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标题: 25考研机械复试口试 常见问答问题汇总 质料力学及控制工程篇 [打印本页]
作者: 美丽的神话    时间: 2025-3-21 17:53
标题: 25考研机械复试口试 常见问答问题汇总 质料力学及控制工程篇
7天回顾完本科机械22门重点课程，

精心整理的机械口试问题

内容简介：

用途：

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                                                第一部分：质料力学
                                                质料力学口试重点概念43题

第一章 绪论

答：（1）强度：反抗破坏的能力
（2）刚度：反抗变形的能力
（3）稳固性：细长压杆不失稳。

2. 质料力学中的物性假设是？
答：（1）连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。
（2）匀称性：构件内各处的力学性能相同。
（3）各向同性：物体内各方向力学性能相同。

3. 质料力学与理论力学的关系
答：相同点：材力与理力：平衡问题，两者相同；
不同点：理论力学描述的是刚体，而质料力学描述的是变形体。

答：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。

答：（1）轴力，剪力，弯矩，扭矩。
答：1）、 弹性变形：解除外力后能完全消失的变形

答：受力构件内任意一点两个相互垂直面上，切应力总是成对产生，它们的大小相等，方向同时垂直指向或者背离两截面交线，且与截面上存在正应力与否无关。

答：单元体各侧面上只有切应力而无正应力的受力状态，称为纯剪切应力状态。

答：   1) 拉（压）杆的平面假设
实行：横截面各点变形相同，则内力匀称分布，即应力处处相等。
2) 圆轴扭转的平面假设
实行：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力为零。
3) 纯弯曲梁的平面假设
实行：梁横截面在变形后仍旧保持为平面且垂直于梁的纵向纤维；正应力成线性分布规律。

第二、三章 轴向拉压应力

答：（1）受力特点：外力的协力作用线与杆的轴线重合。
（2）变形特点：沿轴向伸长或收缩 。

要使杆件能正常工作，杆内（构件内）的最大工作应力不超过质料的许用应力，即
，称为强度条件。
使用强度条件可以解决：1）结构的强度校核；2）结构的截面尺寸设计；3）估算结构所能承受的最大外荷载。

答：叠加原理：某些环境下力的作用是相互独立的，所以可以把每一个力的效果加起来，得到一个效果，这个效果就是合效果。


答：进步质料的屈服应力。

轴向拉压应力真题部分：

答：拉（压）杆通过铆钉毗连在⼀起时，毗连处的强度盘算包罗：
（1）拉杆本⾝的受拉或者受压强度盘算；
（2）铆钉所受剪切⼒引起的剪切强度盘算；
（3）杆件与铆钉之间的挤压强度盘算。

答：在比例极限内，横向横向正应变和轴向正应变成正比，引进比例系数
，故



第四章 扭转要点

答：假设是：

答：1）、构件特征 ——构件为等圆截面直杆
2）、受力特征 ——外力偶矩的作用面与杆件轴线相垂直
3）、变形特征 ——杆件各横截面绕杆轴作相对转动

答：包管伤害点的应力不超过质料的许用剪应力。

答：小变形时，圆轴二任意横截面之间仅产生相对角位移变形，称为相对扭转转角。

第五章 弯曲内力

答：梁或梁段各横截面的弯矩为常数、剪力为0的受力状态，称为纯弯曲。

第六章 弯曲应力

答：弯曲变形时，梁内有一层纵向纤维，既不伸长也不收缩，因而他们不受拉应力或压应力，该纤维层称为梁的中性层。

答：中性层与横截面的交线（即横截面上正应力为0的各点的连线）

答：在纯弯曲等直梁上，各点处的曲率相等，故轴线应该是一条圆弧线，且长度不变（轴线即各横截面形心的连线，均处于中性轴上）

 答：任一点正应力的大小与该点至中性轴的垂直间隔成正比，中性轴的一侧为拉应力，另一侧为压应力。

答：切应力方向与剪切力方向平行，其大小沿截面宽度匀称分布，沿高度成抛物线变化。

答：截面上同高度各点的切应力作用线汇交于一点，其铅垂分量沿截面宽度匀称分布，沿高度按抛物线规律变化。

弯曲应力真题部分：

答：⼀般来说，在梁横截⾯的中性轴上，正应⼒为零，⽽切应⼒到达最⼤值。

第七章 弯曲变形

答：弯曲变形后梁的轴线变为挠曲线。平面弯曲时，挠曲线为外力作用平面内的平面曲线。
横截面形心垂直于梁轴方位的位移称为挠度。
                                                          
 答：（1）挠度——横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移。
（2）转角——横截面绕此中性轴旋转的角位移。

答：（1）支座对梁的位移（挠度和转角）的束缚条件。
   （2）连续条件：挠曲线的光滑连续条件。
   （3）1）悬臂梁：
    边界条件：固定端挠度为0，转角为0
连续条件：在载荷分界处（控制截面处）左右两边挠度相等，转角相等
  2） 简支梁：
     边界条件：固定绞支座或滑动绞支座处挠度为0
     连续条件：在载荷分界处（控制截面处）左右两边挠度相等，转角相等
   毗连铰链处，左右两端挠度相等，转角不等

答：束缚反力数目多于可应用的独立的静力平衡方程数的梁称为超静定梁，它的未知力不能用静力平衡方程完全确定，必须由变形相容条件和力与变形间的物理关系建立补充方程，然后联立静力平衡方程与补充方程，求解全部的未知数。

弯曲变形真题部分：

答：描述梁的变形有两个相互关联的量：（1）梁横截⾯形⼼在垂直于梁轴线⽅向上的线位移称为挠度；（2）横截⾯绕中性轴发⽣转动的⾓位移称为转⾓。


第八章 应力应变状态分析

答：（1）构件内一点沿不同方位的应力环境，称之为这一点的应力状态，亦指该点的应力全貌。
（2）主应力：主平面上的正应力
（3）主平面：切应力为零的截面
（4） 1）空间应力状态/三向应力状态；2）平面应力状态 /二向应力状态；3）单向应力状态。

第九章 强度理论




答：脆性质料应采用第一和第二强度理论；
塑性质料应采用第三和第四强度理论。

第十章 组合变形

基本
          
答：

第十一章 压杆稳固

答：使得压杆直线形式的平衡开始由稳固转变为不稳固的轴向压力值，称为临界载荷。
压杆丧失其直线外形的平衡而过度为曲线平衡，称为丧失稳固，简称失稳。

压杆分为哪几类？
答：（1）物体受力时产生变形的程度，是刚度的倒数值叫柔度。
（2）会合地反映了压杆的长度l和杆端束缚条件、截面尺寸和外形等因素对临界应力的影响。
（3）分为大柔度杆（细长压杆）、中柔度杆和小柔度杆。

压杆稳固真题部分：

答：由盘算临界⼒的欧拉公式可知，提⾼压杆稳固性的步伐主要从压杆的截⾯外形和尺⼨、压杆的长度、杆端束缚以及质料的⼒学性能⽅⾯⼊⼿。


附录A-3





                                                第二部分：控制工程
                                        控制工程口试重点概念提问52题!!
答：系统的稳固性、响应的快速性、响应的准确性。

答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。开环系统构造简朴，不存在不稳固问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时必要校核稳固性。

答：（1）当系统已定，而且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统自己的有关问题，即系统分析。

（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。

（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。

（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模子，此即系统辨认或系统辨识。

（5）当系统已定，输出已知时，以辨认输入或输入中得有关信息，此即滤液与猜测。

答：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈归去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。

答：传递函数是初始条件为零时系统输出的拉氏变换比输入的拉氏变换。具备条件：

（1）系统描述为时域问题，即有时间函数f（t）；（2）在描述范围内至少分段连续；（3）系统为线性。


答：系统的数学模子主要有两种，对于单输出系统采用的是传递函数表达式，在当代控制理论中数学模子采用状态空间表达式。建立系统的数学模子有两种方法。1）分析法：根据系统自己所遵循的有关定律写出数学表达式，在列方程的过程中进行须要的简化，如线性化等。2）实行法：是根据系统对某些典范输入信号的响应或其它实行数据建立数学模子。
答：线性定常控制系统，当初始条件为零时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比称为系的传递函数。一个物理可实现个系统，其传递函数分母阶数n应不小于阶数m，即n≧m

答：（1）查表法；（2）有理函数法；（3）部分分式法。

答：（1）比例环节K；（2）积分环节1/s（3）微分环节s（4）惯性环节1/（Ts+1）（5）一阶微分环节Ts+1（6）震荡环节1/(T2s2+2aTs+1)（7）二阶微分环节T2s2+2aTs+1（8）延时环节e-ts

答：系统的时间响应是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。系统受到外加作用后，从初始状态到终极状态的响应过程称为瞬态响应。其时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。瞬态响应反映了系统的动态性能，而稳态响应偏离系统希望的程度可用来衡量系统的精确程度。
答：若系统的数学模子表达式是线性的，则这种系统就是线性系统。线性系统最重要的特征是可以运用叠加原理。所谓叠加原理，就是系统在几个外加作用下所产生的响应，即是各个外加作用单独作用的响应之和。


答：影响系统稳态误差的因素有系统的范例、开环增益和输入信号。

答：在干扰作用点至系统输入口的前通道中，进步增益和设置积分环节。

答：欲低沉由输入信号引起的稳态误差，应进步系统开环放大倍数或在系统中增长积分环节（进步系统型次）；欲低沉由于干扰信号引起的稳态误差，应在干扰信号作用点之前的前通道中增长放大倍数或增长积分环节。

答：可以。将零初始条件下单位脉冲响应求拉氏变换即为该系统的闭环传递函数。

答：0<a<1时，输出响应为衰减振荡过程，稳态值为1；

a=0时，为不衰减振荡过程；a>0或=1时，为非周期过程。

答：二阶欠阻尼系统若a不变，增大或减小w(n)，则超调量t(p)不变，调整时间t(s)减小（或增大）;若t(n)不变，增大（或减小）a，则超调量M(p)减小（或增大），调整时间t(s)减小（增大）

答：瞬态响应反映了系统的稳固性和响应的快速性等方面的性能，而稳态响应反映了系统响应的准确性。

答：主导极点是指系统全部闭环极点中间隔虚轴最近，且周围没有其他闭环零点的那些闭环极点。主导极点对系统的响应起主导作用。

答：一般将系统开环频率特性的复制穿越频率wc当作是频率响应的中心频率，把w《wc的频率范围称为低频段；把wc附近的频率范围称为中频段；把w》wc的频率范围称为高频段。

开环频率特性的低频段反映了控制系统的稳态性能；中频段反映了控制系统的动态性能；高频段反映了控制系统的抗高频干扰性能和系统的复杂性。

答：是指系统对正弦输入的稳态响应。

答：相位裕量、幅值裕量、截止裕量及频宽、谐振频率及谐振峰值。

答：频率特性是系统数学模子的一种表达形式，它表征了系统的运动规律，成为系统频域分析的理论依据。线性定常系统在初始条件为零时，当输入正弦信号的频率在0到无穷大的范围内连续变化时，系统稳态正弦输出与正弦输入的幅值比与相位差随输入频率变化而出现的变化规律为系统的频率特性。

答：若系统的传递函数为G（s），则相应系统的频率特性为G（jw），即将传递函数中得s用jw代替


答：（1）可将幅值相加，便于绘制多个环节串联组成的系统的对数频率特性图。（2）可采用渐近线近似的作用方法绘制对数幅频图，简朴方便。（3）对数分度有效地扩展了频率范围，尤其是低频段的扩展。

答：（1）对数坐标图或称伯德图（2）极坐标图或称乃奎斯特图（3）对数幅-相图。

答：是指系统闭环频率特性的幅值降落到其零频率幅值以下3dB时的频率。

答：最小相位与非最小相位系统的对数幅频特性相同，两者对数相频特性不同，非最小相位系统的相角变化绝对值比最小相位系统相角变化绝对值大。


答：当系统传递函数在s平面右半面没有零点和极点，其相位最小;具有最小相位传递函数系统就是最小相位系统。


答：若机械系统的输入为力，输出为位移（变形），则机械系统的频率特性就是机械系统的动柔度；机械系统的频率特性的倒数就是机械系统的动刚度。

答：稳固性的界说为:系统在受到外界扰动作用时，其被控制量将偏离平衡位置，当这个扰动作用去除后，若系统在足够长的时间内能恢复到其原来的平衡状态或者趋于一个给定的新的平衡状态，则该系统是稳固的。

答：相位裕量和幅值裕量大于零，则系统是稳固的，若相位裕量和幅值裕量为零，则系统为临界稳固，其他为系统不稳固。

答：劳斯判据；胡尔维茨判据；乃奎斯特稳固性判据；根轨迹法。

答：使用特征方程式的根与系统的代数关系，由特征方程中的已知系数间接判断出方程的根是否具有负实部，从而判断系统是否稳固。

答：在使用方法上的区别：劳斯判据是使用系统闭环特征方程的系统做成劳斯表，根据劳斯表首列元素的符号来判断闭环系统的稳固性，是一种代数方法；而乃奎斯特判据则是使用系统开环频率特性，由开环频率特性图判断闭环系统的稳固性，属于频率特性分析方法。

在功能上的区别：劳斯判据只能判断闭环系统稳固与否，而乃奎斯特判据不仅能判断闭环系统的稳固性，还能给出系统稳固或不稳固的程度，揭示改善系统稳固性的途径。

答：有二个右半s平面的特征根，说明劳斯表中第一列元素的符号改变二次。

答：（1）由传递函数求出频率特性并将其化为若干典范环节频率特性相乘的形式；（2）求出各典范环节的转角频率、阻尼比a等参数；（3）分别画出各典范环节的幅频曲线的渐近线和相频曲线；（4）将各环节的对数幅频曲线的渐近线进行叠加得到系统幅频曲线的渐近线并对其进行修正；（5）将各环节相频曲线叠加，得到系统的相频曲线。

答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连不停线，该直线与负实轴的夹角。幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。

答：当系统已定，而且输入知道时，求出系统的输出（响应），而且通过输出来研究系统自己的有关问题，即系统分析。

答：（1）在系统校正中，常用的性能指标按其范例可分为：(1)时域性能指标，它包罗瞬态性能指标（即上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间等）和稳态性能指标（即稳态误差）。（2）频域性能指标，它包罗相位裕量、幅值裕量、频宽等。

答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增长新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。

答：串联校正、并联校正和PID校正。

答：GC(s)=KP+KDs+KI/s


答：1）P控制对系统性能的影响：

开环增益越大，稳态误差减小（无法消除，属于有差调节）

过渡时间收缩

稳固程度变差

2）I控制对系统性能的影响：

消除系统稳态误差（可以或许消除静态误差，属于无差调节）

稳固程度变差

3）D控制对系统性能的影响：

减小超调量

减小调节时间（与P控制相比力而言）

增强系统稳固性

增长系统阻尼程度


答：可以称其为PID调节器。

Gc(s)=(T1+T2)+T1T2S+1/S .Gc(s)由比例部分 (T1+T2) 、微分部分T1T2s及积分部分1/s相加而成。

答：顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿，以便及时消除干扰的影响。

答：反馈校正能有效地改变被困绕环节的动态结构参数，乃至在一定条件下能用反馈校正完全代替困绕环节，从而大大减弱这部分环节由于特性参数变化及各种干扰给系统带来的不利影响。

答：串联超前校正环节的作用是：串联超前校正环节增大了相位裕量，加大了宽带，这就意味着进步了系统的相对稳固性，加快了系统的响应速度，使过度过程得到显著改善。但由于系统的增益和型次都未变化，所以稳态精度变化不大。

答：Gc(s)=1/a* aTs+1/(Ts+1),a>1可增长相位裕量，调整频带宽度。

答：反馈校正比串联校正更有其突出的优点：使用反馈能有效地改变被困绕环节的动态结构参数，乃至在一定条件下能用反馈校正完全代替困绕环节，从而大大减弱这部分环节由于特性参数变化及各种干扰给系统带来的不利影响。

答：G(s)=Ts+1/9aTs+1)，进步系统的稳态精度。

答：相位超前校正：优点：加快系统响应速度；进步系统相对稳固性。缺点;问题精度变化不大。

相位滞后校正;优点：进步系统稳态精度；进步系统相对稳固性。缺点：低沉系统响应速度。








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