重庆大学作业与思考题 2

习题及思考题思考题2-1 思考题2-1a图所示体系不发生形状的改变，所以是几何不变体系；图b所示体系会发生双点画线所示的变形，所以是几何可变体系。

上述结论是否正确？为什么？2-2 多余约束是否影响体系的自由度？是否影响体系的计算自由度？是否影响体系的受力和变形状态？2-3 几何不变体系的计算自由度与多余约束个数之间的关系是什么？2-4 几何组成分析中，部件或者约束是否可以重复使用？思考题2-4图示体系中作为约束铰A可以利用几次？链杆CD可以利用几次?2-5 试求思考题2-5图示体系的计算自由度W。

1) 若视①～⑧杆为刚片，则公式W=3m-(3g+2h+r)中，h=？r=？2) 若视③～⑧杆为刚片，则h=？r=？2-6 如思考题2-6图所示，此体系为三刚片由不共线三铰A、B、C相连，组成的体系几何不变，且无多余约束。

此结论是否正确？为什么？2-7 如思考题2-7图所示，三刚片由不共线三铰A、B、C相连，组成的体系几何不变且无多余约束。

此结论是否正确？为什么？2-8 几何常变体系和几何瞬变体系的特点是什么？（试从约束数目、运动方式、受力及变形情况等方面讨论）。

2-9 静定结构的几何特征是什么？力学特性是什么？2-10 超静定结构的几何特征是什么？力学特性是什么？习题2-1是非判断(1)若平面体系的实际自由度为零，则该体系一定为几何不变体系。

( )(2)若平面体系的计算自由度W=0，则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。

( )(3)若平面体系的计算自由度W＜0，则该体系为有多余约束的几何不变体系。

( )(4)由三个铰两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。

( )(5)习题2-1(5) 图所示体系去掉二元体CEF后，剩余部分为简支刚架，所以原体系为无多余约束的几何不变体系。

( )(6)习题2-1(6)a图所示体系去掉二元体ABC后，成为习题2-1(6) b图，故原体系是几何可变体系。

( )(7)习题2-1(6)a图所示体系去掉二元体EDF后，成为习题2-1(6) c图，故原体系是几何可变体系。

第二章习题答案2-2 真空中有一长度为l 的细直线，均匀带电，电荷线密度为。

试计算P 点的电场强度：τ（1）P 点位于细直线的中垂线上，距离细直线中点l 远处；（2）P 点位于细直线的延长线上，距离细直线中点l 远处。

解：（1）可以看出，线电荷的场以直线的几何轴线为对称轴，产生的场为轴对称场，因此采用圆柱坐标系，令z 轴与线电荷重合，线电荷外一点的电场与方位角无关，这样处取的元电荷φz '，它产生的电场与点电荷产生的场相同，为：z q 'd d τ当R20e R4z E πετ'=d d 其两个分量：（1）θπετρρcos 20R4z e E d dE '=∙=d （2）()θπετsin 20z z R4e E d dE z d '-=-∙=又θρθρtan ',cos ==z R 所以：（3）θθρd dz 2sec '=式（3）分别代入式（1）（2）得：；θρπεθτρd 04dE cos =θρπεθτd sin 0z 4dE -=（4）'sin 'sin cos θρπετθθρπετθρπεθτθρ000004E 22d 2=⎰∴当当‘又（5）2l 42l 2l+='θsin 式（5）代入式（4）得：l55E 00πετρπετρ22=∴当由于对称性，在z 方向 分量互相抵消，故有z E 0=z E ρρρπετe l5e E e E 0z z2E =+=∴ρy图2-2长直线电荷周围的电场为”1 三开到联2（2）建立如图所示的坐标系在x 处取元电荷则它在P 点产生的电场强度为dx dq τ=R20e R4x d E d πετ'=其在x 方向的分量为：20x R 4x d dE πετ'=又 xl R -=2020x x l 4x d R4x d dE )-(''='=∴πετπετ()l3x l 4x l 4x d E 02l 2l 2l 2l 020x πετπετπετ='-⨯=''=--⎰∴∴∴////1)-( x 0x x x e l3e E Eπετ==∴2-3真空中有一密度为的无限长线电荷沿y 轴放置，另有密度分别为和m C n /2π2/1.0m C n 的无限大带电平面分别位于z=3m 和z=-4m 处。

第2章习题答案一、暂态作业1. 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？ 答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。

因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。

2. 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含： a) 基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d ’ 。

b) 直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。

c) 倍频交流分量（若d 、q 磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a 。

转子电流中出现的分量包含：a) 直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d ’ 。

b) 基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。

产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f 绕组中磁链突然增大，f 绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）。

2）同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d 、q 不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。

这些量均为自由分量，最后衰减为0。

3. 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。

一、判断题（共20题、共40分）1.使用单位荷载法计算计算位移时,是适用了虚力原理。

正确错误2.两端同支等截面直杆的转角位移方程表达的是三个独立的杆端位移和三个杆端力之间的函数变换关系。

正确错误3.力法基本方程实质是静力平衡方程。

正确错误4.频率方程，为关于w的一元n次方程（n为体系的动力自由度）。

正确错误5.图示体系中的I、II两部分为较结三角形。

正确荷载作用下的梁和刚架中,位移的主要贡献是弯曲变形，通常剪切变形和轴向变形可以忽略不i+o正确错误7.平面一般力系的平衡方程一定可以求解出三个未知量。

正确错误8.两个弯矩图都是非直线图形时,图形相乘法无法直接适用。

正确错误9.图示两弯矩图（对应日为常数），图乘结果为。

正确错误10.力法基本方程中，主系数可能等于零。

正确钱结点可以承受和传递所有类型的内力。

正确错误12.构件抗侧刚度系数越大，其承受的剪力值也就相对越大。

正确错误13.虚位移原理等价于体系的真实平衡条件。

正确错误14.刚体或刚片也可以写作钢体或钢片，是指用钢材制成的物体。

正确错误15.若已知体系运动的初速度（初位移为零），质点的运动规则应表达为正弦函数。

正确错误16.几何瞬变体系不能用作结构的原因是，这类体系在有限的外力作用下可能产生极大的内力。

错误17.钢筋混凝土现浇结点在计算简图中一定都简化成刚结点。

正确错误18.虚功互等定理表明：一个线弹性结构，第一状态的外力在第二状态的位移上所做的外力虚功（W12）,等于第二状态的外力在第一状态的位移上所做的外力虚功（W21）。

正确错误19.若解耦成功，在每一广义自由度上，体系作单频振动。

正确错误20.位移计算公式5.4.1-1只适用于小变形状态。

正确错误二、单项选择题（共20题、共60分）1.下列关于三钱拱或相当简支梁说法中，正确的是（）。

A、任意荷载作用下，三钱拱的弯矩都等于相当简支梁对应截面弯矩减去水平反力与该截面高之三钱拱与相当简支梁相比，具有弯矩和剪力减小，而轴力增大的特点c、三钱拱的内力与相当简支梁的轴力相关D、三较拱的水平推力与其自身（或相当简支梁）的跨度成反比2.国家大剧院（北京）属于（）结构。

研究生课程考核试卷科目：高等流体力学教师：何川姓名：苗闪闪学号：20111002060专业：动力工程及工程热物理类别：学术考生成绩：卷面成绩平时成绩课程综合成绩阅卷评语：阅卷教师（签名）重庆大学研究生院制四、设的气体以的速度以零攻角的速度定常绕流长度为的大平板，试用数值解讨论边界层内的流动规律。

解：设以匀速U运动的流体沿切线方向绕过一静止平板，由于流体的粘性作用，板面上的流体流速被降为零，板壁附近极薄区域的流体沿板的法向存在很大的速度梯度，该区域被称为流动边界层。

，为大雷诺数绕流。

沿板面取x坐标，板的发现方向取y坐标舍边界层的厚度为δ=δ(x)，因厚度很薄，既有。

YV ∞x根据问题的特性，忽略质量力，边界层内的速度矢量,压强，流体力学基本方程具体化为：C.E. (4.1) M.E. (4.2)(4.3)下面，应数量级比较的方法分析方程中各项的数量级关系。

首先，选特征参数U、L，奖方程组中个变物无量纲化，并在无量纲化过程中注意使用各无量纲变量的取值范围为(0，1)或取1的数量级（记作(~1)）。

即令：注：大雷诺数流动时，压力采用流动造成的动压作为参照具有相当的数量级关系。

将各无量纲变量代入式（4.1），并比较其各项的数量级关系，有：将各无量纲变量代入式（4.2），并比较其各项的数量级关系，有：1将各无量纲变量代入式（4.3），并比较其各项的数量级关系，有：1根据物理依据和工程事实，在连续型方程中，认为A=B；在x方向的大量方程中，去掉数量级较低的第一项，保留第二项，即边界层中的粘性作用，认为该项于压力梯度项具有相同的数量级，则有；分析y方向的动量方程，对流项与粘性扩散项具有相同的数量级，而压力梯度项却具有高得多的数量级。

得到简化的近似方程组：C.E. (4.4) M.E. (4.5)(4.6)由式（4.6）可以认为，在任一过断流面上，边界层内各点的压力与其外边界上的流势压力p e相等，即，而边界层外势流区满足这里，即有边界层方程即可表示为C.E. (4.4) M.E. (4.7)对于平板绕流，V e=U=c，则平板然刘的边界层发成可以简化为C.E. (4.4) M.E. (4.8)其定界边界条件为：y=0 : u=0 , v=0(4.9a) y→∞: u=U(4.9b)下面采用无量纲相似性解法。

第一篇土木工程施工技术第一章土石方工程1、土的可松性系数在土方工程中有哪些具体应用？答：土的可松性对确定场地设计标高、土方量的平衡调配、计算运土机具的数量和弃土坑的容积，以及计算填方所需的挖方体积等均有很大影响。

2、试述影响边坡稳定性的因素有哪些？并说明原因？答： a.土质，土质粘聚力越大边坡越稳定，边坡可陡些；b.挖土深度，深度越大，产生滑移土体越重，边坡越不稳定；c.施工期边坡上的荷载，动荷载静荷载增加了边坡的剪应力；d.土的含水率及排水情况，土的含水率越大，土体自重增加土体抗剪强度下降；e.边坡留置时间，留置时间越长边坡越稳定。

3、水泥土墙设计应考虑哪些因素？水泥土搅拌桩施工应注意哪些问题？答：因素：水泥土墙设计应考虑哪些因素：墙背填土的粘聚力和内摩擦角大小、活荷载分布及大小、挡土墙的基底应力大小、挡土墙的结构形式和断面尺寸。

注意问题：水泥土搅拌桩施工中应注意水泥浆配合比及搅拌速度、水泥浆喷射速率与提升速度的关系及每根桩的水泥浆喷注量，以保证注浆的均匀性与桩身强度。

施工中还应注意控制桩的垂直度以及桩的搭接等，以保证水泥土墙的整体性与抗渗性。

4、基坑土方开挖应遵循什么原则？针对不同的基坑应如何具体贯彻？答：原则; 开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖。

开挖到坑底后垫层应随挖随浇。

（1）对于放坡和坑内无内支撑的基坑开挖：应严格分层开挖，当基坑面积较大时，应采取分块开挖，基坑分块开挖应尽可能利用后浇带，按后浇带设置分区，尽量避免基础结构因分块开挖而增设施工缝。

对于重力式水泥土墙，在平面上可采取盆式开挖。

对于土钉墙或桩锚结构，宜采用岛式开挖方法。

土方开挖后不应将土方堆放在坑边。

（2）对于由内支撑的基坑开挖：其土方开挖需要与支撑施工相协调，此外，为便于挖土作业，一般需在第一道支撑上设置栈桥，在支撑下布置小型挖土机。

在土质较好的基坑中，可根据条件设置临时坡道，但临时坡道必须稳定可靠，必要时对坡道下的土体进行加固或设置结构性坡道。

思考与练习二班级：13信管A班学号：20131209021019 姓名：张利红一、通过1-3章的学习，回答以下问题：1.一般情况下对“系统”的定义是什么？请分四个层次解释这个定义？答：定义：系统是指将零散的东西进行有序的整理、编排形成的具有整体性的整体。

系统是由一些相互联系、相互制约的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的一个有机整体（集合）。

解释：（1）系统是一个动态和复杂的整体，相互作用结构和功能的单位。

（2）系统是能量、物质、信息流不同要素所构成的。

（3）系统往往由寻求平衡的实体构成，并显示出震荡、混沌或指数行为。

（4）一个整体系统是任何相互依存的集或群暂时的互动部分。

2.系统的特征是什么？并对每个特征举例说明，例如目的性：教育系统的目的是培养人才。

答：（1）整体性：地球系统的整体性是诸多元素构成的一个整体系统。

（2）层次性：人体系统分为不同的层次性分别为细胞,组织,器官,系统,个体。

（3）目的性：教育系统的目的是培养人才。

（4）稳定性：软件系统的稳定性是较长时间内系统运行正常。

（5）自组织性：每个系统都有自己的自我组成部分不是都是一样的。

（6）突变性：电脑的软件系统突然中了病毒。

（7）相似性：系统的基本特征都相似。

3.什么是数据、信息，两者有什么区别和联系？并举例说明日常生活中哪些是数据，哪些是信息？答：两者的联系：数据包含信息，数据加工处理之后得到的对人们用利的数据称为信息。

两者的区别：数据就是数值，也就是我们通过观察、实验或计算得出的结果。

信息：指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容。

举例：数据：数字、文字、图画、声音和活动图象。

信息：我传给a一句话，a经过完善信息后传递给b，b在经过加工传递给别人，这就是信息。

4.信息的特征是什么？并解释战略级、战术级和作业级信息的区别？答：特征：事实性、扩散传输性、共享性、增值性、不完全性、等级性、滞后性。

区别：①战略性决策指有关重大方向性问题的决策，如经营方针、长远计划、新产品试制等；②战术性决策指为了保证战略性决策所需要的人、财、物的准备而进行的决策，如人事调动、资金周转、资源分配等；③日常业务活动决策指为了提高日常工作效率和效益而进行的决策，是着眼于短期和个别方面的，如确定采购批量，处理日常业务中发生的问题等。

答案+我名字2020年春季学期课程作业工程力学（二）第1次工程力学（二）题号一二合计已做/题量0 / 20 0 / 20 0 / 40得分/分值0 / 40 0 / 60 0 / 100一、判断题(共20 题、0 / 40 分)1、粘滞阻尼理论一种近似的阻尼分析模型，其方向恒与质点速度方向相反，表明在运动中阻尼力恒作负功。

正确错误收藏该题2、几何可变体系包括几何常变体系和几何瞬变体系两类。

正确错误收藏该题3、主振型矩阵就是坐标变换矩阵。

正确错误收藏该题4、若解耦成功，在每一广义自由度上，体系作单频振动。

正确错误收藏该题5、力矩分配法只能用于计算仅有结点角位移的体系。

正确错误收藏该题6、简支梁弯矩包络图中的最小弯矩Mmin曲线与移动荷载无关。

正确错误收藏该题7、铰结点处的结点转角，一般不计算入独立的位移法未知量。

正确错误收藏该题8、使用单位荷载法进行超静定结构位移计算时，应保证除单位力外，其余参与平衡的力都作用在原结构的支座约束方向上。

正确错误收藏该题9、如果一个体系可用二元体规则判定其几何组成性质，则无法用二刚片规则判定其几何组成性质。

正确错误收藏该题10、竖向荷载会在转角位移上作虚功。

正确错误收藏该题11、均布荷载作用的起始点和终止点处，弯矩图有尖点。

正确错误收藏该题12、取面积的曲线图形可进行任意拆分,但拆分后每一面积图只能分布杆件的一侧。

正确错误收藏该题13、用力法计算荷载作用下的超静定结构时，解得的多余未知力与结构刚度无关。

由此可知，荷载作用下超静定结构的内力与刚度无关。

正确错误收藏该题14、平面体系的计算自由度不大于其自由度。

正确错误收藏该题15、不随时间变化的荷载称为静荷载，随时间变化的荷载称为动荷载。

正确错误收藏该题16、任意广义坐标变换都不会影响体系的运动频率和相位角。

正确错误收藏该题17、层间剪力为各柱顶剪力之和。

正确错误收藏该题18、若曲线图形面积进行了拆分,对应另一个取高度的直线图形是不能进行拆分的。