太原理工大学有限元复习题
一、简答题
1、弹性力学和材料力学在研究对象上的区别？
答：材料力学的研究对象是杆状构件，即长度远大于宽度和厚度的构件。弹性力学除了研究杆状构件外，还研究板、壳、块，甚
至是三维物体等。因此，弹性力
学的研究对象要广泛得多。
2、理想弹性体的五点假设？
答：连续性假定、完全弹性假定、均匀性假定、
各向同性假定、小位移和小变形
的假定。
3、什么叫轴对称问题，采用什么坐标系分析？为
什么？
答：如果弹性体的几何形状、约束状态以及外载
荷都对称于某一根轴，那么弹性
体所有的位移、应变和应力也都对称于这根轴，
这类问题称为轴对称问题。对于
轴对称问题，采用圆柱坐标比采用直角坐标方便
得多。当以弹性体的对称轴为Z
轴时，则所有的应力分量，应变分量和位移分量
都只与坐标r、z有关，而与θ无关。
4、梁单元和杆单元的区别？
答：梁单元和杆单元在形状上没有多大区别，其
截面可以是任何形状，有一方向的长度远远大于
另外两个方向。主要区别是受力不同，梁单元主
要承受弯矩，杆单元主要承受轴向力。杆单元通
常用于网架、桁架的分析；而梁单元则基本上可
以适用于各种情况。
5、薄板弯曲问题与平面应力问题的区别？
答：平面应力问题与薄板弯曲问题的弹性体几何
形状都是薄板，但前者受力特点是平行于板面且
沿厚度均布载荷，变形发生在板面内；后者受力
特点是当承受垂直于板面的载荷时，板在弯曲应
力和扭转应力作用下将变成曲面板。
6、有限单元法结构刚度矩阵的特点？
答：主对称元素总是正的；对称性；稀疏性；奇
异性；非零元素呈带状分布。
7、有限单元法的收敛性准则？
答：完备性要求，协调性要求。
完备性要求。如果出现在泛函中场函数的最高阶
导数是m阶，则有限元解收敛的条件之一是单元
内场函数的试探函数至少是m次完全多项式。或
者说试探函数中必须包括本身和直至m阶导数为
常数的项。单元的插值函数满足上述要求时，我们称单元是完备的。
协调性要求。如果出现在泛函中的最高阶导数是m 阶，则试探函数在单元交界面上必须具有Cm-1连续性，即在相邻单元的交界面上应有函数直至m-1阶的连续导数。
当单元的插值函数满足上述要求时，我们称单元是协调的。
8、简述圣维南原理在工程实际中的应用？
答：在工程实际中物体所受的外载荷往往比较复杂，一般很难完全满足边界条件。当所关心的并不是载荷作用区域内的局部应力分布时，可以利用圣维南原理加以简化。圣维南原理在钢管混凝土拱桥分析中的应用，能够得到合理的结果，优化了结构性能。圣维南原理在材料力学中也有应用，在工程实际中经常要计算连接件，如铆钉，螺栓，键等，由于构件本身尺寸较小，变形比较复杂，采用计算其名义应力，然后根据直接的试验结果，确定其相应的许用应力，来进行强度计算。
二、论述题
1、任何一个有限元分析问题都是空间问题，什么情况下可以简化为平面问题？轴对称问题？空间梁问题？为什么
答：当物体具有特殊形状，受特殊的外力，特殊的位移约束时，空间问题就可以简化近似的典型问题进行求解，所得到的结果能满足工程上的精度要求，而分析计算工作量大大减少。平面问题分为平面应力问题和平面应变问题，当研究对象一个方向的尺寸远小于另两个方向，外力和约束仅平行于板面作用而沿Z向不变，且仅有的三个应力分量是x、y的函数时，这样的空间问题就可以转换成平面应力问题；当研究对象一个方向的尺寸远大于另外两个方向的尺寸且沿长度方向几何形状和尺寸不变，外力平行于横截面作用而沿长度z方向不变，任意一横截面均可视为对称面，这样的空间问题就可以转换成平面应变问题，如挡土墙、重力坝。如果弹性体的几何形状、约束状态以及外载荷都对称于某一根轴（过该轴的任意平面都是对称平面），那么弹性体的所有应力、应变和位移也就对称与这根轴，这样的问题就可以转换为轴对称问题。当构件的长度远大于其横截面尺寸，如传动轴、梁杆等，这样的问题就可
以转换为空间梁问题。
2、阐述有限元的基本思想。试从有限元程序开发和采用成熟软件两方面进行有限元分析
答：有限元的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个结点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的，接点的数目也是有限的，所以称为有限单元法。
有限元程序开发：力学模型的确定；结构的离散化；计算载荷的等效节点力；计算各单元的刚度矩阵；组集整体刚度矩阵；施加便捷约束条件；求解降阶的有限元基本方程；求解单元应力；计算结果的输出。
成熟软件①前处理器：定义单元类型；定义材料属性；建模；约束，载荷施加等②求解器。单元刚度矩阵生成；约束处理；线性方程组，单元位移及应力等求解③后处理器：结果查询与显示；验算等。
3、有了本门课程的有限元分析技术基础，如果以后涉足机械方面的有限元分析，你觉得应从哪些方面深化学习和开展工作，具体采用哪些方式？答：一、学习数学基础知识
(1)矩阵论，由于涉及到多维广义坐标下的运算，有限元多以矩阵的形式表达，力求简化形式，突出重点。(2)泛函和变分。泛函是寻找场函数在积分域上的最优值问题，变分是泛函研究的重要手段。(3)数值方法，有限元本身就是数值方法，在实现有限元分析的过程中，要用到大量的数值方法和算法。(4)数学分析，其中的多元函数积分，向量函数的积分应用较多。
二、学习程序实现和使用
(1)程序实现，有限元最终是通过程序实现的，有限元的理论研究与编程密不可分，应学习C或C++等语言。(2)程序使用，熟练掌握大型有限元程序，如ANSYS、SAP等，使用程序使用有限元，要注意观察程序的计算结果，有意识的根据单元的特性分析结果特点。
三、要有一定的力学基础
熟练理论力学，材料力学、结构力学，特别是弹性力学，很多工程中的有限元问题未能很好的解答，并非由于软件的功能所致，而是我们的知识不够。
1.系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。 2.系统的特征：整体性、目的性、有序性、相关性、环境适应性、动态性 3.系统学原理：整体性原理、相关性原理、有序性原理、动态性原理、分解综合原理、创造思维原理、验证性原理、反馈原理 4.系统工程是对系统进行合理规划、研究、设计和运行管理的思想、步骤、组织和技巧等的总称，它是以实现系统最优化为目的的一门基础科学，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。 5.三维结构图：①时间维。对一个具体工程，从规划起一直到更新为止，全部程序可分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运转和更新七个阶段。②逻辑维。对一个大型项目可分为明确目的、指标设计、系统方案组合系统分析、最优化、作出决定和制定方案七个步骤。③知识维。系统工程需使用各种专业知识，霍尔把这些知识分成工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等，把这些专业知识成为知识维。 6.安全与危险：①安全，是指免遭不可接受危险的伤害。它是一种使伤害或损害的风险限制在可以接受的水平的状态。安全程度用安全性指标来衡量。②危险，是指存在引起人身伤亡、设备破坏或降低完成预定功能能力的状态。③安全是相对的，危险是绝对的。 7.安全标准：①安全是一个相对的主观的概念。评定状态是否安全需要一个界限、目标或标准，通过与定量化的风险率或危害程度进行比较，判定是否达到人们所期盼的安全程度。我们把这个标准称为安全标准。②受技术、资金等因素的制约，危险是不可能完全杜绝的。安全标准实际上是一个社会各方面可以接受的危险度③确定安全标准的方法有统计法和风险与收益比较法。 8.安全系统工程是指在系统思想指导下，运用先进的系统工程的理论和方法，对安全及其影响因素进行分析和评价，建立综合集成的安全防控系统并使之持续有效运行。 9.安全系统工程的任务：（1）危险源辨识（2）分析、预测危险源由触发因素作用而引发事故的类型及后果（3）设计和选用安全措施方案，进行安全决策（4）安全措施和对策的实施（5）对措施效果做出总体评价（6）不断改进，以求最佳措施效果，使系统达到最佳安全状态。10.安全系统工程的研究对象：任何一个生产系统地都包括三个部分，即从事生产活动的操作人员和管理人员，生产必需的机器设备、厂房等物质条件，以及生产活动所处的环境。这三个部分构成一个“人—机—环境”系统，每一部分就是该系统的一个子系统，称为人子系统、机器子系统和环境子系统。 11.安全系统工程的研究内容：①系统安全分析系统安全分析有五个基本要素和程序：安全目标、可选用方案、系统模式、评价标准、方案选优②系统安全评价：安全评价的目的是为决策提供依据。系统安全评价往往要以系统安全分析为基础，通过分析，了解和掌握系统存在的危险因素，但不一定要对所有危险因素采取措施。而是通过评价掌握系统的事故风险大小，以此与预定的系统安全指标相比较，如果超出指标，则应对系统的主要危险因素采取控制措施，使其降至该标准以下。③安全决策与控制：任何一项系统安全分析技术或系统安全评价技术，如果没有一种强有力的管理手段和方法，也不会发挥其应有的作用。因此，在出现系统安全分析安全评价技术的同时，也出现了系统安全决策。 12.安全分析应遵循的基本原则：（1）首先可进行初步的综合性分析，再进行详细的分析。（2）根据分析对象的不同，选择相应的分析方法3）如果对新建、改建的设计或限定目标进行分析，可选用静态的分析方法(包括初步分析和详细分析)。如果对运行状态进行分析，则可选用动态的分析方法，如程序分析和逻辑分析等。（4）如果需要对系统进行反复调整，使之达到较高的安全性水平，可以使用替换分析和逻辑分析等。（5）各种分析方法可以互为补充，使用一种方法也许不能完全分析出系统的危险性，但用其他方法可以弥补其不足的部分。（6）进行分析时并不需要使用所有的方法，应该根据实际情况，结合特定的环境和资金条件，使分析能够得出正确的评价。 13.安全检查表的特点：①系统化、科学化，为事故树的绘制和分析，做好准备②容易得出正确的评估结果③充分认识各种影响事故发生的因素的危险程度(或重要程度)④按照原因事件的重要／顺序排列，有问有答，通俗易懂⑤易于分清责任。还可以提出对改进措施的要求，并进行检验⑥符合我国现阶段的实际情况，为安全预测和决策提供坚实的基础⑦只能作定性的评价，不能给出定量评价结果 ⑧只能对已经存在的对象评价 14.预先危险性分析，又称预先危险分析。是在每项工程活动之前，如设计、施工、生产之前，或技术改造后，即制定操作规程和使用新工艺等情况之后，对系统存在的危险性类型、来源、出现条件、导致事故的后果以及有关措施等，做一概略分析。是一种定性分析系统危险因素和危险程度的方法。 15.预先危险性分析的目的：①防止操作人员直接接触对人体有害的原材料、半成品、成品和生产废弃物②防止使用危险性工艺、装置、工具和采用不安全的技术路线③如果必须使用上述技术路线时，应从工艺上或设备上采取安全措施，以保证这些危险因素不致发展成事故。 16.预先危险性分析的一般步骤：确定系统、调查收集资料、系统功能分解、分析识别危险源、确定危险等级、制订措施、措施实施 17.危险性等级的划分：①1级安全的，不会导致伤害或疾病，系统无损失，可以忽略②2级临界的，处于事故的边缘状态，暂时还不会造成人员伤亡和系统的损坏，但应予排除或控制③3级危险的，会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取措施控制④4级破坏性的，破坏性的，会造成死亡或系统报废，必须设法消除 18.危险性控制：①直接措施：（1）限制能量或采用安全能源代替危险能源。如限速装置、低电压设备、安全设备，限制生产能量等（2）防止能量外泄，如自动温度调节器、保险丝、气体检测器、地面装卸作业、锐利工具等（3）防止能量散逸，如放射性物质的铅储器、绝缘材料、安全带等。②间接措施：（1）在能量的放出路线上和放出的时间上采取措施，如排尘装置、安全禁止标志、防护性接地、安全连锁装置等（2）能量放出缓冲装置，如爆炸板、安全阀、保险带、冲击吸收装置等（3）在能量源上采取防护措施，如防护罩、喷水灭火装置、禁入栅栏、防火墙等 （4）在能量和人与物之间设立防护措施，如玻璃视镜、 过滤器、防噪声装置等（5）对人体采取防护措施，如防 尘眼镜、安全靴、头盔、手套、呼吸器、防护用具等（6） 提高耐受能力，选用适应性强的人和耐久性材料（7）降 低损害程度的措施，如紧急冲浴设备、配置低放射线、救 援活动和急救治疗等。 19.故障是指系统或元素在运行过程中，在规定是时间和 条件内不能达到设计规定的要求，因而不能实现预定功能 的状态 20.故障类型及影响分析的步骤：①调查情况收集资料② 危险源初步辨识③故障类型、影响、组成因素分析④故障 危险程度、发生概率、分析⑤检测方法与预防措施⑥按故 障危险程度与概率大小，分先后次序，轻重缓急地逐项采 取预防措施 21.危险性与可操作性研究分析是以关键词为引导，找出 系统中工艺过程的状态参数的变化（即偏差），然后再继 续分析造成偏差的原因、后果及可以采取的对策。 22.鱼刺图法的步骤可以概括为：针对结果，分析原因； 先主后次，层层深入 23.事件树分析法从事件的起始状态出发，用逻辑推理的 方法，设想事故发展过程；进而根据这一过程了解事故发 生的原因和条件。其实质是利用逻辑思维的规律和形式， 从宏观的角度去分析事故形成的过程。 24.事故树分析：又称故障树分析，是从结果到原因找出 与灾害事故有关的各种因素之间因果关系和逻辑关系的 作图分析法。 25.事故树分析的基本程序：（1）熟悉系统（2）调查事故 （3）确定顶上事件（4）确定目标（5）调查原因事件（6） 绘制事故树（7）定性分析（8）计算顶上事件发生概率（9） 分析比较（10）定量分析（11）制定安全对策 26.最小割集是指凡能导致顶上事件发生的最低限度的基 本事件的集合 27.最小径集是指凡不能导致顶上事件发生的最低限度的 基本事件的集合 28.最小割集和最小径集在事故树分析中的作用：（1）最 小割集表示系统的危险性。求出最小割集可以掌握事故发 生的各种可能，为事故调查和事故预防提供方便（2）最 小径集表示系统的安全性。求出最小径集我们可以知道， 要使事故不发生，有几种可能方案（3）最小割集能直观 地、概略地告诉人们，哪种事故模式最危险，哪种稍次， 哪种可以忽略（4）利用最小径集可以经济地、有效地选 择采用预防事故的方案（5）利用最小割集和最小径集可 以直接排出结构重要度顺序（6）利用最小割集和最小径 集计算顶上事件的发生概率和定量分析。 29.用最小割集或最小径集进行结构重要度分析：①频率: 当最小割集的基本事件个数不等时，基本事件少的割集中 的基本事件比基本事件多的割集中的基本事件结构重要 度大②频数：当最小割集的基本事件个数相等时，重复在 各最小割集中出现的基本事件比只在一个最小割集中出 现的基本事件结构重要度大，重复次数多的比重复次数少 的结构重要度大③看频率又看频数：在基本事件少的最小 割集中出现次数少的事件比基本事件多的最小割集中出 现次数多的相比较一般前者大于后者 30.三中重要度系数中，结构重要度系数从事故树结构上 反映进本事件的重要程度；概率重要度系数反映基本事件 概率的增减对顶上事件发生概率影响的敏感度；临界重要 度系数从敏感度和自身发生概率大小双重角度反映基本 事件的重要程度。其中，结构重要度系数反映了某一基本 事件在事故树结构中所占的地位，而临界重要度系数从结 构和概率上反映了改善某一基本事件的难易程度，概率重 要度系数则起着一种过渡作用，是计算两种重要度系数的 基础 31.安全评价原理：相关性原理、类推原理、惯性原理、 量变到质变原理。①相关性原理：在分析和处理问题时， 要恰当地分析和处理系统内外因素、各层次之间的联系 （相关性），以达到强化整体效应的目的。一个系统，其 属性、特征与事故和职业危害存在着因果的相关性，这是 系统因果评价方法的理论基础。②类推原理：类比推理是 根据两个或两类对象之间存在着某些相同或相似的属性， 从一个已知对象还具有某个属性来推出另一个对象具有 此种属性的一种推理。③惯性原理：任何事物在其发展过 程中，从其过去到现在以及延伸至将来，都具有一定的延 续性，这种延续性称为惯性。④量变到质变原理：任何一 个事物在发展变化过程中都存在着从量变到质变的规律 32.对于一个具有潜在危险性的作业条件，格雷厄姆和金 尼认为，影响危险性的主要因素有3个：①发生事故或危 险事件的可能性；②暴露于这种危险环境的情况；③事故 一旦发生可能产生的后果。用式（4-2）来表示，则为： D=L·E·C D——作业条件的危险性；L——事故或危险 事件发生的可能性；E——暴露于危险环境的频率；C—— 发生事故或危险事件的可能结果。 33.安全决策是通过对系统过去、现在发生的事故进行分 析的基础上，运用预测技术的手段，对系统未来事故变化 规律作出合理判断的过程。 34.系统安全预测就要预测造成事故后果的许多前级事 件，包括起因事件、过程事件和情况变化；随着生产的发 展以及新工艺、新技术的应用，预测会产生什么样的新危 险、新的不安全因素；随着科学的发展，预测未来的安全 生产面貌及应采取的安全对策。 35.系统安全预测同其他预测方法一样，遵循如下的基本 原理：（1）系统原则（2）类推和概率推断原则（3）惯性 原理 36.安全决策过程：（1）确定目标：从大安全观出发，安 全决策所涉及的主要问题就是保证人们的生产安全、生活 安全和生存安全。应进一步界定、分解和量化。生产安全 是一个总目标，它可以分解为预防事故发生，消除职业病 和改善劳动条件(2）确定决策方案:拟出几个可供选择的 方案。将达不到目标基本要求的方案舍弃掉，然后对各个 方案进行排序。排在第一位的方案也称为备选决策提案。 备选决策提案做进一步的慎重研究。（3）潜在问题或后果 分析:“假如采用这个方案，将要产生什么样的结果？假 如采用这个方案，可能导致哪些不良后果和错误？”① 人身安全方面②人的精神和思想方面③人的行为方面（4） 实施与反馈:实施过程中制定实施规划、落实实施机构、 人员职责，并及时检查与反馈实施情况，使决策方案在实 施过程中趋于完善并达到预期效果。 37.决策树是风险决策的基本方法之一。决策树分析方法 又称概率分析决策方法。决策树法是一种演绎性方法，即 是一种有序的概率图解法。 38.危险性与可操作性研究的成败关键：（1）对分析研究 所依据的制造过程图表及有关数据把握的正确性（2）小 组成员的专业技术和洞察能力（3）小组成员运用此方法 帮助其想象动作偏离、原因和后果的透视能力（4）小组 成员具备事故严重性分析能力，尤其是对已指出的危害， 在评估其严重性之时能对危害可能引起的严重性大小，具 有衡量其轻重之能力。 39.安全系统工程的静态构架，由抽象到具体，分别由4 个层次所构成：安全哲学，安全科学，安全技术，安全工 程 40.安全系统工程主要手段：首先，在系统的研发阶段， 安全系统工程要求设置安全工程系统管理计划。从理论上 说，在产品最初的构想阶段，安全因素就应该被充分的考 虑到。其次，安全系统通过以下几个手段来保证系统安全： 安全设计、安全预警、安全生产、安全训练 41.事故树分析法的特点：（1）结果：系统可能发生的事 故放在图的最上面，称为顶上事件。（2）原因：可能是其 他一些原因的结果，称为中间原因事件，应继续往下分析。 直到找出不能进一步往下分析的原因为止，这些原因称为 基本原因事件。（3）优点：是采用演绎方法分析事故的因 果关系。 42.事件分为事故事件和成功事件
2019年全国物联网工程专业大学实力排名及就业前景排名(完整版) 全国物联网工程专业大学实力排名及就业前景排名(完整版) 全国共有32所开设了物联网工程专业的大学参与了排名，其中排名第一的是西安交通大学，排名第二的是武汉大学，排名第三的是华中科技大学，以下是物联网工程专业大学排名具体列表： 物联网工程专业大学排名学校名称1西安交通大学2武汉大学3华中科技大学4哈尔滨工业大学5北京理工大学6重庆大学7北京科技大学8西北工业大学9南京航空航天大学10湖南大学11吉林大学12武汉理工大学13西南交通大学14南京邮电大学15河海大学16江南大学17西北大学18太原理工大学19江苏大学20东北大学秦皇岛分校21华侨大学22成都理工大学23昆明理工大学24成都信息工程学院25河南科技大学26江苏理工学院27兰州交通大学28重庆三峡学院29齐齐哈尔大学30长春大学31郑州轻工业学院32常州工学院 以上物联网工程专业大学排名是根据物联网工程专业在热门省市（北京、湖北、广东等）录取分数线为依据综合排名，供大家参考。
物联网还没有一个精确且公认的定义。这主要归因于：第一，物联网的理论体系没有完全建立，对其认识还不够深入，还不能透过现象看出本质；第二，由于物联网与互联网、移动通信网、传感网等都有密切关系，不同领域的研究者对物联网思考所基于的出发点各异，短期内还没达成共识。 通过与传感网、互联网、泛在网等相关网络的比较分析，可以认为：物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
一．是非题（认为该题正确，在括号中打；该题错误，在括号中打×。）(每小题2分) （1）用加权余量法求解微分方程，其权函数V和场函数u的选择没有任何限制。（×）（2）四结点四边形等参单元的位移插值函数是坐标x、y的一次函数。（√）（3）在三角形单元中，其面积坐标的值与三结点三角形单元的结点形函数值相等。（√）（4）二维弹性力学问题的有限元法求解，其收敛准则要求试探位移函数C1连续。（×）（5）有限元位移法求得的应力结果通常比应变结果精度低。（×）（6）等参单元中Jacobi行列式的值不能等于零。（√）（7）在位移型有限元中，单元交界面上的应力是严格满足平衡条件的。（×）（8）四边形单元的Jacobi行列式是常数。（×）（9）利用高斯点的应力进行应力精度的改善时，可以采用与位移插值函数不同结点的形函数进行应力插值。（√）（10）一维变带宽存储通常比二维等带宽存储更节省存储量。（√） 二．单项选择题（共20分，每小题2分）C B B C B C D C C C 1 在加权余量法中，若简单地利用近似解的试探函数序列作为权函数，这类方法称为 ____C__________。 （A）配点法（B）子域法（C）伽辽金法 2 等参变换是指单元坐标变换和函数插值采用__B____的结点和______的插值函数。（A）不相同，不相同（B）相同，相同（C）相同，不相同（D）不相同，相同 3 有限元位移模式中，广义坐标的个数应与_____B______相等。 （A）单元结点个数（B）单元结点自由度数（C）场变量个数 4 采用位移元计算得到应力近似解与精确解相比较，一般______C_____。 （A）近似解总小于精确解（B）近似解总大于精确解（C）近似解在精确解上下震荡（D）没有规律 5 如果出现在泛函中场函数的最高阶导数是m阶，单元的完备性是指试探函数必须至少 是__B____完全多项式。 （A）m-1次（B）m次（C）2m-1次 6 与高斯消去法相比，高斯约当消去法将系数矩阵化成了____C_____形式，因此，不用 进行回代计算。 （A）上三角矩阵（B）下三角矩阵（C）对角矩阵 7 对称荷载在对称面上引起的________D________分量为零。 （A）对称应力（B）反对称应力（C）对称位移（D）反对称位移 8 对分析物体划分好单元后，______C____会对刚度矩阵的半带宽产生影响。 （A）单元编号（B）单元组集次序（C）结点编号 9 n个积分点的高斯积分的精度可达到__C____阶。 （A）n-1 （B）n（C）2n-1 （D）2n 10 引入位移边界条件是为了消除有限元整体刚度矩阵K的____C______。 （A）对称性（B）稀疏性（C）奇异性 三．简答题（共20分，每题5分） 1、简述有限单元法结构刚度矩阵的特点。 （1）对称性；（2）奇异性；（3）主对角元恒正；（4）稀疏性；（5）非零元素带状分布
西安交通大学 级研究生课程考试试题 考试（查）科目：有限元方法（II ）时间 年 月 日下午 一、4 ) 4,4(),()5,5(),()2,6(),()2,2(),(4 4332211====y x ， y x ，y x ， y x 母体单元为22?的正方形，如图所示。 求：（1）单元坐标变换()(ξηξ,,, y y x x == （2）变换的Jacobi 行列式detJ 的解析表达式，并分析该变换是否存在奇异性（8分）。 二、分析以下两种单元的位移场是否具备收敛到真实解所需的各项条件。（30） （1） 13结点矩形平面应力单元 结点参数取为：)13~ 1( ,=i v u i i 位移场为： 3 132 2 123 113 102 92 83726524321xy y x y x y xy y x x y xy x y x u ααααααααααααα++++++++++++= 3 262 2 253 243 232 222 2132021918217161514xy y x y x y xy y x x y xy x y x v ααααααααααααα++++++++++++=（2） 6自由度三角形薄板弯曲单元 结点参数取为： ()3~1=i w i ()6~4=??? ????i n w i 位移场为： 2 652 4321y xy x y x w αααααα+++++= 三、13结点平面应力单元如图所示， 在计算单元刚度矩阵时取图示的9个 积分点。试分析在单元一级是否存在 出现零变形能位移模式的可能性。 ,u x 7 8 10 9 11 12 1 2 3 4 5 6
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 2 1 ,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 3 2 1 , ,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
课程设计报告 课程名称系统分析设计与开发方法 课题名称网上书店管理系统的分析与设计 专业软件工程 班级软件1319班 学号2013005655 姓名张卫东 指导教师xxx xxx 20xx年x 月x日
一、设计内容与设计要求 1．设计内容： 见附录 2．设计要求： 1）．设计正确，方案合理。 2）．界面友好，使用方便。 3）．建模语言精炼，结构清晰。 4）．设计报告4000字以上，含建模语言说明，用户使用说明，UML 建模图。 5）．上机演示。 二、进度安排 第十六周星期四下午：课题讲解，查阅资料、系统分析 星期五上午：总体设计、详细设计 第十七周星期一：建模，上机调试、撰写课程设计报告 星期二下午：答辩 附： 课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。 正文总字数要求在4000字以上。
附录： 设计课题： 一、问题描述： 对网络购物系统进行分析与设计，对购物流程进行分析，对购物中关键环节进行设计，实现对商品的录入、显示、修改、排序、保存、销售、售后服务以及客户管理等操作。 二、功能要求： 1、用UML完成一个小型团购系统的分析、设计。 2、写出系统需求报告，说明系统的功能。 3、通过面向对象的分析和设计建立系统模型。 4、画出完整的用例图、类图、对象图、包图;及时序图、协作图、状态图、活动图；及组件图和配置图） 三、建模提示： 1、使用楚凡科技的Trufun plato x建模。 2、使用 Ration Rose 或StarUML建模。 四、其它 对该系统有兴趣的同学可以在实现上述基本功能后，完善系统的其它功能，特别是售后以及客户关系管理。
一 判断题（20分） （×）1. 节点的位置依赖于形态，而并不依赖于载荷的位置 （√）2. 对于高压电线的铁塔那样的框架结构的模型化处理使用梁单元 （×）3. 不能把梁单元、壳单元和实体单元混合在一起作成模型 （√）4. 四边形的平面单元尽可能作成接近正方形形状的单元 （×）5. 平面应变单元也好，平面应力单元也好，如果以单位厚来作模型化 处理的话会得到一样的答案 （×）6. 用有限元法不可以对运动的物体的结构进行静力分析 （√）7. 一般应力变化大的地方单元尺寸要划的小才好 （×）8. 所谓全约束只要将位移自由度约束住，而不必约束转动自由度 （√）9. 同一载荷作用下的结构，所给材料的弹性模量越大则变形值越小 （√）10一维变带宽存储通常比二维等带宽存储更节省存储量。 二、填空（20分） 1．平面应力问题与薄板弯曲问题的弹性体几何形状都是 薄板 ，但前者受力特点是： 平行于板面且沿厚度均布载荷作用 ，变形发生在板面内； 后者受力特点是： 垂直于板面 的力的作用，板将变成有弯有扭的曲面。 2．平面应力问题与平面应变问题都具有三个独立的应力分量： σx ，σy ，τxy ，三个独立的应变分量：εx ，εy ，γxy ，但对应的弹性体几何形状前者为 薄板 ，后者为 长柱体 。3．位移模式需反映 刚体位移 ，反映 常变形 ，满足 单元边界上位移连续 。 4．单元刚度矩阵的特点有：对称性 ， 奇异性 ，还可按节点分块。 5．轴对称问题单元形状为：三角形或四边形截面的空间环形单元 ，由于轴对称的特性，任意一点变形只发生在子午面上，因此可以作为 二 维问题处理。 6．等参数单元指的是：描述位移和描述坐标采用相同的形函数形式。等参数单元优点是：可以采用高阶次位移模式，能够模拟复杂几何边界，方便单元刚度矩阵和等效节点载荷的积分运算。 7．有限单元法首先求出的解是 节点位移 ，单元应力可由它求得，其计算公式为 {}{} [][]e D B σδ=。（用符号表示即可） 8．一个空间块体单元的节点有 3 个节点位移： u ，v ，w 9．变形体基本变量有位移应变应力 基本方程 平衡方程 物理方程 几何方程 10.实现有限元分析标准化和规范化的载体就是单元
太原理工大学2006拟聘任教授、副教授公示名单 序号学科姓名所在单位申报职务 1 力学安美文力学系教授 2 力学贾月梅力学系教授 3 环工徐明德环工学院教授 4 计算机胡彧计算机学院教授 5 计算机李海芳计算机学院教授 6 管理高凤莲管理学院教授 7 管理马斌管理学院教授 8 材料刘小萍表面所教授 9 土木杜红秀建工学院教授 10 机械常宗旭机械学院教授 11 矿业弓培林矿业学院教授 12 矿业彭林矿业学院教授 13 化工王宝俊煤化所教授 14 化工李哲化工学院教授 15 电力杨巨生电力学院教授 16 数学张玲玲数学系教授 17 数学李桂莲数学系教授 18 物理崔彩娥物理系教授 19 法学黄晋太人文素质中心教授 20 法学安川金党委办公室教授 21 法学张惠元轻纺美院教授 22 物理康爱国物理系教授
序号学科姓名所在单位申报职务 1 力学刘志芳应力所副教授 2 力学路国运应力所副教授 3 环工郭波环工学院副教授 4 计算机降爱莲计算机学院副教授 5 管理樊燕萍管理学院副教授 6 管理宋燕教务处副教授 7 材料秦林表面所副教授 8 材料张怀平材料学院副教授 9 材料林万明材料学院副教授 10 水利肖娟水利学院副教授 11 信息李灯熬信息学院副教授 12 土木高静建工学院副教授 13 矿业丁一慧矿业学院副教授 14 矿业王飞矿业学院副教授 15 矿业丰建荣矿业学院副教授 16 化工陈树伟化工学院副教授 17 化工马旭莉人事处副教授 18 化工武爱莲化工学院副教授 19 化工徐文祥轻纺美院副教授 20 电力阴继翔电力学院副教授 21 体育史俊体育学院副教授 22 法学杨小燕法学系副教授 23 法学王晶冰法学系副教授 24 法学史洁校团委副教授 25 法学韩勇鸿人事处副教授 26 法学钟华校长办公室副教授 27 外语王一贞外语系副教授 28 外语白艾贤外语系副教授 29 外语师蕾外语系副教授 30 外语杨洁外语系副教授 31 土木郝兰建工学院副教授 32 信息周义仁测控所副教授
有限元试题及答案
一判断题（20分） （×）1. 节点的位置依赖于形态，而并不依赖于载荷的位置 （√）2. 对于高压电线的铁塔那样的框架结构的模型化处理使用梁单元 （×）3. 不能把梁单元、壳单元和实体单元混合在一起作成模型 （√）4. 四边形的平面单元尽可能作成接近正方形形状的单元 （×）5. 平面应变单元也好，平面应力单元也好，如果以单位厚来作模型化 处理的话会得到一样的答案 （×）6. 用有限元法不可以对运动的物体的结构进行静力分析 （√）7. 一般应力变化大的地方单元尺寸要划的小才好 （×）8. 所谓全约束只要将位移自由度约束住，而不必约束转动自由度 （√）9. 同一载荷作用下的结构，所给材料的弹性模量越大则变形值越小（√）10一维变带宽存储通常比二维等带宽存储更节省存储量。 二、填空（20分） 1．平面应力问题与薄板弯曲问题的弹性体几何形状都是薄板，但前者受力特点是：平行于板面且沿厚度均布载荷作用，变形发生在板面内； 后者受力特点是：垂直于板面的力的作用，板将变成有弯有扭的曲面。 2．平面应力问题与平面应变问题都具有三个独立的应力分量：σx，σy，τxy ，三个独立的应变分量：εx，εy，γxy，但对应的弹性体几何形状前者为薄板，后者为长柱体。3．位移模式需反映刚体位移，反映常变形，满足单元边界上位移连续。 4．单元刚度矩阵的特点有：对称性，奇异性，还可按节点分块。
5．轴对称问题单元形状为：三角形或四边形截面的空间环形单元，由于轴对称的特性，任意一点变形只发生在子午面上，因此可以作为二维问题处理。6．等参数单元指的是：描述位移和描述坐标采用相同的形函数形式。等参数单元优点是：可以采用高阶次位移模式，能够模拟复杂几何边界，方便单元刚度矩阵和等效节点载荷的积分运算。 7．有限单元法首先求出的解是节点位移，单元应力可由它求得，其计算公式为。（用符号表示即可） 8．一个空间块体单元的节点有 3 个节点位移： u，v，w 9．变形体基本变量有位移应变应力基本方程平衡方程物理方程几何方程 10.实现有限元分析标准化和规范化的载体就是单元
本科实验报告 课程名称：系统分析与设计 实验项目：《系统分析与设计》实验 实验地点：行逸楼B114 专业班级：软件学号： 学生姓名： 指导教师：孟东霞 2015年11月4日
一、实验目的 通过《系统分析与设计》实验，使学生在实际的案例中完成系统分析与系统设计中的主要步骤，并熟悉信息系统开发的有关应用软件，加深对信息系统分析与设计课程基础理论、基本知识的理解，提高分析和解决实际问题的能力，使学生在实践中熟悉信息系统分析与设计的规范，为后继的学习打下良好的基础。 二、实验要求 学生以个人为单位完成，自选题目，班内题目不重复，使用UML进行系统分析与设计，并完成实验报告。实验报告以纸质版（A4)在课程结束后二周上内提交（12周）。 三、实验主要设备：台式或笔记本计算机 四、实验内容 1 选题及项目背景 美食评价系统 背景：互联网时代下网络评论越来越随意，希望可以规范化的进行。 2 定义 美食评价系统为用户提供美食指导和参考。任何人都可注册为会员，个人资料包括姓名，性别，收藏的餐厅以及口味爱好。会员可以收藏餐馆，浏览餐馆信息以及其他会员的评价。餐厅必须向管理人员提出注册并审核通过后才能显示。管理人员需到工商局和餐厅具体审查后才能通过。会员可以提供来自餐馆提供的小票在次日来对用餐进行评价，一张小票仅可提供一次评价。餐馆则提供当日用餐小票记录给管理人员，用以核对用户提供的小票是否正确，然后系统则会审核评价有无不良信息，审核通过发布在餐厅信息上，并根据会员评价次数对给会员评星（1-5）。个人信息和餐馆信息可被所有人访问，管理员信息只能管理员访问。 3 参考资料 1．GB8567-88 《计算机软件产品文件编制规范》 2．GB/T11457-1995 《软件工程术语》 3．GB 1526—89 信息处理--数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定 4．GB8566-88 《软件开发规范》
2020年太原理工大学招生专业目录附各学 院专业设置 2020年太原理工大学招生专业目录附各学院专业设置 更新：2019-12-30 16:53:03 每个大学开始的专业都不相同，本文为大家介绍关于太原理工大学招生专业的相关知识。 包含太原理工大学有哪些系、太原理工大学各个系有什么专业和太原理工大学相关文章推荐的文章。 一、太原理工大学有哪些系和学院学院机械工程学院材料科学与工程学院电气与动力工程学院信息与计算机学院软件学院建筑与土木工程学院水利科学与工程学院化学化工学院矿业工程学院轻纺工程学院艺术学院环境科学与工程学院数学学院物理与光电工程学院力学学院政法学院马克思主义学院外国语学院经济管理学院体育学院国际教育交流学院大数据学院二、太原理工大学各个系有哪些专业学院专业机械工程学院机械设计制造及其自动化（本） 机械电子工程（本） 工业设计（本） 车辆工程（本）材料科学与工程学院材料物理（本） 材料成型及控制工程（本） 金属材料工程（本）
材料化学（本） 无机非金属材料工程（本） 高分子材料与工程（本）电气与动力工程学院电气工程及其自动化（本） 能源与动力工程（本）信息与计算机学院电子信息工程（本）通信工程（本） 测控技术与仪器（本） 电子科学与技术（本） 计算机科学与技术（本） 物联网工程（本） 信息安全（本）软件学院软件工程（本）建筑与土木工程学院建筑学（本） 土木工程（本） 城乡规划（本） 道路桥梁与渡河工程（本）水利科学与工程学院水利水电工程（本） 农业水利工程（本） 水文与水资源工程（本）化学化工学院化学工程与工艺（本）过程装备与控制工程（本） 制药工程（本） 生物工程（本） 应用化学（本）矿业工程学院采矿工程（本） 安全工程（本） 资源勘查工程（本） 资源环境与城乡规划管理（本）
毕业、学位证明 学生：***，性别：*，一九九*年*月**日生，于二○○*年九月至二○**年七月在本校******专业四年制本科学习，修完教学计划规定的全部课程，成绩合格，准予毕业并获得*学学士学位。 毕业证书编号：********** 学位证书编号：********** 特此证明 太原理工大学教务处 联系电话：+86-0351-******* 二○一*年**月**日 Diploma and Degree Certificate This is to certify that ****, male/female, was born on ** September, 199*, has been majoring in the specialty of ******** at our University from September 20** to July 201*. Upon completion of all the courses specified by the four-year undergraduate teaching program with qualified score, he/she is hereby qualified for graduation. Having fulfilled the requirements stipulated, he/she is awarded the Bachelor of ***** Degree. Diploma Certificate No: Degree Certificate No: Yours sincerely, Auditor: Teaching Affair Office of Taiyuan University of Technology Tel: +86-0351-******* ** September, 201*
课程名称：操作系统B 实验项目：操作系统实验 实验地点：逸夫楼402、逸夫楼502教室专业班级：软件1415班 学生姓名：朱伟学号：2014005960 指导教师：张俊花 2016年11月28日
实验一几种操作系统的界面 一、目的和要求 （一）目的 本实验的目的是使学生熟悉1—2种操作系统的界面，在熟练使用机器的基础上，能了解各种操作命令和系统调用在系统中的大致工作过程。也就是通过操作系统的外部特征，逐步深入到操作系统的内部实质内容中去。 （二）要求 1.能熟练的在1—2种操作系统的环境下工作，学会使用各种命令，熟悉系统提供的各种功能，主动而有效地使用计算机。 2.熟悉系统实用程序的调用方法和各种系统调用模块的功能和作用 二、实验内容 在某种操作系统的环境下建立、修改、运行、打印源程序和结果，最后撤消一个完整的程序。 提示：可按下述步骤进行 1．编写一个完整的源程序，通过编辑命令送入机器，建立源程序文件； 2．编译该源文件，建立相应的目标文件； 3．编译有错时，再用编辑命令修改源文件，消除全部词法和语法错误； 4．连接目标文件，形成可执行文件； 5．执行该文件，得到结果； 6．打印输出源程序和运行结果； 7．撤消本次实验中形成的所有文件。 三、实验步骤及程序流程图 1、按住Windows键+R输入notepad回车调出记事本。 2、编辑一个java程序选择另存为F：。
3、按住Windows键+R输入cmd回车。 4、进入Dos界面输入F：。 5、输入dir查看java文件，使用javac命令进行编辑
四、程序清单 class demo { public static void main(String [] args) { System.out.print("软件1415班朱伟 2014005960"); } } 五、实验心得 这次实验是在win7操作系统下进行的，通过编译连接一个java小程序熟悉DOS命令的使用。实验中用到的DOS工具： dir：列出当前控制台所在的路径下的所有文件以及文件夹。
1.物联网工程 1.概念：物联网工程是研究物联网系统的规划、设计、实施与管理的工程科学，要求物联 网工程技术人员根据既定的目标，依照国家、行业或企业规范，制定物联网建设的方案，协助工程招投标，开展设计、实施、管理与维护等工程活动。 2?内容：1.数据感知系统2.数据接入与传输系统3.数据存储系统4.数据处理系统5.应用系统6.控制系统7.安全系统&机房9.网络管理系统 3.物联网工程目标：以工程的管理方法为指导，集成已有应用平台，建设相关领域的物联网应用 4.物联网工程的特点：涉及的相关领域繁多，背景知识相当庞杂；以应用为导向的技术集成； 5?工程〃的字典释义：泛指某项需要投入巨人人力和物力的工作。即物联网工程是需要投入巨大人力和物力的一项工作。 6??王良民教授给出“工程”的定义：工程是科学和数学的某种应用，通过这一应用，使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程，以最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。 7 ?“工程“的特点： 1.工程是需要将科学与实践结合，综合使用多个技术方法来构建一个新的系统，这个 新的系统在客观上是一个创造物。 2.工程活动应该包括确立正确的工程理念、制定一系列合理决策、正确设计、合理构 建和运行等子活动，其结果往往又具体地体现为特定形式的一个或一组新的创造物。 3.发现、发明和制造：被发现的物体是客观存在的、发明是从无到有的制造、制造是 一个可重复的过程。 8?由“工程”衍生出一系列相关概念： 工程原理：是工程实施过程中的基本方法及一般性原理，是抽象化的规律； 工程项目：是一个工程实施的实例，是具体化的工程； 工程设计：指为工程项目的建设提供技术依据的设计文件和图纸的整个活动过程, 是建设项目工程期的一个重要阶段； 9 .“工程“的特征： 1.工程是有原理的； 2.工程项目是通过建造项目目标来完成的； 3.工程实施要与环境协调一致； 4.工程设计还是可优化的； 10?物联网工程专业人才的工作内容：不是设计实现物联网所涉及的所有内容，而应该是寻找合适的、最优的工程方法和关键技术，选择已有系统部件的优化组合，搭建适合于特定应用领域的物联网服务平台； □?物联网工程的关键技术主要分为四个方面（谢金龙）： 1.感知层，终端的数据釆集、处理、传输、终端网络的部署和协同等，以无线传感器网络的RFID为代表；（1.感知节点 2.无线传感器网络技术 3.射频识别技术 4.条码技术 5.智能IC卡技术6?光学字符识别技术7.声音识别/语音识别技术8.中间件技术） 2.网络层，异构的接入网络和基础的核心网络，包插基础的NGN核心网和3G、Wi-Fi、蓝牙等接入技术；（1.异构网融合技术2.远程控制技术 3.存储资源管理技术 4.互联网技术 5. 网络协议技术 6. M2M技术 7.无线接入技术 8.云汁算技术） 3?应用层，由屮间件、信息开放平台和服务支撑子层以及物联网应用领域示范系统等。第四，涉及各层的公共技术。（1.智能交通2?智能电网3.车联网4.智能农业5.智能家居6.
有限元复习 一、选择题（每题1分，共10分） 二、判断题（每空1分，共10分） 三、填空题（每空1分，共10分） 三、简答题（共44分）共6题 四、综述题（共26分）两题 一．基本概念 1. 平面应力/平面应变问题；空间问题/轴对称问题；杆梁问题；线 性与非线性问题 平面应力问题 （1） 均匀薄板（2）载荷平行于板面且沿厚度方向均匀分布 在六个应力分量中，只需要研究剩下的平行于XOY 平面的三个应力分量，即x y xy yx σσττ=、、 （000z zx xz zy yz σττττ=====，，）。 一般0z σ=，z ε并不一定等于零，但可由x σ及y σ求得，在分析问题时不必考虑。于是只需要考虑 x y xy εεγ、、三个应变分量即可。 平面应变问题
（1） 纵向很长，且横截面沿纵向不变。（2）载荷平行于横截面且沿纵向 均匀分布 z yz zx εγγ===只剩下三个应变分量x y xy εεγ、、。也只需要考虑x y xy σστ、、三个应力分量即可 轴对称问题 物体的几何形状、约束情况及所受外力都对称于空间的某一根轴。 轴对称单元的特点（与平面三角形单元的区别）：轴对称单元为圆环体，单元与单元间为节圆相连接；节点力与节点载荷是施加于节圆上的均布力；单元边界是一回转面；应变不是常量。 在轴对称问题中，周向应变分量θε是与r 有关。 板壳问题 一个方向的尺寸比另外两个方向尺寸小很多，且能承受弯矩的结构称为板壳结构，并把平分板壳结构上下表面的面称为中面。如果中面是平面或平面组成的折平面，则称为平板；反之，中面为曲面的称为壳。 杆梁问题 杆梁结构是指长度远大于其横断面尺寸的构件组成的系统。在结构力学中常将承受轴力或扭矩的杆件称为杆，而将承受横向力和弯矩的杆件称为梁。 平面（应力应变）问题与板壳问题的区别与联系 平面应力问题是指很薄的等厚度薄板，只在板边上受有平行于板面并且不沿厚度变化的面力，同时，体力也平行于板面并且不沿厚度变化。而平面应变问题是指很长的柱形体，在柱面上受有平行于横截面并且不沿长度变化的面力，同时