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華中科技大學碩士研究生入學考試《船舶力學基礎》考試大綱

(科目代碼：818)

第一部分 材料力學(占總分的2/3，共100分)

一、 軸向拉伸與壓縮

(1) 基本要求

1. 運用截面法求軸力，繪軸力圖

2. 軸向拉、壓桿的強度計算

3. 軸向拉、壓時的虎克定律及變形、位移計算

4. 彈性模量E、橫向變形系數μ、軸向拉、壓時的變形能U

5. 材料力學性能的主要指標

6. 一次靜不定桿的求解

(2) 熟練運用的公式

σ=N/A, σmax=(N/A)max≤[σ], ε’= -με,

σ=Eε, Δl=N l / EA, U=N2 l / 2EA

二、 圓軸扭轉

(1) 基本要求

1. 運用截面法求圓軸的扭矩，繪扭矩圖

2. 純剪應力狀態的概念，剪應力互等定理，剪切虎克定律

3. 圓軸扭轉時的強度計算

4. 圓軸扭轉時的變形計算

5. 圓軸扭轉靜不定問題的求解(一次靜不定)

(2) 熟練運用的公式

τmax = T R / IP = T / Wt ≤ [τ], φ = Tl / G IP, θ=T / GIP

IP = π D4 / 32, Wt = πD3 / 16 (實心圓軸)

IP =πD4 (1-α4) / 32, Wt = πD3 (1-α4) / 16 (空心圓軸)

U = T2 l / 2 G IP

三、 梁的彎曲

彎曲內力

基本要求

1. 面法求指定截面上的剪力Q、彎矩M

2. 列Q、M方程，繪荷載較簡單的梁的剪力、彎矩圖

彎曲應力

(1) 基本要求

1. 梁的彎曲強度計算：彎曲正應力計算，彎曲剪應力計算，掌握強度計算的一般步驟

2. 幾個重要的概念：純彎曲、橫力彎曲;中性層、中性軸;抗彎截面模量W、抗彎剛度EIZ

3. 截面的幾何性質：靜矩、慣性矩、極慣性矩的定義和概念;主軸、形心主軸和主慣性矩的概念;平行移軸公式

4. 彎曲變形能的計算

(2) 熟練運用的公式

σ= M y / IZ, σmax = Mmax ymax / IZ = Mmax / WZ ≤ [σ]

τmax = Qmax S*Z / IZ b ≤ [τ]

U = m2 l / 2 E I

截面慣性矩計算：矩形截面，T型截面，圓截面，空心圓截面;S*Z的計算

彎曲變形

(1) 基本要求

1. 曲線近似微分方程的建立

2. 掌握計算位移的積分法、疊加法;梁的剛度計算

3. 掌握簡單靜不定梁的解法

(2) 熟練運用的公式

1/ρ= M / EI, EIv’’ = M

f = m l2 / EI, f = Pl3 / 3EI, f = q l4 / 8EI (懸臂梁)

f = Pl3 / 48EI, f = 5ql4 / 384EI (簡支梁)

四、 應力狀態與強度理論

(1) 基本要求

1. 明確應力狀態的概念及其研究方法

2. 掌握平面應力狀態下，解析法和圖解法求任意斜截面上的應力;熟練掌握主應力和最大剪應力的計算

3. 幾個重要的概念：一點應力狀態，平面應力狀態，主平面，主單元體，主應力

4. 廣義虎克定律. 重點掌握平面應力狀態下的廣義虎克定律

5. 強度理論：第一、第三和第四強度理論

6. 運用強度理論對復雜受力構件進行強度校核

(2) 熟練運用的公式

(三向應力狀態)

(平面應力狀態)

五、 組合變形

(1) 基本要求

1. 掌握構件組合變形時強度計算的基本原理，疊加原理

2. 正確判定構件在組合變形時的危險截面、危險點及危險點處應力值的計算

組合變形：拉伸或壓縮與彎曲的組合;偏心壓縮;扭轉與彎曲的組合(無扭轉的組合變形，危險點處于單向應力狀態;凡有扭轉的組合變形，危險點處于復雜應力狀態)

3.根據危險點處的應力狀態，正確選擇并建立強度條件，掌握構件組合變形強度計算的一般步驟

(2) 熟練運用的公式

六、 能量方法

(1) 基本要求

1. 掌握桿件變形能的計算：軸向拉壓、圓軸扭轉、梁的彎曲

2. 運用卡氏定理和單位載荷法(莫爾定理)計算結構指定點的位移

3. 用力法求解靜不定結構(一次靜不定問題)

(2) 熟練運用的公式

七、 壓桿穩定

(1) 基本要求

1. 理解失穩、臨界力、臨界應力、長度系數、柔度等基本概念

2. 計算細長桿臨界力、臨界應力的歐拉公式

3. 歐拉公式的適用范圍，臨界應力總圖

4. 壓桿穩定的實用計算;穩定條件;穩定計算

(2) 熟練運用的公式

μ值：μ=1(兩端鉸支);μ=0.5(兩端固定);μ=2(一端固定，另一端自由);μ≈0.7(一端固定，另一端鉸支)。

n=Pcr/P≥nst

第二部分 流體力學(占總分的1/3，共50分)

一、流體的物理性質及流體靜力學

(1)流體定義及連續介質假定

(2)流體的密度和粘性

(3)作用在流體上的力

(4)流體靜壓特性及靜止流體的壓力分布

(5)靜止流體作用在壁面上的力

二、流體力學的基本方程

(1)描述流體運動的兩種方法

(2)流體運動中的基本概念

(3)連續性方程

(4)運動微分方程

(5)伯努利方程

(6)動量積分方程

三、管流和邊界層概述

(1)粘性流體運動的兩種流態

(2)圓管中的層流運動

(3)圓管中的湍流流動

(4)管流水力計算

(5)邊界層概述

四、孔口出流與縫隙流動

(1)薄壁孔口的定常出流

(2)厚壁孔口的定常出流

(3)平行平板之間的縫隙流動

五、相似理論

(1)相似理論