西工大-有限元试题(附答案)汇总

1.针对下图所示的3个三角形元,写出用完整多项式描述的位移模式表达式。

2.如下图所示,求下列情况的带宽:

a) 4结点四边形元; b) 2结点线性杆元。

3.对上题图诸结点制定一种结点编号的方法,使所得带宽更小。图左下角的四边形在两种不同编号方式下,单元的带宽分别是多大?

4.下图所示,若单元是2结点线性杆单元,勾画出组装总刚后总刚空间轮廓线。系统的带宽是多大?按一右一左重新编号(即6变成3等)后,重复以上运算。

5. 设杆件1-2受轴向力作用,截面积为A,长度为L,弹性模量为E,试写出杆端力F1,F2与杆端位移u1,u2之间的关系式,并求出杆件的单元刚度矩阵[k](e)

1与○2所组成,试写出三个结点1、2、3的6.设阶梯形杆件由两个等截面杆件○

结点轴向力F1,F2,F3与结点轴向位移u1,u2,u3之间的整体刚度矩阵[K]。

7. 在上题的阶梯形杆件中,设结点3为固定端,结点1作用轴向载荷F1=P,求各结点的轴向位移和各杆的轴力。

8. 下图所示为平面桁架中的任一单元,x,y为局部坐标系,x,y为总体坐标系,x轴与x轴的夹角为?。

(1) 求在局部坐标系中的单元刚度矩阵 [k](e) (2) 求单元的坐标转换矩阵 [T];

(3) 求在总体坐标系中的单元刚度矩阵 [k](e)

9.如图所示一个直角三角形桁架,已知E?3?107N/cm2,两个直角边长度

l?100cm,各杆截面面积A?10cm2,求整体刚度矩阵[K]。

10. 设上题中的桁架的支承情况和载荷情况如下图所示,按有限元素法求出各结点的位移与各杆的内力。

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