西北工业大学大学生数学建模竞赛试题西北工业大学2004年大学生数学建模竞赛试题A
2004年4月30日20点-5月4日8点
下面是两幅图片：
图（1）
图（2）
为了保密，需要将图片（1）隐藏在图片（2）中进行传输，并且要求在信息传输过程中信息被破译的概率小于5%。
试建立信息加密的数学模型与方法；
试建立信息解密的数学模型与方法；
对上面二幅图片完成加密-传送-接收-解密的全过程（要求附原程序软盘），并进一步设计程序，给出良好的界面；
试对加密图和解密图进行比较和检测，给出检测效率的定量估计方法。
西北工业大学2004年大学生数学建模竞赛试题(B)
（2004年4月30日20点-5月4日8点）
目前，由于煤矿矿井通风问题而引起的大型事故时有发生，解决煤矿矿井通风问题是减少煤矿事故发生的一个关键问题。矿井通风是矿井各生产环节中最基本的一环，它供给矿井新鲜风量，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的气体和粉尘，保证井下风流的质量(成分、温度和速度)和数量符合国家安全卫生标准，提供良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故，保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产，在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。矿井通风技术是煤矿治理瓦斯、煤尘及火灾的基础，合理高效的矿井通风系统是煤矿安全生产的基本保障。随着科学技术的发展，煤矿生产的机械化程度不断提高，矿井开采规模迅速扩大，通风线路随之加长，通风阻力增加，工作面上配风困难，通风难度相应增加。
请设计一套煤矿矿井通风系统，要求做到：
1、在保证每个矿井通道都满足国家安全卫生标准的条件下，使产生的经济效益最高；
2、在生产环境发生变化的情况下（例如，有些通道废弃不用，而有些通道是新近使用的，这时，系统的通风设备的各种参数会发生变化，有些原来满足条件的通道，现在不满足条件了），如何调整各种参数，使系统仍然满足国家安全卫生标准。
3、调查一些实例，验证你们队所设计的系统的有效性。
西北工业大学2005年大学生数学建模试题A
制陶材料优化设计
硅酸盐（Si3N4）制陶材料是一种强度高、耐磨、抗氧化和耐高温的材料，它广泛应用于高温结构的材料中，如切割工具、齿轮、内燃机部件及航空、航天飞行器的有关部件等。影响这种材料的强度的因素有：
A:加热方案，A1=两步，A2=一步；（其中“两步”包括“一步”上的预烧结阶段）.
B:四种烧结添加剂CaO,Y2O3,MgO和Al2O3的总量，B1=14摩尔%，B2=16摩尔%，B3=18摩尔%。
C:CaO的含量，C1=0.0摩尔%，C2=1.0摩尔%，C3=2.0摩尔%。
D: Y2O3的摩尔%与MgO的摩尔的比率，D1=1:1, D2=1:2, D3=1:6.
E：Y2O3的摩尔%与Al2O3的摩尔%的比率，E1=2:1, E2=1:1, E3=1:4.
F:烧结温度，F1=1800oC, F2=1850oC, F3=1900oC.
G:烧结时间，G1=1h, G2=2h, G3=3h.
为了寻找使得该种材料的强度达到最高的工艺条件，特此安排了如下试验方案，测量数据见表1，
根据表1的测量数据，试建立合理的数学模型，并对试验结果进行分析；
寻找使得强度最大的最优工艺条件；
对你所建立的模型进行误差分析并做出评价；
你能否提出一种更合理的试验设计计划及试验结果的分析方法？
就你的研究对有关部门试写一份申报科技进步奖的报告。
表1、陶瓷试验方案及强度数据表
试验号
因素
A B C D E F G
强度
1 1
2 2 1
3 1 3 996.8 783.6 796.9
2 1 2 1 2 2
3 1 843.8 816.2 714.3 824.4
3 1 2 3 3 1 2 2 647.1 667.9 534.3 617.7
4 1 3 2 1 2 3 2 616.3 552.3 552.6 596.0
5 1 3 1 2 1 2 3 517.8 526.1 498.1 499,5
6 1 3 3 3 3 1 1 1002.0 1097.0 882.9 940.1
7 1 1 2 2 3 2 1 806.5 933.5 964.9 1046.0
8 1 1 1 3 2 1 2 801.5 803.2 846.2 756.4
9 1 1 3 1 1 3 3 739.2 863.3 797.0 929.6
1
2 2 2
3 1 3 1 615.0 627,5 583.9 597.1 563.9
1
1
2 2 1 1
3 2 2 795.9 854.0 937.0 999.2 724.8
1
2
2 2
3 2 2 1 3 850.9 921.8 990.6 943.5 840.9
1
3
2 3 2 2 1 1 2 513.0 665.9 718.9 646.4
1
4
2 3 1 3 3 3 3 831.3 981.4 912.5 950.7 987.3
1 5
2
3 3 1 2 2
1
806.1 908.1 627.6 855.0
1
6
2 1 2
3 2 2 3 727.3 643.9 584.0 643.
4 602.1
1
7
2 1 1
3 2 2 3 836.8 716.3 862.9 796.2
1 8
2 1
3 1 1 1 1 1001.0 937.6 955.3 995.8 1009.
注：因素栏中数字“i”表示因素在试验中处于第i水平。
西北工业大学2005年大学生数学建模试题B
零件装配优化
在航空工业中，特别在飞机工业制造过程中，各零部件合理装配非常有助于提高整机的性能。
现有19个零件均匀装配在一个圆盘周围，每个零件具有频率和质量，装配时要求满足以下条件：
1．相邻零件应具有频率差，且为一大一小分布；
2．相邻零件频率差应不小于6Hz，允许在不相邻的三处，相邻零件频率差不小于4Hz；
3．整个圆盘上的配重值不大于10g , 配重值计算公式为：
则：
a．设计满足上述要求的优化算法，并用表2中三组数据验证；
b．如果数据可做局部调整（可换一个零件），分析对装配效果的影响。
表2 数据
序
频率Hz 质量g 序号频率Hz 质量g 序号频率Hz 质量g 号
1 111 70 1 96 39 1 96 32
2 108 65 2 100 32 2 11
3 90
3 112 86 3 108 62 3 106 59
4 100 32 4 98 10 4 96 27
5 102 50 5 110 59 5 100 48
6 100 36 6 98 32 6 96 41
7 99 10 7 98 20 7 96 25
8 106 67 8 108 74 8 105 55
9 98 26 9 110 49 9 112 63
10 102 35 10 98 5 10 97 42
11 97 16 11 98 12 11 97 25
12 100 20 12 98 30 12 97 49
13 109 71 13 96 16 13 108 60
14 99 38 14 108 80 14 96 20
15 109 93 15 109 60 15 112 62
16 113 72 16 107 52 16 111 82
17 109 66 17 108 59 17 110 84
18 100 27 18 98 39 18 97 45
19 101 66 19 102 37 19 108 47
西北工业大学2006年大学生数学建模试题A
汽车车库库存的数学模型
某汽车制造厂有一大型仓库存放成品小型汽车，厂方希望将尽可能多的汽车贮存在车库内。在满足一定要求的条件下，尽可能提高仓库的利用率。
设车库形状为200米╳300米的矩形，仓库只有一个门，位于矩形长边的正中央，门宽5米。假设汽车形状只有两种形式，如下图所示：
从网上查出以上两种型号汽车的形状尺寸。要求：
1、在任何时刻只有一辆汽车开出仓库大门，开出过程中不得有任何碰撞；
2、摆放时任意两辆汽车之间至少保持40cm的间距，不重叠；
3、出门时必须车头先出，不得使用任何其他辅助设备。
试建立合理的数学模型，解决以下问题。
1、在每辆车都可顺利开出车库的条件下，如何摆放，可提高车库利用率。
2、假设在车辆无法调出时，可以先将阻碍的车辆开出车库外，在这种情况下，给出车辆摆
放的优化数学模型。
3、对问题2的车俩摆放模型，假定每辆汽车开出仓库时的速度均相同，且汽车前轮可以左
右转动90度，给出将车库4个角落的汽车全部开出所需最少时间的调运方案。
西北工业大学2006年大学生数学建模试题B
飞行器再入轨迹优化问题
天地往返运输系统执行飞行任务一般经历三个阶段:发射阶段、在轨运行阶段和再入大气层返回着陆阶段。其中，以再入大气层阶段最为复杂，它是指飞行器沿转变后的轨道到达它要着陆的天体的大气层，安全通过大气层并利用大气减速最终安全着陆在天体上的过程，简称为再入过程。简言之，再入是指飞行器从大气层外再次进入大气层内的飞行。
如何设计再入轨迹使得有效载荷最大、消耗能量最小、落地速度不能过大以及飞行器表面温度不超过允许的极限值等，以确保再入飞行器无损的降落在预定着陆区之内是很有理论与工程价值的问题。
问题1：考虑绕月飞行器在月球表面（没有大气层）降落的情形，试构造此时飞行器再入轨迹优化设计的数学模型，并通过数值仿真来分析、验证模型的有效性（不考虑地球等其他天体的影响）；
问题2：考虑飞行器再入地球大气层的情形，试构造此时再入轨迹优化设计问题的数学模型，并通过数值仿真来对模型进行分析。
【要求】请将结果整理成研究报告的形式，包括方案设计、可行性分析、数学模型、算法、仿真计算结果、结果分析和仿真程序等。
西北工业大学2006年大学生数学建模试题C
弹道导弹再入段拦截问题
弹道导弹是指在火箭发动机作用下按预定程序飞行，关机后按自由抛物体轨迹飞行的导弹。这种导弹的整个弹道分为主动段和被动段，主动段弹道在火箭发动机推力和制导系统作用下，导弹按预定弹道飞行；被动段弹道按照在主动段终点获得的给定速度和弹道倾角作惯性飞行。
为了对付弹道导弹的威胁, 美、俄等军事强国先后加强了对弹道导弹防御系统的研究,尤其是美国, 迫切希望建立起一个反导体系, 以拥有对抗弹道导弹袭击的能力。1999年3月,美国通过了建立NMD的方案, 它将与TMD系统一起构成美国导弹防御系统的支柱。之后, 美国又进行了诸多分析, 并于2002年9月提出将原有的TMD以及NMD合并, 统称为导弹防御系统。
导弹防御系统中的一个重要组成部分是拦截导弹，它被用于拦截来袭的弹道导弹。拦截导弹通常分为两类：一类为高空拦截导弹，又称被动段拦截导弹，一般用于在大气层外拦
截来袭弹道导弹；另一类为低空拦截导弹，又称再入段拦截导弹或近程拦截导弹，用于在目标上空拦截来袭弹道导弹。
现在来考虑弹道导弹的再入段拦截问题。
问题1：在来袭弹道导弹不具有末端机动的条件下，构造单枚弹道导弹的拦截模型，并通过仿真分析防御系统的拦截能力；
问题2：在来袭弹道导弹做某种末端机动的条件下，通过仿真分析此时防御系统的拦截能力，并尝试对防御策略进行改进，来提高防御系统的拦截能力；
问题3：试讨论和分析在多枚弹道导弹来袭情形下的防御策略。
【要求】需提交弹道导弹拦截的仿真和演示程序。
名词解释：
末端机动：在导弹攻击目标之前为躲避对方的防御系统而做出的规避动作。
NMD（ National Missile Defense）：国家导弹防御系统，它是美国为保护本土免遭战略导弹攻击而构建的一套武器系统。
TMD（Theater of operations Missile Defense）：战区导弹防御系统。
2015年《自然辩证法概论》试题及解答 1.马克思恩格斯科学技术思想的基本内容？ 答：一、科学技术的定义：马克思、恩格斯认为，科学建立在实践基础之上，是人们批判宗教和唯心主义的精神武器，是人们通过实践对自然的认识与解释，是人类对客观世界规律的理论概括，是社会发展的一般精神产品；技术在本质上体现了人对自然的实践关系。 二、基本内容如下： （1）科学的分类恩格斯对自然科学进行了分类。每一门科学都是分析某一个别的运动形式或一系列相互转化的运动形式，因此，科学分类就是这些运动形式本身依据其内部所固有的次序的分类和排列，而它的重要性也正是在这里。恩格斯将自然科学的研究对象规定为运动着的物体，并将科学分为数学、天文学、物理学、化学、生物学等。 （2）科学技术与哲学的关系恩格斯强调科学技术对哲学的推动作用，认为推动哲学家前进的，主要是自然科学和工业的强大面日益迅猛的进步。科学的发展也受到哲学的制约和影响。科学与哲学在研究对象上具有本质上的共同点和内在的一致性。科学研究作为一种认识活动，必须通过理论思维才能揭示对象的本质和规律，这就自然地与哲学发生紧密的关系。 （3）科学技术是生产力马克思提出了科学是生产力的思想，他认为，社会生产力不仅以物质形态存在，而且以知识形态存在，自然科学就是以知识形态为特征的一般社会生产力。 （五）科学技术的生产动因马克思认为自然科学本身的发展，“仍然是在资本主义生产的基础上进行的，这种资本主义生产第一次在相当大的程度上为自然科学创造了进行研究、观察、实验的物质手段。”恩格斯认为近代以来科学“以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。” （六）科学技术的社会功能科学革命的出现，打破了宗教神学关于自然的观点，自然科学从神学中解放出来，从些快速前进。科学与技术的结合，推动了产业革命，产业革命促使市民社会在经济结构和社会生产关系上了发生了全面变革。 马克思认为，科学技术的发展，首先必然引起生产方式的变革，也必然引起生产关系本身的变革。 （七）科学技术与社会制度马克思、恩格斯首先揭示了新兴资产阶级与自然科学的关系。其次揭示了资本主义制度下劳动者与科学技术的关系。再次，预见了只有在劳动中，科学才起到它真正的作用。同时也肯定了科学家个人在科学发展史上的重要作用。
2001博士秋季入学考试试题 1（16分）共价键的数目(为配位电子数)和方向(电子云密度最大方向)取决于什么？利用杂化轨道理论解释金刚石(sp 3)结构中的共价键，并计算碳的sp 3键的键角(109.28)。 2（12分）离子晶体在平衡时的结合能为：)11(80020n R NMe U E b -==πε，M 称为马德隆常数。试解释M 的意义。(西工大固体物理P41；M 是与晶体结构有关的常数) 3（12分）试比较经典的和量子的金属自由电子理论。(方俊鑫P285；黄昆P275) 4（12分）举例说明能带理论在解释固体材料有关性质(绝缘、半导、导体)、设计新材料中的应用。(西工大P111) 5（12分）解释金属及半导体的电阻率(高温时、低温时)随温度变化的规律。(西工大P192)
6（12分）分析固体表面的成分可采用那些分析技术和方法。(电子能谱：光电子能谱、俄歇电子、离子中和谱；离子谱：低能离子散射、高能离子散射、二次离子质谱、溅射中性粒子谱、致脱附离子角分布) 7（12分）晶体致的电缺陷有那些类型？分析其形成原因及对晶体性质的影响。（西工大P149、151） 8（12分）简述物质超到态的主要特征。（西工大P206、零电阻，充合抗磁） 答：1，低能电子衍射；2，表面敏感扩展X 吸收精细结构；3，场离子显微镜；4，电子显微镜；5，投射电子显微镜，扫描电子显微镜；6，扫描隧道显微镜；7，原子力显微镜；8，摩擦力显微镜 2001博士春季入学考试试题 1（16）N 对离子组成的NaCl 晶体的总互作用势能为 ??????-=R e R B N R U n 024)(πεα 其中α是马德隆常数，B 为晶格参量，n 为玻恩指数。 （1） 证明平衡原子间距为n e B R n 2 0104απε=- （2） 证明平衡时的结合能为)11(4)(0020n R Ne R U --=πεα
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？
西北工业大学 2012年硕士研究生入学考试试题答案 试题名称：材料科学基础试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页 一、简答题（每题10分，共50分） 1.请简述滑移和孪生变形的特点？ 答： 滑移变形特点： 1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变 2）滑移线与应力轴呈一定角度 3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上 4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带 5）特定晶面，特定晶向 孪生变形特点： 1) 部分晶体发生均匀切变 2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化 3) 临界切分应力大 4) 孪生对塑变贡献小于滑移 5) 产生表面浮凸 2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？ 答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。 3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯 铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。 答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。 铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。因而铜的塑性好于铁。 4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相 区中，相成分的变化规律。
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。
材料性能学 第一章材料单向静拉伸的力学性能 一、名词解释。 1.工程应力:载荷除以试件的原始截面积即得工程应力σ，σ=F／A0。 2.工程应变：伸长量除以原始标距长度即得工程应变ε，ε=Δl／l0。 3.弹性模数：产生100％弹性变形所需的应力。 4.比弹性模数（比模数、比刚度）：指材料的弹性模数与其单位体积质量的比值。（一般适用于航空业） 5.比例极限σp：保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，即在拉伸应力—应变曲线上开始偏离直线时的应力值。 6.弹性极限σe：弹性变形过渡到弹-塑性变形（屈服变形）时的应力。 7.规定非比例伸长应力σp：即试验时非比例伸长达到原始标距长度(L0)规定的百分比时的应力。 8.弹性比功(弹性比能或应变比能) a e: 弹性变形过程中吸收变形功的能力，一般用材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功来表示。 9.滞弹性：是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 10.粘弹性：是指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。 11.伪弹性：是指在一定的温度条件下，当应力达到一定水平后，金属或合金将产生应力诱发马氏体相变，伴随应力诱发相变产生大幅的弹性变形的现象。 12.包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（1-4%），然后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 13.内耗：弹性滞后使加载时材料吸收的弹性变形能大于卸载时所释放的弹性变形能，即部分能量被材料吸收。（弹性滞后环的面积） 14.滑移：金属材料在切应力作用下,正应力在某面上的切应力达到临界切应力产生的塑变,即沿一定的晶面和晶向进行的切变。 15.孪生：晶体受切应力作用后,沿一定的晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)在一个区域内连续性的顺序切变,使晶体仿佛产生扭折现象。 16.塑性：是指材料断裂前产生塑性变形的能力。 17.超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率(约1000％)，而不发生缩颈和断裂的现象。 18.韧性断裂：材料断裂前及断裂过程中产生明显的塑性变形的断裂过程。 19.脆性断裂：材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形，没有明显预兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程。 20.剪切断裂：材料在切应力的作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。 21.解理断裂：在正应力的作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。 22.韧性：是材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 23.银纹：聚合物材料在张应力作用下表面或内部出现的垂直于应力方向的裂隙。当光线照射到裂隙面的入射角超过临界角时，裂隙因全反射而呈银色。 24.河流花样：在电子显微镜中解理台阶呈现出形似地球上的河流状形貌，故名河流状花样。 25.解理台阶：解理断裂断口形貌中不同高度的解理面之间存在台阶称为解理台阶。 26.韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。 27.理论断裂强度：在外加正应力作用下，将晶体中的两个原子面沿着垂直于外力方向拉断所需的应力称为理论断裂强度。 28.真实断裂强度：用单向静拉伸时的实际断裂拉伸力Fk除以试样最终断裂截面积Ak所得应力值。 29.静力韧度：通常将静拉伸的σ——ε曲线下所包围的面积减去试样断裂前吸收的弹性能。 二、填空题。 1. 整个拉伸过程的变形可分为弹性变形，屈服变形，均匀塑性变形，不均匀集中塑性变形四个阶段。 2. 材料产生弹性变形的本质是由于构成材料原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆位移的反应。 3. 在工程中弹性模数是表征材料对弹性变形的抗力，即材料的刚度，其值越大，则在相同应力下产生的弹性变形就越小。
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；
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
诚信保证 本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。本人签字： 编号： 西北工业大学考试试题（卷） 2008－2009学年第1学期 开课学院航天学院课程航天器飞行力学学时 48 考试日期考试时间 2小时考试形式（闭）（A）卷题号一二三四五六七八九十总分得分 考生班级 2162、2163 学 号姓 名 一、名词解释（20分） 1、比冲 2、过载 3、二体问题 4、轨道摄动 5、星下点轨迹 6、临界轨道 7、顺行轨道 8、轨道转移 9、再入走廊 10、总攻角 注：1. 命题纸上一般不留答题位置，试题请用小四、宋体打印且不出框。 2. 命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。共2页 第1页
西北工业大学命题专用纸 二、简述（20分） 1、直接反作用原理 2、刚化原理（关于变质量物体质心运动方程和绕质心转动方程的描述） 3、瞬时平衡假设 4、开普勒三大定律 三、简答题（40分） 1、火箭产生控制力和控制力矩的方式有那些？写出各自的控制力和控制力矩计 算公式。 2、在什么条件下，一般空间弹道方程可以分解成纵向运动方程和侧向运动方 程？ 3、自由飞行段的运动有哪些基本特征、轨迹是什么形状、特征参数有哪些、特 征参数与主动段终点参数有什么关系？ 4、轨道要素有哪些，其意义和作用是什么？ 5、卫星轨道的摄动因素有那些？ 6、双椭圆轨道机动的特征速度的确定方法？ 7、基于状态转移矩阵的双脉冲轨道机动的过程和特征速度的求解方法? 8、航天器再入轨道有哪些类型，各有什么特点？ 四、推导题（20分） 1、推导齐奥尔柯夫斯基公式（理想速度与质量变化的关系） 2、推导二体问题基本方程 教务处印制 共2页 第2页
西北工业大学 2011年硕士研究生入学考试试题参考答案 试题名称：材料科学基础（A卷）试题编号：832 说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共 7 页 一、简答题（每题10分，共50分） 1.请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、 螺位错的主要特征。 答：刃型位错： 1)1晶体中有一个额外原子面，形如刀刃插入晶体 2)2刃位错引起的应力场既有正应力又有切应力。 3)3位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移（矢量）方向垂直 4)4滑移面惟一 5)5位错线的移动方向与晶体滑移方向平行（一致） 6)6位错线与柏氏矢量垂直 螺型位错： 1)1上下两层原子发生错排，错排区原子依次连接呈螺旋状 2)2螺位错应力场为纯切应力场 3)3螺型位错与晶体滑移方向平行，故位错线一定是直线 4)4螺型位错的滑移面是不惟一； 5)5位错线的移动方向与晶体滑移方向相互垂直。 6)6位错线与柏氏矢量平行 2.何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困 难？ 答：随变形量增大，强度硬度升高，塑形下降的现象。软化方法是再结晶退火。 3.什么是离异共晶？如何形成的？ 答：在共晶水平线的两个端部附近，由于共晶量少，领先相相依附在初
生相上，另一相独立存在于晶界，在组织学上失去共晶体特点，称为离异共晶。有时，也将端部以外附近的合金，在非平衡凝固时得到的少量共晶，称为离异共晶。 4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。 答：只有置换固溶体才可能形成无限固溶体。且两组元需具有相同的晶体结构、相近的原子半径、相近的电负性、较低的电子浓度。原因：溶质原子取代了溶剂原子的位置，晶格畸变较小，晶格畸变越小，能量越低。电负性相近不易形成化合物。电子浓度低有利于溶质原子溶入。 5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni ，另一个含 50%Ni ，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？ 答：50%Ni 的偏析严重，因为液固相线差别大，说明液固相成分差别大，冷速较快不容易达到成分均匀化。 二、 作图计算题（每题15分，共60分） 1、写出{112}晶面族的等价晶面。 答： )21()12()11()211()12()11( )211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 2、 请判定下列反应能否进行：]001[]111[2]111[2a a a →+ 答：几何条件： ]001[]002[2 ]111[2]111[2a a a a ==+，满足几何条件 能量条件： ( )2 2 2 2 2 2 32 2 2222 2222 2 211 004311121)1()1(2a a b a a a b b =++==?? ? ??+++??? ??+-+-=+ 不满足能量条件，反应不能进行。
西工大博士入学面试题【博士生面试英语自 我介绍】 自我介绍的第一句话，很关键，不用说的很复杂。可以是一个简单句，但一定要铿锵有力。展示出自信和实力。千万不要来一句“sorry, my English is poor”，以下是X 为你整理的博士生面试英语自我介绍，希望大家喜欢。 博士生面试英语自我介绍篇1 Good morning, Dear Professors: It’s my honor to introduce myself. My name is XXX, I am fromXXCountyXXProvince, December XXXX I was born in a poor family, and my parents are farmers, I love and respect them very much. We were delight with my bexxing a fresh man in September 1997. Luckily, I was permitted to be a graduate student after 4 years colorful life on campus. I received my Bachelor degree20XX inXX Institute of Science and Technology, then a Master degree20XX inXX University of Science and Technology. For those 7 years my major was Die Design. Before I received my Master degree, I had done the subject of XXXXXXXXXXX. For the past 3 years, I have been inXXXXXXCollege, where I have been and still am
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]。
Part 1 Reading comprehension Passage 1 Opinion poll surveys show that the public see scientists in a rather unflattering light. Commonly, the scientist is also seen as being male. It is true that most scientists are male, but the picture of science as a male activity may be a major reason why fewer girls than boys opt for science, except when it comes to biology, which is seen as “female.” The image most people have of science and scientists comes from their own experience of school science, and from the mass media. Science teachers themselves see it as a problem that so many school pupils find school science an unsatisfying experience, though over the last few years more and more pupils, including girls, have opted for science subjects. In spite of excellent documentaries, and some good popular science magazines, scientific stories in the media still usually alternate between miracle and scientific threat. The popular stereotype of science is like the magic of fairy tales: it has potential for enormous good or awful harm. Popular fiction is full of “good” scientists saving the world, and “mad” scientists trying to destroy it. From all the many scientific stories which might be given media treatment, those which are chosen are usually those which can be framed in terms of the usual news angles: novelty, threat, conflict or the bizarre. The routine and often tedious work of the scientist slips from view, to be replaced with a picture of scientists forever offending public moral sensibilities (as in embryo research), threatening public health (as in weapons research), or fighting it out with each other (in giving evidence at public enquiries such as those held on the issues connected with nuclear power). The mass media also tends to over-personalize scientific work, depicting it as the product of individual genius, while neglecting the social organization which makes scientific work possible. A further effect of this is that science comes to be seen as a thing in itself: a kind of unpredictable force; a tide of scientific progress. It is no such thing, of course. Science is what scientists do; what they do is what a particular kind of society facilitates, and what is done with their work depends very much on who has the power to turn their discoveries into technology, and what their interests are. 1. According to the passage, ordinary people have a poor opinion of science and scientists partly because ______. A) of the misleading of the media B) opinion polls are unflattering C) scientists are shown negatively in the media D) science is considered to be dangerous 2.. Fewer girls than boys study science because ______.
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。
精品文档 1.为什么Nicalon sic 纤维使用温度低于1100℃？怎样提高使用温度？ 从热力学上讲，C-SIO 2界面在1000℃时界面气相CO 压力可能很高，相应的O 2浓度也较高。只有O 2扩散使界面上O 2浓度达到较高水平时，才能反应生成CO 。但是温度较低时扩散较慢，因此C-SiO 2仍然在1000℃左右共存。 当温度升到1100℃，1200℃时，CO 的压力将会更高，此时O 2的浓度也较高，而扩散速度却加快。因而，SiC 的氧化速度加快，导致Nicalon 纤维在1100℃，1200℃时性能下降很快。 要提高Nicalon 纤维的使用温度，需降低Nicalon 纤维的游离C 和O 的含量，以防止游离C 继续与界面O 反应。 2.复合材料的界面应力是怎样产生的？对复合材料的性能有何影响？ 复合材料的界面应力主要是由于从制备温度冷却到室温的温度变化△T 或是使用过程中的温度变化△T 使得复合材料中纤维和基体CTE （coefficient of thermal expansion 热膨胀系数？）不同而导致系统在界面强结合的情况下界面应力与△T 有着对应关系；在界面弱结合的情况下，由于滑移摩擦引起界面应力。 除了热物理不相容外，还有制备过程也能产生很大甚至更大的界面应力。如：PMC 的固化收缩，MMC 的金属凝固收缩，CMC 的凝固收缩等。 △CTE 限制界面应力将导致基体开裂，留下很多裂纹，裂纹严重时将使复合材料解体，使复合材料制备失败，或是使其性能严重下降，△CTE 不大时，弹塑性作用，不会出现裂纹。而对于CMC ，即使不会出现明显的裂纹，基体也已经出现了微裂纹。这些微裂纹对复合材料的性能不会有很的影响，相反，这些微裂纹对CMC 复合材料的增韧有帮助，因为微裂纹在裂纹扩展过程中将会再主裂纹上形成很多与裂纹而消耗能量，从而达到增韧的目的。 3．金属基复合材料界面控制的一般原则是什么？ 金属基复合材料要求强结合，此时能提高强度但不会发生脆性破坏。均存在界 面化学反应趋势，温度足够高时将发生界面化学反应，一定的界面化学反应能增加界面的结合强度，对增强有利。过量的界面化学反应能增加界面的脆性倾向对增韧不利。因此，MMC 的界面化学反应是所希望的，但是应该控制适度。 具体原则有： 纤维表面涂层处理：改善润湿性，提高界面的结合强度，并防止不利的界面反应。 基体改性：改变合金的成分，使活性元素的偏聚在f/m 界面上降低界面能，提高润湿性。 控制界面层：必须考虑界面层的厚薄，以及在室温下熔体对纤维及纤维表面层的溶解侵蚀。纤维及其表面层金属熔体中均具有一定的溶解度。因而，溶解和侵蚀是不可避免的。 4.为什么玻璃陶瓷/Nicalon 复合材料不需要制备界面层？ 氧化物玻璃基体很容易与Nicalon SiC 纤维反应：SiC+O 2=SiO 2+C 这一反应可以被利用来制备界面层。 氧化物玻璃基体与Nicalon SiC 纤维还可能发生其它氧化反应，但由于需要气相产物扩散离开界面，因为其他热力学趋向很大，但反应驱动力相对较小。因上述反应生成的SiO 2 在SiO 2基玻璃中很容易溶入玻璃基体。如果使用的玻璃基体不发生饱和分相的话，反应的结果将在界面上生成C 界面层或纤维的表面层，因而不需要预先制备界面层，这就是玻璃陶瓷的最大优点。 5．复合材料有哪三个组元组成，作用分别是什么？ 复合材料是由：基体，增强体，界面。 基体：是复合材料中的连续相，可以将增强体粘结成整体，并赋予复合材料一 定形状。有传递外界作用力，保护增强体免受外界环境侵蚀的作用。 增强体：主要是承载，一般承受90%以上的载荷，起着增大强度，改善复合材 料性能的作用。 界面：1.传递作用：载荷施加在基体上，只有通过界面才能传递到增强体上， 发挥纤维的承载能力，所以界面是传递载荷的桥梁。 2.阻断作用：结合适当的界面有阻止裂纹扩展，中断材料破坏，减缓应力集中的作用。 3.保护作用：界面相可以保护增强体免受环境的腐蚀，防止基体与增强体 之间的化学反应，起到保护增强体的作用。 6. 请说明临界纤维长度的物理意义？ 能够达到最大纤维应力，即极限强度σfu 的最小纤维长度，称为临界长度Lc ，临界纤维长度是载荷传递长度的最大值。 L 西北工业大学考试试题（卷） 2007－2008学年第二学期 开课学院计算机、软件学院课程数字逻辑学时54 考试日期2008.6.11 考试时间2小时考试形式（闭）（A ）卷 一、分析图示时序电路的逻辑功能，设初态为0。写出激励函数和状态方程、列出状态转换表、画出完全状态图、说明是几进制计数器、有无自启动能力。（15分） 二、图示电路均为TTL 门， 各电路在实现给定的逻辑关系时是否有错误，如有错误请改错。（12分） A B F AB = F A B =+B （2） F AB =A B （3） =1A B C F A B C =⊕⊕（4） 三、使用卡诺图法化简逻辑函数 ()(,,,)1,2,4,7,8,11,13,14m f A B C D = ∑（8分） 四、按要求完成下列各题： （10分） 1、用代数法证明：若A 1A 2= 0，则1212A A A A ⊕=+ 2、写出逻辑函数(,,,)F A B C D A B CD AD =++的对偶函数和反函数。 五、试用八选一数据选择器CT74LS151用降维法实现逻辑函数：（15分） ()() (,,,)1,5,8,9,13,147,10,11,15m d F A B C D = +∑∑ 六、由维持－阻塞型D 触发器组成的电路如图所示。已知A 、B 、CP 端的电压波形，试画出Q 端对应的电压波形。设电路的初始状态为0。（15分） CP Q B 0 七、由集成四位二进制同步步计数器74161和8选1数据选择器74LS151组成的电路如图所示。试按要求回答：（15分） CP 1 F （1）74161组成几进制计数器电路； 00011110 CD 1 1 1 11 11 1 00011110AB BA西北工业大学考试试题2008
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