习题与思考题
15级：各章习题(作业题与思考题)——参考答案
合的尺寸公差带图和配合公差带图。
题 基本 尺寸 φ50 φ25 φ80 ES +0.039 -0.027 +0.005 孔 EI 0 -0.048 -0.041 Th 0.039 0.021 0.046 es -0.025 0 0 轴 Ei -0.064 -0.013 -0.030 TS 0.039 0.013 0.030 1.4 表 Xmax 或 Ymin +0.103 －0.014 +0.035 Xmin 或 Ymax +0.025 －0.048 －0.041 Xav 或 Yav +0.064 －0.031 －0.003 单位：mm 配合 种类 间隙 过盈 过渡
孔、轴的公差带图。
题 1.3 表 单位 ： mm
尺寸标注 孔φ12 0.032
0.072 轴φ60 0.053 0.041 孔φ30 0.062 0.050
公称尺寸 φ12 φ60 φ30 φ50
极限尺寸 最大 12.050 60.072 29.959 50.005 最小 12.032 60.053 29.938 49.966
2 2 1 1 1 60 + 40 + 40 66.33 （µm） 2 2 2 2 2 2
2
2
2
（2）方案二： a2 L2 (d1 d 2 ) / 2
lim a
2
a2 a2 a2 2 2 2 + + lim L 2 lim d1 lim d 2 L2 d1 d 2
＋ 0 － φ25 H7 +0.021 0 m6 +0.021 +0.008 X ＋ 0 － Y ＋13
思考题与习题
思考题与习题2-1液压油有哪几种类型？液压油的牌号与粘度有什么关系？如何选用液压油？2-2已知某液压油的运动粘度为32㎜²/s，密度为900㎏/m³，问：其动力粘度和恩氏粘度各为多少？2-9油在钢管中流动。
已知管道直径为50㎜，油的运动粘度为40㎜²/s。
如果油液处于层流状态，那么可以通过的最大流量不超过多少？2-10如图所示，油管水平放置，截面1-1、2-2处的内径分别为d1=5㎜，d2=20㎜，在管内流动的油液密度ρ=900㎏/m³，运动粘度ν=20㎜/s²。
若不计油液流动的能量损失，试问：⑴截面1-1和2-2哪一处压力较高？为什么？⑵若管内通过的流量q=30L/min，求两截面间的压力差Δp。
㎏/ m³，喷管前端置一挡板，问在下列情况下管口射流对挡板壁面的作用力F是多少？⑴当壁面与射流垂直时（图a）；⑵当壁面与射流成60°角时（图b）2-15内径d=1㎜的阻尼管内有q=0.3L/min的流量流过,液压油的密度ρ=900㎏/ m³，运动粘度ν=20㎜²/s，欲使管的两端保持1MPa的压差，试计算阻尼管的理论长度。
2-16由液流的连续性方程知，通过某断面的流量与压力无关；而通过小孔的流量却与压差有关。
这是为什么？2-17液压泵输出流量可手动调节，当q1=25L/min时，测得阻尼孔R（见图）前的压力为p1=0.05MPa；若泵的流量增加到q2=50L/min，阻尼孔前的压力p2将是多大（阻尼孔R分别按细长孔和薄壁孔两种情况考虑）？2-18如图柱塞受F=100N的固定力作用而下落，缸中油液经缝隙泄出。
设缝隙厚度δ=0.05㎜，缝隙长度L=70㎜，柱塞直径d=20㎜，油的动力粘度μ=50×10-3 Pa·s。
试计算：⑴当柱塞和缸孔同心时，下落0.1m所需时间是多少?⑵当柱塞和缸孔完全偏心时，下。
思考题与习题
思考题与习题第2章 水文学的一般概念与水文测验2.1 如何量取河长?如何计量某河段的弯曲系数？ 2.2 简述平原河道平面形态特点与水流冲淤特性。
2.3如题2.3表，已知各河段特征点的河底高程及其间距，试求各河段的平均比降及 全河的平均比降。
2.4 什么叫流域分水线?如何量取流域面积？2.5 河川径流一般指的是什么?河川径流量可用哪几个特征值表示？2.6某河某水文站控制流域面积为566km 2,多年平均径流量为8.8m 3 / s ,多年平均降雨量为686.7mm ,试求其各径流特征值。
河段平均比降计算资料题2.3表2.7 我国南、北方河流的特征时期是什么？ 2.8 影响径流的主要因素有哪些？2.9什么叫水位?如何测定水尺的零点高程？2.10 简述如何用流速仪测量流速并计算流量。
2.11 含沙量与输沙率有何不同？ 2.12已测得13对水位一流量关系如题2.12表1所示，另有实测的水位一面积、水位一水面宽度以及用流速仪测得的4个水位一流量关系如题2.12表2所示。
试用断面特征法 将水位一流量关系曲线延长到最高水位H =4.0m 处。
实测水位一流量关系题2.12表1第三章水文统计基本原理与方法3.1 水文计算为什么要采用数理统计法？3.2 频率、概率和累积频率有什么区别?扼要说明累积频率的基本特性。
3.3 什么叫重现期?它和物理学中的周期有何区别？ 3.4 累积频率与设计频率有何区别？ 3.5 简述经验适线法的操作步骤。
3.6 试述计算经验频率曲线及理论频率曲线的意义。
3.7 设有系列：1, 2, 3, 4, 5, 6, 20,试求此系列的统计参数。
3.8有A , B 两系列，A 系列平均数为弓，偏态系数C s A ,对应的累积频率为P A ； B 系列平均数为，偏态系数为C s B , B 对应的累积频率为P B 。
若C s A >C s B ,试分析P A 与 P B 哪个大（扼要说明原因）？3.9已知统计参数Q =1000m 3/s , C v =0.5, C s =2C v ,试绘制理论频率曲线，并确定P =1%时的设计流量Q 设。
第五部分(异步电动机思考题与习题) (1)
第五部分异步电动机一、思考与习题1、三相异步电动机为什么会旋转，怎样改变它的转向？2、什么是异步电动机的转差率？如何根据转差率来判断异步电机的运行状态？3、在三相绕线转子异步电动机中，如将定子三相绕组短接，并且通过滑环向转子绕组通入三相电流，转子旋转磁场若为顺时针方向，问这时电动机能转吗？如能旋转，其转向如何？4、异步电动机为什么又称感应电动机？5、异步电机动中的空气隙为什么做得很小？6、假如有一台星形联结的三相异步电动机，在运行中突然切断三相电流，并同时将任意两相定子绕组（如U、V相）立即接入直流电源，这时异步电动机的工作状态如何，试画图分析。
7、异步电动机在起动及空载运行时，为什么功率因数较低？当满载运行时，功率因数为什么会较高？8、当异步电动机运行时，设外加电源的频率为f1，电机运行时转差率为s，问：定子电动势的频率是多少？转子电动势的频率是多少？由定子电流所产生的旋转磁通势以什么速度截切定子？又以什么速度截切转子？由转子电流产生的旋转磁通势以什么速度截切转子？又以什么速度截切定子？定、转子旋转磁通势的相对速度为多少？9、三相异步电动机主磁通和漏磁通是如何定义的？主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率一样吗？两个频率之间数量关系如何？10、为什么三相异步电动机励磁电流的标么值比相应的三相变压器的大很多？11、为什么三相异步电动机的功率因数总是滞后的，而变压器呢？12、试说明异步电动机转轴上机械负载增加时，电动机的转速n 、定子电流I 1和转子电流I 2如何变化？为什么？13、当三相异步电动机在额定电压下正常运行时，如果转子突然被卡住，会产生什么后果？为什么？14、异步电动机等效电路中的附加电阻2'1γs s -的物理意义是什么？能否用电抗或电容代替这个附加电阻？为什么？15、三相异步电动机带额定负载运行时，如果负载转矩不变，当电源电压降低时，电动机的T m 、T st 、φo 、I 1、I 2和n 如何变化？为什么？16、漏抗大小对异步电动机的起动转矩、最大转矩及功率因数有何影响，为什么？17、绕线转子异步电动机：如①转子电阻增加；②转子漏抗增大；③定子频率增大 ，对最大转矩和起动转矩都分别有哪些影响？18、一台笼型异步电动机，原转子铜条改为铝条，如输出同样的功率，试问对这时对s N 、cos φ1、ηN 、I 1N 、s m 、T m 及T m 等有何影响？19、增大异步电动机气隙时，对空载电流、漏抗、最大转矩和起动转矩有何影响？20、一台异步电动机额定运行时，通过气隙传递的电磁功率约有3%转化为转子铜损耗，试问这时电动机的转差率是多少？有多少转化为总机械功率？21、异步电动机的电磁转矩与哪些因素有关？哪些是运行因素？哪些是结构因素？22、在异步电动机等效电路图中，Z m 反映什么物理量？是否为变量？在额定电压下电动机由空载到满载，Z m 如何变化？23、单相异步电动机主要分哪几种类型？简述罩极电动机的工作原理。
有限元分析习题
有限元分析习题与思考题1． 如下图所示，阶梯轴两段的长度均为l =10cm ，材料的弹性模量为E =2×170N ／cm,截面积分别为A 1=l cm 。
、A 2=2cm 。
，在节点1和节点2分别作用有集中力F 1=-200N 和F 2=-500N 。
写出总体平衡方程，求出各节点的位移。
2． 由六根弹簧组成一个弹簧系统，彼此间的连接方式、各弹簧的刚度系数、节点所受载荷及支承条件均如下图所示。
写出该系统的总体平衡方程。
3． 如下图所示，一根连续梁，共有两个单元(杆件)1、2，三个节点A 、B 和C 。
其中A和C 为固定端。
在节点B 承受力偶M B 。
已知其截面抗弯刚度为EI ，两个单元的长度分别为l 1和l 2。
写出该梁的总体平衡方程。
4． 试将下图所示的刚架结构划分成七个单元，并注明单元编号、各节点的局部码和总码、局部和整体坐标系。
5． 已知上图各单元的单元刚度矩阵，写出所示结构的总体刚性矩阵。
6． 如下图所示刚架结构，各杆长均为l =500cm ，截面积均为A =1O002cm ，截面抗弯惯性矩I =84410cm ⨯ ，弹性模量E =2710⨯N ／cm2，在中间节点受弯矩M =170N·cm作用。
求各节点的位移。
7．如下图所示，试对已划分好单元的圆环进行总码编号，以保证所获得的总刚度矩阵的带宽最窄。
8．什么叫结构离散化？结构离散化要完成那些工作？9．决定单元类型和数量应该考虑那些因数？10．怎样合理地进行节点编号？11．单元刚度矩阵与总单元刚度矩阵各有什么特点？12．什么叫单元节点位移向量和（有限元方程中的）节点位移向量？两者有什么不同？13．位移边界条件的处理通常采用什么方法？手算与计算机计算有什么不同？14．什么叫载荷移置？15．矩阵装配时为什么要进行坐标转换？16．何谓有限元的前处理？何谓有限元的后处理？17．对于每个节点具有两个位移分量的杆单元，两节点局部码为1，2，对应总码为4，6，其单元刚度矩阵中的元素k41应放入总体刚度矩阵[K]的【】A．第4行第1列上 B．第4行第6列上c．第8行第2列上 D．第12行第7列上18.图示平面应力问题的结构中，单元刚度矩阵【】A．[K I]=[K II]，[K II]=[K IV]，但[K I]≠[K II]B．[K I]=[K II]，[K III]=[K IV]，但[K I]≠[K III]c．[K I]≠[K II]≠[K III]≠ [K IV]D．[K I]=[K II]=[K III]= [K IV]19. 在一平面刚架中，支撑节点4的水平方向位移为已知，若用置大数法引入支撑条件，则应将总体刚度矩阵中的【】A．第4行和第4列上的元素换为大数AB．第4行和第4列上的所有元素换为大数AC．第10行、第10列上的元素换为大数AD．第10行、第lO列上的所有元素换为大数A．20.在有限元分析中，划分单元时，在应力变化大的区域应该【】A．单元数量应多一些，单元尺寸小一些 B．单元数量应少一些，单元尺寸大一些C．单元数量应多一些，单元尺寸大一些 D．单元尺寸和数量随便确定21．图示的四根杆组成的平面刚架结构，用杆单元进行有限元分析，单元和节点的划分如图示，则总体刚度矩阵的大小为【】A．8×8阶矩阵 B．10×10阶矩阵 C．12×12阶矩阵 D．16×16阶矩阵。
思考题与习题
学习情景四思考与训练题1.在卧式车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图1所示的各种误差情况，试分析误差原因，并思考应采用什么办法来减少或消除?2.设已知一工艺系统的误差复映系数为0.25，工件在本工序前有圆度误差0.45mm，若本工序形状精度规定允差0.0lmm，试问至少要走刀几次方能使形状精度合格?3.在车床上加工丝杠，工件总长为2650mm，螺纹部分的长度L=200mm，工件材料和母丝杠材料都是45钢，加工时室温为20℃，加工后工件温度升至45℃，母丝杠温升至30℃。
试求工件全长上由于热变形引起的螺距累积误差。
4.在车床上加工一批工件的孔，经测量实际尺寸小于要求的尺寸而必须返修的工件数占22.4％，大于要求的尺寸而不能返修的占1.4％，若孔的直径公差T=0.2mm，整批工件尺寸服从正态分布，试确定该工序的标准差σ并判断车刀的调整误差是多少?5.试说明磨削外圆时，使用死顶尖的目的是什么?哪些因素会引起外圆的圆度和锥度误差?6.什么是机械加工的工艺稳定性？如何验证工艺稳定性？7.何谓接触刚度？试分析影响连接表面接触刚度的主要因素有哪些？为减少接触变形通常应采用哪些措施？8.加工误差根据它的统计规律可分为哪些类型？各有什么特点？试举例说明。
9.提高加工精度的主要措施有哪几方面，举例说明。
10.零件的加工精度包括哪三个方面？它们之间的联系和区别是什么？11.为什么对卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于在垂直面内的直线度要求？而对平面磨床的床身导轨的要求却相反？12.机械加工表面质量包括哪些内容？它们对产品的使用性能有何影响？13.零件的表面质量对疲劳强度有何影响？14.为何机器上许多静止连接的接触表面往往要求较小的表面粗糙度值，而相对运动的表面却不能对表面粗糙度值要求过小？15.表面粗糙度与加工公差等级有什么关系？试举例说明机器零件的表面粗糙度对其使用寿命及工作精度的影响。
16.车削一铸铁零件的外圆表面，若走刀量f=0.5mm/r，车刀刀尖圆弧半径r=4mm，试计算能达到的表面粗糙度为多少？17.工件材料为15钢，经磨削加工后要求表面粗糙度达R a0.04μm，是否合理？若要满足加工要求，应采取什么措施？18.什么是加工硬化？影响加工硬化的因素有哪些？19.为何会产生磨削烧伤？减少的磨削烧伤方法有哪些？20.机械加工过程中经常出现的机械振动有哪些？各有何特性？其相互间的区别何在？。
习题和思考题
2019/9/5
18
● 钢筋混凝土柱重34kN，索具重0.1kN，柱长10m，选用W1— 100 型履带式起重机安装到标高为+7.8m 的框架上，停机面为 ±0.00.试选择起重机臂长度和最大起重半径?(采用一点绑扎直 吊法,吊钩距柱顶为1.0m)
2019/9/5
19
● 跨度为18米的钢筋混凝土屋架重4.5吨，吊装索具重0.3吨， 采用W1—100履带式起重机安装到标高为+10.50米的柱顶上，施 工现场地面标高－0.50米，试选择起重机臂长度和最大起重半 径.
2019/9/5
2
● 某基础底面尺寸50m×20m，基础四周留设300mm工作面，基 坑深度4.5m。假设土质的最初可松性系数Ks=1.24，最终可松性 系数Kls=1.05。施工时留土回填，余土外运。采用W4—60液压反 铲挖土机（每铲循环时间40s，土斗充盈系数1.0）直立壁挖土， 试求：
（1）开挖土方量； （2）需预留的自然状态下土方量； （3）设自卸汽车的装载容量6m3，汽车交替引起挖土机的
● 混凝土拌合物的理论度为30℃，选用J1— 400A型搅拌机搅 拌混凝土，搅拌机棚内温度为 +8℃，出罐的混凝土由手推车运 送到浇筑地点，运输和成型时间为15min，转运2次，室外环境 气温为－5℃.与每立方米混凝土接触的钢模板为280kg,钢筋为 70kg,均未预热.计算混凝土拌合物各阶段的温度.
土木工程施工技术 习题和思考题
2019/9/5
杨跃
1
● 回填一个体积为500m 3的土坑，回填土的可松性系数Ks=1.2， Ks=1.03，计算取土挖方的体积，如果运土车容量为4m 3一车， 需运多少车次？
● 建筑物外墙采用条形毛石基础，基础埋深2.00m，基础底宽 为1.70m，地基为亚粘土。计算100延米长的基槽的土方挖方量。 若采用装载量为2.0m3 的自卸汽车运土，计算自卸汽车台数？ （1：m=1:0.5 Ks=1.25 Ks=1.05 100延米的毛石基础体积 为285 m3）
思考题与习题
思考题与习题3-1电机是用来实现电能与机械能之间相互转换的设备，它主要包括电动机和发电机两大类。
3-2交流电机按其功能的不同可分为哪两大类？它们的功能各是什么？答：可分为同步电机和异步电机。
同步电机主要用于发电机，异步电机主要用于电动机。
3-3凡是能将电能转换成机械能的装置均称为电动机。
（√）3-4在三相异步电动机的定子绕组中，通入三个大小相等相位相同的交流电，则在定子与转子空气隙中形成的磁场是旋转磁场。
（√）3-5什么是旋转磁场？它是怎样产生的？答：三相定子绕组通入三相交流电，则在定子、转子与空气隙中产生一个沿定子内圆旋转的磁场，该磁场称为旋转磁场。
它是三相对称的定子绕组通入三相对称的交流电而产生的。
3-6如何改变旋转磁场的转速？如何改变旋转磁场的转向？答：改变电源频率、磁极对数均可改变旋转磁场的转速。
将IA —IB—IC中的任意两相A、B互换，均可改变旋转磁场的转向。
3-7一台三相异步电动机，如果转子转速n等于同步转速n1,则将出现什么情况？如果n>n1又将如何？答：转子转速n等于同步转速n1时达到理想空载状态。
如果n>n1时，电动机将变为发电机。
3-8异步电动机的转子总是紧随着旋转磁场以小于旋转磁场的转速在旋转，因此称为异步电动机。
又因为转子电流是靠电磁感应而产生的，所以又称为感应电动机。
3-9根据n1= 60f/p,f1=50HZ时，则2极（p=1）异步电动机和4极（p=2）异步电动机的额定转速分别为3000r/min和1500r/min。
（×）3-10转差率S是分析异步电动机运行特性的一个重要参数，电动机转速越快，则转差率S就越大。
（×）3-11 Y2-160M2-2三相异步电动机的额定转速n=2930r/min，f1=50HZ，2p=2，求转差率S。
解：由n1=60f/p=60×50/1=3000 r/min而 S=（n1- n2）/ n1=（3000-2930）/3000=0.023。
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第二章习题与思考题
一、选择题
1. 未充电的电容器与直流电压接通的瞬间( )
A、电容量为零
B、电容器相当于开路
C、电容器相当于短路
D、电容器两端电压为直流电压
2.如图2-2所示理想变压器，N1=N2，当开关K闭合时，两个相同的灯泡D1、D2
出现的现象是( )
A、D1、D2都不亮
B、D1、D2渐亮后并保持不变
C、D1、D2立即亮
D、D1渐亮，D2由亮变暗再灭
3.用理想变压器给负载电阻供电，变压器输入电压不变时，要使变压器的输入功率增加，则
应该（）
A、增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数和负载电阻R保持不变。
B、增加变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻R保持不变
C、减少变压器副线圈的匝数，而线圈匝数和负载电阻R保持不变
D、增加负载电阻R的阻值，而原副线圈的匝数保持不变
4.变压器带负载运行时，电源电压不变，而负载电流增大，则铁心中主磁通φm将（）
A、增大
B、减小
C、不变
5.如图2-3，R1=R2，I=I1+I2，则（）
A、L1=L2
B、L1R1=L2R2
C、UL1与UL2反相
D、L1R2=L2R1
6. 一个电热器接到10Ｖ的直流电源上，产生一定的热功率，把它改接到交流电源上，便产生的热功率是直流时的一半，则交流电压的最大值应是( )
Ａ、7.07Ｖ；Ｂ、5Ｖ；Ｃ、14Ｖ；Ｄ、10Ｖ。
7.如图2-4，二个电源的功率是（）
A 、PUs=4W （消耗），PIs=4W （产生）
B 、PUs=4W （产生），PIs=4W （消耗）
C 、PUs=4W （消耗），PIs=8W （产生）
D 、PUs=4W （产生），PIs=8W （消耗）
8. 两个正弦交流电流i1和i2的有效值I1=I2=4A 。
i1与i2相加后总电流的有效值仍为4A ，则它们之间的相位差是（ ）。
A 180°
B 120°
C 90°
D 60°
9．在某一单相正弦交流电路中，下列各式正确的答案应是（ ）
10．两只同规格的无铁心线圈，分别加上220V 直流电压和220V 的交流电压可以发现在相同的时间内（ ）
A 、直流线圈发热多
B 、交流线圈发热多
C 、由于他们的电阻相同，发热相等
D 、条件不足，无法比较
11、图示正弦电路中，R X C ==5Ω，U U AB BC
=，且电路处于谐振状态，则复阻抗Z 为
( )。
A 、(..)2525+j Ω
B 、(..)2525-j Ω
C 、545∠︒
Ω
.C
X
二、思考题：
1.图示正弦交流电路中，电流有效值I = I L = I 1 = 5 A ，电路有功功率为150 W 。
利用相量图求X L ，X C 。
R
2.在图示电路中，R = 4 Ω，X L = 3 Ω，正弦电压有效值U = U 2。
求：(1)容抗X C ；(2)若电流
i t =-10162sin (.)A ωo ，求电压u ，电路的有功功率P 及功率因数λ。
R X
L。