题目
下列关于利用卡氏定理计算结构位移的说法错误的是:A. 当所求位移处无相应广义力时,则无法计算该处的位移B. 对于线弹性体,应变能对某一外力的偏导数,等于与此外力相应的位移C. 应将应变能写成外力的函数D. 当所求位移处无相应广义力时,应附加一个广义力,求导后令其为零
下列关于利用卡氏定理计算结构位移的说法错误的是:
A. 当所求位移处无相应广义力时,则无法计算该处的位移
B. 对于线弹性体,应变能对某一外力的偏导数,等于与此外力相应的位移
C. 应将应变能写成外力的函数
D. 当所求位移处无相应广义力时,应附加一个广义力,求导后令其为零
题目解答
答案
A. 当所求位移处无相应广义力时,则无法计算该处的位移
解析
本题考查卡氏定理计算结构位移的相关知识。解题思路是对卡氏定理的基本概念、应用条件和方法进行分析,判断每个选项的正确性。
选项A
卡氏定理指出,对于线弹性结构,应变能对某一外力的偏导数等于与此外力相应的位移。当所求位移处无相应广义力时,我们可以附加一个广义力,然后利用卡氏定理求导,最后令附加的广义力为零,从而得到所求位移。所以“当所求位移处无相应广义力时,则无法计算该处的位移”这一说法是错误的。
选项B
卡氏定理的基本内容就是对于线弹性体,应变能 $U$ 对某一外力 $F$ 的偏导数,等于与此外力相应的位移 $\Delta$,即 $\Delta=\frac{\partial U}{\partial F}$,所以该选项说法正确。
选项C
在使用卡氏定理计算结构位移时,需要将应变能写成外力的函数,这样才能对其求偏导数,进而得到相应的位移,所以该选项说法正确。
选项D
当所求位移处无相应广义力时,附加一个广义力 $F_{附加}$,将应变能 $U$ 表示为包括附加广义力在内的外力的函数 $U = U(F_1,F_2,\cdots,F_{附加},\cdots)$,根据卡氏定理,所求位移 $\Delta=\frac{\partial U}{\partial F_{附加}}\big|_{F_{附加}=0}$,也就是求导后令附加广义力为零,所以该选项说法正确。