平，则点A 距右端的距离x = 5a /6 。 8. 如图所示，边长为a 的正方体的棱边AB 和CD 上作用着大小均为F 的两个方向相反的力，则二力对x 、y 、z 三轴之矩大小为m x (F )= Fa ，m y (F )= 0 ，m z (F )= 0 9. 由①和②两杆组成的支架，从材料性能和经济性两方面考虑，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，合理的选择是 ① 杆为低碳钢， ② 杆为铸铁

10. 图示阶梯形杆，AB 段为钢，BD 段为铝，在外力F 作用下三段轴力一样大 11. 以下关于图示AC 杆的结论中，BC 段没有变形，有位移。 12. 如图所示，拉杆的材料为钢，在拉杆与木材之间放一金属垫圈，该垫圈的作用是增加挤压面积。 13. 在连接件中，剪切面与外力方向平行，剪切面与挤压面与外力方向垂直。 14. 直径相同、材料不同的两根等长实心轴，在相同外力偶矩作用下，最大切应力相同，扭转角不同。 15. 一铆钉受力如下图所示，铆钉直径为d ，钢板厚度均为t ，其剪切面面积为2 4 1d π，剪力大小为 P 。 16. 长度相同、横截面积相同、材料和所受转矩均相同的两根轴，一根为实心轴，一根为空心轴，实?和空?分别表示实心轴和空心轴的扭转角，则实? ＞空?。 17. 某矩形截面梁在铅垂平面内发生平面弯曲，若其高度h 不变，宽度由原来的b 减为0.5b ，当该梁受力情况不变时，其最大弯曲正应力变为原来的 2 倍。 18. 图示悬臂梁，截面C 和截面B 不同的是挠度 19. 如图所示，质量为m 、长度为Z 的均质细直杆OA ，一端与地面光滑铰接，另一端用绳AB 维持在水平平衡位置。若将绳AB 突然剪断，则该瞬时，杆OA 的角速度 ω = 0和角加速度α ≠ 0。 20. 已知点的运动方程为x=2t 3+4，y=3t 3－3，则其轨迹方程为 3x －2y －18 =0 。

土力学答案解析计算题

第二章 2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀内，称得总质量为72.49g ，经105℃烘干至恒重为61.28g ，已知环刀质量为32.54g ，土粒比重为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）。解：3/84.17 .2154 .3249.72cm g V m =-==ρ %3954 .3228.6128 .6149.72=--== S W m m ω 3/32.17 .2154 .3228.61cm g V m S d =-== ρ 069.149 .1021.11=== S V V V e 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。解：（1）V V m W V s sat ρρ?+= W S m m m +=Θ S W m m = ω 设1=S m ρω +=∴1V W S S S V m d ρ= Θ W S W S S S d d m V ρρ?=?= ∴1 ()()()()()()3 W S S W S S W W sat cm /87g .1171 .20.341171.285.1d 11d 11d 111d 11111=+?+-?=++-= +++???? ? ? - = +-++=+???? ???-++= ∴ρωρω ρωρω ρρωρρ ω ρρρωρW S d 有（2）()3 '/87.0187.1cm g V V V V V V V m V V m W sat W V S sat W V W V W S S W S S =-=-=+-=-+-=-= ρρρρρρρρρ （3）3''/7.81087.0cm kN g =?=?=ργ 或 3 ' 3/7.8107.18/7.181087.1cm kN cm kN g W sat sat sat =-=-==?=?=γγγργ 2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm 3，含水量9.8%，土粒相对密度为2.67，烘干

数值计算方法教学大纲(本)

数值计算方法教学大纲(本) 本着“崇术重用、服务地方”的办学理念和我校“高素质应用型人才”的培养目标，特制定了适合我校工科专业本科生的新教学大纲。一、课程计划课程名称：数值计算方法Numerical Calculation Method 课程定位：数学基础课开课单位：理学院课程类型：专业选修课开设学期：第七学期讲授学时：共15周，每周4学时，共60学时学时安排：课堂教学40学时+实验教学20学时适用专业：计算机、电科、机械等工科专业本科生教学方式：讲授（多媒体为主）+上机考核方式：考试60%+上机实验30%+平时成绩10% 学分：3学分与其它课程的联系预修课程：线性代数、微积分、常微分方程、计算机高级语言等。后继课程：偏微分方程数值解及其它专业课程。二、课程介绍数值计算方法也称为数值分析，是研究用计算机求解各种数学问题的数值方法及其理论的一门学科。随着计算科学与技术的进步和发展，科学计算已经与理论研究、科学实验并列成为进行科学活动的三大基本手段，作为一门综合性的新科学，科学计算已经成为了人们进行科学活动必不可少的科学方法和工具。数值计算方法是科学计算的核心内容，它既有纯数学高度抽象性与严密科学性的特点，又有应用的广泛性与实际实验的高度技术性的特点，是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的数学课程.主要介绍插值法、函数逼近与曲线拟合、线性方程组迭代解法、数值积分与数值微分、非线性方程组解法、常微分方程数值解以及矩阵特征值与特征向量数值计算，并特别加强实验环节的训练以提高学生动手能力。通过本课程的学习，不仅能使学生初步掌握数值计算方法的基本理论知识，了解算法设计及数学建模思想，而且能使学生具备一定的科学计算能力和分析与解决问题的能力，不仅为学习后继课程打下良好的理论基础，也为将来从事科学计算、计算机应用和科学研究等工作奠定必要的数学基础。科学计算是21世纪高层次人才知识结构中不可缺少的一部分，它潜移默化地影响着人们的思维方式和思想方法，并提升一个人的综合素质。

工程力学计算题汇总

《工程力学及机械设计基础》计算题练习第四章：1.解析法求平面汇交力系的合力（大小）2.单个物体的平衡问题 1.试计算题1图所示悬臂梁支座A 处的约束力。 2.题2图所示系统受力F 作用，斜面的倾角θ=30°，试判断A 处约束力的方向，并计算A 、B 处约束力的大小。 3.外伸梁AC 如题7图所示，试求支座A 、B 处的约束力。 4.外伸梁如题3图所示，试求支座A 和B 的约束力。题1图题2图题3图

题4图 5.平面刚架ABC 如题8 图所示，若不计刚架自重，试求支座A 处的约束力。 6.悬臂梁AB 如题10图所示，试求支座A 处的约束力。 7.外伸梁如题13图所示，试计算A 、B 支座处的约束力。题5图题6图

第五章：物体系统的平衡问题（共2各图形） 8.试求题16图所示多跨静定梁A 、C 支座处的约束力。题8图 9.多跨静定梁如题17图所示，试求A 、C 支座处的约束力。 10.试求题18图所示多跨静定梁A 、C 支座处的约束力。题9图题7图

11.组合梁如题20图所示，试求支座A 、C 处的约束力。 12.组合梁如题9图所示，试求支座A 、B 、C 处的约束力。 13.多跨静定梁如题21图所示，试求A 、B 、C 支座处的约束力。题10图题11图题12图

第八、九章：1.画轴力图；2.拉压杆横截面上的应力计算；3.铆钉挤压、剪切强度计算 14．阶梯形杆ABC 受力如题所示，已知力F =10 kN ，l 1=l 2=400mm ，AB 段的横截面面积A 1=100mm 2，BC 段的横截面面积A 2=50mm 2。（1）画杆的轴力图；（2）计算杆横截面上的应力； 15．如图两块厚度为 10 mm 的钢板，用两个直径为 17 mm 的铆钉搭接在一起，钢板受拉力 P = 60 kN ，已知铆钉和钢板的许用剪应力[τ] = 140 MPa ，许用挤压应力[bs ] = 280 MPa ，假定每个铆钉受力相等，试校核铆钉的强度。题13图