大學(xué)有限元考試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題2分）1.在有限元分析中，下列哪種方法主要用于求解線性方程組？A.迭代法B.直接法C.模擬法D.數(shù)值分析法答案：B2.有限元分析中，節(jié)點(diǎn)位移是基本未知量，這是因?yàn)?？A.節(jié)點(diǎn)位移可以完全描述結(jié)構(gòu)的變形B.節(jié)點(diǎn)位移易于測(cè)量C.節(jié)點(diǎn)位移是有限元形函數(shù)的基函數(shù)D.節(jié)點(diǎn)位移是有限元分析的唯一變量答案：A3.在有限元分析中，單元?jiǎng)偠染仃嚨奈锢硪饬x是？A.單元的變形能B.單元的應(yīng)力分布C.單元的剛度特性D.單元的應(yīng)變能答案：C4.有限元分析中，邊界條件的施加是為了？A.限制結(jié)構(gòu)的自由度B.提高計(jì)算精度C.簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程D.增加單元數(shù)量答案：A5.在有限元分析中，形函數(shù)的作用是？A.描述單元的幾何形狀B.描述單元的物理性質(zhì)C.描述單元的邊界條件D.描述單元的應(yīng)力分布答案：A6.有限元分析中，單元質(zhì)量矩陣的物理意義是？A.單元的慣性力B.單元的動(dòng)能C.單元的質(zhì)量分布D.單元的勢(shì)能答案：C7.在有限元分析中，高斯積分法主要用于？A.計(jì)算單元的應(yīng)力B.計(jì)算單元的應(yīng)變C.計(jì)算單元的形函數(shù)D.計(jì)算單元的積分答案：D8.有限元分析中，單元等效節(jié)點(diǎn)載荷的物理意義是？A.單元的內(nèi)力B.單元的應(yīng)力C.單元的載荷分布D.單元的應(yīng)變答案：C9.在有限元分析中，單元的幾何形狀對(duì)分析結(jié)果的影響是？A.直接影響B(tài).間接影響C.無(wú)影響D.有時(shí)影響有時(shí)無(wú)影響答案：A10.有限元分析中，單元的網(wǎng)格密度對(duì)分析結(jié)果的影響是？A.直接影響B(tài).間接影響C.無(wú)影響D.有時(shí)影響有時(shí)無(wú)影響答案：A二、多項(xiàng)選擇題（總共10題，每題2分）1.有限元分析中，常用的單元類(lèi)型包括？A.桿單元B.板單元C.實(shí)體單元D.薄膜單元答案：A,B,C2.有限元分析中，常用的形函數(shù)包括？A.邊界元法B.三角形形函數(shù)C.四邊形形函數(shù)D.矩形形函數(shù)答案：B,C,D3.有限元分析中，常用的邊界條件包括？A.固定邊界B.自由邊界C.載荷邊界D.溫度邊界答案：A,B,C4.有限元分析中，常用的求解方法包括？A.直接法B.迭代法C.模擬法D.數(shù)值分析法答案：A,B5.有限元分析中，常用的單元?jiǎng)偠染仃嚨耐茖?dǎo)方法包括？A.能量法B.位移法C.應(yīng)變法D.應(yīng)力法答案：A,B6.有限元分析中，常用的單元質(zhì)量矩陣的推導(dǎo)方法包括？A.能量法B.位移法C.應(yīng)變法D.應(yīng)力法答案：A,B7.有限元分析中，常用的高斯積分法包括？A.一點(diǎn)高斯積分B.二點(diǎn)高斯積分C.三點(diǎn)高斯積分D.四點(diǎn)高斯積分答案：A,B,C,D8.有限元分析中，常用的單元等效節(jié)點(diǎn)載荷的推導(dǎo)方法包括？A.集中載荷法B.分布載荷法C.體載荷法D.面載荷法答案：A,B,C,D9.有限元分析中，常用的單元網(wǎng)格密度的影響包括？A.計(jì)算精度B.計(jì)算時(shí)間C.計(jì)算資源D.計(jì)算方法答案：A,B,C10.有限元分析中，常用的單元網(wǎng)格密度的影響包括？A.計(jì)算精度B.計(jì)算時(shí)間C.計(jì)算資源D.計(jì)算方法答案：A,B,C三、判斷題（總共10題，每題2分）1.有限元分析中，節(jié)點(diǎn)位移是基本未知量。答案：正確2.有限元分析中，單元?jiǎng)偠染仃嚨奈锢硪饬x是單元的剛度特性。答案：正確3.有限元分析中，邊界條件的施加是為了限制結(jié)構(gòu)的自由度。答案：正確4.有限元分析中，形函數(shù)的作用是描述單元的幾何形狀。答案：正確5.有限元分析中，單元質(zhì)量矩陣的物理意義是單元的質(zhì)量分布。答案：正確6.有限元分析中，高斯積分法主要用于計(jì)算單元的積分。答案：正確7.有限元分析中，單元等效節(jié)點(diǎn)載荷的物理意義是單元的載荷分布。答案：正確8.有限元分析中，單元的幾何形狀對(duì)分析結(jié)果有直接影響。答案：正確9.有限元分析中，單元的網(wǎng)格密度對(duì)分析結(jié)果有直接影響。答案：正確10.有限元分析中，常用的單元類(lèi)型包括桿單元、板單元、實(shí)體單元和薄膜單元。答案：正確四、簡(jiǎn)答題（總共4題，每題5分）1.簡(jiǎn)述有限元分析的基本步驟。答案：有限元分析的基本步驟包括：幾何建模、網(wǎng)格劃分、單元選擇、形函數(shù)選擇、單元推導(dǎo)、組裝全局方程、施加邊界條件、求解方程、后處理。2.簡(jiǎn)述單元?jiǎng)偠染仃嚨耐茖?dǎo)方法。答案：?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃嚨耐茖?dǎo)方法主要有能量法和位移法。能量法通過(guò)最小勢(shì)能原理推導(dǎo)單元?jiǎng)偠染仃嚕灰品ㄍㄟ^(guò)平衡方程推導(dǎo)單元?jiǎng)偠染仃嚒?.簡(jiǎn)述高斯積分法的原理。答案：高斯積分法是一種數(shù)值積分方法，通過(guò)選擇合適的積分點(diǎn)和高斯權(quán)重，提高積分的精度。高斯積分法可以用于計(jì)算單元的形函數(shù)、質(zhì)量矩陣、剛度矩陣等。4.簡(jiǎn)述單元等效節(jié)點(diǎn)載荷的推導(dǎo)方法。答案：?jiǎn)卧刃Ч?jié)點(diǎn)載荷的推導(dǎo)方法主要有集中載荷法、分布載荷法、體載荷法和面載荷法。集中載荷法將集中載荷轉(zhuǎn)化為等效節(jié)點(diǎn)載荷，分布載荷法將分布載荷轉(zhuǎn)化為等效節(jié)點(diǎn)載荷，體載荷法將體載荷轉(zhuǎn)化為等效節(jié)點(diǎn)載荷，面載荷法將面載荷轉(zhuǎn)化為等效節(jié)點(diǎn)載荷。五、討論題（總共4題，每題5分）1.討論有限元分析中，單元網(wǎng)格密度對(duì)分析結(jié)果的影響。答案：?jiǎn)卧W(wǎng)格密度對(duì)分析結(jié)果有顯著影響。網(wǎng)格密度越高，計(jì)算精度越高，但計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)，計(jì)算資源消耗越大。網(wǎng)格密度過(guò)低，計(jì)算精度較低，可能無(wú)法準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)變形和應(yīng)力分布。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體問(wèn)題選擇合適的網(wǎng)格密度。2.討論有限元分析中，邊界條件的施加對(duì)分析結(jié)果的影響。答案：邊界條件的施加對(duì)分析結(jié)果有重要影響。邊界條件可以限制結(jié)構(gòu)的自由度，影響結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力分布。如果邊界條件施加不準(zhǔn)確，可能會(huì)導(dǎo)致分析結(jié)果失真。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體問(wèn)題準(zhǔn)確施加邊界條件。3.討論有限元分析中，形函數(shù)的作用和選擇。答案：形函數(shù)在有限元分析中起著重要作用，用于描述單元的幾何形狀和物理性質(zhì)。形函數(shù)的選擇會(huì)影響單元的精度和計(jì)算效率。常用的形函數(shù)包括線性形函數(shù)、二次形函數(shù)等。選擇合適的形函數(shù)可以提高計(jì)算精度和