西南大学22春《工程力学》基础离线作业一及答案参考24

西南大学22春工程力学基础离线作业一及答案参考1. 拉伸与扭转组合变形、弯曲与扭转组合变形，它们的强度条件相同。( )A.对B.错参考答案：A2. 有两根直径d，长度和绝对粗糙度相同的管流，以等速输送不同的液体，其沿程水头损失相等。( )有两根直径d，长度和绝对粗糙度相同的管流，以等速输送不同的液体，其沿程水头损失相等。( )正确答案：×3. (1) 试述A的物理意义； (2) 电流I均匀地流过一无限长半径为a的圆柱形导体，选电流方向为z轴正方向，已知导线(1) 试述A的物理意义；  (2) 电流I均匀地流过一无限长半径为a的圆柱形导体，选电流方向为z轴正方向，已知导线外的矢势    求圆柱导体内的矢势A1(1)矢势A的物理意义：矢势A沿任意闭合路径L的环量，等于通过以L为边界的曲面S的磁通量，某一点上的矢势没有明确意义。(2) 如图所示，由于磁场B具有轴对称性，根据安培环路定理       可得柱内外磁感应强度A1=10v   由于磁场具有轴对称性，利用矢势A与磁场B的积分关系可以求解导体内的矢势A1。    引申拓展 在磁场具有对称性时，矢势也具有对称性，这时利用磁场强度求解矢势A比较方便，不必去求解矢势的微分方程。 4. 已知：无环量平面势流圆柱(半径为a)绕流的流函数为 求：验证流函数满足拉普拉斯方程。已知：无环量平面势流圆柱(半径为a)绕流的流函数为    求：验证流函数满足拉普拉斯方程。拉普拉斯方程的柱坐标形式为        (a)            (b)            (c)    将(b)式、(c)式代入(a)式，(a)式成立。 5. 某点的真空压强为65000Pa，当地压强为0.1MPa，该点的绝对压强为 A65000Pa；B55000Pa；C35000Pa；D165000Pa。某点的真空压强为65000Pa，当地压强为0.1MPa，该点的绝对压强为  A65000Pa；B55000Pa；C35000Pa；D165000Pa。D6. 拉格朗日积分要求流动为无旋，但可以是非恒定流动。 ( )拉格朗日积分要求流动为无旋，但可以是非恒定流动。 ( )此题为判断题(对，错)。正确答案：7. 柴油发动机连杆大头螺钉承受最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN。螺纹处内径d=11.5mm。试求平均应力m、柴油发动机连杆大头螺钉承受最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN。螺纹处内径d=11.5mm。试求平均应力m、应力幅a、循环特征R，并作-t曲线。m=549MPa，a=12MPa，R=0.968. 有限物体的形心与重心相重合的条件是_。有限物体的形心与重心相重合的条件是_。均质材料9. 某两级气体压缩机进气参数为100kPa、300K，每级压力比为5，绝热效率为0.82，从中间冷却冷却器排出的气体温度是3某两级气体压缩机进气参数为100kPa、300K，每级压力比为5，绝热效率为0.82，从中间冷却冷却器排出的气体温度是330K。若空气的比热容可取定值，计算每级压气机的排气温度和生产1kg压缩空气压气机消耗的功。空气比热容取定值，Rg=287J/(kg·K)，cp=1004J/(kg·K)。由题意，如图所示，状态1:p1=100kPa、T1=300K    状态2：p2=p1=5×100kPa=500kPa            状态3：p2=p2=500kPa、T3=330K    状态4：P4=p3=5×500kPa=2500kPa    =        生产1kg压缩空气压气机耗功    Wc=(h2-h1)+(h4-h3)=cp(T2-T1)+(T4-T3)    =1.005kJ/(kg·K)×(513.57K-300K)+(564.94K-330K)    =450.7kJ/kg本题虽然各级压力比相同，但进入高压级气缸的气体温度比进入低压级气缸温度高，所以各级消耗的功不相等。 10. 氧气进行一可逆过程1-2，T-s图上为水平线，过程3-1焓的变化h与过程3-2的热力学变化u的关系是_。氧气进行一可逆过程1-2，T-s图上为水平线，过程3-1焓的变化h与过程3-2的热力学变化u的关系是_。h31=u3211. 空间汇交力系的平衡方程为三个投影式：图。( )A.对B.错参考答案：A12. 位移法只能以拆成三种类型(两端固定，一端固定、另端铰支，一端固定、另端滑动)的杆系作基本结构。( )位移法只能以拆成三种类型(两端固定，一端固定、另端铰支，一端固定、另端滑动)的杆系作基本结构。(  )错误还可包含有弯矩静定的杆。13. 单元杆端力向量按轴力、剪力、弯矩顺序排列，杆端位移向量按轴向线位移、垂直轴线的线位移、角位移的顺序排列，则单元杆端力向量按轴力、剪力、弯矩顺序排列，杆端位移向量按轴向线位移、垂直轴线的线位移、角位移的顺序排列，则局部坐标系的单元刚度矩阵中的元素k22等于：(  )  A B4i C DC14. 常温、常压下一混合气体由氮气、氧气和二氧化碳组成，其摩尔分数分别为50%、20%和30%。试计算该混合气体的折合常温、常压下一混合气体由氮气、氧气和二氧化碳组成，其摩尔分数分别为50%、20%和30%。试计算该混合气体的折合摩尔质量Meq。混合气体的折合摩尔质量为：    Meq=xi·Mi=(0.5×28+0.2×32+0.3×44)×10-3=33.6×103kg/mol 15. 在Q=0处，弯矩必取Mmax。( )在Q=0处，弯矩必取Mmax。(  )错误16. 向容积为V=10m3的刚性绝热真空贮罐充入=0.7，温度为30，压力为0.1MPa的湿空气，到罐内压力达0.1MPa为止。求：向容积为V=10m3的刚性绝热真空贮罐充入=0.7，温度为30，压力为0.1MPa的湿空气，到罐内压力达0.1MPa为止。求：贮罐内空气的干球温度，含湿量和露点温度。已知：干空气Rg=0.287kJ/(kg·K)，Cv=0.718kJ/(kg·K)；水蒸气Rg=0.4615kJ/(kg·K)，Cv=1.402kJ/(kg·K)。由t1=30查饱和水和饱和水蒸气表或饱和空气表，得pa1=4241Pa。    Pv1=1Ps1=0.7×4241Pa=2968.7Pa    Pa1=pb-pv1=0.1×106Pa-2968.7Pa=97031.3Pa        因(证明见本章拓展题3)，故        wa1=1-wv1=1-0.0186=0.9814    cp，a=cV，a+Rg，a=0.718kJ/(kg·K)+0.287kJ/(kg·K)=1.005kJ/(kg·K)    cp，v=cV，v+Rg，v=1.402kJ/(kg·K)+0.462kJ/(kg·K)=1.864kJ/(kg·K)    cp=wacp，a+wvcp，v    =0.9814×1.005kJ/(kg·K)+0.0186×1.864kJ/(kg·K)    =1.021J/(kg·K)     Cv=wacv，a+wvCVv    =0.9814×0.718kJ/(kg·K)+0.0186×1.402kJ/(kg·K)    =0.731J/(kg·K)    据向真空罐充气过程的能量方程h1=u2，所以        d2=d1=0.0190kg(水蒸气)/kg(干空气)    由于真空罐内压力等于充气压力，充气过程干空气和水蒸气质量不变，故    pv2=pv1=2968.7Pa查表，与之对应的饱和温度，即露点23.9。湿空气是干空气和水蒸气的混合物，在向真空罐充气过程中水蒸气和干空气的质量均不变，所以混合气体的质量成分不变，湿空气的含湿量不变。据干空气和水蒸气的质量分数求出混合气体的比定压热容和比定容热容再由充气能量方程可得干球温度。 17. 等直径送风管道输送亚音速气流，在管道某处装有一毕托管，测得静压为35828N/m2(表压)，总压和静压之差为40cmHg等直径送风管道输送亚音速气流，在管道某处装有一毕托管，测得静压为35828N/m2(表压)，总压和静压之差为40cmHg，气流温度为25。试按不可压缩流体和可压缩流体两种情况计算该点的流速。设大气压为1标准大气压。不可压缩流体时，v=229.4m/s或258m/s；    可压缩流体时，v=242m/s。 18. 进入汽轮机的蒸汽参数为3MPa、400，体积流量5m3/s，蒸汽在压力600kPa，温度在200时抽出总质量的15%，余下的蒸进入汽轮机的蒸汽参数为3MPa、400，体积流量5m3/s，蒸汽在压力600kPa，温度在200时抽出总质量的15%，余下的蒸汽膨胀到20kPa，干度为0.9时排出汽轮机，速度为120m/s。试确定抽汽的体积流量和排汽管的直径。注意气体(包括水蒸气)体积随压力和温度改变。抽汽体积流量qv=2.656 m3/s，排汽管的直径D=1.77m。19. 点在曲线运动中的法向加速度与速度大小的变化率有关。( )点在曲线运动中的法向加速度与速度大小的变化率有关。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：×20. 设A和是满足洛伦兹规范的矢势和标势。 (1) 引入一矢量函数z(x，t)(赫兹矢量)，若令=·Z，证明。 (2) 若令=-·设A和是满足洛伦兹规范的矢势和标势。  (1) 引入一矢量函数z(x，t)(赫兹矢量)，若令=·Z，证明。  (2) 若令=-·P证明Z满足方程，写出在真空中的推迟解。  (3) 证明E和B可通过Z用下列公式表出：  A和满足洛仑兹规范    有      引入赫兹矢量Z(x，t)，令=-·Z，代入上式中    有        ·(×f)=0，即一个矢量场旋度的散度为零。    对应上式可知，由式确定的矢量场不唯一，可以相差一个×f，令×f为零，可以得到        (2) 在洛仑兹规范下，标势的方程可写为        将=-·Z，=-·P代入上式，有        即            与的形式相比较，        (3) 将=-·Z，代入，有        由有 代入上式，有         21. 二力平衡公理中的两个力、作用与反作用定律中的两个力，它们相同。( )A.对B.错参考答案：B22. 当收缩喷管的出口截面成为临界截面时，背压连续下降不能使喷管内的流量增加，造成“壅塞”现象，其物理原因可能当收缩喷管的出口截面成为临界截面时，背压连续下降不能使喷管内的流量增加，造成“壅塞”现象，其物理原因可能是  A与超声速流流过收缩管道的原理一样；  B喷管外为开放空间，降低背压对管内不起作用；  C喷口处达到声速，形成马赫线，喷管