西工大2020年4月《化学反应工程》作业机考参考答案
试卷总分:100 得分:92
要答案：wangjiaofudao
一、单选题(共20 道试题,共40 分)
1.塔式反应器，一般高径比在（）之间。
—3
—10
—30
—30
正确答案:D
2.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称（）。
A.数学函数
B.数学模型
C.数学变量
D.数学参数
正确答案:B
3.固定床催化反应器中，催化剂颗粒内、外各步传递过程的重要性顺序为：按传热重要性递增依次为（）。
A.层内、粒内、流体与粒子间
B.粒内、流体与粒子间、层内
C.层内、流体与粒子间、粒内
D.流体与粒子间、粒内、层内
正确答案:B
4.当床层厚度（）颗粒直径时，轴向热质扩散（轴向返混）对出口转化率所造成的影响可以忽略不计。
A.大于50倍
B.小于50倍
C.大于10倍
D.小于10倍
正确答案:A
5.若现有反应速率与浓度关系为单调递增，现有全混釜、小全混釜和平推流三个反应器，其最优组合先后次序为（）。
A.小全混釜、全混釜、平推流
B.全混釜、平推流、小全混釜
C.全混釜、小全混釜、平推流
D.平推流、小全混釜、全混釜
正确答案:
6.气液相反应的基本理论是（）。
A.吸附理论
B.双膜理论
C.渗流理论
D.不平衡增长理论
正确答案:
7.槽式反应器，一般高径比为（）。
A.大于3
B.大于30
—3
—30
正确答案:
8.化学反应工程中的“三传一反”中，一反是指（）。
A.传质
B.传热
C.动量传递
D.反应动力学
正确答案:
9.半衰期为20小时的放射性流体以hr-1的流量通过两个串联的全混流反应器后，其放射性衰减了（）。
正确答案:
10.在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量恒算式的一般式为（）。
A.累积量＝输入量
B.累积量＝输出量
C.累积量＝输入量－输出量
D.累积量＝输入量+出量
正确答案:
11.（）是化学反应工程的基础。
A.二传一反
B.三传一反
C.二一正
D.三传一正
正确答案:
12.常压下正丁烷在镍铝催化剂上进行脱氢反应。已知该反应为一级不可逆反应。在时，反应的速率常数为k=3s-1gcat-1，若采用直径为的球形催化剂，其平均孔径d0=×10，孔容为-1，空隙率为，曲折因子=。催化剂的效率因子为（）。
正确答案:
13.下列（）措施不属于防止爆炸的措施。
A.严格控制温度、压力、浓度等操作参数
B.控制整体温度，局部超温不处理
C.超限报警，联锁停车，排放可燃物
D.安全阀，阻火器，防爆膜
14.化学反应困呈按操作方法分为三种操作，其中不包括（）。
A.分批式操作
B.半分批式
C.连续式操作
D.间断操作
正确答案:
15.化学反应工程是一门研究化学反应的（）的科学。
A.工程问题
B.过程问题
C.时间问题
D.效率问题
正确答案:
16.总长为的填充床中，气体以·m-2hr-1的质量流率通过床层。床层体安装直径为的球形催化剂颗粒，空隙率为，气体密度为·m-3，其粘度为×10·m-1s-1。床层的压降为（）。
Pa
Pa
Pa
17.气液相反应的特点和适用范围不包括（）。
A.液体沿填料表面向下流动，持液量小
B.气液接触界面近似等于填料表面积
C.气液传质过程可以按双膜理论计算
D.适用于慢反应及极慢反应过程
正确答案:
18.管式反应器，一般长径比（）。
A.大于3
B.大于30
—3
—30
正确答案:
19.催化剂使用一段时间后，活性下降的原因不包括（）。
A.结构变化
B.物理失活
C.化学中毒
D.化境变化
正确答案:
20.等温间歇反应器进行乙酸乙酯皂化反应，反应开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为L，二级反应速率常数为/(mol·min)，要求转化率达到95%，2m3反应釜需要（）min反应时间。
正确答案:
二、判断题(共30 道试题,共60 分)
1.如果放热量急剧增大，而热量又不能迅速移走时，将发生温度的失控，称飞温。
A.错误
B.正确
正确答案:
2.膨胀因子的物理意义是关键组分A消耗1000mol时，引起反应物系摩尔数的变化量。
A.错误
B.正确
正确答案:
3.物理吸附选择性强，吸附温度可高于沸点温度，接近反应热。
A.错误
B.正确
正确答案:
4.设备腐蚀造成设备局部强度下降不会产生爆炸。
A.错误
B.正确
正确答案:
5.化学反应工程既以化学反应作为研究对象，又以工程问题为研究对象的学科体系。
A.错误
B.正确
正确答案:
6.以液膜为基准时，膜内反应速率与液相反应速率的比值称为八田准数。
A.错误
B.正确
正确答案:
7.反应物能同时进行两个或两个以上的反应，称为平行反应。
A.错误
B.正确
正确答案:
8.返混很小的管式反应器，任何一个局部发生扰动，必然引起局部的温度变化，而温度变化既会影响反应器的下游，也会影响到反应器的上游。
A.错误
B.正确
正确答案:
9.有良好壁面传热的管式反应器主要的传热方向是轴向，径向传热可以忽略。稳定性问题是由轴向温度分布所引起。
A.错误
B.正确
正确答案:
10.颗粒内实际反应速率受颗粒内浓度、温度分布影响，用定义式是难于计算的。
A.错误
B.正确
正确答案:
11.理想全混流反应器反应物料早反应器内沿同一方向以相同速度向前流动，像活塞一样运动平推，过程定态操作，无返混。
A.错误
B.正确
正确答案:
12.随着流体流量增加，颗粒受到的曳力也随着增大。若颗粒受到的升力恰好等于自身重量时，颗粒受力处于平衡状态，故颗粒将在床层内作上下、左右、前后的激烈运动，整个床层称为固定床。
A.错误
B.正确
正确答案:
13.床层空隙率为单位体积床层内的空隙体积含催化剂颗粒在内的体积。
A.错误
B.正确
正确答案:
14.当通过床层的流体流量较小时，颗粒受到的升力（浮力与曳力之和）小于颗粒自身重力时，颗粒在床层内静止不动，流体由颗粒之间的空隙通过。此时床层称为流化床。
A.错误
B.正确
正确答案:
15.理想管式流反应器是反应物料在反应器内充分返混，所有物料参数均一，反应器出口组成与器内一致，过程定态操作，连续出进料，充分返混。
B.正确
正确答案:
16.化学吸附选择性弱，吸附温度通常低于沸点温度，接近被吸附物的冷凝热。
A.错误
B.正确
正确答案:
17.物理吸收过程指一个反应物在气相，另一个在液相，气相反应物需进入液相才能反应；或两个反应物都在气相，但需进入液相与液相的催化剂接触才能反应。
A.错误
B.正确
正确答案:
18.在一定转化率下，可逆吸热反应的速率总是随着温度的升高而减少。
A.错误
B.正确
正确答案:
19.化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。
B.正确
正确答案:
20.流态化现象是指使微粒固体通过与气体或液体接触而转变成类似流体的操作。
A.错误
B.正确
正确答案:
21.气液相反应过程的双膜理论模型为气液两相间存在着稳定的相界面，界面两侧分别存在滞留膜，组份通过在滞留膜中稳定的分子扩散进行传质，传质阻力完全存在于滞留膜中。
A.错误
B.正确
正确答案:
22.化学反应工程定义为定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。
A.错误
B.正确
正确答案:
23.在这类反应器中物料之间存在一定程度的返混，但并未达到充分返混的程度，现将这类反应器称为非理想流动反应器。
A.错误
正确答案:
24.物料在反应器内仅有空间上的混合，这种混合过程称为返混。
A.错误
B.正确
正确答案:
25.西勒模数是以颗粒催化剂体积为基准时，最大反应速率与最大内扩散速率的比值。
A.错误
B.正确
正确答案:
26.如果一个操作点在受到扰动后能自行恢复，称为稳定操作点。
A.错误
B.正确
正确答案:
27.基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。
A.错误
正确答案:
28.由于流体分布板设计或安装上存在问题，使流体通过分布板进入浓相段形成的不是气泡而是气流，称沟流。沟流造成气体与乳化相之间接触减少，传质与反应效果明显变差。
A.错误
B.正确
正确答案:
29.飞温通常发生在入口浓度、温度急剧增高，冷剂流量增大和冷剂温度降低等情况。
A.错误
B.正确
正确答案:
30.气固相催化反应宏观动力学与本征动力学的区别在于本征动力学的基础上叠加了内外扩散的影响。
A.错误
B.正确
正确答案:
操作系统 一、1.什么是操作系统？从资源管理看操作系统的功能有哪些？答：(1).操作系统是一个系统软件，它能有效地管理和控制计算机系统中的各种硬件和软件资源、合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序和数据的集合。 (2).a.处理机管理：分配和控制处理机 b.存储器管理：分配及回收内存 c. I/O(Input/Output)设备管理：I/O分配与操作 d.文件管理：文件存取、共享和保护（详见课本P2-3） 2.什么叫并发性？什么叫并行性？ 答：并发性：两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。 并行性：两个或两个以上事件在同一时刻发生。 3.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 答：及时性：实时系统要求更高 [分时系统:秒级(一般情况）实时系统: 微秒级甚至更小] 交互性：分时系统交互性更强 可靠性：实时系统要求更高（详见课本P9和P11） 三、1.在操作系统中为什么要引入进程的概念？它与程序的区别和联系是怎样的？ 答：（1）程序在并发执行方式下，运行时具有异步性的特征，“程序”这个静态概念已经不足以描述程序的执行过程。这样，就需要一个数据结构PCB来记录程序的状态，以及控制其状态转换所需的一些信息。因此，将PCB、程序、数
据三者组成一个完整的实体，就是进程实体。进程是程序的一次执行，引入进程的概念，便于操作系统对于程序的运行进行控制。 （2）区别：1）程序是指令的有序集合，是静态的，进程是程序的执行，是动态的。2）进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的。3）进程的组成应包括程序和数据。除此之外，进程还应由记录进程状态信息的“进程控制块”组成。 联系：程序是构成进程的组成部分之一，一个进程的运行目标是执行它所对应的程序。如果没有程序，进程就失去了其存在的意义。从静态的角度看，进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。 2.什么是进程的互斥与同步？ 答：进程互斥：指两个或两个以上的进程由于竞争资源而形成的制约关系。 进程同步：指两个或两个以上的进程由于某种时序上的限制而形成的相互合作的制约关系。 3.一个进程进入临界区的调度原则是什么？ 答：①如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。 4.说明进程的结构、特征和基本状态。 答：进程是程序在其数据集合上的一次运行活动，是资源分配和独立调度的基本单位。进程由程序、数据和进程控制块组成 进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性
1、针对下图所示得3个三角形元,写出用完整多项式描述得位移模式表达式。 ２、如下图所示，求下列情况得带宽： a)4结点四边形元; b)2结点线性杆元。 ３、对上题图诸结点制定一种结点编号得方法，使所得带宽更小。图左下角得四边形在两种不同编号方式下,单元得带宽分别就就是多大？ 4、下图所示,若单元就就是2结点线性杆单元,勾画出组装总刚后总刚空间轮廓线。系统得带宽就就是多大?按一右一左重新编号（即6变成3等)后,重复以上运算。 5、设杆件1－2受轴向力作用，截面积为Ａ,长度为Ｌ,弹性模量为E,试写出 杆端力F 1，F 2 与杆端位移之间得关系式,并求出杆件得单元刚度矩阵 6、设阶梯形杆件由两个等截面杆件错误!与错误!所组成，试写出三个结点1、2、 3得结点轴向力F 1,F 2 ,F 3 与结点轴向位移之间得整体刚度矩阵[K］。 7、在上题得阶梯形杆件中,设结点３为固定端,结点１作用轴向载荷F １ ＝Ｐ,求各结点得轴向位移与各杆得轴力。 8、下图所示为平面桁架中得任一单元,为局部坐标系,x，y为总体坐标系,轴与x轴得夹角为。 （1) 求在局部坐标系中得单元刚度矩阵 (2）求单元得坐标转换矩阵 [T]; （３) 求在总体坐标系中得单元刚度矩阵
9、如图所示一个直角三角形桁架,已知,两个直角边长度,各杆截面面积，求整体刚度矩阵[Ｋ］。 10、设上题中得桁架得支承情况与载荷情况如下图所示,按有限元素法求出各结点得位移与各杆得内力。 1１、进行结点编号时,如果把所有固定端处得结点编在最后,那么在引入边界条件时就就是否会更简便些？ 12、针对下图所示得３结点三角形单元,同一网格得两种不同得编号方式,单元得带宽分别就就是多大？
大作业（二） 凸轮机构设计 （题号：4-A） （一）题目及原始数据···············（二）推杆运动规律及凸轮廓线方程·········（三）程序框图········· （四）计算程序·················
（五）程序计算结果及分析·············（六）凸轮机构图·················（七）心得体会··················（八）参考书··················· 一题目及原始数据 试用计算机辅助设计完成偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的设计 （1）推程运动规律为五次多项式运动规律，回程运动规律为余弦加速度运动规律； （2）打印出原始数据； （3）打印出理论轮廓和实际轮廓的坐标值； （4）打印出推程和回程的最大压力角，以及出现最大压力角时凸轮的相应转角；（5）打印出凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及相应的凸轮转角； （6）打印最后所确定的凸轮的基圆半径。 表一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数 题号初选的 基圆半 径 R0/mm 偏距 E/mm 滚子 半径 Rr/m m 推杆行 程 h/mm 许用压力角许用最小曲率半径 [ρamin] [α1] [α2] 4-A 15 5 10 28 30°70?0.3Rr 计算点数：N=90 q1=60; 近休止角δ1 q2=180; 推程运动角δ2 q3=90; 远休止角δ3 q4=90; 回程运动角δ4 二推杆运动规律及凸轮廓线方程推杆运动规律： （1）近休阶段：0o≤δ<60 o s=0；
ds/dδ=0; 2/δd 2 d=0; s （2）推程阶段：60o≤δ<180 o 五次多项式运动规律： Q1=Q-60; s=10*h*Q1*Q1*Q1/(q2*q2*q2)-15*h*Q1*Q1*Q1*Q1/(q2*q2*q2*q2)+6*h*Q1*Q1*Q 1*Q1*Q1/(q2*q2*q2*q2*q2); ds/dδ =30*h*Q1*Q1*QQ/(q2*q2*q2)-60*h*Q1*Q1*Q1*QQ/(q2*q2*q2*q2)+30*h*Q1*Q1*Q 1*Q1*QQ/(q2*q2*q2*q2*q2); 2/δd 2 d=60*h*Q1*QQ*QQ/(q2*q2*q2)-180*h*Q1*Q1*QQ*QQ/((q2*q2*q2*q2))+1 s 20*h*Q1*Q1*Q1*QQ*QQ/((q2*q2*q2*q2*q2)); （3）远休阶段：180o≤δ<270 o s=h=24; ds/dδ=0; 2/δd 2 d=0; s (4)回程阶段：270≤δ<360 Q2=Q-270; s=h*(1+cos(2*Q2/QQ))/2; ds/dδ=-h*sin(2*Q2/QQ); 2/δd 2 d=-2*h*cos(2*Q2/QQ); s 凸轮廓线方程： （1）理论廓线方程： s0=sqrt(r02-e2) x=(s0+s)sinδ+ecosδ y=(s0+s)cosδ-esinδ (2)实际廓线方程 先求x，y的一、二阶导数 dx=(ds/dδ-e)*sin(δ)+(s0+s)*cos(δ);
实验四进程与线程一、实验目的 （1）理解进程的独立空间； （2）理解线程的相关概念。 二、实验内容与要求 1、查阅资料，掌握进程创建和构造的相关知识和线程创建和构造的相关知 识，了解C语言程序编写的相关知识； 2、理解进程的独立空间的实验内容及步骤 （1）编写一个程序，在其 main（）函数中定义一个变量 shared，对其进行循环加/减操作，并输出每次操作后的结果； （2）使用系统调用 fork（）创建子进程，观察该变量的变化； （3）修改程序把 shared变量定义到 main（）函数之外，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 3、理解线程的实验步骤 （1）编写一个程序，在其 main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； （2）在 main()函数外定义一个变量shared（全局变量），在main()中创建一个线程，在 main()中和新线程shared进行循环加/减操作，观察该变量的变化； （3）修改程序把shared变量定义到 main（）函数之内，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。
4、对整个实验过程进行分析总结，给出详细步骤； (1) 观察上述进程执行结果，并分析原因； (2) 提交源程序清单，并附加流程图与注释。 三、实验过程 1、进程的与线程的创建和构造 (1).进程的创建和构造 进程简单来说就是在操作系统中运行的程序，它是操作系统资源管理的最小单位。但是进程是一个动态的实体，它是程序的一次执行过程。进程和程序的区别在于：进程是动态的，程序是静态的，进程是运行中的程序，而程序是一些保存在硬盘上的可执行代码。 新的进程通过克隆旧的程序（当前进程）而建立。fork()和clone()（对于线程）系统调用可用来建立新的进程。 （2）线程的创建和构造 线程也称做轻量级进程。就像进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，与独立的进程相比，进程中的线程之间的独立程度要小。它们共享内存、文件句柄和其他每个进程应有的状态。 线程的出现也并不是为了取代进程，而是对进程的功能作了扩展。进程可以支持多个线程，它们看似同时执行，但相互之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更容易，但你必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其他线程。 线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，是程序中单个顺序的流控制，但与进程不同的是，同类的多个线程是共享同一块内存空间和一组系统资
1．针对下图所示的3个三角形元，写出用完整多项式描述的位移模式表达式。 2．如下图所示，求下列情况的带宽: a) 4结点四边形元； b) 2结点线性杆元。 3．对上题图诸结点制定一种结点编号的方法，使所得带宽更小。图左下角的四边形在两种不同编号方式下，单元的带宽分别是多大？ 4．下图所示，若单元是2结点线性杆单元，勾画出组装总刚后总刚空间轮廓线。系统的带宽是多大？按一右一左重新编号（即6变成3等）后，重复以上运算。 5． 设杆件1－2受轴向力作用，截面积为A ，长度为L ，弹性模量为E ，试写出杆端力F 1，F 2与杆端位移21,u u 之间的关系式，并求出杆件的单元刚度矩阵)(][e k 6．设阶梯形杆件由两个等截面杆件○ 1与○2所组成，试写出三个结点1、2、3的结点轴向力F 1，F 2，F 3与结点轴向位移321,,u u u 之间的整体刚度矩阵[K]。 7． 在上题的阶梯形杆件中，设结点3为固定端，结点1作用轴向载荷F 1=P ，求各结点的轴向位移和各杆的轴力。 8． 下图所示为平面桁架中的任一单元，y x ,为局部坐标系，x ，y 为总体坐标系，x 轴与x 轴的夹角为θ。 （1） 求在局部坐标系中的单元刚度矩阵 )(][e k （2） 求单元的坐标转换矩阵 [T]； （3） 求在总体坐标系中的单元刚度矩阵 )(][e k 9．如图所示一个直角三角形桁架，已知27/103cm N E ?=，两个直角边长度cm l 100=，各杆截面面积210cm A =，求整体刚度矩阵[K]。 10． 设上题中的桁架的支承情况和载荷情况如下图所示，按有限元素法求出各结点的位移与各杆的内力。 11． 进行结点编号时，如果把所有固定端处的结点编在最后，那么在引入边界条件时是否会更简便些？ 12． 针对下图所示的3结点三角形单元，同一网格的两种不同的编号方式，单元的带宽分别是多大？ 13． 下图所示一个矩形单元，边长分别为2a 与2b ，坐标原点取在单元中心。
Harbin Institute of Technology 机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 姓名：李清蔚 学号：1140810304 班级：1408103 指导教师：林琳
一.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表 1 表一：凸轮机构原始参数 升程（mm ) 升程 运动 角（o） 升程 运动 规律 升程 许用 压力 角（o） 回程 运动 角（o） 回程 运动 规律 回程 许用 压力 角（o） 远休 止角 （o） 近休 止角 （o） 40 90 等加 等减 速30 50 4-5-6- 7多 项式 60 100 120
二.凸轮推杆运动规律 （1）推程运动规律（等加速等减速运动） 推程F0=90° ①位移方程如下： ②速度方程如下： ③加速度方程如下： （2）回程运动规律（4-5-6-7多项式） 回程，F0=90°，F s=100°，F0’=50°其中回程过程的位移方程，速度方程，加速度方程如下：
三.运动线图及凸轮线图 本题目采用Matlab编程，写出凸轮每一段的运动方程，运用Matlab模拟将凸轮的运动曲线以及凸轮形状表现出来。代码见报告的结尾。 1、程序流程框图 开始 输入凸轮推程回 程的运动方程 输入凸轮基圆偏 距等基本参数 输出ds,dv,da图像 输出压力角、曲率半径图像 输出凸轮的构件形状 结束
2、运动规律ds图像如下： 速度规律dv图像如下： 加速度da规律如下图：
3.凸轮的基圆半径和偏距 以ds/dfψ-s图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限D t d t,回程许用压力角的限制线D t'd t'，起始点压力角许用线B0d'')，以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件。 得图如下：得最小基圆对应的坐标位置O点坐标大约为（13，-50）经计算取偏距e=13mm，r0=51.67mm.
评语: 课中检查完成的题号及题数： 课后完成的题号与题数： 成绩: 指导教师: 实验报告三 实验名称：七、八日期：2013.05.23 班级：10011007 学号：2010302555 姓名：杨宏志实验七理解线程的相关概念 1. 实验目的 理解当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，与同一个进程中的其他线程共享程序空间。 2. 实验预习内容 预习线程创建和构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识。 3. 实验内容及步骤 （1）编写一个程序，在其main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； （2）在main()函数外定义一个变量shared（全局变量），在main()中创建一个线程，在main()中和新线程shared 进行循环加/减操作，观察该变量的变化； （3）修改程序把shared 变量定义到main（）函数之内，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。
4. 实验总结 (1) 观察上述程序执行结果，并分析原因； (2) 提交源程序清单，并附加流程图与注释。思考：分析进程和线程的不同之处。 5. 具体实现 1）观察线程并发性： #include
在平面三结点三角形单元中的位移、应变和应力具有什么特征？ 在平面四结点单元中，位移模式能否取为： （1） 2 872 65243221),(),(y xy x y x v y xy x y x u αααααααα+++=+++= （2）2 876524321),(),(y y x y x v x y x y x u αααααααα+++=+++= 试写出下列单元的位移模式，并求出其形函数矩阵[]N 设图 所示三结点轴力杆件单元 ijm 的位移函数为2 321)(x x x u ααα++=,该位移函数是否满足收敛准则? 求出其形函数矩阵[]N 。 i EA j )(ξx 在1–2 图1–2所示平面三角形桁架，结点坐标为：1（0,0），2（2l ,2l ），3（l 2,0），E 、A 为弹性模量及截 面积。用有限元素法求： （1）结点位移； （2）元素内力； （3）支座反力； 图1–2
1–5 用有限元素法对结构问题进行静力分析中，协调条件、平衡条件、以及物理关系是如何体现的？ 3–12 有中心椭球孔的矩形板，两个侧边受线性分布的侧压p ，如图3–12所示。如何利用对称面条件减少求解的工作量，并画出计算模型，列出计算步骤。(5.5) 3–13 高度为h 、宽度为a 9的矩形板，2/h 高度上有3个尺寸相同的矩形孔 （如图3–13所示），侧面受线性分布侧压。如何利用其自身的几何特点减少计算工作量，并画出计算模型、列出计算步骤。(5.6) 4–1 三结点三角形元素ijm 的位移函数能否选为： （1） ()()2 6543221,,y a x a a y x v y a x a a y x u ++=++= （2） ()()2 652 423221,,y a xy a x a y x v y a xy a x a y x u ++=++= 4–2 推导三结点平板元素在局部坐标系xoy 中的元素刚度矩阵？ 4–3 正方形平板，厚度为t ，边长为a ，弹性模量E ，材料泊桑比μ，载荷P ，按图4–3所示分元，求1、3点的位移？ 4–4 图4–4所示的矩形板1234，分成四个常应变三角形元素 （1）形成这些元素集合的刚度矩阵？ 图4– 2 图4–3
试卷总分:100 得分:98 一、单选题 (共 50 道试题,共 100 分) 1. 在（）中，不可能产生系统抖动的现象。 A.固定分区管理 B.请求页式管理 C.段式管理 D.机器中不存在病毒时 正确答案: 2. 主要由于（）原因，使UNIX易于移植。 A.UNIX是由机器指令编写的 B.UNIX大部分用汇编少部分用C语言编写 C.UNIX是用汇编语言编写的 D.UNIX小部分用汇编大部分用C语言编写 正确答案: 3. 磁盘是共享设备，每一时刻（）进程与它交换信息。 A.可有任意多个 B.限定n个 C.至少有一个 D.最多有一个 正确答案: 4. 操作系统是一种（）。 A.应用软件 B.系统软件 C.通用软件 D.工具软件 正确答案: 5. 操作系统提供的系统调用大致可分为（）等几类。 A.文件操作类、资源申请类、控制类、设备调用类 B.文件操作类、资源申请类、控制类、信息维护类 C.文件操作类、资源申请类、信息维护类、设备调用类 D.资源申请类、控制类、信息维护类、设备调用类 正确答案: 6. 并发性是指若干事件在（）发生。
B.同一时间间隔内 C.不同时刻 D.不同时间间隔内 正确答案: 7. 引入多道程序技术后，处理机的利用率（）。 A.降低了 B.有所改善 C.大大提高 D.没有变化，只是程序的执行方便了 正确答案: 8. 一个进程被唤醒意味着（）。 A.该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪 C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首 正确答案: 9. 进程间的基本关系为（）。 A.相互独立与相互制约 B.同步与互斥 C.并行执行与资源共享 D.信息传递与信息缓冲 正确答案: 10. 下列方法中哪一个破坏了“循环等待”条件？（） A.银行家算法 B.一次性分配策略（即预分配策略） C.剥夺资源法 D.资源有序分配 正确答案: 11. 存储管理的目的是（）。 A.方便用户 B.提高内存利用率 C.A和B D.增加内存实际容量
西北工业大学考试试题（A卷） 2004 － 2005 学年第一学期 一、填空题：（每题 3 分，共计 30 分） 1. 塑性是指： ________________________________________________________ ________________________________________________ 。 2. 金属的超塑性可分为 _____ 超塑性和 _____ 超塑性两大类。 3. 金属单晶体变形的两种主要方式有： _____ 和 _____ 。 4. 影响金属塑性的主要因素有： _____ ， _____ ， _____ ， _____ ， _____ 。 5. 等效应力表达__________________________________________________ 。 6. 常用的摩擦条件及其数学表达式： __________________________________ ，__________________________________ 。 7. π平面是指： _____________________________________________________ ______________________________________________________________ _。 8. 一点的代数值最大的 __________ 的指向称为第一主方向，由第一主方 向顺时针转所得滑移线即为 _____线。 9. 平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σz=______________________ 10. 在有限元法中：应力矩阵 [S]= ________________________ ， 单元内部各点位移{U}=[ ]{ } 二、简答题（共计 30 分） 1. 提高金属塑性的主要途径有哪些？（ 8 分） 2. 纯剪切应力状态有何特点？（ 6 分） 3. 塑性变形时应力应变关系的特点？（ 8 分） 4. Levy-Mises 理论的基本假设是什么？（ 8 分） 三、计算题（共计 40 分） 1 、已知金属变形体内一点的应力张量为Mpa ，求：（ 18 分）（1）计算方向余弦为 l=1/ 2 ， m=1/2 ， n= 的斜截面上的正应力大小。（2）应力偏张量和应力球张量；
机械原理大作业（二） 作业名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 院系：机电工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师：丁刚陈明 设计时间： 哈尔滨工业大学机械设计
1.设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据其原始参数设计该凸轮。 表一：凸轮机构原始参数 序号升程 （mm) 升程运动 角（o） 升程运动 规律 升程许用 压力角 （o） 回程运动 角（o） 回程运动 规律 回程许用 压力角 （o） 远休止角 （o） 近休止角 （o） 12 80 150 正弦加速 度30 100 正弦加速 度 60 60 50 2.凸轮推杆运动规律 (1)推杆升程运动方程 S=h[φ/Φ0-sin(2πφ/Φ0)]
V=hω1/Φ0[1-cos(2πφ/Φ0)] a=2πhω12sin(2πφ/Φ0)/Φ02 式中： h=150，Φ0=5π/6，0<=φ<=Φ0，ω1=1（为方便计算） (2)推杆回程运动方程 S=h[1-T/Φ1+sin(2πT/Φ1)/2π] V= -hω1/Φ1[1-cos(2πT/Φ1)] a= -2πhω12sin(2πT/Φ1)/Φ12 式中： h=150，Φ1=5π/9，7π/6<=φ<=31π/18，T=φ-7π/6 3.运动线图及凸轮线图 运动线图： 用Matlab编程所得源程序如下： t=0:pi/500:2*pi; w1=1;h=150; leng=length(t); for m=1:leng; if t(m)<=5*pi/6 S(m) = h*(t(m)/(5*pi/6)-sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/(2*pi)); v(m)=h*w1*(1-cos(2*pi*t(m)/(5*pi/6)))/(5*pi/6); a(m)=2*h*w1*w1*sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/((5*pi/6)*(5*pi/6)); % 求退程位移，速度，加速度 elseif t(m)<=7*pi/6 S(m)=h; v(m)=0; a(m)=0; % 求远休止位移，速度，加速度 elseif t(m)<=31*pi/18 T(m)=t(m)-21*pi/18; S(m)=h*(1-T(m)/(5*pi/9)+sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9))/(2*pi)); v(m)=-h/(5*pi/9)*(1-cos(2*pi*T(m)/(5*pi/9))); a(m)=-2*pi*h/(5*pi/9)^2*sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9)); % 求回程位移，速度，加速度
1．针对下图所示的 3 个三角形元，写出用完整多项式描述的位移模式表达式。 2．如下图所示，求下列情况的带宽: a) 4 结点四边形元； b) 2 结点线性杆元。 3. 对上题图诸结点制定一种结点编号的方法，使所得带宽更小。图左下角的四 边形在两种不同编号方式下，单元的带宽分别是多大？ 4. 下图所示，若单元是2 结点线性杆单元，勾画出组装总刚后总刚空间轮廓线。系统的带宽是多大？按一右一左重新编号（即 6 变成3 等）后，重复以上运算。
5. 设杆件 1－2 受轴向力作用，截面积为 A ，长度为 L ，弹性模量为 E ，试写 出杆端力 F 1 ，F 2 与杆端位移 u 1 , u 2 之间的关系式，并求出杆件的单元刚度矩阵 [ k ] (e) 6. 设 阶 梯形杆件由两个等截面杆件○ 2所组成，试写出三个结点 1、2、3 的结 点轴向力 F 1，F 2，F 3 与结点轴向位移 u 1 , u 2 , u 3 之间的整体刚度矩阵 [K]。 7. 在上题的阶梯形杆件中，设结点 3 为固定端，结点 1 作用轴向载荷 F 1 =P ， 求各结点的轴向位移和各杆的轴力。
8. 下图所示为平面桁架中的任一单元，x, y 为局部坐标系，x，y 为总体坐标系，x 轴与x 轴的夹角为。 （1）求在局部坐标系中的单元刚度矩阵[ k ] (e) （2）求单元的坐标转换矩阵[T]； （3）求在总体坐标系中的单元刚度矩阵[k ] (e) 9. ．如图所示一个直角三角形桁架，已 E 3 10 7 N / cm 2 ，两个直角边长度 知 l 100cm ，各杆截面面积 A 10cm2 ，求整体刚度矩阵[K]。
评语: 成绩: 指导教师: 实验报告二 日期：2013-5-16 实验名称：构造进程家族树 理解进程的独立空间 一、实验目的： 1. 通过创建若干个子进程，构造进程家族树，分析进程家族树的结构关系；学 习相关系统调用（例如，getpid（）和getppid（）等）的使用方法。 2. 理解进程是操作系统独立分配资源的单位，进程拥有自己相对独立的程序空 间。 二、实验内容： 1. 进程的创建：编制一段程序，使用系统调用fork()创建三个子进程，在各个子 进程中再使用系统调用fork()进一步创建子进程，如此重复，构造一棵进程家 族树。分别使用系统调用getpid（）和getppid（）获取当前进程和父进程的 进程标识号并输出。 2. （1）编写一个程序，在其main（）函数中定义一个变量shared，对其进行循 环加/减操作，并输出每次操作后的结果； （2）使用系统调用fork（）创建子进程，观察该变量的变化； （3）修改程序把shared 变量定义到main（）函数之外，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 三、项目要求及分析： 1.学习进程构造的相关知识，学习获取进程相关信息的系统调用函数。利用系统调用getpid（）和getppid（）所获得的进程标识号信息,验证是否进程间关系是否满足要求的进程家族树。 2.了解进程创建和构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识。 观察进程执行结果，根据进程间的执行关系思考原因，并和线程进行比较。 四、具体实现：
4.1 流程图 1.进程家族树 Pid_1=fork() Pid_2=fork() Pid_1<0? error Pid_1==0? 输出pid 和ppid Pid_2<0? ERROR Y N Y Y Pid_2==0? Pid_2_1=fork() Pid_2_1<0? ERROR Y Y Pid_2_1==0? 输出pid 和ppid Pid_2_2=fork() N Y pid1>0?Pid_2_1>0? Pid_2_2<0? ERROR Pid_2_2==0? 输出pid 和ppid N Y Pid_2>0? Pid_3=fork() Pid_3<0? ERROR Pid_3==0? 输出pid 和ppid N N Y Y Y Y N N Y N Y 2.
试卷总分:100 得分:96 一、单选题 (共 11 道试题,共 22 分) 1.下列关于高精度单元描述正确的是（）。 A.等参元的位移模式和坐标变换采用不同的形函数 B.矩形单元形状规则，因而使用范围较广 结点三角形单元、10结点三角形单元、8结点矩形单元和12结点矩形单元的单元刚度矩阵的建立过程是不一样的 结点三角形单元较容易模拟物体的边界形状 正确答案: 2.φ=cxy能解决矩形板（）问题。 A.左右均布拉压 B.上下均布拉压 C.纯剪切 D.纯弯曲 正确答案: 3.下列关于等参元的叙述不正确的是（）。 A.精度较高 B.能较好的模拟边界条件 C.输入的信息量较少 D.输入的信息量较多 正确答案: 4.薄板的边界不包括（）。 A.简支边界 B.固定边界 C.自由边界和荷载边界 D.非固定边界 正确答案: 5.下列属于平面应力问题的是（）。 A.平板坝的平板支墩 B.挡土墙 C.重力水坝 D.受内水压力作用的圆管 正确答案: 6.在应力函数上任意增减一个（），对应力分量无影响。
B.二次项 C.三次项 D.常数项 正确答案: 7.下列不属于提高单元精度的方法是（）。 A.增加单元结点数目 B.在单元内增设结点 C.减少单元结点数目 D.设等参元 正确答案: 8.空间问题的基本平衡微分方程有（）个。正确答案: 9.φ=by2能解决矩形板（）问题。 A.左右均布拉压 B.上下均布拉压 C.纯剪切 D.纯弯曲 正确答案: 10.下列属于不规则单元的有（）。 A.正四面体单元 B.正三棱体单元 C.任意四面体单元 D.正六面体单元 正确答案: 11.空间问题的基本未知位移分量有（）个。
操作系统 一、1.什么是操作系统从资源管理看操作系统的功能有哪些 答：(1).操作系统是一个系统软件，它能有效地管理和控制计算机系统中的各种硬件和软件资源、合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序和数据的集合。 (2).a.处理机管理：分配和控制处理机 b.存储器管理：分配及回收内存 c. I/O(Input/Output)设备管理：I/O分配与操作 d.文件管理：文件存取、共享和保护（详见课本P2-3） 2.什么叫并发性什么叫并行性 答：并发性：两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。 并行性：两个或两个以上事件在同一时刻发生。 3.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 答：及时性：实时系统要求更高 [分时系统 :秒级(一般情况）实时系统: 微秒级甚至更小]交互性：分时系统交互性更强 可靠性：实时系统要求更高（详见课本P9和P11） 三、1.在操作系统中为什么要引入进程的概念它与程序的区别和联系是怎样的 答：（1）程序在并发执行方式下，运行时具有异步性的特征，“程序”这个静态概念已经不足以描述程序的执行过程。这样，就需要一个数据结构PCB来记录程序的状态，以及控制其状态转换所需的一些信息。因此，将PCB、程序、数据三者组成一个完整的实体，就是进程实体。进程是程序的一次执行，引入进程的概念，便于操作系统对于程序的运行进行控制。 （2）区别：1）程序是指令的有序集合，是静态的，进程是程序的执行，是
动态的。2）进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的。3）进程的组成应包括程序和数据。除此之外，进程还应由记录进程状态信息的“进程控制块”组成。 联系：程序是构成进程的组成部分之一，一个进程的运行目标是执行它所对应的程序。如果没有程序，进程就失去了其存在的意义。从静态的角度看，进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。 2.什么是进程的互斥与同步 答：进程互斥：指两个或两个以上的进程由于竞争资源而形成的制约关系。 进程同步：指两个或两个以上的进程由于某种时序上的限制而形成的相互合作的制约关系。 3.一个进程进入临界区的调度原则是什么 答：①如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。 4.说明进程的结构、特征和基本状态。 答：进程是程序在其数据集合上的一次运行活动，是资源分配和独立调度的基本单位。进程由程序、数据和进程控制块组成 进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性 进程状态有就绪、执行和阻塞。就绪转换为执行由于进程调度，执行转换为就绪由于时间片到，执行转换为阻塞由于等待外部事件，阻塞转换为就绪由于外部事件发生了。 六、1.段页式管理中，怎样访问内存，取得某一条数据或指令 答：在段页式系统中，为了获得一条数据或指令，须三次访问内存。 第一次是访问内存中的段表，从中取得页表始址； 第二次是访问内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与
机械原理大作业二 课程名称： _______ 设计题目： 凸轮机构设计 院 系： ------------------------- 班 级： _________________________ 设计者： ________________________ 学 号： _________________________ 指导教师： ______________________ 哈尔滨工业大学 Harbin I nstituteof Techndogy
设计题目 如右图所示直动从动件盘形凸轮机构，选择一组凸轮机构的原始参数, 据此设计该凸轮机构。 凸轮机构原始参数 二.凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图 凸轮推杆升程运动方程：冷3唱—亦（中］ 156 12 .. v 」1 - cos()] 兀1 5 374.4 2 12 ? a 1si n( ) 兀 1 5 % t 表示转角， s 表示位移 t=0:0.01:5*pi/6; %升程阶段 s= [(6*t)/(5*pi)- 1/(2*pi)*si n(12*t/5)]*130; hold on plot(t,s);
t= 5*pi/6:0.01:pi; %远休止阶段 s=130; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; %回程阶段 s=65*[1+cos(9*(t-pi)/5)]; hold on plot(t,s); t=14*pi/9:0.01:2*pi; %近休止阶段 s=0; hold on plot(t,s); grid on % t表示转角，令3 1=1 t=0:0.01:5*pi/6; %升程阶段v=156*1*[1-cos(12*t/5)]/pi hold on plot(t,v); t= 5*pi/6:0.01:pi; %远休止阶段
1.针对下图所示的3个三角形元,写出用完整多项式描述的位移模式表达式。 ２.如下图所示,求下列情况的带宽: a)4结点四边形元; b)2结点线性杆元。 ３、对上题图诸结点制定一种结点编号的方法,使所得带宽更小。图左下角的四边形在两种不同编号方式下,单元的带宽分别就是多大? 4、下图所示,若单元就是2结点线性杆单元,勾画出组装总刚后总刚空间轮廓线。系统的带宽就是多大?按一右一左重新编号(即6变成3等)后,重复以上运算。
５. 设杆件1-2受轴向力作用,截面积为Ａ,长度为Ｌ,弹性模量为Ｅ,试写出杆端力Ｆ１,F 2与杆端位移21,u u 之间的关系式,并求出杆件的单元刚度矩阵)(][e k 6、设阶梯形杆件由两个等截面杆件＼o ＼a ｃ(○,1)与错误!所组成,试写出三个结点1、2、3的结点轴向力F 1,F 2,Ｆ3与结点轴向位移321,,u u u 之间的整体刚度矩阵［K]。 7. 在上题的阶梯形杆件中,设结点3为固定端,结点1作用轴向载荷F 1=Ｐ,求各结点的轴向位移与各杆的轴力。 8、 下图所示为平面桁架中的任一单元,y x ,为局部坐标系,ｘ,y 为总体坐标系,x 轴与x 轴的夹角为 。 (1) 求在局部坐标系中的单元刚度矩阵 )(][e k (2) 求单元的坐标转换矩阵 ［T]; (３) 求在总体坐标系中的单元刚度矩阵 )(][e k
９.如图所示一个直角三角形桁架,已知27/103cm N E ?=,两个直角边长度cm l 100=,各杆截面面积210cm A =,求整体刚度矩阵［K ］ 。 10. 设上题中的桁架的支承情况与载荷情况如下图所示,按有限元素法求出各结点的位移与各杆的内力。
班级：10011007 学号：2010302541 姓名：陈一凡 实验七理解线程的相关概念 一．实验目的 理解当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，也是系统并发运行的独立单位。同一个进程中的各个线程共享进程的地址空间。 二．实验内容 （1）编写一个程序，在其main （）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线 程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； （2）在main()函数外定义一个变量int shared （全局变量），在main()中创建一 个线程，在main()中和新线程shared 进行循环加/减操作，观察该变量的变化； （3）修改程序把int shared 变量定义到main （）函数之内，重复第（2）步操作， 观察该变量的变化； （4）编写一个程序，在其main （）函数中创建至少两个线程，在这些线程中分 别说明（定义）名称相同的整型变量（例如，int x ；），分别在各个线程中修改这些变量，试观察这些变量值的变化。 开始 创建主进程 设置局部变量shared Sleep 1 S 创建线程 Shared++ 输出Shared 的值 结束 开始 设置全局变量shared 创建主进程 Sleep 1 S 创建线程 Shared++ 输出Shared 的值 结束
实验八请求分页存储管理设计 一、实验目的 模拟存储管理常用的请求分页存储管理技术，通过本实验使学生更加深入的理解虚拟内存的思想和主要的页面淘汰算法。 二、实验内容 (1) 通过随机数产生一个指令行列，共320条指令，指令中的地址按下述原则生成：50%的指令是顺序执行；25%的指令均匀分布在前地址部分；25%的指令均匀分布在后地址部分。 (2) 具体实验办法是：在[0，319]之间选一起始点M；顺序执行一条指令，即第M+1条；向前地址[0，M-1]中执行一条指令M；顺序执行一条指令，即第M+1条；向后地址[M+2，319]中执行一条指令M。如此继续，直至产生320条指令。使用产生随机数的函数之前，首先要初始化设置RAN()产生序列的开始点， SRAND(400)；然后计算随机数，产生指令序列。例如： a[0]=1.0*rand()/32767*319+1； a[1]=a[0]+1； a[2]=1.0*rand()/32767*(a[1]-1)+1； a[3]=a[2]+1； a[4]=319-1.0*rand()/32767*(a[3]-1)；其中rand()和srand()为Linux操作系统提供的函数分别进行初始化和产生随机数，多次重复使用这5条指令，产生以后的指
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 大作业设计说明书 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构 院系：机电学院 班级： 姓名： 学号： 指导教师：丁刚 设计时间： 哈尔滨工业大学 1.设计题目 2.运动方程式及运动线图 由题目要求凸轮逆时针旋转 （1）确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程，并绘制推杆位移、速度、加速度线图。升程第一段：（0 <φ< pi /4）φ0=pi/2; s1 = 73*φ^2; v1=146*w*φ; a1 = 146*w^2;
升程第二段：（pi/4 <φ< pi /2） s2 =90-73*(pi/2-φ)^2; v2=146*w*( pi/2-φ); a2 =-146*w.^2; 远休止程：（pi/2 <φ< 10*pi/9) s3 = 90; v3 = 0; a3 = 0; 回程：(10*pi/9)< φ< ( 14*pi/9) s4 =45*(1+cos(9/4*(φ-10*pi/9))); v4 =*w*sin(9/4*(φ-10*pi/9)) ; a4 =*w^2* cos(9/4*(φ-10*pi/9)); 近休止程：(14*pi/9)< φ < ( 2*pi); s5 =0; v5 =0; a5 =0; 1.由上述公式通过编程得到位移、速度、加速度曲线如下：（编程见附录）. 2. 凸轮机构的线图及基圆半径和偏距的确定 凸轮机构的线图如下图所示（代码详见附录）： 因为凸轮逆时针旋转，，所以滚子从动件右偏，但由于绘图原因，采用向左为正方向，由此 确定凸轮基圆半径与偏距： 基圆半径为r0 = (50^2+100^2)=112mm，偏距e = 50mm。 3.凸轮实际轮廓，理论轮廓，基圆，偏距圆绘制