西南大学2022年3月《工程力学》基础期末考核试题库及答案参考84.docx
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西南大学2022年3月《工程力学》基础期末考核试题库及答案参考1. 有一个均匀磁化的截面为S，长为L的圆柱形磁铁，它的磁化强度是M0，沿柱轴方向，求它在远区( )激发的磁感应强度B有一个均匀磁化的截面为S，长为L的圆柱形磁铁，它的磁化强度是M0，沿柱轴方向，求它在远区()激发的磁感应强度B取磁铁轴线的中点为原点，轴线方向为z轴，建立柱坐标系，磁铁沿轴向均匀磁化，所以磁铁内，磁铁表面有磁化面电流αm=-er×M0=M0eφ，在远区()磁铁相当于-个电流圈，磁矩为 m=IS=M0LSez=M0Vez 它在处产生的矢势及磁场 式中 ，R=xex+yey+zez 另解 利磁标势求解 磁铁内部磁荷体密度 表面面磁荷密度 由于，在远区，可认为它们构成一磁偶极子，磁偶极矩为 Pm=qmL=σmSL=μ0SLM=μ0m 磁标势 [引申拓展] 当我们求解的区域离磁铁或载流线圈很远时，，就可将磁铁或线圈看作一磁偶极子，只要计算出磁矩m，远处的矢势和标势为 ， 2. 求上题的铸铁梁在许可弯矩[M]作用下横截面上拉应力的合力Nt，压应力合力Nc应为多少? 关键提示：1)纯弯梁横截求上题的铸铁梁在许可弯矩[M]作用下横截面上拉应力的合力Nt，压应力合力Nc应为多少? 关键提示：1)纯弯梁横截面上总轴力N=0；2)可根据已知弯曲正应力用分块法或分段积分法求Nt。
Nt=142.4kN3. 点作匀速圆周运动时，其在某一瞬时的切向加速度不一定等于0，而其法向加速度一定等于 )点作匀速圆周运动时，其在某一瞬时的切向加速度不一定等于0，而其法向加速度一定等于 )参考答案：×4. 由自于工程实际情况不同，有时需要对湿空气喷入一定的水分，即所谓加湿过程，这种加湿过程可采用如下一些方法：由自于工程实际情况不同，有时需要对湿空气喷入一定的水分，即所谓加湿过程，这种加湿过程可采用如下一些方法： (1)干球温度不变的定干球温度加湿方法； (2)相对湿度不变的定相对湿度加湿方法； (3)绝热条件下的绝热加湿方法 分别按各种调湿过程将湿空气调节为要求的湿空气已知：t1=12℃，p1=100kPa，φ1=25%，d2=5×10-3kg/kg(干空气)，湿空气进入房间的体积流量qV=60m3/min，加湿水温为12℃试确定：按定干球温度加湿过程 参见图7-11，由已知的t1=12%，φ1=25%在图上可以定出调湿前湿空气的状态点1由t2=t1和d2=5×10-3kg/kg(干空气)可确定调湿后的湿空气状态点2，则1-2为定干球温度的调湿过程查得φ2=55%。
当水喷入湿空气后，湿空气的含湿量增加，干球温度要下降，为保持干球温度不变，则必须同时加入热量 据稳定流动能量方程 其中，qm,a由下式求得 则 由h-d图上读得 v1=0.821m3/kg(干空气)，d1=0.0023kg/kg(干空气) h1=17.7kJ/kg(干空气)，h2=25.0kJ/kg(干空气) 另外按12℃查饱和水蒸气表，饱和水的焓h'=50.37kJ/kg 于是 根据质量守恒，加湿后加入的水 qm,w=qm,a(d2-d1) =72.91kg/min(5×10-3-0.0023)kg/kg(干空气) =0.1969kg/min 故 =72.91kg/min(25.0-17.7)kJ/kg(干空气)-0.1969kg/min×50.37kJ/kg =522.3kJ/min 即所要求的3个量分别为φ2=55%，t2=12℃，=522.3kJ/min$按定相对湿度加湿过程 由φ2=φ1和d2确定调湿后的湿空气状态2'，定相对湿度的调湿过程用7-11图中的1-2'表示。
从h-d图上读得 t2'=25.0℃，h2'=38.0kJ/kg(干空气) 此时，qm,a，qm,w和h'与定干球温度加湿过程相同，即 qm,a=72.91kg/min，qm,w=0.1969kg/min h'=50.37kJ/min 则热流量 Q=qm，a(h2'-h1)-qm,wh' =72.91kJ/min(38.0-17.7)kJ/kg(干空气)-0.1969kg/min×50.37kJ/min =1470.2kJ/min 即所要求的3个量分别为 φ2'=24%，t2'=25.0℃， =1470.2kJ/min$按绝热加湿过程 因绝热加湿过程基本上是一定焓过程，所以由h2=h1和d2确定调湿后的湿空气状态2"，则绝热调湿过程线用7-11图中的1-2"表示 从h-d图上读得 t2\"=4.5℃， φ2\"=95% 又因是绝热过程，则=0 5. 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6. 实际蒸汽动力装置与燃气轮机装置，采用回热后每公斤工质作功量均减少。
( )实际蒸汽动力装置与燃气轮机装置，采用回热后每公斤工质作功量均减少 ( )错误7. 在某温度时可逆恒温地将作用在质量为m的水面上的压力由p，提高到p2，试求该过程的传热量、功，假定该温度下水的在某温度时可逆恒温地将作用在质量为m的水面上的压力由p，提高到p2，试求该过程的传热量、功，假定该温度下水的体积膨胀系数αv和等温压缩系数κT为常数据定义 所以恒温时 积分得 (a) 过程可逆，故δQ=Tds=mTds，而 因 ， 所以 γQ=m[cpdT-Tαvυdp]=-mTαvυdp (b) 将式(a)代入式(b)，积分得 积分后得 8. 机翼弦长为1m，在空气中以41.0m/s的速度飞行，模型翼弦长83mm，放在速度为48.2m/s的风洞中作试验，二者的空气温机翼弦长为1m，在空气中以41.0m/s的速度飞行，模型翼弦长83mm，放在速度为48.2m/s的风洞中作试验，二者的空气温度相同。
为保证动力相似，风洞中的压强应为多大?如测得模型机翼的绕流阻力为10N，则原型中的阻力将为多大?10.2at；102N采用雷诺模型律本题长度比尺λL和速度比尺λv易得，关键是求运动黏度ν=μ/ρ的比尺λν由于温度相同，需要根据状态方程p/ρ=RT，通过调节压强去调节密度，以寻求合理的比尺λν模型设备实际上是可变密度风洞9. 连接件实用计算中引入了( )假设?A.均匀性假设B.连续性假设C.各向同性假设D.应力均布假设参考答案：B10. 压杆弯曲变形与失稳的区别是，由于杆长度不同，其抵抗外力的性质发生根本的改变，短粗杆的弯曲是强度问题，细长杆的弯曲是稳定问题 )A.对B.错参考答案：A11. 已知力F在z轴上的投影是z=0，对z轴的力矩MZ≠0，F的作用线与z轴( )A.垂直相交B.不垂直相交C.垂直不相交D.不垂直也不相交参考答案：C12. 将p1=0.1MPa、t1=250℃的空气冷却到t2=80℃求单位质量空气放出热量中的有效能为多少?(设环境温度为27℃)将p1=0.1MPa、t1=250℃的空气冷却到t2=80℃求单位质量空气放出热量中的有效能为多少?(设环境温度为27℃) ∴单位质量空气释放的热量中的有效能为52.26kJ/kg 13. 插入氩气流的毕托管测得驻点压强为158kN/m2，静压为104kN/m2，测管处气流温度为20℃，试确定可压缩气流的速度；插入氩气流的毕托管测得驻点压强为158kN/m2，静压为104kN/m2，测管处气流温度为20℃，试确定可压缩气流的速度；若假定气体不可压缩，其密度等于未受扰动的流速中的密度，试确定这样假定可能产生的测速误差。
氩气常数R=208.2(N·m)/(kg·K)，绝热指数K=1.68可压缩流体v=236m/s，不可压缩流体252m/s，相对误差6.8%14. 发电机的输出电压主要由自身决定，而输出功率的大小则取决于负载，只要不超出其额定功率即可发电机的输出电压主要由自身决定，而输出功率的大小则取决于负载，只要不超出其额定功率即可 )此题为判断题(对，错)正确答案：√15. 在动态测试中，电桥的输出量通常采用( )A.电阻量B.电压量C.电流量D.电感量正确答案：B16. 当力平行于坐标轴时其投影等于零 )此题为判断题(对，错)参考答案：错17. 在两向应力状态下，已知其最大剪应变γmax=500×10-6，两个相互垂直方向上的正应力之和为27.5MPa，材料的弹性常在两向应力状态下，已知其最大剪应变γmax=500×10-6，两个相互垂直方向上的正应力之和为27.5MPa，材料的弹性常数E=200GPa，v=0.25，试确定主应力的大小σ极大=53.8MPa，σ极小=-26.3MPa18. 作图(a)所示简支梁的内力图 利用整体平衡条件：作图(a)所示简支梁的内力图 利用整体平衡条件：(1)求支座反力 ∑X=0， XA=0 ∑MA=0, 16×1+4×4×4-YB×8=0， YB=10kN(↑) ∑MB=0，YA×8-16×7-4×4×4=0, YA=22kN(↑) ∑Y=0， 22-16-4×4+10=0 (2)作剪力图 ①用截面法计算控制截面内力。
控制截面有A、B、C、D、E等荷载不连续点，将梁AB分成四段：AC、CD、EB段无荷载，Q图为水平线，用一个值就可确定；DE段内有分布荷载，Q图为斜直线，用两个值就可确定 QA=QC左=YA=22kN QC右=QD=YA-P=22-16=6kN QE=QB=-YB=-10kN ②作Q图 先作Q图横坐标轴AB(图(b))，在横坐标轴上各相应位置标注控制截面(A、C、D、E、B)，在A点和C坐点的坐标轴上面取22kN为纵坐标，得到A1点和C1点；在C右和D点的坐标轴上面取6kN为纵坐标，得到C2点和D1点；在E点和B点的坐标轴下面取10kN为纵坐标，得到E1和B1点将各纵坐标A1C1、C2D1、D1E1、E1B1连以直线，在坐标轴上面注明正号，在坐标轴下面注明负号，即得剪力图剪力图见图(b) (3)作M图 ①用截面法计算控制截面弯矩。
