第一篇：傳感器原理及課后答案答案

1－1：答：傳感器在被測量的各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時，輸出量和輸入量之間的關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性；其主要指標(biāo)有線性度、靈敏度、精確度、最小檢測量和分辨力、遲滯、重復(fù)性、零點漂移、溫漂。

1－2：答：（1）動態(tài)特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性；

（2）描述動態(tài)特性的指標(biāo)：對一階傳感器：時間常數(shù)

對二階傳感器：固有頻率、阻尼比。

1－3：答：傳感器的精度等級是允許的最大絕對誤差相對于其測量范圍的百分數(shù)，即 A＝ΔA/YFS＊100％

1－4；答：（1）：傳感器標(biāo)定曲線與擬合直線的最大偏差與滿量程輸出值的百分比叫傳感器的線性度；（2）擬合直線的常用求法有：端基法和最小二5乘法。

1－5：答：由一階傳感器頻率傳遞函數(shù)w(jw)=K/(1+jωτ),確定輸出信號失真、測量結(jié)果在所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωτ)),從而確定ω，進而求出f=ω/(2π).1－6：答：若某傳感器的位移特性曲線方程為y1=a0+a1x+a2x2+a3x3+…….讓另一傳感器感受相反方向的位移，其特性曲線方程為y2=a0－a1x＋a2x2－a3x3＋……，則Δy=y1－y2=2(a1x+a3x3+ a5x5……),這種方法稱為差動測量法。其特點輸出信號中沒有偶次項，從而使線性范圍增大，減小了非線性誤差，靈敏度也提高了一倍，也消除了零點誤差。

2－1：答：（1）金屬材料在受到外力作用時，產(chǎn)生機械變形，導(dǎo)致其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象叫金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)。

（2）半導(dǎo)體材料在受到應(yīng)力作用后，其電阻率發(fā)生明顯變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。2－2：答：相同點：它們都是在外界力作用下產(chǎn)生機械變形，從而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化所；不同點：金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)以機械形變?yōu)橹鳎牧系碾娮杪氏鄬ψ兓癁檩o；而半21/2

導(dǎo)體材料則正好相反，其應(yīng)變效應(yīng)以機械形變導(dǎo)致的電阻率的相對變化為主，而機械形變?yōu)檩o。

2－3：答：金屬應(yīng)變片單位應(yīng)變引起的應(yīng)變片電阻的相對變化叫金屬應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)；它與金屬絲應(yīng)變靈敏度函數(shù)不同，應(yīng)變片由于由金屬絲彎折而成，具有橫向效應(yīng)，使其靈敏度小于金屬絲的靈敏度。

2－4：答：因為（1）金屬的電阻本身具有熱效應(yīng)，從而使其產(chǎn)生附加的熱應(yīng)變；

（2）基底材料、應(yīng)變片、粘接劑、蓋板等都存在隨溫度增加而長度應(yīng)變的線膨脹效應(yīng)，若它們各自的線膨脹系數(shù)不同，就會引起附加的由線膨脹引起的應(yīng)變；常用的溫度補償法有單絲自補償，雙絲組合式自補償和電路補償法。

2－5：答：（1）固態(tài)壓阻器件的特點是：屬于物性型傳感器，是利用硅的壓阻效應(yīng)和微電子技術(shù)制成的壓阻式傳感器，具有靈敏度高、動態(tài)響應(yīng)好、精度高易于集成化、微型化等特點。（2）受溫度影響，會產(chǎn)生零點溫度漂移（主要是由個橋臂電阻及其溫度系數(shù)不一致引起）和靈敏度溫度漂移（主要靈敏度系數(shù)隨溫度漂移引起）。

（3）對零點溫度漂移可以用在橋臂上串聯(lián)電阻（起調(diào)零作用）、并聯(lián)電阻（主要起補償作用）；

對靈敏度漂移的補償主要是在電源供電回路里串聯(lián)負溫度系數(shù)的二極管，以達到改變供電回路的橋路電壓從而改變靈敏度的。

2－6：答；（1）直流電橋根據(jù)橋臂電阻的不同分成：等臂電橋、第一對稱電橋和第二等臂電橋（2）等臂電橋在R＞＞ΔR的情況下，橋路輸出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系；第一對稱電橋（鄰臂電阻相等）的輸出電壓等同于等臂電橋；第二對稱電橋（對臂電阻相等）的輸出電壓的大小和靈敏度取決于鄰臂電阻的比值，當(dāng)k小于1時，輸出電壓、線性度均優(yōu)于等臂電橋和第一對稱電橋。

3-1 電容式傳感器有哪些優(yōu)點和缺點？

答：優(yōu)點：①測量范圍大。金屬應(yīng)變絲由于應(yīng)變極限的限制，ΔR/R一般低于1％。而半導(dǎo)體應(yīng)變片可達20％，電容傳感器電容的相對變化量可大于100％；

②靈敏度高。如用比率變壓器電橋可測出電容，其相對變化量可以大致107。－

③動態(tài)響應(yīng)時間短。由于電容式傳感器可動部分質(zhì)量很小，因此其固有頻率很高，適用于動態(tài)信號的測量。④機械損失小。電容式傳感器電極間吸引力十分微小，又無摩擦存在，其自然熱效應(yīng)甚微，從而保證傳感器具有較高的精度。⑤結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強。電容式傳感器一般用金屬作電極，以無機材料（如玻璃、石英、陶瓷等）作絕緣支承，因此電容式傳感器能承受很大的溫度變化和各種形式的強輻射作用，適合于惡劣環(huán)境中工作。電容式傳感器有如下不足：①寄生電容影響較大。寄生電容主要指連接電容極板的導(dǎo)線電容和傳感器本身的泄漏電容。寄生電容的存在不但降低了測量靈敏度，而且引起非線性輸出，甚至使傳感器處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)。②當(dāng)電容式傳感器用于變間隙原理進行測量時具有非線性輸出特性。

3-2 分布和寄生電容的存在對電容傳感器有什么影響？一般采取哪些措施可以減小其影響。

答：改變傳感器總的電容量，甚至有時遠大于應(yīng)該傳遞的信號引起的電容的變化；使傳感器電容變的不穩(wěn)定，易隨外界因素的變化而變化。

可以采取靜電屏蔽措施和電纜驅(qū)動技術(shù)。

3-3 如何改善單極式變極距型電容傳感器的非線性？

答：采用可以差動式結(jié)構(gòu)，可以使非線性誤差減小一個數(shù)量級。

3－4：答：驅(qū)動電纜技術(shù)是指傳感器與后邊轉(zhuǎn)換輸出電路間引線采用雙層屏蔽電纜，而且其內(nèi)屏蔽層與信號傳輸線（芯線）通過1：1放大器實現(xiàn)等電位，由于屏蔽電纜線上有隨

傳感器輸出信號變化而變化的信號電壓，所以稱之為“電纜驅(qū)動技術(shù)”。3-7 為什么高頻工作時的電容式傳感器其連接電纜不能任意變化？

答：因為連接電纜的變化會導(dǎo)致傳感器的分布電容、等效電感都會發(fā)生變化，會使等效電容等參數(shù)會發(fā)生改變，最終導(dǎo)致了傳感器的使用條件與標(biāo)定條件發(fā)生了改變，從而改變了傳感器的輸入輸出特性。

4－1：答：差動式電感傳感器是通過改變銜鐵的位置來改變兩個差動線圈磁路的磁阻而使兩個差動結(jié)構(gòu)的線圈改變各自的自感系數(shù)實現(xiàn)被測量的檢測，而差動變壓器式傳感器則是通過改變銜鐵的位置改變兩個原副線圈的互感系數(shù)來檢測相關(guān)物理量的。

5－1答:（1）某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┘恿Χ顾污E時，內(nèi)部產(chǎn)生極低化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。（2）不能，因為構(gòu)成壓電材料的電介質(zhì)，盡管電阻很大，但總有一定的電阻，外界測量電路的輸入電阻也不可能無窮大，它們都將將壓電材料產(chǎn)生的電荷泄漏掉，所以正壓電式不能測量靜止電荷。

5-3:答：（1）壓電式傳感器前置放大器的作用：一是把壓電式傳感器的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗輸出，二是放大壓電式傳感器的輸出弱信號。

(2)壓電式電壓放大器特點是把壓電器件的高輸出阻抗變換為傳感器的低輸出阻抗，并保持輸出電壓與輸入電壓成正比。

而電荷放大器的特點是能把壓電器件的高內(nèi)阻的電荷源變換為傳感器低內(nèi)阻的電壓源，以實現(xiàn)阻抗匹配，并使其輸出電壓與輸入電壓成正比，且其靈敏度不受電纜變化的影響。

因為電壓放大器的靈敏度Ce的大小有關(guān)，見（5－20式）。

6-3．光柵式傳感器的基本原理是什么？莫爾條紋是如何形成的?特點？

當(dāng)標(biāo)尺光柵相對于指示光柵移動時，形成的莫爾條紋產(chǎn)生亮暗交替的變化，利用光電接收原件將莫爾條紋亮暗變化的光信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，并用數(shù)字顯示，從而測出標(biāo)尺光柵的移動距離（2）1.雖然光柵常數(shù)w很小，但只要調(diào)整角度seta，即可得到很大的莫爾條紋寬度Bh，起到了放大作用2.莫爾條紋的光強度變化近似于正弦變化便于將電信號進一步細分3.光電元件接收的并不只是固定一點的條紋，而是一定范圍內(nèi)的所有刻線產(chǎn)生的條紋4.莫爾條紋技術(shù)還可用徑向光柵進行角度測量

6-4光柵傳感器有高精度的原因

1.調(diào)整角度seta獲得很大的莫爾條紋寬度起到放大作用，提高了測量精度

2.通過細分技術(shù)提高測量精度

3.光電元件接受一定長度范圍內(nèi)的所有刻線產(chǎn)生的條紋，對光柵刻線的誤差起到了平均作用，可能得到比光柵本身的刻線精度高的測量精度

8－1：答：（1）在垂直于電流方向加上磁場，由于載流子受洛侖茲力的作用，則在平行于電流和磁場的兩端平面內(nèi)分別出現(xiàn)正負電荷的堆積，從而使這兩個端面出現(xiàn)電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。

（2）應(yīng)該選用半導(dǎo)體材料，因為半導(dǎo)體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個端面出現(xiàn)電勢差最大。

（3）應(yīng)該根據(jù)元件的輸入電阻、輸出電阻、靈敏度等合理地選擇元件的尺寸。

8－2：答：（1）不等位電勢的重要起因是不能將霍爾電極焊接在同一等位面上，可以通過機械修磨或用化學(xué)腐蝕的方法或用網(wǎng)絡(luò)補償法校正。

8－7答：（1）分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩類；

（2）：外光電效應(yīng)，利用物質(zhì)吸收光的能量大于物質(zhì)的逸出功，使電子跑出物體表面，向外界發(fā)射的外光電效應(yīng)。如光電管與光電倍增管。

內(nèi)光電效應(yīng)：利用物質(zhì)吸收光的能量大于物質(zhì)的禁帶寬度，使物質(zhì)中的電子從健合態(tài)過度到自由狀態(tài)，而使物質(zhì)的電阻率減小的光電效應(yīng)。如光敏電阻。

8－8答：（1）光電池的開路電壓是指外電路開路時光電池的電動勢；短路電流是指外接負載相對于光電池內(nèi)阻而言是很小的情況下，光電池的輸出電流。

（2）因為負載電阻越小，光電流與光照強度的關(guān)系越接近線性關(guān)系，且線性范圍也越寬

第二篇：計算機網(wǎng)絡(luò)原理課后答案

以單計算機為中心的遠程聯(lián)機系統(tǒng)，通過通信線路將信息匯集到一臺中心計算機進行集中處理，從

而開創(chuàng)了把計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的嘗試，這類簡單的“終端—通信線路—計算機”系統(tǒng)，形成

了計算機網(wǎng)絡(luò)的雛形。

ARPANET 在概念、結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方面都為后繼的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展起到了重要的作用，并為

internet 的形成奠定一定基礎(chǔ)。

OSI/RM 的提出，開創(chuàng)了一個具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的計算機網(wǎng)絡(luò)新時代，ＯSI 標(biāo)準(zhǔn)不僅確保了各廠商生產(chǎn)的計算機間的互連，同時也促進了企業(yè)的競爭，大大加速了計算機網(wǎng)絡(luò) 的發(fā)展。

7． 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能

硬件資源共享：可以在全國范圍內(nèi)提供對處理資源、存儲資源、輸入輸出資源等昂貴設(shè)備的共享。

軟件資源共享：允許互聯(lián)網(wǎng)上的用戶遠程訪問各類大型數(shù)據(jù)庫，可以得到網(wǎng)絡(luò)文件傳送服務(wù)、遠地

進程管理服務(wù)和遠程文件訪問服務(wù)，從而避免軟件研制上的重復(fù)勞動以及數(shù)據(jù)資源的重復(fù)存貯，也便于 集中管理。

用戶間信息交換：計算機網(wǎng)絡(luò)為分布在各地的用戶提供了強有力的通信手段。8． 縮寫名詞解釋：

PSE:分組交換設(shè)備 ＰAD:分組裝配／拆卸設(shè)備 NCC:網(wǎng)絡(luò)控制中心 FEP:前端處理機 IMP:接口信息處理機 PSTN:電話交換網(wǎng) ADSL:非對稱用戶環(huán)路 DDN:數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng) FR:幀中繼網(wǎng) ATM:自動取款機

ISDN:綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng) VOＤ:點播電視 WAN:廣域網(wǎng) ＬAN:局域網(wǎng)

MAN:城域網(wǎng) OSI:開放系統(tǒng)互連

ITU:國際電信聯(lián)盟 IETF:因特網(wǎng)工程特別任務(wù)組

第 2 章節(jié) 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1． 說明協(xié)議的基本含義，三要素的含義與關(guān)系。為計算機網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則，標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合就稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。主要由下列三個 要素組成：

語義（Semantics）：涉及用于協(xié)調(diào)與差錯處理的控制信息。

語法（Syntax）：涉及數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼及信號電平等。定時（Timing）：涉及速度匹配和排序等。2． 協(xié)議與服務(wù)有何區(qū)別？又有何關(guān)系？

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。二者的區(qū)別在于： 首先協(xié)議的實現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)。本層的服務(wù)用戶只能看到服務(wù)而無法看到下面的協(xié) 議，下面的協(xié)議對上面的服務(wù)用戶是透明的，其次，協(xié)議是控制對等實體之間的通信的規(guī)則，而服務(wù)是

由下層向上層通過層間接口提供的。二者的關(guān)系在于：在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要

實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)。

3． 計算機網(wǎng)絡(luò)采用層次結(jié)構(gòu)模型的理由是什么？有何好外？

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)。將一個復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干個容易處理的子系統(tǒng)，然后

“分而治之”逐個加以解決，這種結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法是工程設(shè)計中常用的手段。分層就是系統(tǒng)的最好方 法之一。

不同之處有兩點：首先，OSI 模型有七層，而TCP/IP 只有四層，它們都有網(wǎng)絡(luò)層（或者稱互連網(wǎng)層）、傳輸層和應(yīng)用層，但其它的層并不相同。其次，在于無連接的和面向連接的通信范圍有所有同，OSI 模型的網(wǎng)絡(luò)層同時支持無連接和面向連接 的通信，但是傳輸層上只支持面向連接的通信。TCP/IP 模型的網(wǎng)絡(luò)層只有一種模式即無連接通信，但是

在傳輸層上同時支持兩種通信模式。

第 3 章節(jié) 物理層

1． 物理層協(xié)議包括哪些內(nèi)容？

包括：EIA RS232C 接口標(biāo)準(zhǔn)、EIA RS 449 及RS-422 與 RS-423 接口標(biāo)準(zhǔn)、100 系列和200 系

列接口標(biāo)準(zhǔn)、X.21 和X.21bis 建議四種。

RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口只控制DTE 與DCE 之間的通信。

RS-449 有二個標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)準(zhǔn)：RS-422(采用差動接收器的平衡方式)與 RS-423(非平衡方式)這些標(biāo)準(zhǔn)重新定義了信號電平，并改進了電路方式，以達到較高的傳輸速率和較大的傳輸距離。

系列接口標(biāo)準(zhǔn)的機械特性采用兩種規(guī)定，當(dāng)傳輸速率為：200bps~9600bps 時，采有V.28 建

議；當(dāng)傳輸速率為 48Kbps 時，采用34 芯標(biāo)準(zhǔn)連接器。200 系列接口標(biāo)準(zhǔn)則采用25 芯標(biāo)準(zhǔn)連接器。

X.21 是一個用戶計算機的DTE 如何與數(shù)字化的DCE 交換信號的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)，以相對來說比較簡

單的形式提供了點-點的信息傳輸，通過它能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動的過程操作，并有助于消除傳輸差錯。

2． 比較 RS-232 與RS-449 的電氣特性。

RS-232 規(guī)定邏輯“1”的電平為：-15 ~-5，邏輯“0”的電平為 +5 ~+15。兩設(shè)備的最大距離也僅

為 15 米，而且由于電平較高，通信速率反而影響。接口通信速率小于等于20Kbps。RS-422 由于采用完全獨立的雙線平衡傳輸，抗串?dāng)_能力大大增強。又由于信號電平定義為正負6 伏，當(dāng)傳輸距離為 10m 時，速率可達10Mbps；當(dāng)傳輸距離為 1000m 時，速率可達100Kbps。RS-423，電氣標(biāo)準(zhǔn)是非平衡標(biāo)準(zhǔn)。它采用單端發(fā)送器和差動接收器。當(dāng)傳輸距離為 10m 時，速率可

達 100Kbps；當(dāng)傳輸距離為 1000m 時，速率可達10Kbps。

3． 請說明和比較雙絞線、同軸電纜與光纖3 種常用傳輸價質(zhì)的特點。

雙絞線是最常用的傳輸介質(zhì)。雙絞線芯一般是銅質(zhì)的，能提供良好的傳導(dǎo)率。既可以用于傳輸模擬信

號也可以用于傳輸數(shù)字信號。雙絞線分為兩種：無屏幕和屏蔽。無屏蔽雙絞線使用方便，價格便宜，但

易受外部電磁場的干擾。屏蔽雙絞線是用鋁箔將雙絞線屏蔽起來，以減少受干擾，但價格貴。同軸電纜分基帶同軸電纜（50）和寬帶同軸電纜(75)。基帶同軸電纜可分為粗纜和細纜二種，都

用于直接傳輸數(shù)字信號；寬帶同軸電纜用于頻分多路復(fù)用的模擬信號傳輸，也可用于不使用頻分多路復(fù)用 的高數(shù)字信號和模擬信號傳輸。同軸電纜適用于點到點和多點連接，傳輸距離取決于傳輸?shù)男盘栃问胶?/p>

傳輸?shù)乃俣?，同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線強，安裝同軸電纜的費用比雙絞線貴，但比光纖便宜。

光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，它由能傳導(dǎo)光波的超細石英玻璃纖維外加保護層構(gòu)成。光纖適合于在幾個建

筑物之間通過點到點的鏈路連接局域網(wǎng)絡(luò)。光纖具有有不受電磁干擾或噪聲影響的特征，適宜有長距離

內(nèi)保持高數(shù)據(jù)傳輸率，而且能夠提供很好的安全性。

4． 控制字符 SYN 的ASCII 碼編碼為0010110,請畫出SYN 的FSK、NRZ、曼徹斯特編碼與差分曼徹斯

特編碼等四種編碼方法的信號波形。

10、計算下列情況的時延（從第一個比特發(fā)送到最后一個比特接收）：

11、假設(shè)在地球和一個火星探測車之間架設(shè)了一條128Kbps 的點到點的鏈路，從火星到地球的距離(當(dāng)它們

離得最近時)大約是55gm，而且數(shù)據(jù)在鏈路上以光速傳播，即3*108m/s。

12、下列情況下假定不對數(shù)據(jù)進行壓縮，對于(a)~(d)，計算實時傳輸所需要的帶寬: 第 4 章節(jié) 數(shù)據(jù)鏈路層

1．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層的主要功能包括哪幾個方面的內(nèi)容？ 幀同步功能：為了使傳輸中發(fā)生差錯后只將出錯的有限數(shù)據(jù)進行重發(fā)，數(shù)據(jù)鏈路層將比特流組織成為

幀為單位傳送。常用的幀同步方法有：使用字符填充的首尾定界符法、使用比特填充的首尾標(biāo)志法、違法

編碼法、字節(jié)計數(shù)法。

差錯控制功能：通信系統(tǒng)必須具備發(fā)現(xiàn)（即檢測）差錯的能力，并采取措施糾正之，使差錯控制在所

能允許的盡可能小的范圍內(nèi)，這就是差錯控制的過程，也是數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能之一。流量控制功能：由于收發(fā)雙方各自使用的設(shè)備工作速率和緩沖存儲空間的差異，可能出現(xiàn)發(fā)送方發(fā)送

7．若ＢＳＣ幀數(shù)據(jù)中出現(xiàn)下列字符串：

“ＡBCDE” 問字符填充后的輸出是什么？

答： “ＡBCDE”

8、若 HDLC 幀數(shù)據(jù)段中出現(xiàn)下列比特串：”***011111110” 問比特填充后的輸出是什么？ 答：

9．用ＢＳＣ規(guī)程傳輸一批漢字（雙字節(jié)），若已知采用不帶報頭的分塊傳輸，且最大報文塊長為129 字節(jié)，共傳輸了 5 幀，其中最后一塊報文長為101 字節(jié)。問每個報文最多能傳多少漢字？該批數(shù)據(jù)共有多少漢字？

（假設(shè)采用單字節(jié)的塊檢驗字符。）

10．用HDLC 傳輸１２個漢字（雙字節(jié)）時，幀中的信息字段占多少字節(jié)？總的幀長占多少字節(jié)？

答： HDLC 的幀格式如下：

它的信息字段的數(shù)據(jù)為：12*2=24 字節(jié) 總的幀長為：24+6=30 字節(jié)。

11．簡述HDLC 幀中控制字段各分段的作用。

HDLC 幀中控制字段的第1 位或第2 位表示傳輸幀的類型。第5 位是Ｐ/F 位，即輪詢／終止位。當(dāng)

P/F 位用于命令幀（由主站發(fā)出）時，起輪詢的作用，即不該位為1 時，要求被輪詢的從站給出響應(yīng)，所

以此時 P/F 位可被稱為輪詢位（或者說Ｐ位）；當(dāng)Ｐ／Ｆ位用于響應(yīng)幀（由從站發(fā)出）時，稱為終止位（或

選擇包括兩個基本操作，即最佳路徑的判定和網(wǎng)間信息包的傳送（交換）。兩者之間，路徑的判定相對 復(fù)雜。擁塞控制：擁塞控制是指到達通信子網(wǎng)中某一部分的分組數(shù)量過多，使得該部分網(wǎng)絡(luò)來不及處理，以

致引起這部分乃至整個網(wǎng)絡(luò)性能下降的現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)陷入停頓，即出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象。網(wǎng)際互連：網(wǎng)際互連的目的是使用一個網(wǎng)絡(luò)上的用戶能訪問其它網(wǎng)絡(luò)上的資源，使不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶

互相通信和交換信息。這不僅有利于資源共享，也可以從整體上提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2、虛電路中的“虛”是什么含義？如何區(qū)分一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點所處理的多個虛電路？ 在虛電路操作方式中，為了進行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點和目的節(jié)點之間先要建立一條邏輯通路，因為這條邏輯通路不是專用的，所以稱之為“虛”電路。

為使節(jié)點能區(qū)分一個分組屬于哪條虛電路，每個分組必須攜帶一個邏輯信道號；同樣，同一條虛電路 的分組在各段邏輯信道上的邏輯信道號可能也不相同，傳輸中，當(dāng)一個分組到達節(jié)點時，節(jié)點根據(jù)其攜帶 的邏輯信道號查找虛電路表，以確定該分組應(yīng)該應(yīng)發(fā)往的下一個節(jié)點及其下一段信道上所占用的邏輯信道

號，用該邏輯信道號替換分組中原先的邏輯信道號后，再將該分組發(fā)往下一個節(jié)點。

3、簡述虛電路操作與數(shù)據(jù)報操作的特點、虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報服務(wù)的特點。

虛電路操作的特點：在虛電路操作方式中，為了進行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點和目的節(jié)點之間先要建 立一條邏輯通路，因為這條邏輯通路不是專用的，所以稱之為“虛”電路。每個節(jié)點到其它任一節(jié)點之間

可能有若干條虛電路支持特定的兩個端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。兩個端系統(tǒng)之間也可以有多條虛電路為不同 的進程服務(wù)，這些虛電路的實際路徑可能相同也可能不相同，各節(jié)點的虛電路表是在虛電路建立過程中建

立的。各節(jié)點的虛電路表空間和邏輯信道號都是網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)虛電路拆除時必須回收。數(shù)據(jù)報操作的特點：在數(shù)據(jù)報操作方式中，每個分組被稱為一個數(shù)據(jù)報，若干個數(shù)據(jù)報構(gòu)成一次要傳

送的報文或數(shù)據(jù)報。每個數(shù)據(jù)報自身攜帶有足夠的信息，它的傳送是被單獨處理的。整個數(shù)據(jù)報傳送過種

中，不需要建立虛電路，但網(wǎng)絡(luò)節(jié)點要為每個數(shù)據(jù)報做路由選擇。虛電路服務(wù)的特點：虛電路服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)層向傳輸層提供的一種使所有分組按順序到達目的可靠的數(shù)據(jù) 傳送方式。進行數(shù)據(jù)交換的兩個端系統(tǒng)之間存在著一條為它們服務(wù)的虛電路。提供這種虛電路服務(wù)的通信

子網(wǎng)內(nèi)部既可以是虛電路方式的，也可以是數(shù)據(jù)報方式的。數(shù)據(jù)報服務(wù)的特點：數(shù)據(jù)報服務(wù)一般僅由數(shù)據(jù)報交換網(wǎng)來提供。端系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中網(wǎng)絡(luò)層

之間，一致地按照數(shù)據(jù)報操作方式交換數(shù)據(jù)。當(dāng)端系統(tǒng)要發(fā)送數(shù)據(jù)時，網(wǎng)絡(luò)層給該數(shù)據(jù)附加上地址、序號

等信息，然后作為數(shù)據(jù)報發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。目的端系統(tǒng)收到的數(shù)據(jù)報可能不是按序到達的，也可能有數(shù)據(jù) 報的丟失。

4、考慮下面虛電路服務(wù)實現(xiàn)涉及的設(shè)計問題。如果虛電路用在子網(wǎng)內(nèi)部，每個數(shù)據(jù)報文必須有一個3 字節(jié) 的含義，每個路由器必須留有8 個字節(jié)的空間來標(biāo)識虛電路。如果內(nèi)部使用數(shù)據(jù)報，則需要使用一個15 字節(jié)的分組頭。假定每站段傳輸帶寬的費用為第106 字節(jié)1 元人民幣；路由器存儲器的價格為每字節(jié)0.1 元人民幣，并且在未來兩年會下降。平均每次會話長度為1000 秒，傳輸200 分組；分組平均需傳4 個站

段。試問子網(wǎng)內(nèi)部采用虛電路或數(shù)據(jù)報哪個便宜？便宜多少？

5、考慮圖5-5(a)中的子網(wǎng)。該子網(wǎng)使用了距離矢量路由算法，下面的矢量剛剛到達路由器C，來自B 的矢量

為（5,0,8,12,6,2）；來自D 的矢量為（16，12，6，0，9，10）；來自E 的矢量為（7，6，3，9，0，4）經(jīng)

測量，到B、D 和E 的延遲分別為6、3、5。請問C 新路由表將會怎么樣？請給出將使用的輸出線路及

期望（預(yù)計）的延遲。

18、計算如圖5-8(a)所示子網(wǎng)中的路由器的一個多點播送生成樹。

3源路由選擇的缺點是：使用它的前提是互聯(lián)網(wǎng)中的每臺機器都知道所有其它機器的最佳路徑。獲取

路由算法的基本思想是：如果不知道目的地地址的位置，源機器就發(fā)一個廣播幀，詢問它在哪里。每個

網(wǎng)橋都會轉(zhuǎn)發(fā)此幀，這樣查找?guī)涂梢缘竭_互連網(wǎng)的第一個LAN。當(dāng)應(yīng)答回來時，途徑的網(wǎng)橋?qū)⑺鼈冏?/p>

己的標(biāo)識記錄在應(yīng)答幀中，于是廣播幀的發(fā)送者就可得到確切的路由，并從中選取最佳者。

14、一臺主機的RIP 協(xié)議可以是主動方式嗎？說明理由。不可以。主機中實現(xiàn)的ＲＩＰ工作在被動狀態(tài)，它不會傳遞自己的路由表的信息給別的路由器，它

只是接收其它ＲＩＰ路由器廣播的路由信息，并且根據(jù)收到的路由信息更新自己的路由表。

15、簡述ＡＲＰ協(xié)議和ＲＡＲＰ協(xié)議的要點。為了正確地向目的站傳送報文，必須把目的站的32 位ＩＰ地址轉(zhuǎn)換成48 位以太網(wǎng)目的地址ＤＡ。

這就需要在互連層有一組服務(wù)將ＩＰ地址轉(zhuǎn)換為相應(yīng)物理網(wǎng)絡(luò)地址。這組協(xié)議即是ＡＲＰ。在進行報文

發(fā)送時，如果源互連層所給的報文只有ＩＰ地址，而沒有對應(yīng)的以太網(wǎng)地址，則互連層廣播ＡＲＰ請求

以獲取目的站信息，而目的站必須回答該ＡＲＰ請求。地址轉(zhuǎn)換協(xié)議ＡＲＰ使主機可以找出同一物理網(wǎng)

絡(luò)中任一個物理主機的物理地址，只需給出目的主機的 IP 地址即可。如果站點初始化以后，只有自己的物理網(wǎng)絡(luò)地址而沒有ＩＰ地址，則它可以通過ＲＡＲＰ協(xié)議，發(fā)

出廣播請求，征求自己的ＩＰ地址，而ＲＡＲＰ服務(wù)器負責(zé)回答。這樣，無ＩＰ地址的站點可以通過

ＲＡＲＰ協(xié)議取得自己的ＩＰ地址，這個地址在下一次系統(tǒng)重新開始以前都是有效的，不用連續(xù)廣播請

求，ＲＡＲＰ廣泛用于無盤工作站的ＩＰ地址。

16、多播和廣播有何異同？若要路由器支持多播，還需要添加哪些功能？ 局域網(wǎng)中可以實現(xiàn)對所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的廣播，但對于有些應(yīng)用，需要同時向大量接收者發(fā)送信息，這

些應(yīng)用的共同特點就是一個發(fā)送方對應(yīng)多個接收方，接收方可能不是網(wǎng)絡(luò)中的所有主機，也可能沒有位

于同一子網(wǎng)。這種通信方式介于單播和廣播之間，被稱為組播或多播。多播需要特殊的多播路由器支持，多播路由器可以兼有普通路由器的功能。因為組內(nèi)主機的關(guān)系是 動態(tài)的，因此本地的多播路由器要周期性地對本地網(wǎng)絡(luò)中的主機進行輪詢（發(fā)送一個目的地址為

224.0.0.1 的多播報文），要求網(wǎng)內(nèi)主機報告其進程當(dāng)前所屬的組，各方機會將其感興趣的Ｄ類地址返回，多播路由器以此決定哪些主機留在哪個組內(nèi)。若經(jīng)過幾次輪詢在一個組內(nèi)已經(jīng)沒有主機是其中的成員，多播路由器就認為該網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)沒有主機屬于該組，以后就不再向其它的多播路由器通告組成員的狀況。

17、與IPv4 相比，IPv6 有哪些改進？

Ａ、IPv6 把IP 地址長度增加到128 比特，使地址空間增長296 倍

B、靈活的ＩＰ報文頭部格式。IPv6 采用一種新的報文格式，使用一系列固定格式的擴展頭部取代了

ＩＰv4 中可變長度的選項字段。C、簡化協(xié)議，加快報文轉(zhuǎn)發(fā)。IPv6 簡化了報文頭部格式。將字段從IPv4 的13 個減少到7 個，報文分

段也只是在源主機進行，這些簡單化使路由器可以更快地完成對報文的處理和轉(zhuǎn)發(fā)，提高了吞吐量。

Ｄ、提高安全性。

Ｅ、支持更多的服務(wù)類型。

Ｆ、允許協(xié)議繼續(xù)演變，增加新的功能，使之適應(yīng)未來的發(fā)展。

18、IPv6 有哪些特點？下一代網(wǎng)絡(luò)為什么要使用IPv6 ? 無論從計算機技術(shù)的發(fā)展還是從因特網(wǎng)的規(guī)律和網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率來看，IPv4 都已經(jīng)不適用了，主要

原因就是 32 比特的ＩＰ地址空間已經(jīng)無法滿足迅速膨脹的因特網(wǎng)規(guī)模。IPv6 的主要目標(biāo)包括：

Ａ、擴大ＩＰ地址空間，即使地址利用率不高，也能支持上百億臺主機。Ｂ、減小路由選擇表的長充，提供路由選擇速度。

Ｃ、簡化協(xié)議，使路由器處理分組更迅速。Ｄ、提供更好的安全性。Ｅ、增加對服務(wù)類型的支持，特別是實時的多媒體數(shù)據(jù)。Ｆ、通過定義范圍來支持多點播送的實現(xiàn)。

Ｇ、主機可以在不改變ＩＰ地址的情況下實現(xiàn)漫游。

5Ａ、面向連接的傳輸。Ｂ、端到端通信，不支持廣播通信。Ｃ、高可靠性，確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性，不出現(xiàn)丟失或亂序。

Ｄ、全雙工方式傳輸。Ｅ、采用字節(jié)流方式，即以字節(jié)為單位傳輸字節(jié)序列。Ｆ、提供緊急數(shù)據(jù)的傳送功能。

（二）端口號分配具體細節(jié)參考第4 題(2)。(三)socket 通常也稱作“套接字”，用于描述ＩＰ地址和端口是一個通信鏈的句柄。應(yīng)用程序通常

通過“套接字”向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請求。一個完整的 socket 有一個本地唯一的socket 號，由 操作系統(tǒng)分配。

(四)TCP/IP 的主要應(yīng)用場合：TCP 是應(yīng)用于大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)那闆r。

7、TCP 的連接建立與釋放分別采用幾次握手?為何要這樣的步驟? TCP 的連接建立與釋放采用三次握手。

這主要是為了防止已失效的連接請求報文段突然又傳送到目標(biāo)主機,因而產(chǎn)生錯誤.。源主機發(fā)出連接 請求，但因在某些網(wǎng)絡(luò)結(jié)點滯留的時間太長，源主機未收到確認，再次重傳一次請求報文段。第一個已

經(jīng)失效的報文段達到目標(biāo)主機，目標(biāo)主機誤認為源主機又一次發(fā)出新的連接請求，于是就向源主機發(fā)送

確認報文段，同意建立連接。這樣許多資源就白白浪費。

8、TCP 的重傳策略是什么？

TCP 協(xié)議用于控制數(shù)據(jù)段是否需要重傳的依據(jù)是設(shè)立重發(fā)定時器。在發(fā)送一個數(shù)據(jù)段的同時啟動一

個重發(fā)定時器，如果在定時器超時前收到確認，就關(guān)閉該定時器，如果定時器超時前沒有收到確認，則

重傳該數(shù)據(jù)段。這種重傳策略的關(guān)鍵是對定時器初值的設(shè)定。

9、TCP 與UDP 有什么不同之處？ 傳輸數(shù)據(jù)前TCP 服務(wù)需要建立連接，UDP 無須建立連接；TCP 應(yīng)用于大數(shù)據(jù)量的傳輸，UDP 運用

于一次只傳輸少量數(shù)據(jù)的情況下；TCP 具有高可靠性；UDP 服務(wù)中應(yīng)用程序需要負責(zé)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

10、簡述TCP 與UDP 的服務(wù)模型。TCP 提供的服務(wù)具有以下主要特征：

a)面向連接的傳輸，傳輸數(shù)據(jù)前需要先建立連接，數(shù)據(jù)傳輸完畢要釋放連接。b)端到端通信，不支持廣播通信。

c)高可靠性，確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性，不出現(xiàn)丟失或亂序。d)全雙工方式傳輸。

e)采用字節(jié)流方式，即以字節(jié)為單位傳輸字節(jié)序列。如果字節(jié)流太長，將其分段。

f)提供緊急數(shù)據(jù)的傳送功能，即當(dāng)有緊急數(shù)據(jù)需要發(fā)送時，發(fā)送進程會立即發(fā)送，接收方收到后會

暫停當(dāng)前工作，讀取緊急數(shù)據(jù)并做相應(yīng)處理。UDP 提供的服務(wù)具有以下主要特征：

（１）傳輸數(shù)據(jù)前無須建立連接，一個應(yīng)用進程如果有數(shù)據(jù)報要發(fā)送就直接發(fā)送，屬于一種無連接的數(shù) 據(jù)傳輸服務(wù)。

（２）不對數(shù)據(jù)報進行檢查與修改。（３）無須等待對方的回答。

（４）正因為以上的特征，使其具有較好的實時性，效率高。

11、TCP 與UDP 對于端口號的使用有什么規(guī)定？ ＵＤＰ的端口分配規(guī)則與ＴＣＰ相同。段結(jié)構(gòu)中端口地址是16 比特，可以有在０～65535 范圍

內(nèi)的端口號，對于這 65535 個端口號有以下的使用規(guī)定：

1、端口號小于256 的定義為常用端口，服務(wù)器一般都是通過常用端口來識別的。２、客戶端通常對他所選用的端口號并不關(guān)心，只需保證該端口號在本機上是唯一的就可以了?？?/p>

戶端口號因存在時間很短暫又稱作監(jiān)時端口號。

３、大多數(shù)ＴCP/IP 實現(xiàn)給臨時端口分配1024~5000 之間的端口號。大于5000 的端口號是為其它服

72)客戶端向服務(wù)器發(fā)送 hello 命令以標(biāo)識發(fā)件人自己的身份，然后客戶端發(fā)送mail 命令。3)服務(wù)器端以 ok 作為響應(yīng)，表明準(zhǔn)備接受。

4)客戶端發(fā)送 RCPT 命令（標(biāo)識單個的郵件接收人，常在mail 命令后面）,以標(biāo)識該電子郵件的計

劃接收入，可以有多個 RCPT 行。

5）服務(wù)器端則表示是否愿意為收件人接受郵件。

6）協(xié)商結(jié)束，發(fā)送郵件，用命令DATA(在單個或多個RCPT 命令后，表示所有的郵件接收人已標(biāo)

識，并初始化數(shù)據(jù)傳輸)發(fā)送輸入內(nèi)容。

7)結(jié)束此次發(fā)送，用QUIT(結(jié)束會話)命令退出。

8、簡單說明 POP3 的工作原理

POP3 操作開始時，服務(wù)器通過偵聽TCP 端口110 開始服務(wù)。當(dāng)客戶主機需要使用服務(wù)時，它將與

服務(wù)器主機建立連接。當(dāng)TCP 連接建立后，POP3 發(fā)送確認消息?？蛻艉蚉OP3 服務(wù)器相互（分別）交換

命令和響應(yīng)，這一過程一直要持續(xù)到連接終止。

POP3 遵循存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制，用戶可按需要在客戶級與保存郵件的服務(wù)器之間建立連接。

9、說明IMAP4 的特點。

Internet 消息訪問協(xié)議（IMAP4）是一個功能更強大的電子郵件協(xié)議。常的版本4。用戶可以通過

瀏覽信件頭來決定是否要下載、刪除或檢索信件的特定部分，還可以在服務(wù)器上創(chuàng)建或更改文件夾或

郵箱。它除支持POP3 協(xié)議的脫機操作模式外，還支持聯(lián)機操作和斷連接操作。它為用戶提供了有選擇

地從郵件服務(wù)器接收郵件的功能、基于服務(wù)器的信息處理功能和共享信箱功能。IMAP4 提供離線、在線

和斷開連接的 3 種工作方式。

選擇使用IMP4 協(xié)議提供郵件服務(wù)的代價是要提供大量的郵件存儲空間。與POP3 協(xié)議類似，IMAP4 協(xié)議僅提供面向用戶的郵件收發(fā)服務(wù)，郵件在Internet 上的收發(fā)借助SMTP 協(xié)議的計算機完成的。

10、POP 協(xié)議與IMAP 協(xié)議有何區(qū)別？

POP 協(xié)議是離線式工作協(xié)議，POP3 為郵件系統(tǒng)提供了一種接收郵件的方式，使用可以直接將郵件下

載到本地計算機，在自己的客戶端閱讀郵件。IMPA 協(xié)議除了支持POP3 協(xié)議的脫機操作模式外，還支持聯(lián)機操作和斷連接操作。它為用戶提供了

有選擇的從郵件服務(wù)器接收郵件的功能、基于服務(wù)器的信息處理功能和共享信箱功能。IMAP 協(xié)議提供

了離線、在線和斷開連接 3 種工作方式。

11、說明文件傳輸協(xié)議的原理

FTP 實際上是一套文件傳輸服務(wù)軟件，它以文件傳輸為界面，使用簡單的get 或put 命令進行文件 的下載或上傳，如同在 Internet 上執(zhí)行文件復(fù)制命令一樣。

12、訪問一個FTP 服務(wù)器，下載軟件或文獻。（略）

13、什么是域名服務(wù)？

Internet 上的域名由域名系統(tǒng)DNS 統(tǒng)一管理。DNS 是一個分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)，由域名空間、域名服

務(wù)器和地址轉(zhuǎn)換請求程序三部分組成。

它是一種用來實現(xiàn)域名和IP 地址直接轉(zhuǎn)換的映射機制，域名采用層次機構(gòu)的基于“域”的命名方

案，任何一個連在因特網(wǎng)上的主機或路由器，都有一個唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即域名，域名是一個邏

輯概念，并不反映出計算機所在的物理地點。

14、目前有哪些國際能用域名？ 現(xiàn)在頂級域名有3 類：

1）國家頂級域名，如 cn(中國)、us（美國）、uk（英國）等。有一些地區(qū)也有頂級域名，如hk(香港)、tw(臺灣)。95、1 萬個站點正在竟?fàn)幨褂靡粫r分ALOHA 信道，信道時隙為125us。如果每個站點平均每小時發(fā)出18 次

請求，試計算機總的信道載荷G。

6、N 個站點共享56Kbps 純ALOHA 信道，各站點平均每100 秒送出一個長度為1000 比特的數(shù)據(jù)幀，而不

管前一個數(shù)據(jù)幀是否已經(jīng)發(fā)送出去（假設(shè)站點有發(fā)送緩沖區(qū)）。試計算機N 的最大值。

7、某個局域網(wǎng)采用二進制計數(shù)法的信道分配策略，在某一時刻，10 個站點的虛站號為8，2，4，5，1，7，3，6，9，0。接下來要進行數(shù)據(jù)發(fā)送的是4，3，9 三個站點。當(dāng)三個站點全部完成發(fā)送后，各站點的新的 虛站號是什么？

8、２N 個站點采用適應(yīng)樹搜索協(xié)議來仲裁對一條共享信道的訪問。在某一時刻，其中兩個站點準(zhǔn)備發(fā)送。

設(shè)，試分別計算搜索該樹的最小、最大和平均時隙。

9、一棟7 層的辦公樓，每層有15 間辦公室，每間辦公室的墻上設(shè)有一個終端插座，所有的插座在一個垂

直面上構(gòu)成一個正方形柵格，相鄰插座間的垂直和水平距離均為4 米。假定任意兩個插座間都允許連上電

纜（垂直、水平、斜線連接均可）。試計算在下面3 種情況下連接所有插座所需的電纜長度：(1)采用集線器的星形網(wǎng)；（2）采用總線以太網(wǎng)；（3）采用令牌環(huán)網(wǎng)（不設(shè)線路中心）

114、長1km、10Mbps 的基帶總線ＬＡＮ，信號傳播速度為200m/us，計算一個1000 比特的幀從發(fā)送開始到

接收結(jié)束的最大時間是多少？若兩相距最遠的站點在同一時刻發(fā)送數(shù)據(jù)，則經(jīng)過多長時間兩站發(fā)現(xiàn)沖 突。15、100 個站點的時槽環(huán)，任意兩站間的平均距離為10m，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mmps，信號傳播速度為200m /us，若每個站引入1 位延遲，試計算：（1）兩站點間鏈路的位長度為多少位？（2）整個環(huán)路的有效位

長度為多少位？（3）此環(huán)上最多允許有幾個37 位長的時槽？

16、當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率為5Mbps，傳播速度為200m/us 時，令牌環(huán)接口中的一個比特時延等價于多少米的電纜？

17、長1km、10Mbps、50 個站點的令牌環(huán)，每個站點引入1 位延遲，信號傳播速度為200m/us。令牌長8 位，數(shù)據(jù)幀長度為256 位（包括32 位開銷），確認在數(shù)據(jù)幀捎帶，問該環(huán)不包括開銷的有效數(shù)據(jù)速率為 多少？

18、長10Km、16Mbps、100 個站點的令牌環(huán)，每個站引入1 位延遲，信號傳播速度為200m/us。問：(1)該

環(huán)上 1 位的延遲相當(dāng)于多少米長度的電纜？（2）該環(huán)的有效位長度為多少位？

19、長1Km、4Mbps、50 個站點的令牌環(huán)，每個站引入1 位延遲，信號傳播速度為200m/us。設(shè)數(shù)據(jù)幀最大

3FDDI 協(xié)議規(guī)定發(fā)送站發(fā)送完幀后，可立即發(fā)送新的令牌幀，而802.5 規(guī)定當(dāng)發(fā)送出去的幀的前沿回

送至發(fā)送站時，才發(fā)送新的令牌幀。因此，F(xiàn)DDI 協(xié)議具有較高的利用率的特點，特別在大的環(huán)網(wǎng)中顯得 更為明顯。

24、簡述FDDI 與Token Ring 的異同點。

FDDI ＭＡＣ幀與802.5 的ＭＡＣ幀十分相似，二者都采用令牌傳遞的協(xié)議。

不同之處是FDDI 幀含有前導(dǎo)碼，這對高數(shù)據(jù)速率下的時鐘同步十分重要；允許在網(wǎng)內(nèi)使用16 位和４８位地址，比802.5 更靈活；令牌幀也有不同，沒有優(yōu)先位和預(yù)約位，而用別的方法分配信道 使用權(quán)。

FDDI 協(xié)議規(guī)定發(fā)送站發(fā)送完幀后，可立即發(fā)送新的令牌幀，而８02.5 規(guī)定當(dāng)發(fā)送出去的幀的前

沿回送至發(fā)送站時，才發(fā)送新的令牌幀。因此，F(xiàn)DDI 協(xié)議具有較高利用率的特點，特別在大的環(huán)網(wǎng)

中顯得更為明顯。

25、FDDI 采用何種編碼技術(shù)？該編碼技術(shù)有何特點？

FDDI 采用一種稱為4B/5B 編碼技術(shù)，在這種編碼技術(shù)中每次對４位數(shù)據(jù)進行編碼，每４位數(shù)據(jù)編碼

成５位符號，用光的存在和不存在表示５位符號中每一位是１還是０。

為了得到信號同步，可以采用二級編碼的方法。即先按4B/5B 編碼，然后再利用一種稱為倒相的不歸

零制ＮＲＺＩ編碼。該編碼確保無論４比特符號為何組合（包括全“０”），其對應(yīng)的５比特編碼中至少有 位”１”，從而保證在光纖傳輸?shù)墓庑盘栔辽侔l(fā)生兩次跳變，以利于接收端的時鐘提取。按ＮＲＺＩ編碼原理，信號中至少有兩次跳變，因此接收端可得到足夠的同步信息。26、10Mbps 的傳統(tǒng)以太網(wǎng)升級到100Mbps、1Gbps 甚至10Gbps 時，需要解決哪些技術(shù)問題？試說明10Mbps、100Mbps、1Gbps 和10Gbps 以太網(wǎng)的異同。

5（5）FR 具有按需分配帶寬的特點，用戶支付了一定的費用購買“承諾信息率”，當(dāng)突發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)生時，在網(wǎng)

絡(luò)允許的范圍內(nèi)，可以使用更高的速率；（6）使用FR，用戶接入費用相應(yīng)減少。

幀中繼既可作為公用網(wǎng)絡(luò)的接口，也可作為專門網(wǎng)絡(luò)的接口。這兩類網(wǎng)絡(luò)中，連接用戶設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)

裝置的電纜可以用不同速率傳輸數(shù)據(jù)。一般速率在56Kbps 到E1 的速率(2.048Mbps)間。幀中繼的常見應(yīng)用簡介如下： 局域網(wǎng)的互連。語音傳輸 文件傳輸

4、簡述幀中繼的工作原理。為什么幀中繼的層次結(jié)構(gòu)中只有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層？ 幀中繼的工作原理：幀中繼技術(shù)首先是淡化了交換設(shè)備上的層次概念，將數(shù)據(jù)鏈路層進行了融合。

融合的目的一方面減少了層次之間接口處理；另一方面，也可以通過對融合的功能進行分析，發(fā)現(xiàn)

冗余項，并進行簡化?！皟?yōu)化”交換設(shè)備性能的另一方面是簡化流量控制的功能。上述的優(yōu)化使得幀

中繼成為一種極為精簡的協(xié)議，僅僅需要提供幀、路由選擇和高速傳輸?shù)墓δ?，從而可以獲得較高 的性能和有效性。

幀中繼保留了X.25 鏈路層的HDLC 幀格式，但不采用HDLC 的平衡鏈路接入規(guī)程LAPB，而采用D 通道接入規(guī)程LAPD。LAPD 規(guī)程能在鏈路層實現(xiàn)鏈路的復(fù)用和轉(zhuǎn)接，而X.25 只能在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)該功能

由于幀中繼可以不用網(wǎng)絡(luò)層而只使用鏈路層來實現(xiàn)復(fù)用不和轉(zhuǎn)接，所以幀中繼的層次結(jié)構(gòu)中只有物理層 和鏈路層。

5、簡述 ATM 的工作原理及其信元的結(jié)構(gòu)。并說明信元頭部各字段的作用和意義。

ATM的工作原理：ATM 是一種轉(zhuǎn)換模式（即前面所說的傳輸方式），在這一模式中信息被組織成信

元(Cell)，包含一段信息的信元并不需要周期性地出現(xiàn)在信道上，從這個意義上來說，這種轉(zhuǎn)換模式是 異步的。

ATM的信元結(jié)構(gòu)：ATM 的信元具有固定長度，即總是53 個字節(jié)。其中5 個字節(jié)是信頭，48 個字節(jié)

是信息段。信頭包含各種控制信息，主要是表示信元去向的邏輯地址，另外還有一些維護信息、優(yōu)先級

及信頭的糾錯碼，信息段中包含來自各種不同業(yè)務(wù)的用戶數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)透明地穿越網(wǎng)絡(luò)。信頭各字段的含義及功能：

GFC：一般流量控制字段，用以確定發(fā)送順序的優(yōu)先級。VPI： 虛路徑標(biāo)識字段/虛通道標(biāo)識字段，用作路由選擇。

PT：負荷類型字段，用以標(biāo)識信元頭部數(shù)據(jù)字段所攜帶的數(shù)據(jù)的類型。

CLP：信元丟失優(yōu)先級字段，用于擁塞控制。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時，首先丟棄CLP 最小值的信元。

HEC：信頭差錯控制字段，用以檢測信頭中的差錯，并可糾正其中的1 比特錯。HEC 的功能在物

理層實現(xiàn)。

6、簡要說明 ATM 的傳輸過程。ATM采用異步時分復(fù)用方式工作，來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個緩沖器內(nèi)排隊，隊

列中的信元逐個輸出到傳輸線路，在傳輸線路上形成首尾相連的信元流。信元的信頭中寫有信息的標(biāo)志

（如 A 和B），說明該信元去往的地址，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)信頭中的標(biāo)志來轉(zhuǎn)移信元。

7、傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備如網(wǎng)橋、路由器和交換機存在什么樣的局限性？

網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)橋沒有路由功能，無法實現(xiàn)流量控制，廣播包的轉(zhuǎn)發(fā)容易導(dǎo)致廣播風(fēng)暴，在某些情況下，因網(wǎng)橋擁塞而丟失幀，使得網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，不可靠。

路由器的功能主要是通過軟件來實現(xiàn)的，處理延遲過高，容易成為網(wǎng)絡(luò)“瓶頸”；路由器的復(fù)雜性

還對網(wǎng)絡(luò)的維護工作造成了沉重的負擔(dān)。

交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層，可以看作是對多端口橋擴展。交換機可以用來分割LAN，連接不同的

LAN，或擴展LAN 的覆蓋范圍。它同網(wǎng)橋一樣，也不具有隔離廣播包的能力。

7缺點是其性能問題，對報文中的網(wǎng)絡(luò)地址進行檢查將比對幀中的MAC 地址進行檢查開銷更大。

15、簡述虛擬局域網(wǎng)的互連方式。

1)邊界路由：指的是將路由功能包含在位于主干網(wǎng)絡(luò)邊界的每一個 LAN 交換設(shè)備中。2)“獨臂”路由器：這種路由器一般接在主干網(wǎng)的一個交換設(shè)備上，以使得網(wǎng)絡(luò)中的大部分報文

在通過主干網(wǎng)時無須通過路由器進行處理，而且配置和管理起來也比較方便。

3)MPOA 路由：MPOA 的目的是給可能屬于不同路由子網(wǎng)的多個用ATM 網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備提供直接 的虛擬連接，也就是說，MPOA 將使得多個屬于不同VLAN 的站點通過ATM 網(wǎng)絡(luò)直接進行通 信，而用不著經(jīng)過一個中間的路由器。

4）第三層交換：具有智能可編程ASIC 的第三層交換機，它既包括第二層和第三層的交換功能，而

且還具備路由尋址功能。

16、什么是 VPN？它有哪些特點？如何保證安全？在哪些場合應(yīng)用？

VPN 指的是依靠ISP 和其它NSP，在公共網(wǎng)絡(luò)中建立專用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。VPN 的特點包括安全保障、服務(wù)質(zhì)量保證（QOS）、可擴充性和靈活性、可管理性。

目前VPN 主要采用如下四項技術(shù)來保證安全：隧道技術(shù)、加解密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)、使用者與

設(shè)備身份認證技術(shù)。

VPN 技術(shù)將稱為當(dāng)前廣域網(wǎng)建設(shè)的最佳解決方案之一，它不僅大大節(jié)省了廣域網(wǎng)的建設(shè)和運行維護

費用，而且增強了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。同時，VPN 將加快企業(yè)網(wǎng)的建設(shè)步伐，使得集團公司不僅只

是建設(shè)內(nèi)部局域網(wǎng)，而且能夠很快的把全國各地分公司的局域網(wǎng)連起來，從而真正發(fā)揮整個網(wǎng)絡(luò)的作用。

VPN 對推動整個電子商務(wù)、電子貿(mào)易也將起到無可低估的作用。

17、網(wǎng)絡(luò)管理包含如些基本功能？

ISO 建議網(wǎng)絡(luò)管理包含以下基本功能：故障管理、計費管理、配置管理、性能管理和安全管理

故障管理：必須具備快速和可靠的故障診斷、監(jiān)測和恢復(fù)功能。計費管理：計費管理的根本依據(jù)是網(wǎng)絡(luò)用戶資源的情況。

配置管理：配置管理功能至少應(yīng)包括識別被管理網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、識別網(wǎng)絡(luò)中的各種現(xiàn)象、自

動修改指定設(shè)備的配置、動態(tài)維護網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容。性能管理：性能管理有監(jiān)測和控制兩大功能。

安全管理：目的是確保網(wǎng)絡(luò)資源不被非法使用，防止網(wǎng)絡(luò)資源由于入侵者攻擊而遭受破壞。

18、簡述網(wǎng)絡(luò)安全的概念。

從廣義上講，術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)安全”和“信息安全”是指確保網(wǎng)絡(luò)上的信息和資源不被非授權(quán)用戶所使

用，通常把為了保護數(shù)據(jù)及反黑客而設(shè)計的工具的集合稱為計算機安全。網(wǎng)絡(luò)安全是為了在數(shù)據(jù)傳輸期間保護這些數(shù)據(jù)并且保證數(shù)據(jù)的傳輸是可信的，它強調(diào)是網(wǎng)絡(luò)中信息

或數(shù)據(jù)的完整性、可用性以及保密性。

19、簡述對稱數(shù)據(jù)加密技術(shù)和非對稱數(shù)據(jù)加密技術(shù)的工作原理。

對稱加密技術(shù)的加密碼和解密過程采用同一把密鑰，即加密密鑰和解密密鑰相同。非對稱數(shù)據(jù)加密技術(shù)的加密和解密過程采用不同的密鑰，即加密密鑰和解密密鑰不同。發(fā)送方只

知道加密密鑰，而解密密鑰只有接收方自己知道。20、簡述認證和數(shù)字簽名的工作原理和應(yīng)用。

要保護數(shù)據(jù)不受主動攻擊（數(shù)據(jù)的偽造和變動）則有不同的要求。防止此類攻擊的保護措施稱為報 文認證。

報文的認證過程使通信各方面能夠證實接收到的報文是可信的。有兩個重要的內(nèi)容需要證實，一方

面是報文的內(nèi)容沒有被改變，另一方面報文的來源是可信的。

所謂數(shù)字簽名，就是附加在數(shù)據(jù)單元上的一些數(shù)據(jù)，或是對數(shù)據(jù)單元作的密碼變換，也就是信息的

發(fā)送者使用公開密鑰算法的主要技術(shù)產(chǎn)生的別人無法偽造的一段數(shù)據(jù)串。發(fā)送者用自己的私有密鑰將數(shù)

9-據(jù)加密后傳送給接收者，接收者用發(fā)送者的公鑰解開數(shù)據(jù)后，就可確定消息來自于誰，這也是對發(fā)送者

發(fā)送消息真實性的一個證明，發(fā)送者對所發(fā)的信息不能反悔。在電子商務(wù)安全保密系統(tǒng)中，數(shù)字簽名技術(shù)有著特別重要的地位，在電子商務(wù)安全服務(wù)中的源認

證、完整性服務(wù)、不可否認服務(wù)中都要用到數(shù)字簽名技術(shù)。

應(yīng)用廣泛的數(shù)字簽名方法有三種，即RSA 簽名、DSS 簽名、Hash 簽名。Wuxiaoyan99 制作 4/14/2010 由于時間短，文本中有一些文字錯誤，請大家自行糾正__

第三篇：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習(xí)題答案

1-2.什么是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)? 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)。目的是協(xié)作地探測、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息,并報告給用戶。1-4.圖示說明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)。

1-5.傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端探測結(jié)點由哪些部分組成?這些組成模塊的功能分別是什么?(1)傳感模塊（傳感器、數(shù)模轉(zhuǎn)換）、計算模塊、通信模塊、存儲模塊電源模塊和嵌入式軟件系統(tǒng)

(2)傳感模塊負責(zé)探測目標(biāo)的物理特征和現(xiàn)象，計算模塊負責(zé)處理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理，存儲模塊負責(zé)存放程序和數(shù)據(jù)，通信模塊負責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理信息和探測數(shù)據(jù)兩種信息的發(fā)送和接收。另外，電源模塊負責(zé)結(jié)點供電，結(jié)點由嵌入式軟件系統(tǒng)支撐，運行網(wǎng)絡(luò)的五層協(xié)議。

1-8.傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)包括哪些部分?各部分的功能分別是什么?

(1)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議：類似于傳統(tǒng)Internet網(wǎng)絡(luò)中的TCP/IP協(xié)議體系。它由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層組成。

(2)網(wǎng)絡(luò)管理平臺：主要是對傳感器結(jié)點自身的管理和用戶對傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理。包括拓撲控制、服務(wù)質(zhì)量管理、能量管理、安全管理、移動管理、網(wǎng)絡(luò)管理等。

(3)應(yīng)用支撐平臺：建立在網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的基礎(chǔ)之上。包括一系列基于監(jiān)測任務(wù)的應(yīng)用層軟件，通過應(yīng)用服務(wù)接口和網(wǎng)絡(luò)管理接口來為終端用戶提供各種具體應(yīng)用的支持。

1-9.傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有哪些類型?分別說明各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征及優(yōu)缺點。

（1）根據(jù)結(jié)點數(shù)目的多少，傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可以分為平面結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)。如果網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較小，一般采用平面結(jié)構(gòu)；如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模很大，則必須采用分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（2）平面結(jié)構(gòu)：

特征：平面結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)比較簡單，所有結(jié)點的地位平等，所以又可以稱為對等式結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：源結(jié)點和目的結(jié)點之間一般存在多條路徑，網(wǎng)絡(luò)負荷由這些路徑共同承擔(dān)。一般情況下不存在瓶頸，網(wǎng)絡(luò)比較健壯。

缺點：①影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速率，甚至造成網(wǎng)絡(luò)崩潰。②整個系統(tǒng)宏觀上會損耗巨大能量。③可擴充性差，需要大量控制消息。分級結(jié)構(gòu)：

特征：傳感器網(wǎng)絡(luò)被劃分為多個簇，每個簇由一個簇頭和多個簇成員組成。這些簇頭形成了高一級的網(wǎng)絡(luò)。簇頭結(jié)點負責(zé)簇間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，簇成員只負責(zé)數(shù)據(jù)的采集。

優(yōu)點：①大大減少了網(wǎng)絡(luò)中路由控制信息的數(shù)量，具有很好的可擴充性。②簇頭可以隨時選舉產(chǎn)生，具有很強的抗毀性。

缺點：簇頭的能量消耗較大，很難進人休眠狀態(tài)。

1-13.討論無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實際生活中有哪些潛在的應(yīng)用。

(1)用在智能家具系統(tǒng)中，將傳感器嵌入家具和家電中，使其與執(zhí)行單元組成無線網(wǎng)絡(luò)，與因特網(wǎng)連接在一起。(2)用在智能醫(yī)療中，將傳感器嵌入醫(yī)療設(shè)備中，使其能接入因特網(wǎng)，將患者數(shù)據(jù)傳送至醫(yī)生終端。(3)用在只能交通中，運用無線傳感器監(jiān)測路面、車流等情況。2-2.傳感器由哪些部分組成?各部分的功能是什么?

2-5.集成傳感器的特點是什么? 體積小、重量輕、功能強、性能好。2-7.傳感器的一般特性包括哪些指標(biāo)? 靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、重復(fù)性、漂移、精度、分辨（力）、遲滯。2-15.如何進行傳感器的正確選型？

1.測量對象與環(huán)境：分析被測量的特點和傳感器的使用條件選擇何種原理的傳感器。2.靈敏度：選擇較高信噪比的傳感器，并選擇適合的靈敏度方向。

3.頻率響應(yīng)特性:根據(jù)信號的特點選擇相應(yīng)的傳感器響應(yīng)頻率，以及延時短的傳感器。4.線性范圍：傳感器種類確定后觀察其量程是否滿足要求，并且選擇誤差小的傳感器。

5.穩(wěn)定性：根據(jù)使用環(huán)境選擇何時的傳感器或采用適當(dāng)?shù)拇胧p小環(huán)境影響，盡量選擇穩(wěn)定性好的傳感器。6.精度：選擇滿足要求的，相對便宜的傳感器。2-17.簡述磁阻傳感器探測運動車輛的原理。

磁阻傳感器在探測磁場的通知探測獲得車輪速度、磁跡、車輛出現(xiàn)和運動方向等。使用磁性傳感器探測方向、角度或電流值，可以間接測定這些數(shù)值。因為這些屬性變量必須對相應(yīng)的磁場產(chǎn)生變化，一旦磁傳感器檢測出場強變化，則采用一些信號處理辦法，將傳感器信號轉(zhuǎn)換成需要的參數(shù)值。3-2.無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)為什么要進行調(diào)制和解調(diào)?調(diào)制有哪些方法?（1）調(diào)制和解調(diào)技術(shù)是無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。調(diào)制對通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有很大的影響。采用什么方法調(diào)制和解調(diào)往往在很大程度上決定著通信系統(tǒng)的質(zhì)量。

調(diào)制技術(shù)通過改變高頻載波的幅度、相位或頻率，使其隨著基帶信號幅度的變化而變化。

解調(diào)是將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定的接收者(信宿)處理和理解的過程。（2）根據(jù)調(diào)制中采用的基帶信號的類型。可以將調(diào)制分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。

根據(jù)原始信號所控制參量的不同，調(diào)制分為幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。3-4.試描述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層幀結(jié)構(gòu)。

3-6.根據(jù)信道使用方式的不同。傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議可以分為哪幾種類型? 時分復(fù)用無競爭接入方式、隨機競爭接入方式、競爭與固定分配相結(jié)合的接入方式。3-7.設(shè)計基于競爭的MAC協(xié)議的基本思想是什么？

當(dāng)結(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，通過競爭方式使用無線信道。如果發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了碰撞，就按照某種策略重發(fā)數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功或放棄發(fā)送。

3-8.試寫(畫）出CSMA/CA的基木訪問機制。并說明隨機退避時間的計算方法。

3-9.IEEE802.11MAC協(xié)議有哪兩種訪問控制方式?每種方式是如何工作的?（1）分布式協(xié)調(diào)功能（DCF）、點協(xié)調(diào)功能（PCF），期中DCF是基本訪問控制方式。

3-10.通常有哪些原因?qū)е聜鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生無效能耗? 空閑偵聽、數(shù)據(jù)沖突、串?dāng)_、控制開銷 3-11.敘述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)S-MAC協(xié)議的主要特點和實現(xiàn)機制。

（1）S-MAC協(xié)議的適用條件是傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量不大，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部能夠進

行數(shù)據(jù)的處理和融合以減少數(shù)據(jù)通信量，網(wǎng)絡(luò)能容忍一定程度的通信延遲。它的設(shè)計目標(biāo)是提供良好的擴展性，減少結(jié)點能耗。

（2）周期性偵聽和睡眠機制、流量自適應(yīng)機制、沖突和串音避免機制、消息傳遞機制。3-12.簡述路由選擇的主要功能。

（1）尋找源結(jié)點和目的結(jié)點間的優(yōu)化路徑。（2）將數(shù)據(jù)分析沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。

3-14.常見的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議有哪些類型?并說明各種類型路由協(xié)議的主要特點。（1）能量感知路由協(xié)議、基于查詢的路由協(xié)議、地理位置協(xié)議、可靠的路由協(xié)議。

（2）能量感知路由協(xié)議：從數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯某霭l(fā)，討論最少能量消耗和最長網(wǎng)絡(luò)生存期等問題。

基于查詢的路由協(xié)議：主要用于需要不斷查詢傳感器結(jié)點采集的數(shù)據(jù)，通過減少通信流量來節(jié)省能量，即數(shù)據(jù)融合技術(shù)與路由協(xié)議的設(shè)計相結(jié)合。

地理位置協(xié)議：主要應(yīng)用于需要知道目的結(jié)點的精確或大致地理位置的問題中，把結(jié)點的位置信息作為路由選擇的依據(jù)，從而完成結(jié)點的路由選擇功能，并且降低維護路由協(xié)議的能耗。可靠的路由協(xié)議：應(yīng)用在對可靠性和實時性等方面有特別要求的問題中。3-15.如何設(shè)計傳感器網(wǎng)絡(luò)的定向擴散路由協(xié)議? 4-2.傳感器網(wǎng)絡(luò)常見的時間同步機制有哪些? RBS、Ting/Mini-Sync、TPSN 4-3.簡述TPSN時間同步協(xié)議的設(shè)計過程。

TPSN時間同步協(xié)議采用層次結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的時間同步。所有結(jié)點按照層次結(jié)構(gòu)進行邏輯分級。表示結(jié)點到根結(jié)點的距離，通過基于發(fā)送者-接收者的結(jié)點對方式。每個結(jié)點與上一級的一個結(jié)點進行同步。從而最終所有結(jié)點都與根結(jié)點實現(xiàn)時間同步。TPSN協(xié)議包括兩個階段: 第一個階段生成層次結(jié)構(gòu)，每個結(jié)點賦予一個級別。根結(jié)點賦予最高級別第0級。第i 級的結(jié)點至少能夠與一個第(i-1)級的結(jié)點通信;第二個階段實現(xiàn)所有樹結(jié)點的時間同步。第1級結(jié)點同步到根結(jié)點。第i級的結(jié)點同步到第(i-1)級的一個結(jié)點，最終所有結(jié)點都同步到根結(jié)點，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的時間同步。

4-6.簡述以下概念術(shù)語的含義:錨點、測距、連接度、到達時間差、接收信號強度指示、視線關(guān)系。

錨點：指通過其他方式預(yù)先獲得位置坐標(biāo)的結(jié)點，有時也稱作信標(biāo)結(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的其余結(jié)點稱為非錨點。測距：指兩個相互通信的結(jié)點通過測量方式來估計出彼此之間的距離或角度。

連接度：包括結(jié)點連接度和網(wǎng)絡(luò)連接度兩種含義。結(jié)點連接度是指結(jié)點可探測發(fā)現(xiàn)的鄰居結(jié)點個數(shù)。網(wǎng)絡(luò)連接度是所有結(jié)點的鄰結(jié)點數(shù)目的平均值，它反映了傳感器配置的密集程度。

到達時間差：兩種不同傳播速度的信號從一個結(jié)點傳播到另一個結(jié)點所需要的時間之差。接收信號強度指示：結(jié)點接收到無線信號的強度大小。

視線關(guān)系：如果傳感器網(wǎng)絡(luò)的兩個結(jié)點之間沒有障礙物，能夠?qū)崿F(xiàn)直接通信，則稱這兩個結(jié)點問存在視線關(guān)系。4-9.RSSI測距的原理是什么?

4-10.簡述ToA測距的原理。

4-11.舉例說明TDoA的測距過程。

4-12.舉例說明AoA測角的過程。

4-13.試描述傳感器網(wǎng)絡(luò)多邊定位法的原理。

4-14.簡述Min-max定位方法的原理。

4-15.簡述質(zhì)心定位算法的原理及其特點。

★4-16.舉例說明DV-Hop算法的定位實現(xiàn)過程。

4-17.什么是數(shù)據(jù)融合技術(shù)?它在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的主要作用是什么?（1）數(shù)據(jù)融合也被稱作信息融，是一種多源信息處理技術(shù)。它通過對來自同一目標(biāo)的多源數(shù)據(jù)進行優(yōu)化合成，獲得比單一信息源更精確、完整的估計或判斷。

（2）①節(jié)省整個網(wǎng)絡(luò)的能量②增強所收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性③提高收集數(shù)據(jù)的效率 4-18.簡述數(shù)據(jù)融合技術(shù)的不同分類方法及其類型。

(1)依據(jù)融合前后數(shù)據(jù)的信息含量進行分類：無損失融合、有損失融合

(2)依據(jù)數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用層數(shù)據(jù)語義的關(guān)系進行分類：依賴于應(yīng)用的數(shù)據(jù)融合、獨立于應(yīng)用的數(shù)據(jù)融合、結(jié)合以上兩種技術(shù)的數(shù)據(jù)融合

(3)依據(jù)融合操作的級別進行分類：數(shù)據(jù)級融合、特征級融合、決策級融合 4-19.什么是數(shù)據(jù)融合的綜合平均法?

4-20.常見的數(shù)據(jù)融合方法有哪些? 綜合平均法、卡爾曼濾波法、貝葉斯估計法、D-S證據(jù)推理法、統(tǒng)計決策理論、模糊邏輯法、產(chǎn)生式規(guī)則法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。

4-21.無線通信的能量消耗與距離的關(guān)系是什么?它反映出傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖裁刺攸c?（1）通常隨著通信距離的曾加，能耗急劇增加。

（2）在傳感器網(wǎng)絡(luò)中要減少單跳通信距離，盡量使用多跳短距離的無線通信方式。4-22.簡述節(jié)能策略休眠機制的實現(xiàn)思想。

當(dāng)結(jié)點周圍沒有感興趣的事件發(fā)生時，計算與通信單元處十空閑狀態(tài)，把這些組件關(guān)鐘或調(diào)到更低能耗的狀態(tài)，即休眠狀態(tài)。該機制對于延長傳感器結(jié)點的生存周期非常重要。但休眠狀態(tài)與工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要消耗一定的能量。并且產(chǎn)生時延。所以狀態(tài)轉(zhuǎn)換策略對于休眠機制比較重要。如果狀態(tài)轉(zhuǎn)換策略不合適，不僅無法節(jié)能，反而會導(dǎo)致能耗的增加。

4-23.簡述傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點各單元能量消耗的特點

傳感器結(jié)點中消耗能量的模塊有傳感器模塊、處理器模塊和通信模塊。隨著集成電路工藝的進步。處理器和傳感器模塊的功耗都很低。無線通信模塊可以處于發(fā)送、接收、空閑或睡眠狀態(tài)?？臻e狀態(tài)就是偵聽無線信道上的信息，但不發(fā)送或接收。睡眠狀態(tài)就是無線通信模塊處于不工作狀態(tài)。4-24.動態(tài)電源管理的工作原理是什么? 當(dāng)結(jié)點周圍沒有感興趣的事件發(fā)生時，部分模塊處于空閑狀態(tài)。應(yīng)該把這些組件關(guān)掉或調(diào)到更低能耗的狀態(tài)(即休眠狀態(tài))。從而節(jié)省能量。

4-25.傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性需求包括哪些內(nèi)容? 結(jié)點的安全保證、被動抵御入侵的能力、主動反擊入侵的能力。4-26.什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息安全?

4-27.簡述在傳感器網(wǎng)絡(luò)中實施Wormhole攻擊的原理過程

4-28.SPINS安全協(xié)議簇能提供哪些功能? SPINS安個協(xié)議簇是最早的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全框架之一。包含了 SNEP和μTESLA兩個安全協(xié)議。SNEP協(xié)議提供點到點通信認證、數(shù)據(jù)機密性、完整性和新鮮性等安全服務(wù)；μTESLA協(xié)議則提供對廣播消息的數(shù)據(jù)認證服務(wù)。6-3.低速無線個域網(wǎng)具有哪些特點? 低速無線個域網(wǎng)是一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的無線通信網(wǎng)絡(luò)，它使得在低電能和低吞吐量的應(yīng)用環(huán)境中使用無線連接成為可能。與無線局域網(wǎng)相比。低速無線個域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)只需很少的基礎(chǔ)設(shè)施。甚至不需要基礎(chǔ)設(shè)施。IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)為低速無線個域網(wǎng)制定了物理層和MAC子層協(xié)議。6-7.簡述ZigBee的技術(shù)特點

(1)數(shù)據(jù)傳輸速率低。數(shù)據(jù)率只有l(wèi)okb/s~250kb/s，專注十低速傳輸應(yīng)用。

(2)有效范圍小。有效似蓋范圍10~75m之間，具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定。(3)工作頻段靈活。使用的頻段分別為2.4GHz,868MHz(歐洲)及915MHz(美國)，均為無需申請的ISM頻段。

(4)省電。由于工作周期很短。收發(fā)信息功耗較低，以及采用了休眠模式，ZigBee可確保兩節(jié)5號電池支持長達6個月至2年左右的使用時間，當(dāng)然不同應(yīng)用的功耗有所不同。

(5)可靠。采用碰撞避免機制。并為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留專用時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突。MAC層采用完全確認的數(shù)據(jù)傳輸機制。每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認信息。

(6)成本低。由于數(shù)據(jù)傳輸速率低，并且協(xié)議簡單。降低了成本，另外使用ZigBee協(xié)議可免專利費。

(7)時延短。針對時延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化。通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短。設(shè)備搜索時延的典型值為30ms.休眠激活時廷的典型值是15ms?；顒釉O(shè)備信道接入時延為15ms。(8)網(wǎng)絡(luò)容量大。一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)可容納多達254個從設(shè)備和一個主設(shè)備，一個區(qū)域內(nèi)可同時布置多達100個ZigBee網(wǎng)絡(luò)。

(9)安全。ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和認證功能。加密算法采用AES-128，應(yīng)用層安全屬性可根據(jù)需求來配置。

第四篇：機械原理課后答案-高等教育出版社

機械原理作業(yè)

第一章 結(jié)構(gòu)分析作業(yè)

1.2 解：

F = 3n－2PL－PH = 3×3－2×4－1= 0

該機構(gòu)不能運動，修改方案如下圖：1.2 解：

（a）F = 3n－2P1= 1 A點為復(fù)合鉸鏈。

L－PH = 3×4－2×5－（b）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×6－2= 1

B、E兩點為局部自由度, F、C兩點各有一處為虛約束。

（c）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×7－0= 1

FIJKLM為虛約束。

1.3 解：

F = 3n－2PL－PH = 3×7－2×10－0= 1

1）以構(gòu)件2為原動件，則結(jié)構(gòu)由8－

7、6－

5、4－3三個Ⅱ級桿組組成，故機構(gòu)為Ⅱ級機構(gòu)(圖a)。

2）以構(gòu)件4為原動件，則結(jié)構(gòu)由8－

7、6－

5、2－3三個Ⅱ級桿組組成，故機構(gòu)為Ⅱ級機構(gòu)(圖b)。

3）以構(gòu)件8為原動件，則結(jié)構(gòu)由2－3－4－5一個Ⅲ級桿組和6－7一個Ⅱ級桿組組成，故機構(gòu)為Ⅲ級機構(gòu)(圖c)。

(a)

(b)

(c)

第二章

運動分析作業(yè)

2.1 解：機構(gòu)的瞬心如圖所示。

2.2 解：取?l?5mm/mm作機構(gòu)位置圖如下圖所示。

1.求D點的速度VD VD?VP13 VD而

2.求ω1

VE?AEP14P13?2425，所以

VD?VE2425?150?2425?144mm/s

3.求ω2

?2?1?1?VElAE?150120?1.25rad/s

?2??13898?1.25?3898?0.46rad/s?P12P14P12P24?3898 因，所以4.求C點的速度VC

??1mm/mm

VC??2?P24C??l?0.46?44?5?101.2mm/s

2.3 解：取l作機構(gòu)位置圖如下圖a所示。1.求B2點的速度VB2

VB2 =ω1×LAB =10×30= 300 mm/s 2.求B3點的速度VB3

VB3 ＝ VB2 ＋

VB3B2

大?。?/p>

ω1×LAB

？ 方向 ⊥BC

⊥AB

∥BC 取?v?10mm/smm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

VB3?pb3??v?27?10?270mm/spb3?22mm，所以

mm 由圖a量得：BC=123 mm , 則

lBC?BC??l?123?1?123

3.求D點和E點的速度VD、VE

利用速度影像在速度多邊形，過p點作⊥CE，過b3點作⊥BE，得到e點；過e點作⊥pb3，得到d點 , 由圖量得：所以 VD?pd??v?15?10?150mm/spd?15mm，pe?17mm，； VE?pe??v?17?10?170mm/s VB3B2?b2b3??v?17?10?170mm/s 4.求ω

?V3?B3?270l?2.2rad/sBC123

5.求anB2

an22B2??1?lAB?10?30?3000mm/s2

6.求aB3

aB3 ＝ aB3n ＋ aB3t ＝ aB2 ＋

aB3B2k ＋

aτB3B

2大小 ω32LBC ？

ω12LAB

2ω3VB3B2

？

方向

B→C ⊥BC

B→A

⊥BC

∥BC n22 aB3??3?l2BC?2.2?123?595mm/s

ak?2?2B3B23?VB3B2?2?2.2?270?1188mm/s 5

取

?a?50mm/s2mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ,所以

mm/s2?b'3?23mm，n3b'3?20mmaB3??b'3??a?23?50?1150t

7.求?3

taB3?n3b'3??a?20?50?1000mm/s

lBC123

8.求D點和E點的加速度aD、aE ?3?aB3?1000?8.13rad/s2利用加速度影像在加速度多邊形，作??b'3e∽?CBE, 即

?b'3CB ??eCE?b'3eBE，得到e點；過e點作⊥?b'3，得到d點 , 由圖量得：?e?16mm，?d?13mm，aD??d??a?13?50?650mm/s2所以，a2E??e??a?16?50?800mm/s。

2.7 解：取?l?2mm/mm作機構(gòu)位置圖如下圖a所示。

一、用相對運動圖解法進行分析 1.求B2點的速度VB2

VB2 =ω1×LAB =20×0.1 = 2 m/s 2.求B3點的速度VB3

VB3 ＝ VB2 ＋

VB3B2

大?。?/p>

ω1×LAB

？

方向 水平

⊥AB

∥BD 取?v?0.05m/smm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

pb3?20mm，所以

而VD= VB3= 1 m/s

nVB3?pb3??v?20?0.05?1m/s

3.求aB2

aB2??1?lAB?20?0.1?40m/sn222

4.求aB3

τ

a B3 ＝ aB2n

＋

a B3B

2大小

？

ω12LAB

？

方向

水平

B→A

∥BD 取?a?1m/s2

mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得：

aB3??b'3??a?35?1?35m/s2，所以

二、用解析法進行分析

2?b'3?35mm。

2VD3?VB2?sin?1??1?lAB?sin?1?20?0.1?sin30??1m/s21aD3?aB2?cos?1???lAB?cos?1?20?0.1?cos30??34.6m/s

第三章 動力分析作業(yè)

3.1 解：

根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1、2所受全反力的方向如圖a所示，圖b中三角形①、②分別為滑塊2、1的力多邊形，根據(jù)滑塊2的力多邊形①得：

FrFR12R12cos?sin(60??2?)?sin(90???)?Fcos?，F(xiàn)R?F12rsin(60??2?)

由滑塊1的力多邊形②得：

Fd?FR21sin(60??2?)sin(90???)?FR21cos?，F(xiàn)sin(60??2?)cos?sin(60??2?)sin(60??2?)d?FR21cos??Frcos?sin(60??2?)?Frsin(60??2?)

而 ??tg?1f?tg?1(0.15)?8.53?

所以 F60??2?)d?Fsin(rsin(60??2?)?1000sin(60??2?8.53?)sin(60??2?8.53?)?1430.7N3.2 解：取?l?5mm/mm作機構(gòu)運動簡圖，機構(gòu)受力如圖a)所示；

取

?F?50N/mm作機構(gòu)力多邊形，得：

FR65?60?50?3000N，F(xiàn)R45?67?50?3350N，F(xiàn)R45?FR54?FR34?FR43?3350N，F(xiàn)R23?35?50?1750FR63?50?50?2500N，F(xiàn)R23?FR32?FR12?FR21?1750N

Mb?FR21lAB?1750?100?175000N?mm?175N?m

3.2 解：機構(gòu)受力如圖a)所示

N，由圖b)中力多邊形可得：FR65?tg?4F5?tg45??1000?1000N

FR545?FR43?Fsin??1000.2N

4sin45??1414 FR43?FR63FR23sin116.6?sin45??sin18.4?

Fsin45?sin45?R63?sin116.6?FR43?sin116.6??1414.2?1118.4N

FR23?sin18.4?sin116.6?Fsin18.4?R43?sin116.6??1414.2?500N 所以 FR21?FR23?FR61?500N

Mb?FR21lAB?500?100?50000N?mm?50N?m

3.3 解：機構(gòu)受力如圖所示

由圖可得：

對于構(gòu)件3而言則：Fd?FR43?FR23?0，故可求得 FR23 對于構(gòu)件2而言則：FR32?FR12

對于構(gòu)件1而言則：Fb?FR41?FR21?0，故可求得

Fb

3.7 解：

1.根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1所受全反力的方向如圖a所示，圖b為滑塊1的力多邊形，正行程時Fd為驅(qū)動力，則根據(jù)滑塊1的力多邊形得：

Fdsin(??2?)?FR21sin?90??(???)??FR21cos(???)，F(xiàn)R21?Fd

cos(???)sin(??2?)

則夾緊力為：Fr?FR21cos??Fdcos(???)cos?sin(??2?)2.反行程時?取負值，F(xiàn)'R21為驅(qū)動力，而F'd為阻力，故

F'R21

?F'dcos(???)sin(??2?)，cos?sin??F'dtg?而理想驅(qū)動力為：F'R210?F'd所以其反行程效率為：

?'?F'RF'd21

0F'R?F'dtg?21cos(???)sin(??2?)?sin(??2?)tg?cos(???)

sin(??2?)當(dāng)要求其自鎖時則，?'?tg?cos(???)?0，故 sin(??2?)?0，所以自鎖條件為：??2?

3.10 解：

1.機組串聯(lián)部分效率為：

?'??23?2?9821?0.9?0.?0.95?0.8

212.機組并聯(lián)部分效率為：

?''?PA?A?PB?B2?0.8?3?0.7P2?3?A?P??B2?3?0.98?0.95?0.688 3.機組總效率為：

???'?''?0.821?0.688?0.565?56.5%

4.電動機的功率

輸出功率：Nr?PA?PB?2?3?5kw 電動機的功率：Nd?Nr?5?0.565?8.85kw

第四章平面連桿機構(gòu)作業(yè)

4.1 解：

1.① d為最大，則

a?d?b?c

故 d?b?c?a?280?360?120?520mm

② d為中間，則

a?c?b?d

故 d?a?c?b?120?360?280?200mm

200mm?d?520mm所以d的取值范圍為：

2.① d為最大，則

a?d?b?c 故 d?b?c?a?280?360?120?520mm

② d為中間，則

a?c?b?d 故 d?a?c?b?120?360?280?200mm

③ d為最小，則

c?d?b?a 故 d?b?a?c?280?120?360?40mm

④ d為三桿之和，則

d?b?a?c?280?120?360?760mm

所以d的取值范圍為：40mm?d?200mm和520mm?d?760mm 14

3.① d為最小，則

c?d?b?a 故 d?b?a?c?280?120?360?40mm

4.3 解：機構(gòu)運動簡圖如圖所示，其為曲柄滑塊機構(gòu)。

4.5 解：

1.作機構(gòu)運動簡圖如圖所示；由圖量得：??16?，??68?，?max ?min?155?，?min?52?，所以 ?180???max?180??155??25?，行程速比系數(shù)為：2.因為 l1是擺轉(zhuǎn)副。K?180???180????180??16?180??16??1.20

?l3?28?72?100?l2?l4?52?50?102

所以當(dāng)取桿1為機架時，機構(gòu)演化為雙曲柄機構(gòu)，C、D兩個轉(zhuǎn)動副3.當(dāng)取桿3為機架時，機構(gòu)演化為雙搖桿機構(gòu)，A、B兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副。4.7 解：1.取?l?6mm/mm作機構(gòu)運動簡圖如圖所示；由圖量得：

180???180????180??5?180??5??1.05??5?，故行程速比系數(shù)為：

K?

由圖量得：行程：h?40??l?40?6?240mm

2.由圖量得：?min?68?，故?min?68??????40? 3.若當(dāng)e?0，則K= 1，無急回特性。4.11 解： 1.取2.由圖中量得： ?l?4mm/mm，設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。

lAB?AB??l?70?4?280mm。lCD?C1D??l?25?4?100mmlAD?AD??l?78.5?4?314mm 16

4.16 解： 1.取?l?1mm/mm，設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。

2.由圖中量得：

lAB?AB1??l?21.5?1?21.5mm，lBC?B1C1??l?45?1?45mm。

?63?，圖中AB”C” 為 3.圖中AB’C’為?max的位置，由圖中量得?max ?max的位置，由圖中量得?max?90?。

4.滑塊為原動件時機構(gòu)的死點位置為AB1C1和AB2C2兩個。

4.18 解： 1.計算極位夾角：??K?1K?1?180??1.5?11.5?1?180??36?

2.取?l?2mm/mm，設(shè)計四桿機構(gòu)如圖所示。

3.該題有兩組解，分別為AB1C1D和AB2C2D由圖中量得：

lAB1?AB1??l?24?2?48mm，lB1C1?B1C1??l?60?2?120mm ；

lABlB2?AB2??l?11?2?22mm。2C2?B2C2??l?25?2?50mm

第五章 凸輪機構(gòu)作業(yè)

5.1 解：

圖中(c)圖的作法是正確的，(a)的作法其錯誤在于從動件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與凸輪的轉(zhuǎn)向相反,圖中C’B’為正確位置；(b)的作法其錯誤在于從動件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與起始從動件的位置方位一致，圖中C’B’為正確位置；(d)的作法其錯誤在于從動件的位移不應(yīng)該在凸輪的徑向線上量取，圖中CB’為正確位置。

5.4 解：如圖所示。

5.5 解： 凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓如圖所示；

第五篇：材料連接原理課后答案全

1.焊接熱源有哪些共同要求？描述焊接熱源主要用什么指標(biāo)？(簡05.07.09）

答：能量密度高、快速實現(xiàn)焊接過程、得到高質(zhì)量的焊縫和最小的焊接熱影響區(qū)。

主要指標(biāo)：最小加熱面積、最大功率密度和正常焊接規(guī)范條件下的溫度。

2.試述焊接接頭的形成過程及對焊接質(zhì)量的影響。答：（1）預(yù)壓階段；（2）通電加熱階段；（3）冷卻結(jié)晶階段。

對焊接質(zhì)量的影響：

3.溶滴比表面積的概念及對焊接化學(xué)冶金過程的影響？

答：熔滴的表面積Ag與其質(zhì)量

之比稱為熔滴的比表面積S。

熔滴的比表面積越大，熔滴與周圍介質(zhì)的平均相互作用時間越長，熔滴溫度越高，越有利于加強冶金反應(yīng)。

4.焊條熔化系數(shù)、熔敷系數(shù)的物理意義及表達式？真正反映焊接生產(chǎn)率的指標(biāo)是什么？ 答：焊條金屬的平均融化速度

：在單位時間內(nèi)熔化的焊芯質(zhì)量或長度；

損失系數(shù)

：在焊接過程中由于飛濺、氧化和蒸發(fā)而損失的金屬質(zhì)量與熔化的焊芯質(zhì)量之比；

平均熔敷系數(shù)

（真正反映焊接生產(chǎn)率的指標(biāo)），由于損失系數(shù)不等于零，單位時間內(nèi)真正進入焊接熔池的金屬質(zhì)量稱為平均熔敷速度。

5.試簡述不銹鋼焊條藥皮發(fā)紅的原因？有什么解決措施？（簡05.08.10）

答：藥皮發(fā)紅的原因：不銹鋼焊芯電阻大，焊條融化系數(shù)小造成焊條融化時間長，且產(chǎn)生的電阻熱量大，使焊條溫度升高而導(dǎo)致藥皮發(fā)紅。

解決措施：調(diào)整焊條藥皮配方，使焊條金屬由短路過渡轉(zhuǎn)化為細顆粒過渡，提高焊條的融化系數(shù)，減少電阻熱以降低焊條的表面升溫。

6.熔合比的表達式和影響因素？多層焊時，如果各層間的熔合比是恒定的，試推導(dǎo)第n層焊縫金屬的成分？

答：表達式：

影響因素：焊接方法、焊接工藝參數(shù)、接頭尺寸形狀、坡口形狀、焊道數(shù)目、母材熱物理性能等。

7.從傳熱學(xué)角度說明臨界板厚δcr的概念？某16Mn鋼焊件，采用手工電弧焊，能量E=15KJ/cm求δcr？ 答：由傳熱學(xué)理論知道：在線能量一定的情況下，板厚增加冷卻速度Wc增大，冷卻時間t8/5變短，當(dāng)板厚增加到一定程度時，則Wc和t8/5不再變化，此時板厚即為臨界板厚δcr。

?cr? E（11+）?1.95cm2c?500-T0800-T0

8.手工電弧焊接厚12mm的MnMoNbB鋼，焊接線能量E=2kj/cm,預(yù)熱溫度為50度，求t8/5?附λ=0.29J/(cms℃)CP=6.7 J/(cms℃)?cr?E（11+）?0.73cm2c?500-T0800-T0??1.2cm?0.75?cr?0.55cm,t

9.直流正接為何比直流反接時焊縫金屬熔氫量高？ 答：（1）直流正接：工件接正極。直流反接：工件接負極。

（2）帶電質(zhì)點H+ 在電場作用下只溶于陰極

（3）處于陰極的熔滴不僅溫度高而且比比表面積大，其溶氫量大于熔池處于陰極時的溶氫量。

10.一：試簡述氮對低碳合金鋼焊縫金屬性能的影響？（簡05.07.08.09.10）答：（1）N引起焊縫金屬時效脆化，使焊縫金屬強度提高，塑性韌性降低，尤其是低溫韌性；

（2）促使焊縫產(chǎn)生氮氣孔；

（3）N有時是有益的，但必須有彌散強化元素存在并在正火條件下使用?？刂坪康拇胧?/p>

（1）焊接區(qū)中的氮主要來自空氣，必須加強對焊接區(qū)機械保護

（2）合理選擇焊接工藝參數(shù)

（3）利用合金元素控制焊縫含氮量。碳的氧化引起熔池沸騰，有利于氮逸出，同時炭氧化生成CO、CO2，加強焊接區(qū)保護降低氮的分壓，因此碳可降低氮在金屬中的溶解度；選含有能夠生成氮化物元素的焊絲進行焊接，這些元素與氮的親和力大易形成穩(wěn)定的氮化物，并通過熔渣排出氮化物，因此有效的控制焊縫中的含氮量。

綜上所述，加強保護是控制焊縫含氮量的最有效措施。二：試簡述氫對結(jié)構(gòu)鋼焊接質(zhì)量的影響？ 答：氫脆；白點；氣孔；冷裂紋；組織變化。

控制含氫量措施：

（1）限制氫的來源：限制焊接材料中的含氫量，焊前要對焊條和焊劑進行嚴(yán)格的烘干；氣體保護焊所用的氣體，焊絲和工件表面的油污、鐵銹和水分都是氫的重要來源。

（2）進行冶金處理：通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)冶金反應(yīng)，降低氣相中的氫分壓，從而降低氫在液態(tài)金屬中的溶解度

（3）控制焊接材料的氧化還原勢

（4）在焊條藥皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素

（5）控制焊接工藝參數(shù)

（6）焊后脫氧處理：焊后把工件加熱到一定溫度，促使氫擴散外逸

總之，對氫的控制首先應(yīng)限制氫的來源；其次應(yīng)防止氫溶入金屬；最后應(yīng)對溶入金屬的氫進行脫氧處理。

三：試簡述氧對焊接質(zhì)量的影響？

答：（1）隨著焊縫含氧量增加，焊縫強度、塑性、韌性下降；尤其是焊縫的低溫沖擊韌性急劇下降，引起焊縫紅脆、冷脆，時效硬化傾向增加；

（2）影響焊縫金屬的物理化學(xué)性能，如降低導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、耐蝕性等；

（3）形成CO氣孔；

（4）造成金屬飛濺，影響焊接過程的穩(wěn)定性； 85?2??E（11+）=0.98s500-T0800-T0

（5）焊接過程中導(dǎo)致合金元素的氧化損失將惡化焊接性能；

綜上，氧對焊接過程及焊縫是有害的，但在特殊情況下具有氧化性是有利的。

11.試以硅的沉淀脫氧為例，敘述提高脫氧效果的途徑？（簡08）答：（1）硅的百分含量升高，氧化亞鐵的百分含量降低

（2）B增加和減少渣中的二氧化硅，二氧化硅百分含量降低，氧化亞鐵的百分含量降低（3）溫度降低，反應(yīng)向右進行，氧化亞鐵的百分含量降低

12.為何酸性焊條宜用錳鐵脫氧？而堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧？為什么要控制W[Mn]/W[Si]的比值？（問06.09.11）

答：增加錳在金屬中的含量，或減少MnO的活度，都可以提高脫氧效果。

酸性焊條宜用錳鐵脫氧：[Mn]+[FeO]=[Fe]+(MnO)，在酸性渣中含SiO2和TiO2較多，脫氧產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為MnO·SiO2和MnO·TiO2復(fù)合物,減少了MnO的活度系數(shù)，提高了脫氧效果。

堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧：在堿性渣中MnO活度系數(shù)較大，不利于Mn的脫氧，而且堿度越大，脫氧效果越差。故堿性焊條不宜用錳鐵脫氧。[Si]+2[FeO]=2[Fe]+(SiO2),SiO2與MnO生成復(fù)合物MnO·SiO2，使MnO活度系數(shù)降低。而MnO·SiO2密度小、熔點低，易易于上浮到渣中，故堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧。

W[Mn]/W[Si]過大，出現(xiàn)固態(tài)MnO；W[Mn]/W[Si]過小，出現(xiàn)固態(tài)SiO2；均會導(dǎo)致焊縫中夾雜物過多，只有W[Mn]/W[Si]合理時，才會生成低熔點的不飽和液態(tài)硅酸鹽，使焊縫中的含氧量降低。

13.酸型焊條熔敷金屬為何氧含量較高？（簡09）答：（1）酸型焊條采用錳脫氧不如堿性焊條錳硅聯(lián)合脫氧效果好

（2）酸型焊條堿度B小，有利于滲硅反應(yīng)的進行，使焊縫含氧較高

（3）酸型焊條為了控氫的目的，導(dǎo)致焊縫含氧

14.試簡述低氫焊條熔敷金屬含氫量低的原因？（簡05.10）答：（1）藥皮中不含有機物，清除了一個主要氫源；

（2）藥皮中加入了大量的造氣劑CaCO3、降低了PH2；

（3）CaF2的去氫作用；

（4）焊條的烘干溫度高。

15.為什么堿性焊條對鐵銹和氧化皮的敏感性大？而堿性焊條焊縫含氫量比酸性焊條低？ 答：堿性焊條熔渣中含SiO2、TiO2等酸性氧化物較少，F(xiàn)eO的活度大，易向焊縫金屬擴散，使焊縫增氧。因此在堿性焊條藥皮中一般不加入含F(xiàn)eO的物質(zhì)，并要求清除焊件表面的鐵銹和氧化皮，否則不僅會增加焊縫中的氧，還可能產(chǎn)生氣孔等缺陷，所以堿性焊條對鐵銹和氧化皮的敏感性大。

堿性焊條焊縫含氧量比酸性焊條低，是因為堿性焊條的藥皮氧化勢小的緣故。

16.J422焊條藥皮中含W（TiO2）=28%，W(SiO2)=26.5%，W(CaO)=10.6%，W(錳鐵)=12%，焊芯含W[Si]=0.02%，W[O]=0.01%，而熔敷金屬中卻含W[Si]=0.15%，W[O]=0.05%，試分析其原因。

答：該焊條酸性焊條，焊后視像為[Si]和[O]含量增多，熔渣與液態(tài)鐵發(fā)生滲硅反應(yīng)，酸性焊條有利于滲碳（SiO2）+2[Fe]=[Si]+2[FeO]。反應(yīng)結(jié)果使焊縫中增加Si.FeO大部分進入熔渣，一小部分進入液態(tài)鋼中使焊縫增氧。4（TiO2）=2[Ti2O3]+[O2]釋放出O2，該氣氛中的氧化性氣體使鐵氧化存在置換氧化，其中熔渣中（SiO2）.（TiO2）的置換氧化是主要增氧的途徑。熔渣中含有的大量SiO2及Mn-Fe增加了滲硅反應(yīng)的可能性，滲硅反應(yīng)較激烈使[Si]大大增加。

17.綜合分析熔渣的堿度對金屬的氧化、脫氧、脫硫、脫磷、合金過渡的影響。

答：氧化：堿性渣使FeO更易向金屬分配；脫氧：堿性渣使FeO活度大，擴散脫氧能力比酸性渣差；脫硫：堿性渣中MnO、CaO及MgO含量多利于脫硫；脫磷：增加熔渣的堿性可減少焊縫中的含磷量，酸性渣脫磷效果較差；合金過渡：當(dāng)合金元素的氧化物與熔渣酸堿的性質(zhì)一致時，有利于合金元素的過渡，使過渡系數(shù)提高。

18.試分析說明鈦鈣型（J422）焊條與堿性低氫型（J427）焊條，在使用工藝性和焊縫力學(xué)性能方面有哪些差別？

答：其他工藝性能如全位置焊接性，融化系數(shù)等差別不大。機械性能對比： 鈦鈣型（J422）：

S、P、N控制較差，冷脆性、熱裂紋傾向大；【O】高，氧化夾雜多，韌性低；【H】高，抗冷裂能力差 堿性低氫型（J4277）：

雜質(zhì)S、P、N低；【O】低，氧化夾雜少；【H】低

故低氫型焊條的塑性，韌性及抗裂性較酸性的鈦鈣型大大提高，但其焊接工藝性能較差，對于鐵銹，油污，水份等很敏感。

19.試簡述藥芯焊絲的特性？（簡05.10）答：（1）熔敷速度快，因而生產(chǎn)效率高；

（2）飛濺?。?/p>

（3）調(diào)整熔敷金屬成分方面；

（4）綜合成本低。

20.CO2焊接低合金鋼一般選用何種焊絲？試分析其原因？（問05.08.10）答：應(yīng)選用Si、Mn等脫氧元素含量較高的焊絲，常用的如：H08Mn2SiA。

（1）CO2具有較強的氧化性，一方面使焊絲中有益的合金元素?zé)龘p，另一方面使熔池中【FeO】含量升高。

（2）如焊絲中不含脫氧元素或含量較低，導(dǎo)致脫氧不足，熔池結(jié)晶后極易產(chǎn)生CO氣孔。

（3）按一定比例同時加入Mn、Si聯(lián)合脫氧，效果較好。

21.焊接熔池的結(jié)晶和鑄錠的結(jié)晶過程有何區(qū)別？

答：焊接熔池的熔池溫度高，存在時間短，冶金過程進行不充分，氧化嚴(yán)重，熱影響區(qū)大，冷卻速度快，潔凈易生成粗大的柱狀晶。

22.試簡述接頭偏析的種類和產(chǎn)生原因？（簡08）

答：宏觀偏析：由于柱狀晶傾向性方向使雜質(zhì)偏聚于晶間及部分地區(qū)溶質(zhì)濃度升高。

（1）層狀偏析：周期性分布產(chǎn)生于焊縫的層狀偏析，是結(jié)晶速度周期性變化引起的。

（2）焊道中心偏析：結(jié)晶由未熔化母材處向焊縫中心結(jié)晶，使雜質(zhì)推往最后凝固的熔池中心而形成。

（3）焊道偏析：多道、多層焊時在層間、道間形成的成分偏析。

（4）弧坑偏析：收弧處熔池未能填滿，凝固時大量雜質(zhì)無法排出及成分擴散不均勻而導(dǎo)致偏析。

23.微量Ti、B改善焊縫金屬韌性的機理？（簡09）

答：一Ti和氧的親和力很大，使焊縫中的Ti以微小顆粒氧化物的形式（TiO）彌散分布于焊縫中，促進焊縫金屬晶粒細化。這些小顆粒的TiO還可以作為針狀鐵素體的形核質(zhì)點，在轉(zhuǎn)變階段促進形成針狀鐵素體。二Ti在焊縫中保護B不被氧化，故B可以作為原子態(tài)偏聚于晶界，降低了晶界能，抑制了先共析鐵素體的形核與生長，從而促使生成針狀鐵素體，改善焊縫組織的韌性。但是Ti和B的最佳含量和氧、氮的含量有關(guān)。

24.如16Mn母材中含有較高的S、P，應(yīng)如何保證焊縫金屬韌性？

答：1.為減少焊縫含硫量，選擇對劉親和力比鐵大的元素脫硫；2.在焊接化學(xué)冶金中常利用熔渣中的堿性氧化物，如MnO、CaO、MgO進行脫硫3.同時增加渣中CaO和FeB的含量，有利于脫磷4.增加熔渣的堿度，可以提高脫硫脫磷的能力。

25.以低碳鋼焊接為例，綜述提高焊縫金屬韌性的冶金手段、焊接工藝手段及焊后措施？（問05.08.10）答：（1）冶金：只有Mn、Si含量適中，焊縫組織為細針狀鐵素體，才能提高韌性；適量加入Nb和V可提高焊縫金屬沖擊韌性；低合金鋼焊縫中Ti、B存在可大幅提高韌性；低合金鋼焊縫中有少量Mo不急提高強度，同時也能改善韌性；稀土元素能改善焊縫金屬韌性。（2）工藝：焊接線能量、焊接材料、接頭形式、多層焊接、振動結(jié)晶、錘擊焊道表面、跟蹤回火。（3）焊后應(yīng)進行熱處理。

26.焊接熱循環(huán)與熱處理相比有何特點？試用這些特點分別比較45鋼和40Cr在熱處理條件下近縫區(qū)的淬透性大?。浚▎?5.10）

答：焊接熱循環(huán)特點：①加熱溫度高②加熱速度快③高溫停留時間短④自然冷卻⑤局部加熱：

淬透性比較：45鋼------焊接條件下近縫區(qū)的淬透性大于熱處理的淬透性，40Cr------相反45鋼由于不含碳化物形成元素，焊接條件下近縫區(qū)峰值溫度高，使奧氏體晶粒粗化，增大奧氏體穩(wěn)定性，故淬透性和熱處理相比反而大。40Cr在焊接快速加熱條件下，高溫停留時間短，碳化物形成元素不能充分溶解到奧氏體中，奧氏體的穩(wěn)定化程度不如熱處理條件，故淬透性小。

27.簡要說明不易淬火鋼和易淬火鋼粗晶區(qū)的組織特點和對性能的影響？（簡05.08.10）答：不易淬火鋼 ：

組織特點：晶粒粗大，易出現(xiàn)魏氏組織；性能：塑性，韌性低，易產(chǎn)生脆化和裂紋

易淬火鋼：組織特點：粗大的馬氏體；性能：該區(qū)脆硬，易產(chǎn)生延遲裂紋

28.試分析鋼種淬硬傾向的影響因素？用什么指標(biāo)衡量高強鋼的淬硬傾向比較合理？（簡11）答：化學(xué)成分：碳當(dāng)量升高，淬硬傾向升高

冷卻條件：t8/5降低，淬硬傾向升高 用HAZ的最高硬度Hmax來評定鋼的淬硬傾向比較合理，因為它綜合反映了化學(xué)成分和冷卻條件的影響。

29.試分析焊接熱影響區(qū)的脆化類型及防治措施？ 答：（1）脆化類型：粗晶脆化、析出脆化、組織轉(zhuǎn)變脆化、熱應(yīng)變時效脆化；

（2）防治措施：

控制組織：通過控制焊接熱循環(huán)控制最佳t8/5，既要防治過熱導(dǎo)致的晶粒粗化又要防治極冷而致硬化。影響焊接熱循環(huán)的主要參數(shù)是線能量、是憨溫度、預(yù)熱以及接頭尺寸形狀。在接頭形式一定的條件下，主要是調(diào)節(jié)線能量、預(yù)熱、后熱溫度以尋求最佳焊接熱循環(huán)。焊后熱處理：對于一些重要的結(jié)構(gòu)，常采用憨厚熱處理來改善接頭性能。

30.試分析如何控制低合金高強度剛焊接HAZ的韌性？（問08）答：（1）控制組織：在組織上能獲得低碳馬氏體、下貝氏體和針狀鐵素體等韌性較好的組織。（2）合理制定焊接工藝，正確地選擇焊接線能量和預(yù)熱、后熱溫度，既不致過熱脆化，又不致淬硬脆化。

（3）采用焊后熱處理來改善接頭的韌性。

（4）研制新的鋼種，進一步細化晶粒，降低鋼中的雜質(zhì)S、P、O、N等的含量，使鋼材的韌性大為提高，也提高了焊接HAZ的韌性。

31.試簡述H2、CO氣孔的產(chǎn)生原因、特征及防止措施？（簡08.09.11 問06.09）答：H2（析出型氣孔）：由于高溫時熔池金屬中溶解了較多的氣體，凝固時由于氣體的溶解度突然下將，氣體處于過飽和來不及逸出而引起的氣孔。特征：通常出現(xiàn)在焊縫表面，氣孔的斷面形狀如同螺釘裝，從表面看呈喇叭口形，內(nèi)壁光滑。CO氣孔（反應(yīng)型氣孔）：鋼焊接時，鋼中的氧或氧化物與碳反應(yīng)后能生成大量CO；

[C]+[O]=CO

(1)

[FeO]+[C]=CO+[Fe]

(2)如果這些反應(yīng)發(fā)生在高溫液態(tài)金屬中,則由于CO完全不能溶于鋼液,將以氣泡的形式從熔池金屬中高速上浮逸出,不易形成氣孔,但當(dāng)熔池冷卻凝固時，熔池金屬粘度迅速增大，故生成的CO氣泡很難浮出，尤其在樹枝晶凹陷處產(chǎn)生的更難逸出稱為殘留在焊縫中沿結(jié)晶方向分布的條蟲狀內(nèi)氣孔。

防治措施：應(yīng)該限制熔池中氣體的溶入或產(chǎn)生以及排除熔池中已溶入的氣體。

（1）消除氣體來源：工件及焊絲表面的氧化膜、鐵銹、油污和水分均可在焊接過程中向熔池中提供氧和氫；焊條與焊劑受潮或烘干不足而殘留的水分；空氣入侵熔池是氣孔來源之一。（2）正確選用焊接材料：控制熔渣的氧化性和還原性的平衡

（3）優(yōu)化焊接工藝：焊接工藝參數(shù)主要有焊接電流、電壓和焊接速度等。一般交流焊時比直流焊時氣孔傾向大，而直流反接比正接時氣孔傾向小。

32.有一種堿性焊條（J507），在出廠檢驗時，焊縫中沒有氣孔，但在產(chǎn)品施工焊接時，發(fā)現(xiàn)焊縫中有大量氣孔，分析可能那些原因?qū)е職饪?？（?7）答：（1）焊件清理不充分，存在鐵銹，氧化鐵皮，油污和水分等雜質(zhì)。（2）焊條受潮或烘干不足，烘干后放置時間過長等。

（3）焊接規(guī)范不當(dāng)，如電壓過高，焊速過快，電弧不穩(wěn)等。（4）電流極性不合理，直流正接較反接是氣孔傾向大。

33.用H08A焊絲和HJ431焊劑埋弧自動焊接沸騰鋼時，雖經(jīng)仔細除銹但還常出現(xiàn)氣孔，試分析其原因，應(yīng)采取何種措施防止氣孔？

答：低碳鋼焊絲中沒有Mn和Si不能脫氧，被焊材料含氧量高除氧不完全，與C結(jié)合生成CO溢出形成氣孔

措施：應(yīng)選用Si、Mn等脫氧元素含量較高的焊絲，常用的如：H08Mn2SiA。

消除氣體來源：工件及焊絲表面的氧化膜、鐵銹、油污和水分均可在焊接過程中向熔池中提供氧和氫；焊條與焊劑受潮或烘干不足而殘留的水分；空氣入侵熔池是氣孔來源之一。正確選用焊接材料：控制熔渣的氧化性和還原性的平衡

優(yōu)化焊接工藝：焊接工藝參數(shù)主要有焊接電流、電壓和焊接速度等。一般交流焊時比直流焊時氣孔傾向大，而直流反接比正接時氣孔傾向小。

34.焊接結(jié)晶裂紋的形成機理及防治措施?（問06.09.11）

答：結(jié)晶裂紋形成機理：在焊縫金屬凝固結(jié)晶的后期，低熔點共晶被推向柱狀晶交遇中心部位，形成液態(tài)薄膜；在焊接拉伸應(yīng)力作用下，就可能在這個薄弱地帶即液態(tài)薄膜處開裂形成結(jié)晶裂紋。液態(tài)薄膜—根本原因；拉伸應(yīng)力—必要條件。

防止結(jié)晶裂紋的措施：

（1）冶金因素：主要是合金狀態(tài)圖的類型、化學(xué)成分和結(jié)晶組織形態(tài)

結(jié)晶裂紋傾向的大小隨合金狀態(tài)圖結(jié)晶溫度區(qū)間的增大而增加，但合金元素進一步增加裂紋傾向會隨之降低

初生相的結(jié)構(gòu)能影響雜質(zhì)的偏析和晶間層的性質(zhì)，從而影響凝固裂紋的傾向。初生相的晶粒大小、形態(tài)和方向也會影響其傾向。

向焊縫中加入細化晶粒元素以改善焊縫凝固結(jié)晶、細化晶?？梢蕴岣呖沽研?。合金元素是影響裂紋最本質(zhì)的因素。（2）工藝因素：

工藝因素主要是合理選擇焊接材料和控制焊接參數(shù)，從而減少有害雜質(zhì)偏析及降低應(yīng)變增長率。

對于一些易于向焊縫專一某些有害雜質(zhì)的母材，焊接時應(yīng)盡量減小熔合比，或開大坡口，減小熔深，甚至堆焊隔離層。

合理調(diào)節(jié)焊接參數(shù)（焊接電流、電壓和焊接速度）控制成形系數(shù)。

減小焊接電流或線能量以減小過熱，有利于改善抗裂性，但也須避免冷卻速度偏大，以致變形速率增大，反而不利于防止熱裂紋。

為防止接頭產(chǎn)生熱裂紋，盡可能減少應(yīng)變量及應(yīng)變增長率；施焊順序不合理時，最后幾條焊縫處于被拘束狀態(tài)，不能自已收縮，易促使裂紋產(chǎn)生。

35.為什么采用CST（臨界應(yīng)變增長率）為判據(jù)來比較金屬材料的熱烈傾向更為合理？用脆性溫度區(qū)間來作判據(jù)如何？（問07）

答：因為不同的材料，不僅脆性溫區(qū)區(qū)間的大小不同，最低塑形

的變化也不同，產(chǎn)生裂紋的臨界應(yīng)變增長率CST也各不相同，所以在考察裂紋敏感性時必須綜合考慮脆性溫度區(qū)間（）、最低塑形（）及應(yīng)變增長率（）的影響。根據(jù)以上分析可知，用CST作為判據(jù)更合適，因為

或

都不能單獨用來反映材料的裂紋敏感性。為防止產(chǎn)生裂紋必須滿足條件，即

36.試簡述液化裂紋的形成機理？（簡08 問07）

答：焊接熱影響區(qū)的近縫區(qū)或多層焊層間，在焊接熱循環(huán)峰值溫度的作用下，由于被焊金屬含有較多的低熔共晶而被重新熔化，在拉伸應(yīng)力的作用下沿奧氏體晶界開裂而形成液化裂紋。液化裂紋的液膜并非產(chǎn)生于凝固過程，而是由于加熱過程中近縫區(qū)晶界局部熔化形成的液膜。

37.一般低合金鋼，冷裂紋為什么具有延遲現(xiàn)象？延遲裂紋為何易在近縫區(qū)產(chǎn)生？試分析防止延遲裂紋的措施？（問05.06.08.10.11）

答：形成冷裂紋的三大要素：被焊鋼材的淬硬組織、接頭中的含氫量以及接頭所處的拘束應(yīng)力狀態(tài)。而氫是最活躍的誘發(fā)因素，而氫在金屬中擴散、聚集和誘發(fā)裂紋需要一定的時間。

一般低合金鋼焊縫C低于母材，熱影響區(qū)相變滯后于焊縫。當(dāng)焊縫由A轉(zhuǎn)達變F、P時，H的溶解度突然下降，且H在F、P中的擴散速度較快，導(dǎo)致H很快由焊縫越過熔合線附近富H，當(dāng)滯后相變的HAZ中A—>M時，H使以過飽和狀態(tài)殘留在M中，促使該處進一步脆化，從而導(dǎo)致冷裂紋的產(chǎn)生。防治措施： 冶金方面：

（1）選擇抗裂性好的鋼材

從冶煉技術(shù)上提高母材的性能：多元微合金畫；盡可能降低鋼中有害雜質(zhì)（S、P、O、H、N等）

（2）焊接材料的選用

選用低氫或超低氫焊條：應(yīng)強調(diào)焊條的烘干和防潮問題

選用低強焊條：對低碳合金鋼，適當(dāng)降低焊縫強度可以降低拘束應(yīng)力而減輕熔合區(qū)的負擔(dān)，對防止冷裂紋有用。

選用奧氏體焊條：既可避免預(yù)熱又能防止冷裂紋的產(chǎn)生。特殊微量元素的應(yīng)用：Te、Se、Re，Te的降氫效果最好。（3）選用低氫的焊接方法：CO2氣體保護焊。焊接工藝方面：

合理選擇焊接線能量

正確選擇預(yù)熱和后熱溫度

多層焊層間溫度和時間間隔的控制

采用低匹配焊縫

合理的焊縫分布和施焊次序

38.試簡述在什么條件下，氫致裂紋也會在焊縫中產(chǎn)生？（簡06.09）

答：焊縫合金成分復(fù)雜的超高強度鋼和異種鋼焊接時，熱影響區(qū)的轉(zhuǎn)變先于焊縫，因而氫就相反地從HAZ向焊縫擴散，如果焊縫出現(xiàn)淬硬組織，此時，氫致裂紋就會在焊縫中產(chǎn)生。

39.焊接接頭拘束應(yīng)力的分類？何為拘束度？臨界拘束度？（簡07）答：內(nèi)拘束應(yīng)力：熱應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）；相變應(yīng)力（第二類內(nèi)應(yīng)力）和外拘束應(yīng)力 拘束度是使接頭根部間隙發(fā)生單位長度的彈性位移時，單位長度焊縫所承受的力。表示了接頭的剛度。線彈性拘束度R[N/(mm·mm)]可表示為

當(dāng)R值大到一定程度時就會產(chǎn)生延遲裂紋，這是的R值稱為臨界拘束度。

40.焊接接頭中出現(xiàn)冷裂紋（延遲裂紋）主要與哪些因素有關(guān)？通常將工件預(yù)熱到一定溫度可以防止產(chǎn)生冷裂紋，試分析預(yù)熱的作用？后熱的作用？后熱能否完全取代預(yù)熱？后熱和焊后熱處理有何不同？（簡05.08問07.09）答：延遲裂紋的影響因素：鋼種的淬硬傾向、焊接接頭的含氧量及其分布、接頭所受的拘束應(yīng)力狀態(tài)。

預(yù)熱的作用：預(yù)熱可以降低冷卻速度，從而避免出現(xiàn)淬硬組織，降低殘余應(yīng)力，有利于擴散氫的逸出。后熱的作用：

（1）減少殘余應(yīng)力；

（2）改善組織，降低淬透性；

（3）消除擴散氫，但對奧氏體焊縫效果不大；

（4）適當(dāng)降低預(yù)熱溫度或代替某些結(jié)構(gòu)所需的中間熱處理。

后熱和焊后熱處理不同：延遲裂紋有延遲期（潛伏期），在延遲期內(nèi)即進行加熱，可以避免出現(xiàn)延遲裂紋。故焊后后熱有“搶時間”的問題，而焊后熱處理都是為了改善接頭使用性能，不存在“搶時間”的問題。

41.簡述再熱裂紋的主要特征和產(chǎn)生機理？（簡07.09.11）答：主要特征：（1）在熱裂紋出現(xiàn)在焊接熱影響區(qū)的過熱區(qū)，明顯的沿粗大的奧氏體晶界發(fā)展到洗凈去就會終止

（2）具有比較大的殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中；（3）具有比較敏感的溫度區(qū)間（4）易產(chǎn)生于含有沉淀強化的元素的鋼材中。

再熱裂紋產(chǎn)生是由晶界優(yōu)先滑動導(dǎo)致形成微裂紋（形核）而發(fā)生和擴展的。

42.某大型焊接結(jié)構(gòu)，采用了含S、P偏高的鋼，為防止產(chǎn)生層狀撕裂應(yīng)采取何種工藝措施？ 答：控制鋼材含S量；檢驗板材Z向性能，保證Z向拉伸斷面收縮率

（如），能大大減低層狀撕裂的概率。氫在形成層狀撕裂中能起推波助瀾的作用。

改善接頭設(shè)計，使之不僅通過板表皮傳力，改善多層角焊縫收縮應(yīng)力狀況，防止別類裂紋誘發(fā)層等，均有可能減輕層狀撕裂傾向。