2025年大学（船舶与海洋工程）船舶结构力学进阶综合测试卷及评分标准.doc

2025年大学（船舶与海洋工程）船舶结构力学进阶综合测试卷及评分标准

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共6题，每题5分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。

1. 船舶结构力学中，关于梁的弯曲理论，以下说法正确的是（ ）
A. 梁的弯曲只与外力有关
B. 梁的弯曲变形与材料的弹性模量无关
C. 梁的中性轴一定通过截面形心
D. 梁的弯曲应力只分布在梁的上表面

2. 对于船舶的板架结构，下列哪种说法是错误的（ ）
A. 板架的强度主要取决于面板和桁材的性能
B. 板架的稳定性与板的厚度无关
C. 增加桁材的间距可以提高板架的承载能力
D. 板架结构在船舶中起到重要的支撑作用

3. 船舶结构的扭转问题中，扭转刚度与下列哪个因素关系最为密切（ ）
A. 结构的长度
B. 材料的泊松比
C. 截面的形状
D. 外力的大小

4. 在研究船舶结构的振动时，以下哪种振动形式对船舶危害最大（ ）
A. 横向振动
B. 纵向振动
C. 垂向振动
D. 扭转振动

5. 关于船舶结构的疲劳问题，下列说法错误的是（ ）
A. 疲劳破坏是由于交变载荷作用引起的
B. 焊接部位更容易发生疲劳破坏
C. 提高材料的强度可以有效防止疲劳破坏
D. 结构的应力集中会加速疲劳破坏

6. 船舶结构力学中，求解超静定结构的基本方法是（ ）
A. 通过平衡方程求解
B. 利用虚功原理
C. 建立变形协调方程
D. 采用能量法

第II卷（非选择题 共70分）

（一）简答题（共20分）
答题要求：本大题共2题，每题10分。请简要回答问题。

1. 简述船舶结构力学中梁的弯曲变形的计算方法及原理。

2. 说明船舶板架结构的组成及各部分的作用。

（二）论述题（共20分）
答题要求：本大题共1题，20分。要求论述充分，条理清晰。

论述船舶结构的扭转振动对船舶航行安全的影响以及如何进行有效的控制。

（三）材料分析题（共15分）
答题要求：本大题共1题，15分。阅读材料，回答问题。

材料：某船舶在航行过程中，发现船体出现异常振动。经检测，发现是由于船舶结构的某一部位发生了疲劳破坏。该部位长期承受交变载荷，且存在应力集中现象。

问题：分析导致该部位疲劳破坏的原因，并提出预防疲劳破坏发生的措施。

（四）案例分析题（共15分）
答题要求：本大题共1题，15分。阅读案例，回答问题。

案例背景：一艘货船在建造过程中，对其板架结构进行设计优化。通过增加桁材的数量和合理布置，提高了板架的承载能力。在实际运营中，该货船能够安全稳定地运输货物，未出现因板架结构问题导致的事故。

问题：请分析该货船板架结构设计优化的思路，并说明这种优化对船舶整体性能的提升作用。

（五）计算题（共20分）
答题要求：本大题共两题，每题10分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

1. 已知一简支梁，跨度为L，承受均布载荷q作用，梁的抗弯刚度为EI，求梁的最大挠度。

2. 某船舶的一个板架结构，面板厚度为t1，桁材间距为a，桁材惯性矩为I1，求该板架的弯曲刚度。

答案：
1. C
2. B
3. C
4. D
5. C
6. C

简答题答案：
1. 梁的弯曲变形计算方法主要有积分法和叠加法。积分法是通过对梁的挠曲线微分方程进行积分得到变形表达式。原理基于梁的弯曲平衡条件和几何关系。叠加法是利用基本梁的变形结果，通过叠加原理计算复杂载荷作用下梁的变形。
2. 船舶板架结构由面板和桁材组成。面板主要承受横向载荷，提供较大的承载面积。桁材起到支撑面板的作用，将面板传来的载荷传递到船体结构，增强板架的整体强度和稳定性。

论述题答案：船舶结构的扭转振动会导致船体结构应力增大，加速结构疲劳破坏，影响船舶的航行安全。控制措施包括优化船舶结构设计，减少结构的扭转刚度差异；合理布置设备，避免因设备振动引起扭转振动；采用减震装置，如阻尼器等，降低扭转振动的幅度。

材料分析题答案：原因是长期承受交变载荷且存在应力集中。预防措施包括合理设计结构，避免应力集中；对承受交变载荷的部位进行强化处理；定期检查结构，及时发现并修复潜在的疲劳损伤。

案例分析题答案：优化思路是增加桁材数量并合理布置，提高板架承载能力。提升作用在于增强了板架结构的强度和稳定性，使船舶能够更安全稳定地运输货物，减少因板架结构问题导致的事故风险，保障船舶整体性能。

计算题答案：
1. 梁的最大挠度为5qL^4/(384EI) 。
2. 板架弯曲刚度为D = EIt1^3/(12(1 - μ^2)) + EII1/a^2 。