《材料成型工艺基础第三版》部分课后习题答案

时间:2023-03-19 03:45:52 作者:老丸酮爷爷 综合材料 收藏本文 下载本文

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篇1:《材料成型工艺基础第三版》部分课后习题答案

《材料成型工艺基础(第三版)》部分课后习题答案

第一章

⑵.合金流动性决定于那些因素?合金流动性不好对铸件品质有何影响?

答:①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。

②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷,也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。

⑷.何谓合金的收縮?影响合金收縮的因素有哪些?

答:①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象,称为收縮。②影响合金收縮的因素:化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。

⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则?试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁,使其实现定向凝固。

答:①同时凝固原则:将内浇道开在薄壁处,在远离浇道的厚壁处出放置冷铁,薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢,厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快,从而达到同时凝固。

②定向凝固原则:在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口,使铸件远离冒口的部位最先凝固,靠近冒口的部位后凝固,冒口本身最后凝固。

第二章

⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。

答:石墨在灰铸铁中以片状形式存在,易引起应力集中。石墨数量越多,形态愈粗大、分布愈不均匀,对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差,但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性,且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口,铸铁硬、脆,难以切削加工;石墨化过分,则形成粗大的石墨,铸铁的力学性能降低。

⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么?相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同?

答:①主要因素:化学成分和冷却速度。

②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同,其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢,铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片,力学性能较差;而在薄壁处,冷却速度较快,铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。

⑸.什么是孕育铸铁?它与普通灰铸铁有何区别?如何获得孕育铸铁?

答:①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。

②孕育铸铁的强度、硬度显著提高,冷却速度对其组织和性能的影响小,因此铸件上厚大截面的性能较均匀;但铸铁塑性、韧性仍然很低。

③原理:先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液,然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂,孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心,使石墨化骤然增强,从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。

⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果不如球墨铸铁好?普通灰铸铁常用的热处理方法有哪些?其目的是什么?

答:①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进;而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体,以获得所需的组织和性能,故球墨铸铁性能好。

②普通灰铸铁常用的热处理方法:时效处理,目的是消除内应力,防止加工后变形;软化退火,目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。

第三章

⑴.为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形,而较少采用蜡液浇铸成形?为什么脱蜡时水温不应达到沸点?

答:蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成,在常用的蜡料中,石蜡和硬脂酸各占50%,其熔点为50℃~60℃,高熔点蜡料可加入塑料,制模时,将蜡料熔为糊状,目的除了使温度均匀外,对含填充料的蜡料还有防止沉淀的`作用。

蜡在回收处理时,为除去杂质和水分,必须加热到蜡的熔点以上,但不能达到水的沸点。⑼.压力铸造工艺有何优缺点?它与熔模铸造工艺的适用范围有何显著不同?

答:压力铸造的优点:①生产率高,便于实现自动化和半自动化;②铸件的尺寸精度高,表面粗糙度低,可直接铸出极薄件或带有小孔、螺纹的铸件;③铸件冷却快,晶粒细小,表层紧密,强度、硬度高;④便于采用嵌铸法。

缺点:①压铸机费用高,压铸型制造成本极高,工艺准备时间长,不宜单件、小批量生产;②尚不适用于铸钢、铸铁等高熔点合金的铸造;③由于金属液注入和冷却速度过快,型腔气体难以完全排出,厚壁处难以进行补缩,故压铸件内部常存在气孔、缩孔和缩松。适用范围:压力铸造在汽车、拖拉机、航空、仪表、纺织、国防等工业部门中已广泛应用于低熔点非金属的小型。薄壁、形状复杂的大批量生产;而熔模铸造则适用于航天飞行器、飞机、汽轮机、泵、汽车、拖拉机和机床上的小型精密铸件的复杂刀具生产。⑽.低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同?为何铝合金常采用低压铸造?答:①低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之间的一种铸造方法,它是在0.02~0.07MPa的低压下经金属液注入型腔,并在压力下凝固成形而获得铸件的方法。

②低压铸造的浇注压力和速度便于调节,可适应不同材料的铸型,同时,充型平稳,对铸件的冲击力小,气体较易排除,尤其能有效克服铝合金针孔缺陷。

⑾.什么是离心铸造?它在圆筒形铸件中有哪些优越性?圆盘状铸件及成形铸件应采用什么形式的离心铸造?

答:①将液态金属浇入高速旋转的铸型中,使其在离心力作用下充填铸型和凝固而形成铸件的工艺称为离心铸造。

②优点:a.可省去型心,浇注系统和冒口;b.补缩条件好,铸件组织致密,力学性能好。③圆盘状铸件用立式离心铸造,成形铸件采用成形件的离心铸造。

第四章

⑶.试述分型面与分模面的概念。分模两箱造型时,其分型面是否就是其分模面?答:①分型面是指两半铸型或多个铸型相互接触、配合的表面。分模面是分模时两箱的接触面。

②分模两箱造型时,其分型面不一定是分模面。

⑷.浇注位置对铸件的品质有什么影响?应按什么原则来选择?

答:①浇注位置不当会造成铸件产生夹渣、气孔等缺陷或浇不到、冷隔缺陷。

②浇注位置的选择应以保证铸件品质为主,兼顾造型、下芯、合箱及清理操作便利等方面,切不可以牺牲铸件品质来满足操作便利。

第五章

⑴.试述结构斜度与起模斜度的异同点。

答:相同点:都是便于铸造而设计的倾斜。

不同点:结构斜度是进行铸件结构设计时设计者自行确定的,其斜度大小一般是没有限制的;起模斜度是有限制的,应根据模样的高度、表面粗糙度以及造型方法来确定。⑵.在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下,下图所示构件有何值得改进之处?怎样改进?

篇2:《材料成型工艺基础》部分习题答案

《材料成型工艺基础》部分习题答案

《材料成型工艺基础》部分习题答案②熔核偏移:在焊接不同厚度或不同材质的材料时,因薄板或导热性好的材料吸热少,散热快而导致熔核偏向厚板或导热差的材料的现象。

③方法:对不同的材质和板厚的材料应满足不同的最小点距的要求;可采用特殊电极和工艺垫片的措施,防止熔核偏移。

⑷.试述电阻对焊和闪光对焊的过程,为什么闪光对焊为固态下的连接接头?答:电阻对焊:先将焊件夹紧并加压,然后通电使接触面积温度达到金属的塑性变形温度(950℃~1000℃),接触面金属在压力下产生塑性变形和再结晶,形成固态焊接接头。

闪光对焊:先通电,后接触。开始时因个别点接触、个别点通电而形成的电流密度很高,接触面金属瞬间熔化或气化,形成液态过梁。过梁上存在电磁收缩力和电磁力及斥力而使过梁爆破飞出,形成闪光。闪光一方面排除了氧化物和杂质,另一方面使得对接触的温度迅速升高。

当温度分布达到合适的状态后,立刻施加顶锻力,将对接处所有的液态物质全部挤出,使纯净的高温金属相互接触,在压力下产生塑性变形和再结晶,形成固态连接接头。

第十二章

⑴.钎焊和熔焊最本质的区别是什么?钎焊根据什么而分类?

答:①区别:钎焊在低于构件的'熔点的温度下进行,而熔焊是在达到材料的熔点时进行。

②钎焊是根据材料的熔点和受力而分类。

⑵.试述钎焊的特点及应用范围。钎料有哪几种?

答:①特点:a.钎焊过程中,工件加热温度较低,组织和力学性能变化很小,变形也小。接头光滑平整、焊件尺寸精确;

b.可焊接性能差异大的异种金属,对焊件厚度没有严格限制;

c.对焊件整体加热钎焊时,可同时钎焊由多条接头组成的、形状复杂的构件,生产率很高;d.钎焊设备简单,生产投资费用少。

②范围:焊接精密仪表,电器零部件,异种金属构件,某些复杂薄板结构。③类型:硬钎焊、软钎焊。

第十三章

⑴.什么叫焊接性?怎样评价和判断材料的焊接性?

答:焊接性:被焊金属在一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下,获得优质焊接接头的难易程度,即金属材料在一定的焊接工艺条件下,表现出“好焊”和“不好焊”的差别。方法:用碳当量方法来估算被焊接钢材的焊接性。

篇3:材料成型工艺基础部分习题答案

材料成型工艺基础部分习题答案

答:高速钢刀具磨损的主要原因是切削时,切削、工件材料中含有的一些硬度极高的微小硬质点及积屑瘤碎片和锻、铸件表面残留的夹砂在刀具表面刻划出沟纹

硬质合金刀具磨损的主要原因是磨粒磨损、粘接磨损、扩散磨损、氧化磨损。异同点:除磨粒磨损外,粘接磨损、扩散磨损、氧化磨损与温度有关原因:在不同切削速度下引起刀具磨损的原因及剧烈程度不同

42道具破损与磨损的原因有何本质区别?

答:刀具的破损实际上就是刀具的非正常磨损。破损与磨损的本质区别在于,磨损是不可避免的,而且磨损是刀具缓慢失效的过程,而刀具的破损在生产中是可以避免的,而且破损会使刀具迅速失效7试述铸钢的铸造性能及铸造工艺特点。

答:铸钢的强度高。具有优良的'塑性,适合制造承受大能量冲击符合下高强度、高韧性的铸件。工艺特点:a.铸钢用砂应具有高的耐火度、良好的透气性和退让性、低的发气量等

b.安放冒口和冷铁

c.在两壁交接处设防裂肋,以防止铸钢件部分产生裂纹

d.铸钢件的热处理

23电弧的三个区是哪三个区?每个区的电现象怎样?由此导致的温度分布有何特点?

答:阴极区、阳极区、弧柱区

阴极区,阴极材料发射电子的强度与其待女子的逸出功有关,阴极温度下降阳极区,阳极区接受有弧柱来的电子留和向弧柱提供正离子流。阳极温度升高弧柱区,中性的气体原子和分子受到电场的作用产生激励或电离。弧柱具有较高的温度

37什么是逆铣?什么是顺铣?各有什么特点?

答:切削部分刀齿的旋转方向与工件进给方向相反叫逆铣

切削部分刀齿旋转方向与工件进给方向相同叫顺铣

特点:逆铣刀齿刚接触工件时不能切入工件、只在加工表面挤压滑行、降压表面质量。加剧刀具磨损;顺铣可提高铣刀耐用度和加工表面质量、铣削力始终压向工作台

43简述磨削的特点

答:a磨削加工的精度高,表面粗糙度值小b磨削的径向磨削力大,且作用在工艺系统刚性较差的方向c磨削温度高d砂轮有自锐作用e磨削除可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料外,还能加工一般刀具难以切削的高硬度材料,但不宜加工塑性较大的有色金属f磨削加工的工艺范围广,还常用于各种刀具的刃磨g磨削在切削加工中的比重日益增加。

篇4:《材料成型工艺基础》部分习题参考答案

《材料成型工艺基础》部分习题参考答案

第一章

⑵.合金流动性决定于那些因素?合金流动性不好对铸件品质有何影响?

答:

①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。

②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷,也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。

⑷.何谓合金的收縮?影响合金收縮的因素有哪些?

答:

①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象,称为收縮。

②影响合金收縮的因素:化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。

⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则?

答:

①同时凝固原则:将内浇道开在薄壁处,在远离浇道的厚壁处出放置冷铁,薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢,厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快,从而达到同时凝固。

②定向凝固原则:在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口,使铸件远离冒口的.部位最先凝固,靠近冒口的部位后凝固,冒口本身最后凝固。

第二章

⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。

答:

石墨在灰铸铁中以片状形式存在,易引起应力集中。石墨数量越多,形态愈粗大、分布愈不均匀,对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差,但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性,且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口,铸铁硬、脆,难以切削加工;石墨化过分,则形成粗大的石墨,铸铁的力学性能降低。

⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么?相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同?

答:

①主要因素:化学成分和冷却速度。

②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同,其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢,铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片,力学性能较差;而在薄壁处,冷却速度较快,铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。

⑸.什么是孕育铸铁?它与普通灰铸铁有何区别?如何获得孕育铸铁?

答:

①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。

②孕育铸铁的强度、硬度显著提高,冷却速度对其组织和性能的影响小,因此铸件上厚大截面的性能较均匀;但铸铁塑性、韧性仍然很低。

篇5:材料成型工艺基础习题答案

材料成型工艺基础习题答案

第一章

1.合金流动性决定于那些因素?合金流动性不好对铸件品质有何影响?

答:①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。

②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷,也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。

2.何谓合金的收縮?影响合金收縮的因素有哪些?

答:①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象,称为收縮。 ②影响合金收縮的因素:化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。

3.何谓同时凝固原则和定向凝固原则?试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁,使其实现定向凝固。

答:①同时凝固原则:将内浇道开在薄壁处,在远离浇道的厚壁处出放置冷铁,薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢,厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快,从而达到同时凝固。

②定向凝固原则:在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口,使铸件远离冒口的部位最先凝固,靠近冒口的部位后凝固,冒口本身最后凝固。

第二章

1 .试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。

答:石墨在灰铸铁中以片状形式存在,易引起应力集中。石墨数量越多,形态愈粗大、分布愈不均匀,对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差,但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性,且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白

口,铸铁硬、脆,难以切削加工;石墨化过分,则形成粗大的石墨,铸铁的力学性能降低。

2.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么?相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同?

答:①主要因素:化学成分和冷却速度。

②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同,其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢,铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片,力学性能较差;而在薄壁处,冷却速度较快,铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。

3.什么是孕育铸铁?它与普通灰铸铁有何区别?如何获得孕育铸铁?

答:①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。

②孕育铸铁的强度、硬度显著提高,冷却速度对其组织和性能的影响小,因此铸件上厚大截面的性能较均匀;但铸铁塑性、韧性仍然很低。

③原理:先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液,然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂,孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心,使石墨化骤然增强,从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。

4.为什么普通灰铸铁热处理效果不如球墨铸铁好?普通灰铸铁常用的热处理方法有哪

些?其目的是什么?

答:①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进;而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体,以获得所需的组织和性能,故球墨铸铁性能好。

②普通灰铸铁常用的热处理方法:时效处理,目的是消除内应力,防止加工后变形;软化退火,目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。

第三章

1.为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形,而较少采用蜡液浇铸成形?为什么脱蜡时水温不应达到沸点?

答:蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成,在常用的蜡料中,石蜡和硬脂酸各占50%,其熔点为50℃~60℃,高熔点蜡料可加入塑料,制模时,将蜡料熔为糊状,目的除了使温度均匀外,对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。

蜡在回收处理时,为除去杂质和水分,必须加热到蜡的熔点以上,但不能达到水的沸点。 ⑼.压力铸造工艺有何优缺点?它与熔模铸造工艺的`适用范围有何显著不同?

答:压力铸造的优点:①生产率高,便于实现自动化和半自动化;②铸件的尺寸精度高,表面粗糙度低,可直接铸出极薄件或带有小孔、螺纹的铸件;③铸件冷却快,晶粒细小,表层紧密,强度、硬度高;④便于采用嵌铸法。

缺点:①压铸机费用高,压铸型制造成本极高,工艺准备时间长,不宜单件、小批量生产;②尚不适用于铸钢、铸铁等高熔点合金的铸造;③由于金属液注入和冷却速度过快,型腔气体难以完全排出,厚壁处难以进行补缩,故压铸件内部常存在气孔、缩孔和缩松。 适用范围:压力铸造在汽车、拖拉机、航空、仪表、纺织、国防等工业部门中已广泛应用于低熔点非金属的小型。薄壁、形状复杂的大批量生产;而熔模铸造则适用于航天飞行器、飞机、汽轮机、泵、汽车、拖拉机和机床上的小型精密铸件的复杂刀具生产。

2.低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同?为何铝合金常采用低压铸造? 答:①低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之间的一种铸造方法,它是在0.02~0.07MPa的低压下经金属液注入型腔,并在压力下凝固成形而获得铸件的方法。

②低压铸造的浇注压力和速度便于调节,可适应不同材料的铸型,同时,充型平稳,对铸件的冲击力小,气体较易排除,尤其能有效克服铝合金针孔缺陷。

3.什么是离心铸造?它在圆筒形铸件中有哪些优越性?圆盘状铸件及成形铸件应采用

什么形式的离心铸造?

答:①将液态金属浇入高速旋转的铸型中,使其在离心力作用下充填铸型和凝固而形成铸件的工艺称为离心铸造。

②优点:a.可省去型心,浇注系统和冒口;b.补缩条件好,铸件组织致密,力学性能好。 ③圆盘状铸件用立式离心铸造,成形铸件采用成形件的离心铸造。

第四章

1.试述分型面与分模面的概念。分模两箱造型时,其分型面是否就是其分模面? 答:①分型面是指两半铸型或多个铸型相互接触、配合的表面。分模面是分模时两箱的接触面。

②分模两箱造型时,其分型面不一定是分模面。

2.浇注位置对铸件的品质有什么影响?应按什么原则来选择?

答:①浇注位置不当会造成铸件产生夹渣、气孔等缺陷或浇不到、冷隔缺陷。

②浇注位置的选择应以保证铸件品质为主,兼顾造型、下芯、合箱及清理操作便利等方面,切不可以牺牲铸件品质来满足操作便利。

第五章

试述结构斜度与起模斜度的异同点。

答:相同点:都是便于铸造而设计的倾斜。

不同点:结构斜度是进行铸件结构设计时设计者自行确定的,其斜度大小一般是没有限制的;起模斜度是有限制的,应根据模样的高度、表面粗糙度以及造型方法来确定。 ⑵.在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下,下图所示构件有何值得改进之处?怎样改进?

篇6:工程测试技术基础部分课后习题答案

工程测试技术基础部分课后习题答案

信号及其描述习题

1.1求周期方波(图1-4)的傅立叶级数(复指数函数形式)。画出频谱图|Cn|―ω ;φn―ω 图并与表1-1对比。

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解:傅立叶级数的复指数形式表达式:x(t)?

Ce

jn?n

0t

;n?0,?1,?2,?3,???

n????

式中: C1T?0?jn?t1??0T?jn??

? n?2TT0x(t)e0dt?0t2?jn?0tT?T0(?A)edt?Aedt?0?20??20?

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n????n???e

,???幅值频谱:

C?22

2AnnR?CnI?;n??1,?3

n?

,?5,???相位频谱: ?2A???

C?????;n?1,3,5,???nI ?n?arctgC?arctg?

?????2nR0? ??????2;n??1,?3,?5,???

傅立叶级数的复指数形式的幅值频谱图和相位频谱都是双边频谱图。 1.2求正弦信号 x(t)=x0sinωt的绝对均值μ|x |和均方根值x rms

解:

?T1?

T02x2?

?x?limT??0x(t)dt?Tx0sin?tdt?0?;式中:T0?

00?

xrms?1?T0Tx2(t)dt?1?

T0?x0sin?dt?2

dt?x0

00T002

1.3求指数函数 x ( t) ? Ae ? ? t ; (? ? 0 ; t ? 0 ) 的频谱。 解:

X(f)????x(t)e?j2?ftdt??

??Ae??t?e?j2?ftdt?A

??0??j2?f1.4求符号函数(题图1-1a)和单位阶跃函数(题图1-1b)的频谱.

解:1) 符号函数的频谱:

??t令: x1(t)?limex(t);??0

X1(f)?x1(t)e?j2?ftdt

0??t????t

?j2?ft??lime(?1)edt?ee?j2?ftdt??? 0??0????

1?

j?f

2)单位阶跃函数的频谱: ??t

x(t)?limex(t);2 ??0

????t 1?j2?ft

X2(f)?x2(t)e?j2?ftdt?lim?dt??0ee?? ??0??j2?f

1.5求被截断的余弦函数cosω0t(题图1-2)的傅立叶变换。

?cos?0t;t?T x(t)??

t?T ?0;

解: ???T

?j2?ft

X(f)?x(t)edt?cos2?f0te?j2?ftdt ???T

?T1?j2?f0tj2?f0t?j2?ft

?e?eedt ?T2

?sin?(f?f0)2Tsin?(f?f0)2T?

?T???

?(f?f)2T?(f?f)2T00??

?T?sinc??1?sinc??2?

t

1.6求指数衰减振荡信号(见图1-11b): x ( ? e ? ? sin ? 0 t ; ( ? ? 0 , t ? t)0 ) 的频谱 解: ?j2?ft????

?j2?ft

htTp://

??t

X(f)?x(t)edt?esin2?f0tedt

??0

??j

?e??t?e?j2?f0t?ej2?f0te?j2?ftdt 02

?j?11 ??????2??j2?(f?f)??j2?(f?f)00??

1.7设有一时间函数f(t)及其频谱(题图1-3所示),现乘以余弦型振荡cosω0t ,(ω0>ωm)。

在这个关系中,函数f(t)叫做调制信号,余弦型振荡cosω0t叫做载波。试求调幅信号f(t)cosω0t的傅立叶变换。示意画出调幅信号及其频谱。又问:若ω0

?j2?ft

X(f)?x(t)edt??f(t)cos2?f0t??e?j2?ftdt ????

??

1

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??f(t)?e?j2?f0t?ej2?f0t??e?j2?ftdt??

?2?11

??

当ω0

1.8求正弦信号x(t)=x0sin(ω0t+φ)的均值μx 和均方值φx2和概率密度函数p(x) 解:将x(t)=x0sin(ω0t+φ)写成(ω0t+φ)=arcsin(x(t)/ x0)

等式两边对x求导数: 1 dtx011

?? dx?22

?0x0?x2(t)0??x(t) ???x??

?0? 1?Tx?12?tp(x)?limlim?lim? ?x?0?x?T??T??x?0?xT??

2dt1??? 22Tdx?x0?x(t)

2.2用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s,2s,5s的正弦信号,问幅值

误差将是多少?

解:H????

1j???1

1

?

1Y???? 0.35?j?1X??

1?0.7?????

7??

2

A????

?0.35?2

当T=1s时,A??1??0.41,即AY?0.41Ax,误差为59% 当T=2s时,A??2??0.67,误差为33% 当T=5s时,A??3??0.90,误差为8%

2.3求周期信号x?t??0.5cos10t?0.2cos100t?45,通过传递函数为H?s??

?

??

1

0.05s?1

的装置后所得到的稳态响应。

解: 利用叠加原理及频率保持性解题

x?t??0.5sin10t?90?0.2sin100t?45

?

?

????

A????

11???2

?

1?0.00?52

,??????arctg?0.005??

?1?10,A??1??1,???1??2.86?

x?t1??0.5?1?sin10t?90?2.86 ,

?

?

??

?2?100 ,A??2??0.89 ,???2???26.57?

y?t2??0.2?0.89?sin100t?26.57??45?

?y?t??0.5sin10t?87.14??(?0.178)sin100t?18.43?

2.7将信号cos?t输入一个传递函数为H?s??在内的输出y?t?的表达式。

解: x?t??cos??t??sin?t?90? H?s??

??

????

1

的.一阶装置后,试求其包括瞬态过程2s?1

??

11

,A????,???arctg????

2?s?1??? y?t??

1???2

sin?t?90??arctg????

??

=

1???2

cos??t?arctg???

2.8求频率响应函数

3155072

的系统对正弦输入

1?0.01j?1577536?176j???2

x?t??10sin?62.8t?的稳态响应的均值显示。

解: 写成标准形式 H????

j?j???12

a??n2

?2??nj???

2n

2

?1256?1

??2 ?

0.01j??1??2?2?1256?j??12562

∴ A????

1?62.8?0.012

?

1

2

?2

??62.8?2?1761??????

1256????1577536??

?1.69?0.99?1.7 对正弦波,ux?

A2

?

1.7?10

2

?12

241?n1.5

2.9试求传递函数分别为2和2的两个环节串联后组2222

S?1.4?nS??nS?1.4?nS??n

成的系统的总灵敏度(不考虑负载效应)

解: H????H1????H2??? H1????

1.53

?,S1?3

3.5S?0.57S?1

241?n

H2????2,S2?41 2

S?1.4?nS??n

S?S1?S2?3?41?123

2.10想用一个一阶系统作100Hz正弦信号的测量,如要求限制振幅误差在5%以内,则时间 单常数应去多少?若用该系统测试50Hz正弦信号,问此时的振幅误差和相角差是多少?

解: 由振幅误差

E?

|A0?AI|A

?1?0?1?A????5%

AIAI

∴ A????95% 即 A????

1???1

2

?95% ,

?2??100t2

?0.95,??5.23?10?4s

?4

?,且??5.23?10s时 当??2?f?2??50?100

A????

1

?5.23?10?100?

?4

2

?98.7%

∴ 此时振幅误差E1?1?98.7%?1.3% ??????arctg5.23?10?100???9.3

?4

?

??

2.11某力传感器可以作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz,阻尼比

??0.14,问使用该传感器作频率为400Hz的正弦力测试时,其振幅比A???和相角差????

各为多少?若该装置的阻尼比可改为??0.7,问A???和????又将作何种变化?

解: 作频率为400Hz的正弦力测试时 A????

1

????1???????n

?

???

2

?????4?2?????n?

2

?

???

2

?

1

2

??400?2?400??2

???4??0.14????1??800800????????

2

?1.31

???2??????

n?? ??????arctg 2???1???????n?

?400?

2?0.14???

?800?

??arctg2

?400?1???

800??

??10.6 当阻尼比改为??0.7时 A????

?

1

2

??400?2?400??2

???4??0.7????1??800800????????

2

?0.97

?400?2?0.7???

800????43?

??????arctg2

?400?1????800?

即阻尼比变化时,二阶振荡系统的输出副值变小,同时相位角也变化剧烈,相位差变大。

2.12对一个可视为二阶系统的装置输入一单位阶跃函数后,测得其响应中产生了数值为1.5的第一个超调量峰值。同时测得其振荡周期为6.28s。设已知该装置的静态增益为3,试求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应。

解: 最大超调量

?????1?2???

????

M?e 即 ??

?1.5

?0.13

1??????1?ln1.5?

2

且 Td?

2?

?d

?6.28

2

∴ ?d??n???

2?

?1 6.28

11 ?n?

??

2

?

?0.132

?1.01 系统的传递函数 H?s??

Y?s?kXs?S

22?S

?2?

n

??1

n

?

3

S

2

?1.01?2?2?0.13?S1.01

?1

该装置在无阻尼固有频率处的频率响应 由H?j???

Y???X??K

?2 ??j??2??j??

???n??

??

?1n ?

K

???1???

??2j??

?2?n???n ∴ H?j?K3

n??

?? ??1??2

??????0.26j??????2j??n???

?n ?d为有阻尼固有频率 M=0.5,?2?

d?

T

?1 ???????? M?e???

2??

???

1?2

?0.215????lnM??

?1 ?2

d??n?? ,∴ ??d

n?

1.02

??

2

? S=3

∴H?s???2n

S2?2??2

?S nS??n

?1.04

S2

?0.44?S?1.04

?3 A??1n??

34?

2

??6.98 (???n时代入得)

A????

1

2?

,??????90? ????

n???arctg???2

y?t??6.98sin??1.02t???

?

2??

4.1解 :?=2?m时,

单臂,U?R

y?4RU0 0

USg?R??y?

4R

U0

6U?2?120?2?10?y

*3?3?10?64?120

(V)双臂,U?R

y?

2RU0 0

USg?R??y?

2R

U0

2?120?2?10?6

U6y?2?120

*3?6?10?(V)

:?=2000?m时,

单臂,U?R

y?

4RU0 0

USg?R??y?

4R

U0

2?120?2000?10?6

Uy?*3?3?10?3(V)

4?120

双臂,Uy?

?R

U0 2R0

Sg?R??2R

U0

Uy?

2?120?2000?10?6

Uy?*3?6?10?3(V)

2?120

双臂的灵敏度比单臂的提高一倍。

4.4解:Uy?

?R

U0 R0

Sg?R??R

U0

Uy?

Uy?Sg?(Acos10t?Bcos100t)?Esin10000t

?Sg?AEcos10tsin10000t?Sg?BEcos100tsin10000t

11

SgAE(sin10010t?sin9990t)?SgBE(sin10100t?sin9900t)22

1100101001099909990

Uy(f)?jSgAE[?(f?)??(f?)??(f?)??(f?)]

42?2?2?2?1101001010099009900?jSgBE[?(f?)??(f?)??(f?)??(f?)]42?2?2?2??

4.5解:xa?(100?30cos?t?20cos3?t)(cos?ct)

?100cos2000?t?30cos1000?tcos2000?t?20cos3000?tcos2000?t?100cos2000?t?15(cos3000?t?cos1000?t)?10(cos5000?t?cos1000?t)

Xa(f)?50[?(f?10000)??(f?10000)]?7.5[?(f?10500)??(f?10500)]

?7.5[?(f?9500)??(f?9500)]?5[?(f?11500)??(f?11500)]?5[?(f?8500)??(f?8500)]4.10 解:H(s)?

111

???3 ?s?1RCs?110s?1

H(?)?

1

10?3

j??1

A(?)?

11?(??)

2

?

?(10?3

?)

?(?)??arctan(??)??arctan(10?3?)

Uy?10A(1000)sin(1000t??(1000))?10?0.707sin(1000t?450)?7.07sin(1000t?450

)

4.11 解:A(?)?

1?(??)

2

?(?)??arctan(??) 1

??10时,

A(10)?

?(0.05?10)

?0.816

?(10)??arctan(0.05?10)?26.56?

)?

1

??100时,

A(100?(0.05?100)

?0.408

?(100)??arctan(0.05?100)?78.69?

y(t)?0.5?0.816cos(10t?26.56?)?0.2?0.408cos(100t?45??78.69?)?0.408cos(10t?26.56?

)?0.0816cos(100t?33.69?

)

5.1 t)???

e??th(;(t?0,??0) ?0;(t?0)

R??

x(?)??h(t)?h(t??)dt????

e??te??(t??)??

dt

????

?e

????

e

?2?t

dt?

e2?

5.2 x(t)?A1sin(?1t??1?

?

2

)?A2sin(?2t??2?

?

2

)

由同频相关,不同频不相关得:

2A2Rx(?)?cos?1??cos?2? 22A12

4?5.3:由图可写出方波的基波为x1(t)??sin(?t?2)

Rxy(?)?2

?cos(????

2)

5.4: Sxy(f)?H(f)Sx(f)

H(f)?Sxy(f)/Sx(f)

Sxy(f)?F[Rxy(?)]

Sx(f)?F[Rx(?)]?F[Rxy(??T)]?F[Rj?T

xy(?)]e

H(f)?e?j?T

5.5:见图5-16

5.6:由自相关函数的性质可知:

?2

x?Rx(0)?Acos0?A

x2

rms?x?A

5.7:由对称性性质:

F{sinc2(t)}?1 f??

2?f??

2

?

?2

(t)dt?

??sinc2???df?? ?

2

11

篇7:基础工程课后习题答案

基础工程课后习题答案

第二章

2-1

某建筑物场地地表以下土层依次为:(1)中砂,厚2.0m,潜水面在地表以下1m处,

;(2)粘土隔离层,厚2.0m,重度

;(3)粗砂,

饱和重度

含承压水,承压水位高出地表2.0m(取无隆起的危险?若基础埋深

)。问地基开挖深达1m时,坑底有

,施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外,还须设

法将粗砂层中的承压水位降几米才行?【解】

(1)地基开挖深1m时持力层为中砂层

承压含水层顶面以上土的总覆盖压力:20×1+19×2=58kPa承压含水层顶部净水压力:10×(2+2+2)=60kPa因为58

承压含水层顶面以上土的总覆盖压力:20×0.5+19×2=48kPa≥承压含水层顶部净水压力=10×≤4.8m;

故,还应将承压水位降低6-4.8=1.2m。

得:

2-2某条形基础底宽b=1.8m,埋深d=1.2m,地基土为粘土,内摩擦角标准值

=12kPa,地下水位与基底平齐,土的有效重度

。试确定地基承载力特征值fa。

根据题给条件可以采用规范推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。

=20°,

粘聚力标准值的重度【解】由

,基底以上土

=20°查表2-3,得因基底与地下水位平齐,故取

有效重度,故:地基承载力特征值

fa?Mb?b?Md?md?Mcck

?0.51?10?1.8?3.06?18.3?1.2?5.66?12?144.29kPa

2-3某基础宽度为2m,埋深为1m。地基土为中砂,其重度为18kN/m?,标准贯入试验锤

击数N=21,试确定地基承载力特征值fa。【解】

由题目知,地基持力层为中砂,根据标贯锤击数N=21查表2-5,得:

fak?250?

21?15

(340?250)?286kPa

30?15

因为埋深大于d=1m>0.5m,故还需对fk进行修正。查表2-5,得承载力修正系数?b?3.0,

?d?4.4,代入公式(2-14)得修正后的地基承载力特征值为:

fk?fak??b?(b?3)??d?m(d?0.5)?286?3.0?18?(3?3)?4.4?18?(1?0.5)?325.6kPa

2-4

某承重墙厚240mm,作用于地面标高处的荷载Fk?180kNm,拟采用砖基础,埋深为

1.2m。地基土为粉质粘土,??18kNm3,e0?0.9,fak?170kPa。试确定砖基础的底面宽度,并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。【解】

因为基础埋深d=1.2m>0.5m故需先进行地基承载力深度修正,持力层为粉质粘

土,查表2-5得

?d?1.0,得修正后的地基承载力为:

fa?fak??d?m(d?0.5)?170?1.0?18??1.2?0.5??182.6kPa

此基础为墙下条形基础,代入式2-20得条形基础宽度:

b?

Fk180

??1.13m

fa??Gd182.6?20?1.2

1200?240

?8

2?60

为符合砖的模数取b=1.2m,砖基础所需的台阶数为:

n?

所以按二皮一收砌法的基础截面如图所示:

2-5

某柱基承受的轴心荷载Fk?1.05MN,基础埋深为1m,地基土为中砂,??18kNm3,

fak?280kPa。试确定该基础的底面边长。【解】

因为基础埋深d=1.0m>0.5m

故需先进行地基承载力深度修正,持力层为中砂,查

表2-5得

?d?4.4,得修正后的地基承载力为:

fa?fak??d?m(d?0.5)?280?4.4?18??1?0.5??319.6kPa

柱下独立基础代入公式2-19,基础底面边长:

b?

Fk1050

??1.87m

fa??Gd319.6?20?1

取基底边长为1.9m。

2-6

某承重砖墙厚240mm,传至条形基础顶面处的轴心荷载Fk?150kNm。该处土层自地

表起依次分布如下:第一层为粉质粘土,厚度2.2m,??17m3,e0?0.91,fak?130kPa,

Es1?8.1MPa;第二层为淤泥质土,厚度1.6m,fak?65kPa,Es2?2.6MPa;第三层为中密中砂。地下水位在淤泥质土顶面处。建筑物对基础埋深没有特殊要求,且不必考虑土的冻胀问题。(1)试确定基础的'底面宽度(须进行软弱下卧层验算);(2)设计基础截面并配筋(可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的1.35倍)。【解】

(1)确定地基持力层及基础埋深

考虑到第二层不宜作为持力层并结合“宽基浅埋”的设计原则,确定第一层粉质粘土作为持力层,其下第二层为软弱下卧层,故可按最小埋深条件确定基础埋深d=0.5m。。(2)初步确定基础底面尺寸

因为d=0.5m故不需要进行地基承载力特征值埋深修正,即:

fa?fak=130kPa。

砖下条形基础代入公式2-20得基础宽度

Fk150b???1.25m

fa??Gd130?20?0.5

取b=1.3m

?CZ?17?2.2?37.4kPa

由Es1Es2?8.2.6?3.1,z?2.2?0.5?1.7m?0.5b,查表2-7得??23?。

pk?

Fk150??Gd??20?0.5?125.4kPab1.3

下卧层顶面处的附加应力为:

?Z?

b?pk??cd?1.3??125.4?17?0.5?

??55.4kPa

b?2ztan?1.3?2?1.7?tan23?

faz?fak??d?m(d?z?0.5)?65?1.0?17??2.2?0.5??93.9kPa

?Z??CZ?55.4?37.4?92.8kPa?faz?93.9kPa(可以)

(4)基础设计

依题意采用钢筋混凝土条形基础。采用C20混凝土,ft?1.10Nmm2,钢筋用HPB235级,fy?210Nmm。基础埋深为0.5m荷载设计值F?1.35Fk?1.35?150?202.5kN基底净反力pj?

2

F202.5??155.8kPab1.3

基础边缘至砖墙计算截面的距离

b1?

1

??1.3?0.24??0.53m2

基础有效高度

h0?

pjb10.7ft

?

155.8?0.53

?0.107m?107mm

0.7?1100

取基础高度h?250mm,h0?250?40?5?205mm(?107mm)。

M?

112

pjb1??155.8?0.532?21.9kN?m22

M21.9?106

As???565mm2

0.9fyh00.9?210?205

配钢筋?12@200,As?565mm2,垫层用C10混凝土。

2-7一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm×300mm,作用在基础顶面的轴心荷载

Fk?400kN。自地表起的土层情况为:素填土,松散,厚度1.0m,??16.4m3;细砂,

厚度2.6m,??18kNm3,?sat?20kNm3,标准贯入试验锤击数N=10;粘土,硬塑,厚度较大。地下水位在地表下1.6m处。试确定扩展基础的底面尺寸并设计基础截面及配筋。

【解】(1)确定地基持力层

根据承载力条件,及最小埋深的限制,综合“宽基浅埋”的设计原则,选择细沙层作为持力

层(素填土层厚度太小,且承载力低;硬塑粘土层埋深太大不宜作持力层)(2)确定基础埋深及地基承载力特征值

根据基础尽量浅埋的原则,并尽量避开潜水层,可取埋深d=1.0m。查表2-5,得细砂的

?d=3.0,地基承载力特征值为:

fa?fak??d?m(d?0.5)?140?3.0?16.4??1.0?0.5??164.6kPa

(3)确定基础底面尺寸

b?l?

Fk400

??1.66m

fa??Gd164.6?20?1.0

取b?l?1.7m。(4)计算基底净反力设计值

pj?

F1.35?400??186.9kPa2

1.7?1.7b

(5)确定基础高度

采用C20混凝土,ft?1.10Nmm2,钢筋用HPB235级,fy?210Nmm。取基础高度h?400mm,h0?400?45?355mm。因bc?2h0?0.3?2?0.355?1.01m

2

??lac??bbc??pj????h0?b????h0??

22??22??????

2

??1.70.3??1.70.3??

?186.9?????0.355??1.7????0.355??

2222????????

?87.4kN

2

0.7?hpft?bc?h0?h0?0.7?1.0?1100??0.3?0.355??0.355?179.0kN?87.4kN

(可以)

(6)确定底板配筋。本基础为方形基础,故可取

M??M???24?pj?1?ac??2b?bc?

2

12

?186.9??1.7?0.3???2?1.7?0.3?24

?56.5kN?m?

As??As?

M?56.5?106

???842mm2

0.9fyh00.9?210?355

配钢筋11?10双向,As?863.5mm2?842mm2。

2-8

同上题,但基础底面形心处还作用有弯矩Mk?110kN?m。取基底长宽比为1.5,试确

定基础底面尺寸并设计基础截面及配筋。【解】

可取基础埋深为1.0m,由上题知地基承载力特征值fa?164.6kPa。

(1)确定基础底面尺寸

考虑到荷载偏心作用,可将轴心荷载下所得到的基底面积之增大30%得初选基底面积:

A?1.3

Fk1.3?400

??3.6m2

fa??Gd164.6?20?1.0

取边长比n=1.5得基础宽度:

b?

A3.6??1.55m,取b?1.6m。n1.5

l?nb?1.5?1.6?2.4m

Fk?Gk?400?20?1.6?2.4?1?476.8kN

验算偏心距:

e?

Mk110l

??0.231m??0.4m(可以)

Fk?Gk476.86

Fk?Gk

A

?6e??1??

l??

476.8?6?0.231????1??1.6?2.4?2.4?

?195.9kPa?1.2fa?1.2?164.6?197.5kPapkmax?

(可以)

(2)计算基底净反力设计值

F1.35?400??140.6kPaA1.6?2.4

F6M1.35?4006?1.35?110

pjmax??2???237.3kPa2

blbl1.6?2.41.6?2.4pj?

pjmin?

F6M1.35?4006?1.35?110????43.9kPablbl21.6?2.41.6?2.42

平行于基础短边的柱边Ⅰ-Ⅰ截面的净反力:

pj??pjmin?

l?ac

?pjmax?pjmin??43.9?2.4?0.3??237.3?43.9??152.7kPa2l2?2.4

(3)确定基础高度

采用C20混凝土,ft?1.10Nmm2,钢筋用HPB235级,fy?210Nmm。取基础高度h?500mm,h0?500?45?455mm。

因bc?2h0?0.3?2?0.455?1.21m?b?1.6m,故按式(2-57)作冲切验算如下(以pjmax取代式中的pj):

2

??lac??bbc??pjmax????h0?b????h0??

22??22??????

2??2.40.3??1.60.3??

?237.3?????0.455??1.6????0.455??

2222????????

2

?216.9kN

0.7?hpft?bc?h0?h0?0.7?1.0?1100??0.3?0.455??0.455?264.5kN?216.9kN

(可以)(4)确定底板配筋

对柱边Ⅰ-Ⅰ截面,按式(2-65)计算弯矩:

M???

1

?pjmax?pj???2b?bc???pjmax?pj??b?l?ac?248

??

12

???237.3?152.7???2?1.6?0.3???237.3?152.7??1.6???2.4?0.3?48

?137.8kN?m

MI137.8?106

ASI???1602mm2

0.9fyh00.9?210?455

配钢筋15?12,As?1695mm2?1602mm2,平行于基底长边布置。

M??

1122

pj?b?bc??2l?ac???140.6??1.6?0.3??2?2.4?0.3??50.5kN?m2424

AS?

M?50.5?106???587mm2

0.9fyh00.9?210?0.455

按构造要求配筋13?10,As?1021mm2?587mm2,平行于基底短边布置。如图所示

第三章

3-2某过江隧道底面宽度为33m,隧道A、B段下的土层分布依次为:A段,粉质粘土,软塑,厚度2m,Es=4.2MPa,其下为基岩;B段,粘土,硬塑,厚度12m,Es=18.4MPa,其下为基岩。试分别计算A、B段的地基基床系数,并比较计算结果。

〔解〕本题属薄压缩层地基,可按式(10-52)计算。

A段:B段:

比较上述计算结果可知,并非土越硬,其基床系数就越大。基床系数不仅与土的

软硬有关,更与地基可压缩土层的厚度有关。

3-3如图中承受集中荷载的钢筋混凝土条形基础的抗弯刚度EI=2×106kN・m2,梁长l=10m,底面宽度b=2m,基床系数k=4199kN/m3,试计算基础中点C的挠度、弯矩和基底净反力。

〔解〕

查相关函数表,得Ax=0.57120,Bx=0.31848,Cx=-0.06574,Dx=0.25273,Al=0.12342,Cl=-0.19853,Dl=-0.03765,El=4.61834,Fl=-1.52865。

(1)计算外荷载在无限长梁相应于A、B两截面上所产生的弯矩和剪力Ma、Va、Mb、

Vb

由式(10-47)及式(10-50)得:

(2)计算梁端边界条件力

FA=(El+FlDl)Va+λ(El-FlAl)Ma-(Fl+ElDl)Vb+λ(Fl-ElAl)Mb

=(4.61834+1.52865×0.03756)×121.2+0.18×(4.61834+1.52865×0.12342)×(-103.9)-(-1.52865-4.61834×0.03756)×(-131.5)+0.18×(-1.52865-4.61834×0.12342)×(-78.7)=282.7kN

FB=(Fl+ElDl)Va+λ(Fl-ElAl)Ma-(El+FlDl)Vb+λ(El-FlAl)Mb

=(-1.52865-4.61834×0.03756)×121.2+0.18×(-1.52865-4.61834×0.12342)×(-103.9)-(4.61834+1.52865×0.03756)×(-131.5)+0.18×(4.61834+1.528

65×0.12342)×(-78.7)=379.8kN

=-396.7kN・m

=756.8kN・m

(3)计算基础中点C

的挠度、弯矩和基底净反力

pC=kwC=4199×0.0134=56.3kPa

3-4以倒梁法计算例题3-1中的条形基础内力。

(1)用弯矩分配法计算肋梁弯矩

【解】

沿基础纵向的地基净反力为:

bpj

边跨固端弯矩为:

F?

l

6.4?103??376.5KN/m

17

M21?

中跨固端弯矩为:

112

bpjl1??376.5?4.52?635.3KN?m1212112

bpjl2??376.5?62?1129.5KN?m1212112

bpjl0??376.5?12?188.2KN?m22

M23?

1截面(左边)伸出端弯矩:

Ml1?

节点分配系数固端弯矩分配结果(kN・m)

10188.2188.2

1.0-635.3-238.2

0.5635.31011

2

0.5-1129.5-1011

0.5

30.5-635.31011

1.0660.3238.2

40-188.2-188.2

1129.51011

(2)肋梁剪力计算

1截面左边的剪力为:

Vl1?bpjl0?376.5?1.0?376.5KN

计算1截面的支座反力

R1?

1?11?1??2'2

??bpl?l?M?M?376.5?5.5?1011?502???1051.9KNj011??l1?2?4.5?2?

1截面右边的剪力:

Vr1?bpjl0?R1?376.5?1051.9??675.4KNR'2?bpj?l0?l1??R1?376.5?5.5?1051.9?1018.8kN

取23段作为脱离体:

R''2?

1

l21?1?1?2''?2

?bpjl2?M2?M3????376.5?6?1011?1011??1162.5KN?2?6?2?

R2?R'2?R''2?1018.8?1162.5?2181.3KNVl2?R'2?1018.8KNVr2??R''2??1162.5KN

按跨中剪力为;零的条件来求跨中最大负弯矩:

bpj?R1?376.5x?1043.8

x?1043.8/376.5?2.8m

11

所以M1max?bpjx2?R1?1.8??376.5?2.82?1011?1.8??344.0KN?m

22

23段对称,最大负弯矩在中间截面:

112

M2max??bpjl2?M2???376.5?62?1011??683.2KN?m

88

由以上的计算结果可作出条形基础的弯矩图和剪力图

683.2

344

188.2

238.2

188.2238.2

弯矩图M(kN・m)

10111011

1018.8

376.5

1162.5

675.4

剪力图V(kN)

376.5

675.4

1162.5

1018.8

补充题:设一箱形基础置于粘性土(fk?300kPa)地基上,其横剖面上部结构及上部结构荷重如图,上部结构总重为48480KN,箱形基础自重为18000KN,箱形基础及设备层采用C20混凝土,上部结构梁、柱采用C30混凝土,框架柱0.5m×0.5m,框架梁0.25m×0.60m,求矩形基础纵向跨中的整体弯矩。【解】矩为:

(1)箱型基础内力计算,按纵向整体弯曲计算,由静力平衡条件计算跨中最大弯

Mmax?1281.46?6?21?972.61?6?15?900.59?6?9?885.35?6?3?3030?24?6060?18?6060?12?6060?6?22690kN/m

(2)计算箱型基础刚度EFIF箱型基础横截面惯性矩IF?

1334

??12.5?3.55?(12.5?0.8)?2.77?26.3260m?12?

箱基刚度EFIF?26.3260EF(3)上层结构折算刚度EBIB

纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩Iw?2?各层上下柱的截面惯性矩Iui?Ili?3?各层纵梁的截面惯性矩Ibi?3?

1

?0.3?2.23?0.5324m412

1

?0.5?0.53?0.0156m412

1

?0.3?0.53?0.0094m412

0.0156

各层上下柱、纵梁的线刚度Kui?Kli??0.0056

2.8

上部结构折算刚度

Kbi?

0.0094

?0.00166

??Kui?Kli

EBIB???EbIbi(1?m2)??EwIw

2Kbi?Kui?Kli1??

0.0056?0.005648??

?7?Eb?0.0094??1??2?

6??2?0.0016?0.0056?0.0056

n

0.005648??

?Eb?0.0094??1??(2??Eb?0.5324

6??2?0.0016?0.0056

?4.2658Eb

(4)箱型基础所承担的整体弯矩MF(取EF?Eb)

MF?M

EFIF26.3260EF

?22690??19526kN?m

EFIF?EBIB26.3260EF?4.2658Eb

第四章

4-1截面边长为400mm的钢筋混凝土实心方桩,打入10m深的淤泥和淤泥质土后,支承在中风化的硬质岩石上。已知作用在桩顶的竖向压力为800kN,桩身的弹性模量为3×104N/mm2。试估算该桩的沉降量。

〔解〕该桩属于端承桩,桩侧阻力可忽略不计,桩端为中风化的硬质岩石,

其变形亦可忽略不计。因此,桩身压缩量即为该桩的沉降量,即

4-2某场区从天然地面起往下的土层分布是:粉质粘土,厚度l1=3m,qs1a=24kPa;粉土,厚度l2=6m,qs2a=20kPa;中密的中砂,qs3a=30kPa,qpa=2600kPa。现采用截面边长为350mm×350mm的预制桩,承台底面在天然地面以下1.0m,桩端进入中密中砂的深度为1.0m,试确定单桩承载力特征值。

〔解〕

4-3某场地土层情况(自上而下)为:第一层杂填土,厚度1.0m;第二层为淤泥,软塑状态,厚度6.5m,qsa=6kPa;第三层为粉质粘土,厚度较大,qsa=40kPa;

qpa=1800kPa。现需设计一框架内柱(截面为300mm×450mm)的预制桩基础。柱

底在地面处的荷载为:竖向力Fk=1850kN,弯矩Mk=135kN・m,水平力Hk=75kN,初选预制桩截面为350mm×350mm。试设计该桩基础。解(1)确定单桩竖向承载力特征值

设承台埋深1.0m,桩端进入粉质粘土层

4.0m,则

结合当地经验,取Ra=500kN。

(2)初选桩的根数和承台尺寸

取桩距s=3bp=3×0.35=1.05m,承台边长:1.05+2×0.35=1.75m。桩的布置和承台平面尺寸如图11-12所示。暂取承台厚度h=0.8m,桩顶嵌入承台50mm,钢筋网直接放在桩顶上,承台底设C10混凝土

垫层,则承台有效高度h0=h-0.05=0.8-0.05=0.75m。采用C20混凝土,HRB335级钢筋。

(3)桩顶竖向力计算及承载力验算

(4)计算桩顶竖向力设计值

扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向力设计值为:

(5)承台受冲切承载力验算1)柱边冲切

a0x=525-225-175=125mm,a0y

=525-150-175=200mm

2)角桩冲切

c1=c2=0.525m,a1x=a0x=0.125m,a1y=a0y=0.2m,λ1x=λ0x=0.2,λ1y=λ0y

=0.27

(6)承台受剪切承载力计算对柱短边边缘截面:

λx=λ0x=0.2

=0.3

对柱长边边缘截面:λy=λ0y=0.267

=0.3

(7)承台受弯承载力计算

Mx=∑Niyi

=2×624.4×0.375=468.3kN・m

选用16φ14,As=2460mm2,平行于y轴方向均匀布置。

My=∑Nixi

=2×759.4×0.3=455.6kN・m

选用15φ14,As=2307mm2,平行于x轴方向均匀布置。配筋示意图略。

4-4(1)如图所示为某环形刚性承台下桩基平面图的1/4。如取对称轴为坐标轴,荷载偏

心方向为x

轴,试由式(11-4)导出单桩桩顶竖向力计算公式如下:

式中MkDD竖向荷载Fk+Gk对y轴的力矩,Mk=(Fk+Gk)・e;eDD竖

向荷载偏心距;njDD半径为rj的同心圆圆周上的桩数。

(2)图中桩基的总桩数n=60,设竖向荷载Fk+Gk=12MN,其偏心距e=0.8m;分别处于半径r1=2.5m,r2=3.5m,r3=4.5m的同心圆圆周上的桩数目n1=12,n2=20,n3=28,求最大和最小的单桩桩顶竖向力Qkmax和Qkmin。

〔解〕

(1)

所以

(2)

篇8:Linux的规划与安装基础学习篇课后习题答案

Linux的规划与安装基础学习篇课后习题答案

Linux的规划与安装基础学习篇课后习题答案

1. 一个完整的作业系统至少要能够完整的控制整个硬件,请问,作业系统应该要控制硬件的哪些单元?

至少要能够控制: (1)input/output crontrol, (2)device control, (3)processmanagement, (4)filemanagement.等等!

2. 核心的功能在于管控整个系统的硬件,这包括了CPU 运算单元的管理,输入/输出的管理,记忆体的管理等等。那么请问一个较为完整的作业系统,应该包含哪些部分?

应包含Kernel + Kernel Tools + Applications 等等

3. 一个GBytes 的硬盘空间,等于几个KBytes ?

1GBytes = 1024 MBytes * 1024 KBytes/MBytes = 1048576 KBytes

4. 你在你的主机上面安装了一张网络卡,但是开机之后,系统却无法使用,您确定网络卡是好的,那么可能的问题出在哪里?该如何解决?

因为所有的硬件都没有问题,所以,可能出问题的地方在于系统的核心(kernel)不支持这张网络卡。解决的方法,到网络卡的开发商网站,下载支援您主机作业系统的驱动程序,安装网络卡驱动程序后,就可以使用了。

5. 我在一部主机上面安装Windows 作业系统时,并且安装了显示卡的驱动程序,他是没有问题的。但是安装Linux 时,却无法完整的显示整个X Window 。请问,我可不可以将Windows 上面的显示卡驱动程序拿来安装在Linux 上?

不行!因为核心不同,针对硬件所写的驱动程序也会不相同,编译器也不同,当然,驱动程序也无法在两个作业系统间相容。这也是为何开发商在他们的网站上面,都会同时提供许多不同作业系统的'驱动程序之故。

6. 我在Windows 上面玩的游戏,可不可以拿到Linux 去玩?

当然不行!跟上一题相似的,因为游戏也是一个应用程序(application),他必须要使用到核心所提供的工具来开发他的游戏,所以这个游戏是不可在不同的平台间运作的。除非这个游戏已经进行了移植。

7. 什么是软件的移植?

程序是由程序码(通成为ASCII 格式)经过编译器编译成为binary file 之后,才能够在该作业系统上面执行。因此,您可以将您的程序的程序码修改成可以适应其他作业系统的环境,并且加以编译,使程序可以在其他平台上运作,这个修改的动作即为移植。

8. Linux 本身仅是一个核心与相关的核心工具而已,不过,他已经可以驱动所有的硬件,所以,可以算是一个很阳春的作业系统了。经过其他应用程序的开发之后,被整合成为Linux distribitions。请问众多的distributions 之间,有何异同?

相同:利用同样的Linux kernel (),几乎相同的自由软件套件(例如GNU里面的gcc/glibc/vi/apache/bind/sendmail... ) , 几乎相同的操作接口

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