第三章 机械分离
一填空题
1. 描述单个非球形颗粒的形状和大小的参数为 、 。
2. 固体颗粒在空气中自由沉降室所受的力有 、 和 。固体颗粒的自由沉降分为
和 阶段。
3. 沉降速率是指 ，此速率也称为终端速率。
4. 在斯托克斯区，颗粒的沉降速率与流体粘度的 次方成反比，在牛顿区，颗粒的沉降速率与流体的粘度0次方成反比。
5. 沉降室的设计原则 。
6. 理论上沉降室的生产能力与 和 有关，而与 无关。
7. 选用旋风分离器的主要依据是 、 和要求达到的分离效率。
8. 旋风分离器的分隔粒径d 50是 。
9. 描述固体颗粒床层特性的主要参数有床层 、床层截面积、床层比表面积和床层当量直径。
10. 过滤方式主要有 、 。
11. 板框过滤机由810×810×25的20个框组成，其过滤面积为 。
12. 板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率(/)0.04/E dV d m s θ=现在采用横穿洗涤法洗涤10min ，洗涤时操作压力差与过滤时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率(/)W dV d θ为 ，所消耗的洗水体积为 。
13. 用38个635×635×25的板框构成的板框过滤机过滤某悬浮液，操作条件下的恒压过滤方程为
240.06310q q θ?+=×，式中q 单位为m 3/m 2，θ单位为s ，则过滤常数K= ，V e= 。
14. 用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的某悬浮液，形成的滤饼空隙率为50%，则滤饼体积与滤液体积之比为 。
二选择题
1. 颗粒的球形度越 ，说明颗粒越接近球形。
A 接近0；
B 接近1；
C 大；
D 小
2.在重力场中，微小颗粒的沉降速度与 无关。
A 颗粒几何形状；
B 粒子几何尺寸；
C 流体与粒子的密度；
D 流体流速
3.一个球形固体颗粒在空气中作自由沉降，如果沉降在斯托克斯区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将 ；如沉降在牛顿区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将 。忽略温度对空气密度的影响。 A 不变； B 增大； C 减少； D 不确定
4.在斯托克斯区，颗粒的沉降速度与其直径的 次方成正比；牛顿区，颗粒的沉降速度与其直径的 次方成正比。
A 1；
B 2；
C 0.5；
D 0.25
5.一个球形固体颗粒在水中作自由沉降，如果沉降在斯托克斯区，水的温度提高时，颗粒的沉降速度将 ；如沉降在牛顿区，水的温度提高时，颗粒的沉降速度将 。忽略温度对空气密度的影响。
A 不变；
B 增大；
C 减少；
D 不确定
6.颗粒在静止的流体中沉降时，在相同的Re 下，颗粒的球形度越小，阻力系数越 。
A 越大；
B 越小；
C 不变；
D 不确定
7.沉降室的设计中，应保证气体在沉降室内的流动处于 。
A 层流；
B 过渡流；
C 湍流；
D 无限制
8.含尘气体通过边长为4m ，高为1m 的沉降室，如果颗粒的沉降速度为0.2m/s ，则沉降室的生产能力为 。
A 0.8m 3/s ；
B 2.4m 3/s ；
C 6m 3/s ；
D 3.2m 3/s
9.如果过滤和洗涤时操作压力相同，洗水粘度和滤液粘度相同，板框过滤机采用横穿洗涤法洗涤滤饼时，洗涤速率等于D 倍的过滤终了速率；叶滤机采用置换洗涤法，洗涤速率等于 倍的过滤终了速率。
A 1；
B 2；
C 0.5；
D 0.25
《机械工程测试技术基础》期末试题及答 案
第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中， 并依靠它们来传输的。这些物理量就是 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独 立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点： 离散性 ， 谐波性 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬变周期 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、 均方值 、 方 差 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 关于Y 轴 （偶） 对称，虚 频谱（相频谱）总是 关于原点（奇） 对称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ √ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ √ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ × ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ × ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ √ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2 x ψ，和概率密度函数 p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的 总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实 现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 被测量 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 （二）选择题
机械工程材料课程第三章铁碳合金 发布日期：[13-02-10 16:06:04] 浏览人次：[2517] 机械工程材料课程第三章铁碳合金 发布日期：[13-02-10 16:06:04] 浏览人次：[2520] 第四章铁碳合金 钢铁材料具有一系列优良的机械性能和工艺性能，因此在工业上得到了广泛的应用。钢铁材料的性能是由它的化学成分和内部组织结构所决定的。而组成钢铁材料的两个最基本的组元是铁和碳，所以研究铁碳合金有非常重要的意义。 通过铁碳合金相图的学习，来认识铁和碳的相互作用，从而了解铁碳合金成分、组织与性能三者之间的关系，以便正确地应用铁碳合金相图的知识，合理的选用钢铁材料和制定各种热加工工艺。 第一节铁碳合金的相组成 一、工业纯铁 一般来讲铁从来不会是纯的，其中总会有杂质。工业纯铁中常含有0.10～0.20%的杂质。这些杂质由碳、硅、锰、硫、磷、氮、氧等十几种元素所构成，其中碳约占0.006～0.02%左右。 工业纯铁的显微组织是由许多不规则的多边形小晶粒所组成。纯铁具有“同素异构”转变，即在固态下加热或冷却时，其内部结构发生变化，从一种晶格转变为另一种晶格的变化。如图4-1所示。 纯铁在室温下的晶体结构是体心立方晶格，称之为α-Fe，它的晶格常数a=2.86。α-Fe具有良好的塑性，同时具有良好的导磁性能。当温度升到770℃(居里点)稍上时，其晶体结构没有变化，仍是体心立方晶格，
但铁已失去了磁性，这种铁称之为β-Fe；由于α-Fe→β-Fe时，晶格未发生变化，故β铁不属于同素异构转变,而称为磁性转变。 当温度升高到912℃时，纯铁内部的晶体结构发生了变化，由体心立方晶格转变为面心立方晶格，称之为γ-Fe，，其晶格常数a=3.64，它存在于912～1394℃之间。由于γ-Fe和α-Fe的晶体结构不同，性能也不同。γ-Fe的塑性比α-Fe还要好，γ-Fe无磁性；γ-Fe的溶碳能力也大。 当温度继续升到1394℃稍上时，铁的晶格又由面心立方转变为体心立方，其晶格常数a=2.93，无磁性，它存在于1394～1538℃之间，这种铁称之为δ-Fe。当温度超过1538℃时，纯铁熔化成铁水。 由上可知，纯铁随温度的变化；发生了两次同素异构转变。纯铁的同素异构转变也遵循结晶的一般规律，即在旧相的晶界上形核，然后逐渐长大，直至转变完成。
第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如图所示的气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 答： （1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR R με=+； （2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ == 。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？ 解：根据应变效应表达式R /R =S g 得 R =S g R =2100010-6120=0.24 1）I 1=1.5/R =1.5/120=0.0125A=12.5mA 2）I 2=1.5/(R +R )=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 3）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA 的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA 的电流变化。一般需要电桥图3-105 题3-4图
《机械工程测试技术基础》课后答案 章节测试题 第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来 传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特 点： ， ， 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对 称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和222 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的 总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题 1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡
第三章 一、选择题 1.电涡流传感器是利用 材料的电涡流效应工作的。 A.金属导电 B.半导体 C ．非金属 D ．PVF2 2.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用 。 A.电压放大器 B.电荷放大器 C ．前置放大器 3.调频式电涡流传感器的解调电路是 。 A.整流电路 B.相敏检波电路 C.鉴频器 4.下列传感器中 是基于压阻效应的。 A..金属应变片 B.半导体应变片 C.压敏电阻 5.石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于——的表面上产生电荷量。 A.机械轴 B.电轴 C.光轴 6.金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由 来决定的。 A.贴片位置的温度变化 B.电阻丝几何尺寸的变化 C.电阻丝材料的电阻率变化 7.电容式传感器中，灵敏度最高的是 。 A.面积变化型 B ．介质变化型 C ．极距变化型 8.极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为 。 A.电容量微小影响灵敏度 B.灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线性误差 C.非接触测量 9.高频反射式涡流传感器是基于 效应来实现信号的感受和变换的。 A.涡电流 B.纵向 C.横同 10.压电材料按一定方向放置在交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为 效应。 A.压电 B.压阻 C.压磁 D.逆压电 二、填空题 1.可用于实现非接触式测量的传感器有 和 等。 2.电阻应变片的灵敏度表达式为E l dl R dR S λγ++==21//，对于金属应变片来说：S ＝ ， 而对于半导体应变片来说S ＝ 。 3.具有 的材料称为压电材料，常用的压电材料有 和 。 4.光电元件中常用的有 、 和 。 5.压电传感器在使用 放大器时，其输出电压几乎不受电缆长度变化的影响。 6.电阻应变片的电阻相对变化率是与 成正比的。 7.压电传感器在使用电压前置放大器时，连接电缆长度的改变，测量系统的 也 将发生变化。 8.电容式传感器有 型 型和 型3种类型，其中 型的灵敏度最高。 9. 霍尔元件是利用半导体元件的 特性工作的。 10. 按光纤的作用不同，光纤传感器可分为 和 两种类型。
第三章机械分离和固体流态化 具有不同物理性质（如密度差别）的分散物质和连续介质所组成的物系称为非均相混合物或非均相物系。 颗粒相对于流体（静止或运动）运动的过程称为沉降分离。流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程称为过滤。 工业上分离非均相混合物的目的是：1、回收有价值的分散物质。2、净化分散介质以满足后继生产工业的要求。3、环境保护和安全生产。 第一节颗粒及颗粒床层的特性 ；表 单一的颗粒：1、球形颗粒体积： 面积：；比表面积： 2、非球形颗粒：体积当量直径 形状系数（又称球形度）： ，任何非球形颗粒 的形状系数皆小于1。 不同粒径范围内所含粒子的个数或质量，即粒径分
布。 当使用某一号筛子时，通过筛孔的颗粒量称为筛过量，截留于筛面上的颗粒量则称为筛余量。称取各号筛面上的颗粒筛余量即得筛分分析的基础数据。 颗粒的平均直径：最常用的是平均比表面积直径： 由颗粒群堆积成的床层疏密程度可用空隙率来表示： 床层的比表面积： 壁面附近床层的空隙率总是大于床层内部的，较多的流体必然趋向近壁处流过，使床层截面上流体分布不均匀，这种现象称为壁效应。 第二节沉降过程 沉降操作是指在某种力场中利用分散相和连续相 之间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。实现沉降操作的作用力可以是重力，也可以是惯性离心力。因此，沉降过程有重力沉降和离心沉降两种方式。静止流体中颗粒的沉降过程可分为两个
阶段，起初为加速段而后为等速段。 滞流区或斯托克斯定律区（10-4 第三章 金属的塑性变形与再结晶 三、填空题 1、 滑移、孪生；滑移 2、 原子密度最大 3、 {110}、6、<111>、2、12； {111}、4、<110>、3、12；面心立方、滑移方向对塑性变形 的作用比滑移面更大些 4、 λφστcos cos s k =、小、软 5、 晶界、相邻晶粒、高 6、 增大、增加、下降、中间退火 7、 变形织构 8、 回复、再结晶、晶粒长大 9、 回复、250～300 10、去应力退火 11、中间、消除加工硬化 12、再结晶温度、在再结晶温度以下、在再结晶温度以上 13、偏析、杂质、夹杂物、热加工纤维组织（流线） 14、大 四、选择题 1、C 2、B 3、A 4、B 5、B 6、C 7、B 8、C 9、B 10、A 11、C 12、A 13、B 14、A C 五、判断题 1、√ 2、× 3、× 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、× 9、× 10、√ 11、√ 12、× 13、× 14、√ 15、√ 16、× 第四章 合金的相结构与二元合金相图 三、填空题 1、 固溶体、金属化合物 2、 溶剂、溶质、溶剂 3、 溶质、溶剂、间隙固溶体、置换固溶体 4、 提高、增强、降低 5、 正常价化合物、电子化合物、间隙化合物 6、 平衡、状态、平衡 7、 合金、相界(液相和固相) 8、 差、树枝、差、多、少 9、 晶体结构 10、三、水平 11、复相组织、数量、形态、大小 12、共晶、包晶、共析 13、固溶强化、晶界强化、形变强化 14、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ 四、选择题 1、B 2、C 3、A 4、A B 5、A 6、C 7、A 8、B 9、A 五、判断题 1、× 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、√ 7、× 8、× 9、√10、×11、×12、×13、× 第五章铁碳合金 三、填空题 1、δ-Fe、γ-Fe、α-Fe、体心立方、面心立方、体心立方 2、F、Fe3C、2 3、五、L、δ、A、F、Fe3C 4、三，HJB、ECF、PSK、包晶转变、共晶转变、共析转变 5、<0.0218%、F+ Fe3CⅢ 6、4.3%、40.4％、47.8％、11.8％ 7、0.471％ 8、A、热塑、塑性 9、共晶、莱氏体、铸造 10、88.78％、11.22％ 11、1.3％ 12、PSK、GS、ES 13、碳、α-Fe、体心 14、Fe3CⅡ、珠光体（P） 15、铁素体、珠光体 16、Mn、Si、S、P、O、H、N；P，S；P，S 17、杂质P、S含量 18、<0.25%、0.25～0.6％、>0.6% 四、选择题 1、A 2、C 3、B 4、C 5、A 6、C 7、C 8、B 9、B 10、B 11、A 12、C 13、C 14、C 五、判断题 1、√ 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、√ 7、√ 8、× 9、×10、× 机械工程材料 思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。 滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部 分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃 口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？ 答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[] uvw；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为() hkl。 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增 化工原理单元练习（三） （第三章机械分离与固体流态化） 班级学号姓名 一、填空题 1、描述单个非球形颗粒的形状和大小的主要参数为、。 2、固体颗粒在气体中自由沉降时所受的力有力、力和 力。固体颗粒的自由沉降分为阶段和阶段。 3、沉降速度是指，此速度亦称为速度。 4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比，在牛顿定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比。 5、降尘室的设计原则是时间大于等于时间。 6、理论上降尘室的生产能力与和有关，而与无关。 7、分离因数的定义式为。如果颗粒在离心力场内作圆周运动，其旋转半径为0.2m，切线速度为20m/s，则其分离因数为。 8、选用旋风分离器时主要依据是、、。 9、旋风分离器的分割粒径d50是。 10、描述固体颗粒床层特性的主要参数有、、 和。 11、过滤方式主要有、和。 12、板框过滤机由810m m×810m m×25mm的20个框组成，则其过滤面积为。 13、板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率 E d dV ? ? ? ? ? θ 为0.04m3/s，现采用横穿洗涤法洗涤10min，洗涤时操作压力差与过滤时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率 W d dV ? ? ? ? ? θ 为，所消耗的洗水体积为。 14、用38个635m m×635m m×25mm的框构成的板框过滤机过滤某悬浮液，操作条件下的恒压过滤方程为：θ4 210 3 06 .0- ? = +q q，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s。则过滤常数K= ，V e= 。 15、用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的某悬浮液，已知形成的滤饼的空隙率为50%，则滤饼体积与滤液体积之比υ= 。 16、根据分离因数可将离心机分为、和。 17、流体通过固体颗粒床层时，当气速大于速度、小于速度时，固体颗粒床层为流化床。 18、流化床的两种流化形式为和。 19、流化床的不正常现象有和。 20、气力输送按气流压力分类，可分为和。按气流中固相浓度分类，可分为和。 二、选择题 1、颗粒的球形度越（），说明颗粒越接近于球形。 A．接近0 B．接近1 C．大D．小 2、在重力场中，微小颗粒沉降速度与（）无关。 A．颗粒几何形状B．粒子几何尺寸 C．流体与粒子的密度D．流体流速 3、一球形固体颗粒在空气中作自由沉降，若沉降在斯托克斯定律区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将（）。若沉降在牛顿定律区，空气的温度提高时，颗粒的沉降速度将（）。忽略温度变化对空气密度的影响。 A．不变B．增加C．减小D．不确定 4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与其直径的（）次方成正比。 机械基础第三章 1、判断题(本大题共99小题，总计99分) 1、(1分)与横截面垂直的应力称为正应力。（） 2、(1分)长度和截面积相同，材料不同的两直杆受相同的轴向外力作用，则正应力也必然相同。（） 3、(1分)杆件受轴向拉（压）时，平行于杆件轴线的纵向截面上的正应力为零。（） 4、(1分)若两个轴向拉压杆的材料不同，但截面积相同，受相同的轴向力，则这两个拉压杆横截面上的应力也不相同。（） 5、(1分)使用截面法求得的杆件轴力，与杆件截面积的大小无关。（） 6、(1分)杆件的不同部位作用着若干个轴向外力，如果从杆件的不同部位截开时所求得的轴力都相同。（） 7、(1分)轴向拉（压）时，杆件的内力的合力必与杆件的轴线重合。（） 8、(1分)轴力是因外力而产生的，故轴力就是外力。（） 9、(1分)“截面法”表明，只要将受力构件切断，即可观察到断面上的内力。（） 10、(1分)弹性模量Ｅ表示材料在拉压时抵抗弹性变形的能力。（） 11、(1分)钢的抗拉性能优于混凝土。（） 12、(1分)在进行强度计算时，可以将屈服极限 作用塑性材料的许用力应力。（） 13、(1分)1kN/mm2=1Mpa。（） 14、(1分)工程中通常只允许各种构件受载后产生弹性变形。（） 15、(1分)许用力是杆件安全工作应力的最大值。（） 16、(1分)所有塑性材料的拉伸试验都有屈服现象。（） 17、(1分)直径和长度相同而材料不同的两根轴，在相同扭矩作用下它们的最大剪应力不相同。（） 18、(1分)材料力学中的杆件是变形体，而不是刚体。（） 19、(1分)构件所受的外力与内力均可用截面法求得。（） 20、(1分)应力表示了杆件所受内力的强弱程度。（） 21、(1分)构件的工作应力可以和其极限应力相等。（） 22、(1分)在强度计算中，只要工作应力不超过许用应力，构件就是安全。（） 23、(1分)应力正负的规定是：当应力为压应力时为正（） 24、(1分)在材料力学中各种复杂的变形都是由基本变形组合而成。（） 25、(1分)构件的破坏是指构件断裂或产生过大的塑性变形。（） 26、(1分)强度是指构件在外力作用下抵抗破坏的能力。（） 1）有两种固体颗粒，一种是边长为a 的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度为h ，圆柱直径为d 。试分别写出其等体积当量直径 和形状系数 的计算式。 d h dh dh d d h d h d d h d d b a a a d a d a d a v e v e v e v e v e +=?+==∴==?= ?= ?=∴=2)18()/(2])2/3[(] )2/3[()4/)6/()() 6/(6/6(6) /6()6/()(][3 1 22 32 23 1 2,23,3 1 2 2 32 2 2,3 1 ,3 3,πππψππππππψππ（）解 2）某内径为0.10m 的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm ，直径d=3mm 的正圆柱，床层高度为0.80m ，床层空隙率 、若以1atm ，25℃的空气以0.25 空速通过 床层，试估算气体压降。 [解] 圆柱体：Pa d u d u L P s Pa m kg C atm mm d h dh d d h dh h d d v e v e m v e v e 7.177]10 46.325.0185.152.052.0175.1)1046.3(25.010835.152.0)52.01(150[80.0] )1(75.1)(1(150[10835.1,/185.1:)25,146.3)352/(533)2/(3) 2() 18(,])2/3[(3 2 323532,2 22,32 530,3 231 2 ,=???-?+????-?=???-?+??-?=???===+???=+=?∴+==----ψρεεψεμεμρψψ）按欧根公式计算压降： 空气（ 3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下： 空塔气速 0.2 ， 床层压降 14.28mmH 2O 0.6 93.94mmH 2O 试估计25℃、绝对压强1.35atm 的氯气以空塔气速0.40 通过此床层的压降。（含微量水 份氯气的物性按纯氯气计）氯气 ， [解]常压下， ,/20.1203 0m Kg C =ρ空气：.018.0cP =μ 欧根公式可化简为 第二章 信号描述及其分析 【2-1】 描述周期信号的频率结构可采用什么数学工具? 如何进行描述? 周期信号是否可以 进行傅里叶变换? 为什么? 参考答案：一般采用傅里叶级数展开式。根据具体情况可选择采用傅里叶级数三角函数展开式和傅里叶级数复指数函数展开式两种形式。不考虑周期信号的奇偶性,周期信号通过傅里叶级数三角函数展开可表示为: 001()sin() (1,2,3,)n n n x t a A n n ω?∞==++=∑L 2021()T T a x t dt T -=? n A =(2022()cos T n T a x t n tdt T ω-=? 202()sin T n T b x t n tdt T ω-=? ) tan n n n b a ?= 式中，T 为信号周期, 0ω为信号角频率, 02ωπ=。 n A ω-图为信号的幅频图, n ?ω-图为信号的相频图。 周期信号通过傅里叶级数复指数函数展开式可表示为: 0()(0,1,2,)jn t n n x t C e n ω∞=-∞= =±±∑L 02 21()T jn t n T C x t e dt T ω--=? n C 是一个复数,可表示为: n j n nR nI n C C jC C e ?=+= n C = arctan n nI nR C ?= n C ω-图为信号的幅频图, n ?ω-图称为信号的相频图。 ▲ 不可直接进行傅里叶变换,因为周期信号不具备绝对可积条件。但可间接进行傅里叶变 换。参见书中第25页“正弦和余弦信号的频谱”。 【2-2】 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。 参考答案：由非周期信号的傅里叶变换，()()j t X x t e dt ωω∞ --∞=?，得 202()()j t A a j X x t e dt A a j a ωωωωω∞--===++? 由此得到，幅频谱为：()A X ω= 相频谱为： ()arctan()a ?ωω=- 【2-3】 求周期三角波（图2-5a ）的傅里叶级数（复指数函数形式） 参考答案：周期三角波为： (2)20()(2)02A A T t T t x t A A t t T +-≤ 第十四讲§3—1 基本几何体的投影及尺寸标注 课题：1、平面立体的投影及表面取点 2、曲面立体的投影及表面取点 课堂类型：讲授 教学目的：1、讲解平面立体和曲面立体的种类及其三视图画法 2、讲解在平面立体和圆柱体表面取点、取线的作图方法 教学要求：1、能够熟练掌握平面立体和圆柱体的三视图画法 2、能够熟练运用利用点所在的面的积聚性法和辅助线法在平面立体和圆柱体表 面取点、取线 教学重点：1、平面立体和曲面立体的种类及其三视图画法。 2、在平面立体和圆柱体表面取点、取线的作图方法 教学难点：在圆柱体表面取点、取线的作图方法 教具：基本体模型：三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱、三棱锥、四棱锥、圆柱体等教学方法：用教学模型辅助讲解。 教学过程： 一、复习旧课 结合作业复习直线和平面投影变换的作图方法和步骤。 二、引入新课题 机器上的零件，不论形状多么复杂，都可以看作是由基本几何体按照不同的方式组合而成的。 基本几何体——表面规则而单一的几何体。按其表面性质，可以分为平面立体和曲面立体两类。 1、平面立体——立体表面全部由平面所围成的立体，如棱柱和棱锥等。（出示模型给学生看）。 2、曲面立体——立体表面全部由曲面或曲面和平面所围成的立体，如圆柱、圆锥、圆球等。（出示模型给学生看）。曲面立体也称为回转体。 三、教学内容 （一）平面立体的投影及表面取点 1、棱柱 棱柱由两个底面和棱面组成，棱面与棱面的交线称为棱线，棱线互相平行。棱线与底面 垂直的棱柱称为正棱柱。本节仅讨论正棱柱的投影。 （1）棱柱的投影 以正六棱柱为例。如图3－1（a）所示为一正六棱柱，由上、下两个底面（正六边形）和六个棱面（长方形）组成。设将其放置成上、下底面与水平投影面平行，并有两个棱面平行于正投影面面。 上、下两底面均为水平面，它们的水平投影重合并反映实形，正面及侧面投影积聚为两条相互平行的直线。六个棱面中的前、后两个为正平面，它们的正面投影反映实形，水平投影及侧面投影积聚为一直线。其他四个棱面均为铅垂面，其水平投影均积聚为直线，正面投影和侧面投影均为类似形。 （a）立体图（b）投影图 图3－1正六棱柱的投影及表面上的点 边画图边讲解作图方法与步骤。 总结正棱柱的投影特征：当棱柱的底面平行某一个投影面时，则棱柱在该投影面上投影的外轮廓为与其底面全等的正多边形，而另外两个投影则由若干个相邻的矩形线框所组成。 （2）棱柱表面上点的投影 方法：利用点所在的面的积聚性法。（因为正棱柱的各个面均为特殊位置面，均具有积聚性。） 平面立体表面上取点实际就是在平面上取点。首先应确定点位于立体的哪个平面上，并分析该平面的投影特性，然后再根据点的投影规律求得。 举例：如图3－1（b）所示，已知棱柱表面上点M的正面投影m′，求作它的其他两 · 第三章典型部件设计 1.主轴部件应满足那些基本要求 答：主轴部件应满足的基本要求有旋转精度、刚度、抗振性、温升热变形和精度保持性等。主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力，通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的作用力来定义，主轴部件的刚度是综合刚度，它是主轴、轴承等刚度的综合反映。主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。主轴部件的振动会直接影响工件的表面加工质量，刀具的使用寿命，产生噪声。主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造精度的能力，必须提高其耐磨性。 2.主轴轴向定位方式有那几种各有什麽特点适用场合 答：（1）前端配置两个方向的推力轴承都分布在前支撑处；特点：在前支撑处轴承较多，发热大，升温高；但主轴承受热后向后伸，不影响轴向精度；适用场合：用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。 （2）后端配置两个方向的推力轴承都布置在后支撑处；特点：发热小、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度；适用范围：用于普通精度机床、立铣、多刀车床。 （3）两端配置两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支撑处；特点：这类配置方案当主轴受热伸长后，影响轴承的轴向间隙，为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀；适用范围：用于短主轴，如组合机床。 （4）中间配置两个方向的推力轴承配置在前支撑后侧；特点：此方案可减少主轴的悬伸量，使主轴热膨胀后向后伸长，但前支撑结构复杂，温升可能较高。 3.} 4.试述主轴静压轴承的工作原理 答：主轴静压轴承一般都是使用液体静压轴承，液体静压轴承系统由一套专用供油系统、节流器和轴承三部分组成。静压轴承由供油系统供给一定压力油，输进轴和轴承间隙中，利用油的静压压力支撑载荷、轴颈始终浮在压力油中。所以，轴承油膜压强与主轴转速无关，承载能力不随转速而变化。静压轴承与动压轴承 机械工程测试技术基础习题解答 第一章 信号的分类与描述 1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对比。 解答：在一个周期的表达式为 00 (0)2() (0) 2 T A t x t T A t ? --≤ 1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。 解答：0 000 2200000 224211()d sin d sin d cos T T T T x x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T T ωT ωπ ====-==??? 1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。 解答： 1-4 求符号函数(见图1-25a)和单位阶跃函数(见图1-25b)的频谱。 单边指数衰减信号频谱图 f |X (f )| A / φ (f ) f π/2 -π /2 |c n | φ n π /2 -π /2 ω ω ω0 ω 3ω 5ω 3ω0 5ω0 2A/π 2A/3π 2A/5π 幅频 图 相频图 周期方波复指数函数形式 频谱图 2A/5 π 2A/3π 2A/π -ω0 -3ω0 -5ω0 -ω0 -3 0 -50 1 求周期方波的傅立叶级数（复指数函数形式），画出|cn|-ω和?-ω图。 (1)方波的时域描述为： (2) 从而： 2 . 求正弦信号的绝对均值和均方根值。 (1) (2) 3.求符号函数和单位阶跃函数的频谱 解：(1)因为不满足绝对可积条件，因此，可以把符合函数看作为双边指数衰减函数： 其傅里叶变换为： (2)阶跃函数： 4. 求被截断的余弦函数的傅里叶变换。 解：(1)被截断的余弦函数可以看成为：余弦函数与矩形窗的点积，即： (2)根据卷积定理，其傅里叶变换为： 5.设有一时间函数f(t)及其频谱如图所示。现乘以余弦函数cosω0t（ω0>ωm）。在这个关系中函数f(t)称为调制信号，余弦函数cosω0t称为载波。试求调幅信号的f(t)cosω0t傅氏变换，并绘制其频谱示意图。又：若ω0<ωm将会出现什么情况？ 解：(1)令 (2) 根据傅氏变换的频移性质，有： 频谱示意图如下： (3) 当ω0<ωm时，由图可见，出现混叠，不能通过滤波的方法提取出原信号f(t)的频谱。 6.求被截断的余弦函数的傅立叶变换。 解：方法一： 方法二：(1) 其中为矩形窗函数，其频谱为： (2)根据傅氏变换的频移性质，有： 第二章 4. 求指数衰减函数的频谱函数，（）。并定性画出信号及其频谱图形。 解：（1）求单边指数函数的傅里叶变换及频谱 （2）求余弦振荡信号的频谱。 利用函数的卷积特性,可求出信号的频谱为 其幅值频谱为 a a` b b` c c` 题图信号及其频谱图 注：本题可以用定义求，也可以用傅立叶变换的频移特性求解。 5 一线性系统，其传递函数为，当输入信号为时， 求：（1）；（2）；（3）；（4）。 解：(1) 线性系统的输入、输出关系为： 已知，则 由此可得： (2) 求有两种方法。其一是利用的傅立叶逆变换；其二是先求出， 再求，其三是直接利用公式求。 下面用第一种方法。 （3）由可得： 第一章 金属材料的力学性能 1、在测定强度上ζs 和ζ0.2有什么不同？ 答：ζs 用于测定有明显屈服现象的材料，ζ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。 2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？ 答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa 。 试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。 3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？ 若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答： b 点发生缩颈现象，k 点发生断裂。 若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑 形性变，而是没有产生明显的塑性变形。 4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？ 答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。 （2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形 要求不严格的零件。 6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E 值愈大， 其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？ 答：应根据弹性模量选择材料。要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。 金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。两者无直接关系。故题中说法不对。 7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？ 答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。 其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB 小于450的毛坯材料。 洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。 维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。 采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。 0 s b ζ ε k 第一章绪论 1、列举出一些农业工程中应用测试技术的例子。 2、写一篇关于位移、速度、温度、力或应变测量系统的构成和测量过程的简短报告。 3、何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？ 4、为什么是用测量仪器时，不仅要考虑其准确度，而且要考虑其量程？ 第二章测试装置基本特性 1、填空题 1) 某一阶系统的频率响应函数为，输入信号，则输出信号的频率为，幅值，相位。2）当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为。 3）传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。 4）一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有关系为最佳。 2、选择题 1）（）不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度（2）线性度（3）回程误差（4）阻尼系数 2）从时域上看，系统的输出是输入与该系统响应的卷积。 （1）正弦（2）阶跃（3）脉冲（4）斜坡 3）两环节的相频特性各为和，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为（）。 （1）（2）（3） （4） 4）一阶系统的阶跃响应中，超调量（）。 （1）存在，但<5％（2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在（4）不存在 5）忽略质量的单自由度振动系统是系统。 （1）零阶（2）一阶（3）二阶（4）高阶 6）一阶系统的动态特性参数是（）。 固有频率（2）线性度 (3)时间常数（4）阻尼比 7）用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值（）倍所经过的时间作为时间常数。（1）（2）（3）（4） 3、判断题 1）在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。（）2）当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无关。（） 3）传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（） 4）测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（） 5）幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（） 6）一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然导致输出波形失真。（）4、问答题 1）什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？ 2）测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 3）测试装置实现不失真测试的条件是什么？ 5计算题 1、）某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为。求其对周期信号的稳态响应。 2）将信号输入一个传递函数为的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出的表达式。 3）试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。 第三章常用传感器 1、填空题 1）属于能量控制型的传感器有等，属于能量转换型的传感器有等（每个至少举例两个）。 2）金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。 3）为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用工作方式。 4）压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形式：放大器和放大器，后接放大器时，可不受连接电缆长度的限制。《机械工程材料》习题集参考答案(第三章-第六章)
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