2014年天津大学080102固体力学考研大纲

　　考研网快讯，据天津大学研究生院消息，2014年天津大学固体力学考研大纲已发布，详情如下：
　　801理论力学
　　一、考试的总体要求
　　本门课程主要考察学生对理论力学基本概念、基本理论和基本方法的掌握程度。要求运用力学的基本理论和基本方法熟练进行研究对象的受力分析、静力学平衡问题求解;运动分析、各运动量的求解;动力学分析及动力学综合问题的求解。
　　二、考试的内容及比例静力学（20～40％）：
　　(1)掌握各种常见约束类型。对物体系统能熟练地进行受力分析。
　　(2)熟练计算力的投影和力矩、力偶。
　　(3)应用各类平面力系的平衡方程求解单个物体、物体系统和平面桁架的平衡问题（主要是求约束反力和桁架内力问题）。
　　(4)考虑滑动摩擦时平面物系的平衡问题。运动学（20～40％）：(1)理解刚体平动和定轴转动的特征。熟练求解定轴转动刚体的角速度和角加速度，求解定轴转动刚体上各点的速度和加速度。(2)掌握点的合成运动中的基本概念。熟练应用点的速度和加速度合成定理求解平面问题中的运动学问题。(3)理解刚体平面运动的特征。熟练应用基点法、瞬心法和速度投影法求平面机构上各点的速度。能熟练应用基点法求平面机构上各点的加速度。
　　动力学（40～60％）：
　　(1)熟练计算力的功和质点、质点系、平面运动刚体的动能。应用质点和质点系的动能定理求解有关的动力学问题。(2)能计算动力学中各基本物理量。熟练运用动量定理、质心运动定理、刚体绕定轴转动等动力学普遍定理综合求解动力学问题。(3)掌握刚体平动及对称刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系的简化结果。应用达朗伯原理（动静法）求解动力学问题。
　　(4)应用虚位移原理求解问题。(5)计算单自由度系统的振动问题
　　三、试卷类型及比例综合计算题
　　四、考试形式及时间
　　考试形式为笔试。考试时间为三小时。

　　802工程力学
　　一、考试的总体要求
　　学生能正确运用静力学平衡方程对工程结构和构件进行受理分析；对杆件的强度、刚度和稳定性有明确的概念，具有必要的基础知识和熟练的计算能力，能运用材料力学知识分析解决简单的工程实际问题。
　　二、考试的内容及比例
　　1．基本部分：（占试题85%）
　　1）能熟练运用静力学知识分析平面一般力系及空间力系下工程结构和构件的受力。
　　2）了解常用材料拉压下的基本力学性能。
　　3）能熟练地作出各种变形下的内力图，计算应力及变形，并进行强度和刚度计算。
　　4）会分析不同柔度下压杆的临界载荷，并进行大柔度杆的稳定校核；
　　5）对应力状态（以平面应力状态为主）和广义虎克定律（包括空间问题）的基本理论有明确的认识和熟练的计算能力；
　　6）能利用材料力学的基本知识计算各种组合变形问题的应力及变形，并应用强度理论进行校核；
　　7）熟练掌握简单超静定问题的解法。
　　2．提高部分：（占试题15%）
　　1）构件受冲击时的应力和变形计算。
　　2）各种变形下杆件的应变能计算及用能量方法计算杆件变形，求解简单超静定问题
　　三、试卷题型及比例
　　计算分析题为主，选择、填空题不超过总分的10%
　　四、考试形式及时间笔试，三个小时。

　　812自动控制理论
　　一、考试的总体要求
　　包括经典控制理论和现代控制理论的基础部分，主要考察学生对自动控制系统进行分析和综合设计的能力。
　　二、考试内容及比例经典控制理论部分（占70%）：
　　1、控制系统的数学模型系统的输入、输出微分方程模型，非线性系统在工作点处的线性化，传递函数，结构图及其化简，梅逊增益公式。
　　2、控制系统的分析
　　控制系统的稳定性，劳斯判据，一阶系统和二阶系统的阶跃响应和性能指标，系统的主导极点和动态性能估算，控制系统的稳态误差，根轨迹和参数根轨迹。
　　3、控制系统的频率特性，系统的幅相频率特性曲线，奈奎斯特稳定判据；系统的对数频率特性曲线，系统的频率特性指标。
　　4、控制系统的综合控制系统的时域指标和频域指标及之间的关系，根轨迹法和频率特性法的串联超前校正，滞后校正，超前-滞后校正，按期望频率特性进行校正。
　　5、离散时间系统脉冲传递函数，开环和闭环系统的脉冲传递函数，离散时间系统的稳定性分析，极点位置和暂态响应的关系，稳态误差计算，根轨迹分析。
　　6、非线性控制系统
　　相平面的概念，奇点及其分类，极限环及其分类，非线性系统的相平面分析方法，非线性系统的描述函数分析方法。
　　现代控制理论部分（占30%）：
　　7、系统的状态空间表达式，线性变换，单输入、单输出系统的能控标准实现和能观标准实现，状态方程的解。李亚普诺夫稳定性，李亚普诺夫第二法。
　　8、可控性和可观性及其判定方法，单输入、单输出系统的极点配置，状态观测器设计，系统的镇定和解耦。
　　三、试卷类型分析与计算题为主。
　　四、考试形式及时间笔试，三小时。
　　五、参考教材
　　1、自动控制原理，科学出版社，夏超英
　　2、现代控制理论，机械工业出版社，刘豹
　　3、自动控制原理，科学出版社，胡寿松

　　818结构力学
　　一、考试的总体要求
　　结构力学课程是结构工程、桥梁及隧道工程、水利水电工程等专业的技术基础课，考试的总体要求是准确理解基本概念和结构计算原理；掌握各种结构的计算方法，能做到活学活用，所得的计算结果正确。
　　二、考试内容及比例
　　1．平面体系的几何组成分析：5%
　　2．静定结构的内力及位移计算：静定结构包括静定梁，静定平面刚架，三铰拱，静定桁架，静定组合结构。占25%
　　3．超静定结构的内力及位移计算：包括用力法及位移法计算超静定结构。占40%
　　4．结构在移动荷载作用下的计算：包括影响线的做法及应用。占5%
　　5．结构在动力荷载作用下的计算：包括单自由度及多自由度体系的自由振动，单自由度及多自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动。占25%
　　三、试卷题型及比例
　　1．选择题：16%
　　2．判断题：16%
　　3．分析计算题：68%
　　四、考试形式及时间形式为笔试，考试时间为三小时。
　　1.刘昭培，张韫美主编，《结构力学》，天津大学出版社，2006年。
　　2.龙驭球，包世华主编,《结构力学》，高等教育出版社，2000年。

　　836高等代数
　　一、考试的总体要求
　　要求考生比较系统地理解高等代数的基本概念和基本理论，掌握代数的基本方法，要求考生具有抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力、运算能力、综合运用所学的知识分析和解决问题的能力。
　　二、考试的内容及比例
　　1．多项式：数域，二元多项式、整除、最大公因式、互素、不可约多项式、因式分解定理、重因式、多项式、函数、复系数与实系数多项式的因式分解，有理系数多项式，多元多项式。
　　2．行列式：排列，n阶行列式的定义，n阶行列式的性质及计算，行列式展开（按一行(一列)展开，拉普拉斯定理）克莱姆法则。
　　3．矩阵：矩阵的概念，矩阵的运算，逆矩阵、矩阵乘积的行列式、分块矩阵、初等矩阵、初等变换，分块矩阵和初等变换及其应用，矩阵的秩。
　　4．线性方程组：n维向量空间，n维向量的线性相关性，向量组的极大线性无关组，向量组的秩和线性方程组的解法、有解的判别原理、解的结构。
　　5．二次型：二次型及其矩阵表示，二次型的标准型、唯一性、化二次型为标准型，正定二次型。
　　6．线性空间：集合、映射、线性空间的定义与性质。基、维数与坐标、基变换与坐标变换，线性子空间，子空间的交与和，直和，线性空间的同构。
　　7．线性变换的定义及其运算，线性变交换的矩阵，特征值与特征向量，对角矩阵，线性变换的值域与核、不变子空间。
　　8．λ-矩阵：λ-矩阵的概念，λ的矩阵在初等变换下的标准型，行列式因子，不变因子，
　　及初等因子，矩阵相似的条件，矩阵的若当标准型及理论推导。
　　9．欧几里德空间：欧几里德空间的定义与基本性质，标准正交基，欧氏空间的同构和正交变换，子空间及其正交系，正交补，对称矩阵的标准形。向量到子空间的距离，最小二乘法，酉空间。
　　各部分占10%左右。
　　三、考试的题型及比例
　　1．填空题15%。2．计算题40%。3．证明题45%。
　　四、考试形式及时间考试形式均为笔试。考试时间为三小时。（满分150分）

　　803机械原理与机械设计
　　一、考试的总体要求
　　1．机械原理部分主要考查学生对机构学与机器动力学的基本概念、基本理论和常用机构的分析与设计方法的掌握，以及相关的分析、解决问题的能力。
　　2．机械设计部分主要考查学生对通用机械零件设计计算的基本理论和基本方法的掌握，以及运用基本理论和方法解决一般机械设计问题的能力。
　　二、考试的内容及比例
　　1．机械原理部分（占50％）机构的组成和结构分析，平面机构的运动分析，平面机构的力分析，平面连杆机构及其设计，凸轮机构及其设计，齿轮机构及其设计，轮系及其设计，其他常用机构（间歇运动机构、组合机构、螺旋机构），机器的运转和调速，机械的平衡，机械的效率。
　　2．机械设计部分（占50％）机械零件工作能力及计算准则，机械零件的疲劳强度计算，摩擦、磨损及润滑，连接（螺纹、键、花键、过盈），机械传动（带、链、齿轮、蜗杆），轴，轴承（滑动、滚动），联轴器和离合器，弹簧。
　　三、试卷类型及比例
　　1．机械原理部分（占50％）
　　（1）填空题、选择题，约占10％～20％。
　　（2）计算题、图解分析题，约占80％～90％。
　　2．机械设计部分（占50％）
　　（1）填空题、选择题，约占20％～30％。
　　（2）分析题、简答题，约占10％～15％。
　　（3）计算题、结构设计题，约占55％～70％。
　　四、考试形式及时间
　　考试形式为笔试，考试时间为3小时（满分150分）。

　　806测控技术基础
　　一、考试的总体要求
　　掌握测控技术的基础知识和基本理论，并能合理运用解决实际问题。
　　二、考试的内容及比例
　　考试内容分为A、B两个模块，考生可任选其中一个模块。A模块为精密测试理论与技术，B
　　模块为传感技术与测控电路。
　　（一）A模块：精密测试理论与技术
　　1.精密测试理论
　　（1）测试系统主要内容：测试的基本概念，测试系统的组成，测试系统的静、动态特性。
　　基本要求：测试的基本概念，测量标准，量值传递与溯源体系；测试系统的组成及各部分的功能；测试系统的数学模型、传递函数及频率响应函数；一阶系统和二阶系统的频率特性；理想频率响应特性及不失真测试的条件；测量仪器主要性能指标的定义及表示方法。
　　（2）误差基本概念主要内容：误差的定义及表示法，精度（准确度）的概念，有效数字与数据运算。基本要求：误差的定义及表示法，误差分类；精度的概念；数字的舍入规则和运算规则，能按要求设置有效数字的位数。
　　（3）误差的基本性质与处理主要内容：随机误差的性质与处理方法，系统误差的性质与处理方法，粗大误差的性质与处理方法。基本要求：随机误差、系统误差、粗大误差的产生原因和特征；正态分布的特征和处理方法；
　　随机误差的其他分布；算术平均值、单次测量的标准差、算术平均值的标准差、极限误差等概念并能正确计算；等精度及不等精度直接测量列测量结果的数据处理。基本要求：函数系统误差和函数随机误差的计算方法；误差合成的计算。
　　（4）测量不确定度主要内容：测量不确定度的概念，测量不确定度的评定，测量不确定度的合成。基本要求：测量不确定度的基本术语，不确定度的来源；标准不确定度的两类评定、合成标准不确定度和扩展不确定度的求取方法；不确定度报告
　　（5）线性参数的最小二乘法处理主要内容：最小二乘法原理，正规方程，精度估计。基本要求：等精度测量线性参数最小二乘法处理的正规方程，求解及精度估计。
　　（6）回归分析
　　主要内容：回归分析的基本概念，一元线性回归，一元非线性回归。基本要求：一元线性回归方程的求解，回归方程的方差分析及显著性检验。一元非线性回归方程的求解及精度分析。
　　2.精密测试技术
　　（1）长度及线位移测量主要内容：长度测量的标准量和标准环境，阿贝原则，长度尺寸的测量，形位误差的测量，表面粗糙度的测量，线位移的测量，纳米测量技术。基本要求：长度测量的标准量和标准环境；阿贝原则；长度的直接测量和间接测量、绝对测量和相对测量方法及各种测量仪器；三坐标测量机结构形式，测头的种类及工作原理，坐标测量数据处理的主要内容；加工中测量仪和自动补调仪的特点；形位误差测量的基本概念；
　　直线度误差的概念和评定方法及常用测量方法和仪器；表面粗糙度常用的测量仪器和评定参数；双频激光干涉仪位移测量原理；扫描隧道显微镜和原子力显微镜的结构及工作原理。
　　（2）角度及角位移测量主要内容：角度的自然基准、实物基准和圆周封闭原则，角度尺寸的测量，圆分度误差的测量。基本要求：角度的自然基准、实物基准和圆周封闭原则；角度的直接测量和间接测量方法及测量仪器；圆分度误差的评定指标；圆分度误差的绝对测量和相对测量方法。
　　（3）速度、转速和加速度测量主要内容：速度、转速和加速度测量的基本方法。基本要求：速度的测量方法、皮托管测速装置、多普勒测速、陀螺测量角速度；电子数字式转速表、频闪式转速表；压电式加速度计、伺服式加速度计。
　　（4）力、力矩和压力的测量
　　主要内容：力、力矩和压力测量的基本方法。基本要求：力的测量方法、各种力的测量装置；各种称重传感器、皮带秤；转矩的测量方法、传递法力矩测量装置；各种压力测量装置、各种真空测量装置。
　　（5）机械振动的测试主要内容：机械振动的概念、类型，各种测振传感器，振动量的测量方法。基本要求：机械振动的概念、类型及其表征参数；振动的激励方式、各种激振器；惯性式测振传感器的力学模型与特性分析、磁电式振动速度传感器；固有频率和阻尼比的测量方法。
　　（6）温度的测量主要内容：温标的概念及各种类型温度计的工作原理。基本要求：各种温标的定义；各种膨胀式温度计、压力式温度计；热电偶温度计的工作原理、基本定律和各种参比端处理方法；各种热电阻温度计及其引线误差的处理方法；热辐射基本
　　定律及各种热辐射温度计。
　　（7）流量的测量主要内容：流量的概念及各种类型流量计的工作原理。基本要求：流量的定义；椭圆齿轮流量计；差压式管道用流量计；转子流量计和靶式流量计；各种测速式流量计；振动式流量计；热式质量流量计和各种推导式质量流量计。
　　参考材料：
　　[1]费业泰，误差理论与数据处理[M].6版，北京：机械工业出版社，2010.
　　[2]倪育才，实用测量不确定度评定[M].3版，北京：中国计量出版社，2009.[3]施文康，余晓芬，检测技术[M]．3版，北京：机械工业出版社，2010．
　　（二）B模块：传感技术与测控电路
　　1.传感技术
　　（1）传感器的一般特性主要内容：传感器的基本概念及其静态特性指标。基本要求：传感器的定义及其组成；传感器静特性的主要技术指标。
　　（2）电阻式传感器主要内容：电阻式传感器的工作原理，主要特性，直流电桥，温度误差与补偿以及电阻式传感器的应用。
　　基本要求：金属的电阻应变效应，应变式传感器的工作原理与特性；压阻效应，压阻式传感器的工作原理与特性；直流电桥、单臂电桥、差动电桥；温度误差及其补偿；电阻式传感器
　　的应用。
　　（3）电容式传感器主要内容：电容式传感器的工作原理，主要特性，基本转换电路，优化设计，电容式传感器的应用。基本要求：电容式传感器的工作原理、类型、主要特性；电容式传感器的转换电路、驱动电缆技术、等位环技术；电容式传感器的应用。
　　（4）霍尔式传感器主要内容：霍尔式传感器的工作原理，主要特性，误差与补偿，霍尔式传感器的应用。基本要求：霍尔效应，霍尔式传感器的工作原理，主要特性；霍尔式传感器的误差来源与补偿措施，电路模型；霍尔式传感器的应用。
　　（5）光电式传感器主要内容：光源的工作原理与特性，光电器件，光纤式传感器，激光式传感器以及光栅式传感器。基本要求：典型光源的特性；光电器件工作效应、原理、特性及其应用；电荷耦合器件（CCD）的结构、工作过程及其应用；位置敏感器件（PSD）的工作原理与应用；光纤传光原理，光纤传感器的原理和特点，光纤式传感器的类型；莫尔条纹及其特性，光栅式传感器的工作原理、类型、特点；迈克尔逊干涉仪的工作原理。
　　2.测控电路
　　（1）绪论主要内容：测控电路的类型、组成及功用；测控电路的输入输出信号。基本要求：测控电路的功用；对测控电路的主要要求；测控电路的输入输出信号；测控电路
　　的类型与组成。
　　（2）信号放大电路主要内容：运算放大器；典型测控放大电路的基本原理及功能；放大器的噪声。基本要求：运算放大器的基础知识、运算放大器的误差及其补偿；典型测控放大电路包括同相放大电路，反相放大电路，基本差分放大电路，高共模拟制比放大电路，电桥放大电路，高输入阻抗放大电路，隔离放大电路的基本原理及功能，了解放大器噪声的基础知识。
　　（3）信号调制解调电路主要内容：信号的调制解调；调幅及检波；调频及鉴频；调相及鉴相；脉宽调制及解调。基本要求：重点掌握双边带调幅信号及其表达式和波形以及载波信号频率与调制信号频率之间的关系；几种调幅方法以及包络检波；精密检波电路作用；相敏检波电路的特点，与包络
　　检波电路的比较；相敏检波电路的选频特性和鉴相特性；了解调频信号的表达式、波形；调频及鉴频方法；频率计工作原理；调相信号的表达式、波形；调相及鉴相方法；脉宽调制信号表达式、波形；脉宽调制及解调方法。
　　（4）信号分离电路主要内容：滤波器的类型及特性指标；压控电压源型滤波电路及无限增益多路反馈型滤波电路；滤波器的设计等。基本要求：按不同方式分类的滤波器的类型及滤波器特性指标；压控电压源型滤波电路及无限增益多路反馈型滤波电路。不同类型滤波器的设计方法，掌握不同滤波器传递函数的推导方法与频率特性分析等。
　　（5）信号运算电路
　　主要内容：比例运算放大电路；加减法运算电路；微分积分运算电路；常用特征值运算电路。基本要求：比例运算放大电路，加减法运算电路，微分积分运算电路，常用特征值运算电路：
　　绝对值电路、平均值运算电路、峰值运算电路、有效值运算电路。
　　（6）信号转换电路主要内容：采样保持电路的组成；电压比较器；电压频率转换电路；电压电流转换电路；D/A转换器；A/D转换器。基本要求：采样保持电路的基本原理；模拟开关；采样保持电路；电压比较器包括电平比较电路、滞回比较电路、窗口比较电路；电压频率转换电路；电压电流转换电路；D/A转换器包括加权电阻网络D/A转换器及R－2R梯形电阻网络D/A转换器；A/D转换器包括双积分式A/D、逐次逼近式A/D、并行比较式A/D的工作原理。
　　（7）信号细分与辩向电路主要内容：直传式细分电路；平衡补偿式细分。
　　基本要求：直传式细分电路，主要包括单稳四细分辨向电路、电阻链分相细分、微型计算机细分、只读存储细分；平衡补偿式细分，主要包括相位跟踪细分和频率跟踪细分。
　　（8）逻辑控制电路主要内容：二值可控元件驱动电路。基本要求：二值可控元件驱动电路包括功率开关驱动电路、继电器与电磁阀驱动电路。
　　（9）连续信号控制电路主要内容：导电角控制逆变器；脉宽调制（PWM）控制电路。基本要求：了解导电角控制逆变器的基本原理；掌握脉宽调制（PWM）控制电路的基本原理。
　　五、主要参考书目
　　4.唐文彦主编.传感器（第4版）.北京：机械工业出版社，2008.
　　5.张国雄主编.测控电路（第4版）.北京：机械工业出版社，2011.

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