机械设计考研复习习题.docx

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1、第一单元测试题一、选择题2-1.下列四种叙述中，是正确的。A.变应力只能由变载荷产生B.变应力只能由静载荷产生C.静载荷不能产生变应力D.变应力也可能由静载荷产生2-2.发动机连杆横截面上的应力变化规律如题2-2图所示，则该变应力的循环特性系数为A. 0. 24B.C.D.-0. 244.17-4. 17题2-2图2-3.应力的变化规律如题2-2图所示，贝IJ应力副名和平均应力分别为一A. q = 80.6 MPa, am = 49.4 MPaB. a(l = 80.6 MPa,-49.4 MPaC. aa =49.4 MPa, am = -80.6 MPaD. (ya- -49.4 MPa,

2、 am = -80.6MPa2-4.变应力特性可用6皿、bmin、。“和r五个参数中的任意来描述。A.一个B.C.三个D.2-5.零件的工作安全系数为.A.零件的极限应力比许用应力C.零件的极限应力比零件的工作应力限应力两个四个B.零件的工作应力比许用应力D.零件的工作应力比零件的极2-6.机械零件的强度条件可以写成A. cr a, r WrB. 2a, r rC. b Sr或 SSat STSr或 S,WS, SrSr2-7.在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的。A.屈服点B.疲劳极限C.强度极限D.弹性极限2-8.45钢的对称疲劳极限。尸270MPa,疲劳曲线方程的某指数，=9

3、,应力循环基数No =5 X0次，当实际应力循环次数N =104次时，有限寿命疲劳极限为 MPa。A.539B.135C.175D.4172-9.有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过度圆角的应力集中系数%=1.58,表面状态系数乩=0.82,尺寸系数分=0.68,则其疲劳强度综合影响系数A.2.54B.0.88C.1.14D.2.832-10.零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之A.增高B.不变C.降低D.提高或不变2-11.当形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度A.较高B.较低C.相同D.相同或较低2-12.绘制零件的6n-a极限应

4、力简图时，所必须的已知数据是 oA.,cr0 as fB. a.|,a0, KgC. ka2-13.在图示的a,一。“极限应力简图中，如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角6=45,则该零件受的是一一。IA题2-13图A.不变号的非对称循环变应力B.变号的非对称循环变应力C.对称循环变应力D.脉动循环变应力2-14.在上题所示零件的极限应力简图中，如工作应力点M所在ON线与横轴之间的夹角。=90,则该零件受的是。A.脉动循环变应力B.对称循环变应力C.变号的非循环变应力D.不变号的非对称循环变应力2-15已知一零件的最大工作应力omax=180MPa,最小工作应力omin=一80MPa0则在图

5、示的极限应力简图中，该应力点M与原点的连线0M与横轴间的夹角8为。(1)685744”(2)212,15(3)66215(4)742833(7b题215图题216图2-16在图示零件的极限应力简图上，M为零件的工作应力点，若加载于零件的过程中保持最小应力。min为常数。则该零件的极限应力点应为1(1) M1(2)选(3)(4) Mi2-17上题若在对零件加载的过程中保持应力比r为常数。则该零件的极限应力点应为 o(2) Mi (2) M2(3) M：，(4) M(2-18已知45钢调制后的力学性能为:a b=620MPa,。产350MPa,。,=280MPa, o o=45OMPaa 则。为

6、o(3) 1.6(2)2.2(3)0.24(4)0.262-19.在应力变化中，如果周期、应力幅和平均应力有一个变化,则称为oA.稳定变应力B.非稳定变应力C.非对称循环变应力D.脉动循环变应力2-20.在静应力作用下，塑性材料的极限应力为。A.B. asC. a。D.2-21.塑性材料在脉动循环变应力作用下的极限应力为 oA. anB.C a。D.2-22.对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要应力成分是A.最大应力B.最小应力C.平均应力D.应力幅2-23.零件表面经淬火、氮化、喷丸及滚子碾压等处理后、其疲劳强度，A.提高B.不变C.降低D.高低不能确定二、填空题1 .影响机械号件

7、疲劳强度的闪素有：、2 .根据是否随时间变化，将载荷分为和两类。同理，应力也分为和两大类。3 .变载荷一定产生应力。变应力既可能由载荷产生，也可能由载荷产生。但是静应力一定是由载荷产生的。4 .应力幅与平均应力之和等于,应力幅与平均应力之差等于,最小应力与最大应力之比称为。5 .r=-1的变应力称为变应力，r =0的变应力称为变应力，当r =1时称为应力，当r=其它值时称为变应力。三、简答题1 .什么是稳定变应力和非稳定变应力？2 .什么是材料的疲劳极限(又称有限寿命疲劳极限)？如何表示？3 .极限应力线图有何用处？4 .双向稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算如何进行？5 .如何提高机械零件的

8、疲劳强度？四、分析计算题一钢制轴类零件的危险剖面承受。a =200 MPa, amin =-100 MPa,综合影响系数=2,材料的分=400 MPa, a-=250 MPa,%=400 MPa。试：1）画出零件的简化极限应力线图，并判定零件的破坏形式。2）按简单加载计算该零件的安全系数。第二章机械零件的强度重要基本概念1 .疲劳破坏及其特点疲劳破坏：在远低于材料抗拉强度极限的交变应力作用下工程材料发生破坏。疲劳破坏的特点：1）在循环变应力多次反复作用下发生；2）没有明显的塑性变形；3）所受应力远小于材料的静强度极限：4）对材料组成、零件形状、尺寸、表面状态、使用条件和工作环境敏感。具有突发性

9、、高局部性和对缺陷的敏感性。2 .疲劳破坏与静强度破坏的区别，强度计算的区别静强度破坏是由于工作应力超过了静强度极限，具体说，当工作应力超过材料的屈服极限就发生型性变形，当超过强度极限就发生断裂。而疲劳破坏时，箕工作应力远小于材料的抗拉强度极限，其破坏是由于变应力对材料损伤的累积所致。交变应力每作用一次，都对材料形成一定的损伤，损伤的结果是形成小裂纹。这种损伤随着应力作用次数的增加而线性累积，小裂纹不断扩展，当静强度不够时发生断裂。静强度计算的极限应力值是定值。而疲劳强度计算的极限应力是变化的，随着循环特性和寿命大小的改变而改变。3 .影响机械零件疲劳强度的因素影响机械零件疲劳强度的因素主要有

10、三个：应力集中、绝对尺寸和表面状态。应力集中越大，零件的疲劳强度越低。在进行强度计算时，引入了应力集中系数心来考虑共影响。当零件的同剖面有几个应力集中源时，只取其中（应力集中系数）最大的一个用于疲劳强度计算。另外需要注意：材料的强度极限越高，对应力集中越敏感。零件的绝对尺寸越大，其疲劳强度越低。因为绝对尺寸越大，所隐含的缺陷就越多。用绝对尺寸系数考虑其影响。零件的表面状态直接影响疲劳裂纹的产生，对零件的疲劳强度非常重要。表面越粗糙，疲劳强度越低。表面强化处理可以大大提高其疲劳强度。在强度计算中，有表面状态系数夕来考虑其影响。需要注意：这三个因素只影响应力幅，不影响平均应力，因此不影响静强度。4

11、 .线性疲劳损伤累积的主要内容材料在承受超过疲劳极限的交变应力时，应力每循环作用一次都对材料产生一定量的损伤，并且各个应力的疲劳损伤是独立进行的，这些损伤可以线性地累积起来，当损伤累积到临界值时，零件发生疲劳破坏。精选例题与解析例27某轴受稳定交变应力作用，最大应力。m=250 MPa,最小应力。1nm =一50MPa,已知轴的材料为合金调质钢，其对称循环疲劳极限。产450MPa,脉动循环疲t5 =800MPa试求:例2-2图线图，并在图和极限应力副劳极限气=700MPa ,屈服极限危险截面的心=1.40,2=0.78,夕=0.9,(1)绘制材料的简化疲劳极限应力上标出工作应力点的位置。(2)

12、材料疲劳极限的平均应力。小例2-1图劳强度是否安如例2T图所示。”值(按简单加载)。(3)若取S =1.3,校核此轴疲全。解：(1)材料的简化极限应力线图。一三产二学)=10G从心史叶竺=15。MPa标出工作应力点51(100,150)如图所示。(2)求材料的和名。在图中延长0m交AE于Mi，得材料的极限应力点，Mi点坐标值即为所求。联立：=和(rm其中：九=2%-%=2 x 450-700=0,2857 cr0700解得：ara=378MPa,S =1.3+上1a,:xl50+0.2857xl00EaP a m 0.78x0.9疲劳强度满足要求。例2-2某零件用45Mn2制造，材料的力学性能

13、为：0&=900MPa, as =75OMPa,%=410 MPa,%二0.25,%=L分=0.85,=0.4问该零件受脉动循环变应力作用时，其极限应力为多少？解题注意要点：1 .求的是零件受脉动循环变应力时的极限应力；2 .极限应力等于极限应力点M (例2-2图)的坐标和;3 .脉动循环时平均应力等于应力幅。因为，脉动循环时?=4,，和直线46方程联立，可求得M点的坐标。代入已知数据：解得：4,=238.37 MPa则：零件受脉动循环变应力作用时，其极限应力为aoc =/府+。=2 x 238.37=476.74 MPa。例2-6转轴受规律性非稳定变应力作用，轴的材料为45钢调质，已知外=6

14、00 MPa, a_f =250MPa Ao =IO7 m =9,=1.76, s=0.78, p =0.95,%=0.34。零件承受三个变应力作用，各个应力的外、及循环次数依次为：1)aml=20MPa,ral=120MPa ni=3xl04：2) am2=20MPa, afl2=110MPa n?=7xlO4；3)rm3=20MPa,%3=90MPa,3=4x106。取许用安全系数5=1.5,试校核该轴的疲劳强度。将各个应力等效为材料的对称循环变应力：ad= Koaa+“。川=238x120+0.34x20=292.4 MPa0ad 2= KR?+mi =2.38 x 110+0.34 x

15、 20=268.6 MPa*3=仁心+“Qe3=2.38 x 90+0.34 x 20=221 MPa因为。皿。，对材料不起损伤作用，忽略不计。(1)用当量循环次数法r=1292.4292.43xl04 +268.6292.47xl04 =62603材料对应于有限寿命N的疲劳极限为:安全系数为:IO7250 = 439362603。一舟 _ 4393=7 = 2924= 1.5O2=S,疲劳强度刚好满足要求。(2)用当量应力法自测题与答案bca 16642-1AC2-2选择题下列四种叙述中，是正确的。变应力只能由变载荷产生B.静载荷不能产生变应力D.变应力只能由静载荷产生 变应力也可能由静载荷

16、产生发动机连杆横截面上的应力变化规律如题2-2图所示，则该变应力的循环特性系数 A. B. C. D.r为0.24-0. 244.17-4. 172-3应力的变化规律如题2-2图所示，则应力副q和平均应力.分别为.A. aa = 80.6 MPa, am = 49.4 MPaB. oa - 80.6 MPa, am = -49.4 MPaC. aa =49.4 MPa, am = -80.6 MPaD. au= -49.4 MPa, am = -80.6题2-13图工作应力MPa2-4.变应力特性可用。max、bmin、。州、巴和五个参数中的任意来描述A.一个B.两个C.三个D.四个2-5.零

17、件的工作安全系数为A.零件的极限应力比许用应B.零件的工作应力比许用应力C.零件的极限应力比零件的D.零件的工作应力比零件的极限应力2-6.机械零件的强度条件可以写成 oA. oW。,或SaSa.SrSrB. Q,rr或力妾。,SrSrC. rr或S。妾SgSrSrD. 心,rrj或SoW5b，SW2-7.在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的 oA.屈服点B.疲劳极限C.强度极限D.弹性极限2-8.45钢的对称疲劳极限。T=270MPa,疲劳曲线方程的哥指数，=9,应力循环基数M)=5 X 1()6次，当实际应力循环次数N =1()4次时，有限寿命疲劳极限为 MPa。A.539B.

18、135C.175D.4172-9.有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过度圆角的应力集中系数=1.58,表面状态系数夕=0.82,尺寸系数=0.68,则其疲劳强度综合影响系数儿=A.0.35B.0.88C.1.14D.2.832-10.零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之A.增高B.不变C.降低D.提高或不变2-11.当形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度 OA.较高B.较低C.相同D.相同或较低2-12.绘制零件的q,-4极限应力简图时，所必须的已知数据是 oA外，%,%, kaB.a,外,%，KaCT_1,5)，t5* KD.7_j

19、,(rs,仁,ka2-13.在图示的a,-s极限应力简图中，如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角。=45,则该零件受的是。A.不变号的非对称循环变应力B.变号的非对称循环变应力C.对称循环变应力D.脉动循环变应力2-14.在上题所示零件的极限应力简图中，如工作应力点M所在ON线与横轴之间的夹角。=90,则该零件受的是。A.脉动循环变应力B.对称循环变应力C.变号的非循环变应力D.不变号的非对称循环变应力2-15.在应力变化中，如果周期、应力幅和平均应力有一个变化，则称为 oA.稳定变应力B.非稳定变应力C.非对称循环变应力D.脉动循环变应力2-16.在静应力作用下，塑性材料的极限应力为 oA

20、.(yBB. asC a。D.。-2-17.已知45钢调质后的力学性能为：%=620 MPa,0=350 MPa, a_,=280MPa,%=450 MPa,则%为。A.1.6B.2.2C.0.24D.0.262-18.塑性材料在脉动循环变应力作用下的极限应力为 oA.%B.C D.2-19.对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要应力成分是A.最大应力B.最小应力C.平均应力D.应力幅2-20.零件表面经淬火、氮化、喷丸及滚子碾压等处理后、其疲劳强度。A.提高B.不变C.降低D.高低不能确定二、填空题2 21.影响机械零件疲劳强度的因素仃：、o3 22.根据是否随时间变化，将我荷分为和

21、两类。同理，应力也分为和两大类。2-23.变载荷一定产生应力。变应力既可能由毂荷产生，也可能由载荷产生。但是静应力一定是由载荷产生的。2-24.应力幅与平均应力之和等于,应力幅与平均应力之差等于 ，最小应力与最大应力之比称为 O2-25. r=-l的变应力称为变应力，/=()的变应力称为变应力，与r=1时称为应力，当r=其它值时称为变应力。三、简答题2-26.什么是稳定变应力和非稳定变应力？2-27.什么是材料的疲劳极限(又称无限寿命疲劳极限)？如何表示？2-28.极限应力线图有何用处？2-29.双向稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算如何进行？2-30.如何提高机械零件的疲劳强度？四、分析计算

22、题2-31.一钢制轴类零件的危险剖面承受。g =200 MPa, CTmin =-100 MPa,综合影响系数 K0=2,材料的=400MPa, a ,=250 MPa,%=400MPa。试：1）画出材料的简化极限应力线图，并判定零件的破坏形式。2）按简单加载计算该零件的安全系数。2-32.一钢制零件，危险剖面承受的_作应力。max =300 MPa, amin =-150 MPa,有效应力集中系数=1.4,绝对尺寸系数4=0.91,表面状态系数4=1。材料的=800 MPa, as=52O MPa,= K)od7finz 0.15 x 1 x n4计算螺栓直径以:当=240S 1.5 MPa

23、根据公式(6T1)螺栓的最小直径为4x1.3x10667 QQ-o.5o314x2401nli查粗牙普通螺纹基本标准GB196-81,选用M12的螺栓，其小径的小106nl%自测题与答案一、选择题3-1.在常用螺纹类型中，主要用于传动的是 oA.矩形螺纹、梯形螺纹、普通螺纹 B.矩形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹C.梯形螺纹、普通螺纹、管螺纹D.梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿螺纹3-2.当螺纹公称直径、牙型角线数相同时，细牙螺纹的效率粗牙螺纹的效率。A.大于B.等于C.小于D.大于或等于3-3.螺纹联接中最常用的螺纹牙型是。A.三角螺纹B.矩形螺纹C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹3-4.用于薄壁形零件联接时，应

24、采用.oA.多线三角粗牙螺纹B.三角细牙螺纹C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹3-5.当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，粗牙螺纹的自锁性能比细牙螺纹的自锁性能 oA.好B.差C.相同D.不一定3-6.在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是 oA.单线矩形螺旋副B.单线梯形螺旋副C.双线矩形螺旋副D.双线梯形螺旋副3-7.拧紧可以使一定公称直径的普通螺栓取得定的预紧力，如果要以比较小的拧紧力矩T来得到要求的预紧力QP,可采用 oA.细牙螺纹B.双线螺纹C.适当润滑D.增加螺母与被联接件支承面间的面积3-8.在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于 oA.摩

25、擦防松B.机械防松C.破坏螺旋副的关系防松D.增大预紧力防松3-9.重要的受拉螺栓联接中，不宜用小于M12、M16的螺栓，其原因是：尺寸小的螺栓 OA.不用好材料，强度低B.需要的螺栓个数多C.拧紧时容易过我D.不能保证联接的刚度3-10.当两被联接件之太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆卸时，往往采用A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺栓联接D.紧定螺钉联接3-11.当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，不需要经常拆卸时往往采用A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺栓联接D.紧定螺钉联接3T2.某单个螺栓联接，要求被联接件接合面不分离，假定螺栓的刚度CL与被联接件的刚度CF相等，联接的预紧力为QP。现在

26、对联接施加轴向载荷，当外载荷F 达到与预紧力QP的大小相等时，oA.被联接件发生分离，联接失效B.被联接件即将发生分离，联接不可靠C.联接可靠，但不能继续加载D.联接可靠，只要螺栓强度足够，我荷F还可以继续增加到接近预紧力QP 的两倍3T3.某汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在02 MPa之间变化，则缸盖联接螺栓的应力类型为A.非对称循环变应力B.脉动循环变应力C.对称循环变应力D.非稳定循环变应力3-14.在螺纹联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的联接表面加工凸台或沉头则在最大工作载荷下，剩余预紧力为座是为了0A.使工作面均匀接触B.使接触面大些，提高防松能力C.安装和拆卸时方便D.使螺栓不

27、受附加载荷作用3-15.受轴向变载荷的螺栓联接中，己知预紧力QP =8000 N,工作载荷：Fmin =0, Fmax=4000 N,螺栓和被联接件的刚度相等,A.2000 NB.4000 NC.6000 ND.8000 N3-16.当螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓0A.必受剪应力作用B.必受拉应力作用C.同时受到剪切和拉伸D.既可能受剪切，也可能受拉伸377.当校制孔螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓 oA,必受剪应力作用B.必受拉应力作用C.同时受到剪切和拉伸D.既可能受剪切，也可能受拉伸3-18.对于受轴向载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的条件下，提高螺

28、栓疲劳强度的措施为。A.增加螺栓刚度，减小被联接件的刚度B.减小螺栓刚度，增加被联接件的刚度C,同时增加螺栓和被联接件的刚度D.同时减小螺栓和被联接件的刚度3-19.对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓总拉力Q和剩余预紧力以不变，减小螺栓的刚度，则螺栓的应力幅和预紧力。也会发上变化。一般随着A.%减小，。户也应适当减小B.%增大，应适当减小C.仁增大，也应适当增大D.S减小，应适当增大3-20.随着被联接件刚度的增大，螺栓的疲劳强度 oA.提高B.降低C.不变D.可能提高，也可能降低3-21.受轴向变载荷作用的紧螺栓联接，当增大螺栓直径时，螺栓的疲劳强度A.提高B.降低C.不变D.可能提高，也可

29、能降低3-22.若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，可以 oA.在被联接件之间加橡胶垫片B.采用精制螺栓C.减小预紧力D.增大螺栓长度3-23.采用悬置螺母的作用是.oA.使螺母中各圈螺纹受力均匀B.减小螺栓系统的刚度C.作为联接的防松措施D.防止螺栓受弯曲载荷3-24.一精致普通螺栓的螺栓头上标记着6.8（强度级别），则该螺栓材料的屈服极限近似为 N/mm2oA.600B.800C.680D.4803-25.一薄板用两个螺栓与支架联接，其受力与尺寸如题3-26图所示，则一个螺栓所受的总横向载荷Fs = o1孙%=丁7近13-26.仅受预紧力作用的紧螺栓联接，螺栓的计算应力为：44 ，

30、式中的1.3是考虑。A.安装时可能产生的偏心载荷B.载荷可能有波动C.拉伸和扭转的复合作用D.螺栓材料的机械性能不稳定3-27.用普通螺栓联接的凸缘联轴器，在传递转矩T时，。A.螺栓受剪切B.螺栓与孔壁接触面受挤压C.螺栓同时受剪切与挤压D.螺栓受拉伸与扭转3-28.对普通螺栓进行强度计算时，安全系数的选择与其直径有关，是因为A.直径小，容易过载B.直径大，不容易控制预紧力C.直径大，材料缺陷多D.直径大，安全3-29.在同一螺栓组联接中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了A.外形美观B.安装方便C.受力均匀D.降低成本3-30.螺旋传动中的螺母多采用青铜材料，这主要是为了提高的能力A.

31、抗断裂B.抗塑性变形D.耐磨损C.抗点蚀二、填空题3-31.三角形螺纹的牙型角a=,适用于 o而梯形螺纹的牙型角。二，适用于_3-32.螺旋副的白锁条件是3-33.螺纹联接防松的实质是3-34.受轴向工作载荷F的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力Q等于和之和。3-35.承受横向工作载荷的普通螺栓联接，螺拴受应力和应力作用，可能发生的失效形式是o3-36.承受横向:作我荷的佼制孔螺栓联接，靠螺栓受和来传递载荷，可能发生的失效杉式是和03-37.若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的和03-38.在螺栓联接中，当螺栓轴线与被联接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加应力，而避免其

32、发生的常用措施是采用和作支承面。3-39.螺纹联接的防松，按其防松原理分为防松、防松和防松。3-40.滑动螺旋传动的主要失效形式是 o三、简答题3-41.一刚性凸缘联轴器用普通螺栓联接以传递转矩T,现欲提高其传递的转矩,但限于结构不能增加螺栓的数目，也不能增加螺栓的直径。试提出三种提高转矩的方法.3-42.普通螺纹分为粗牙和细牙螺纹，请问细牙螺纹有什么特点？用于何处？3-43.常用螺纹联接的类型有哪儿种？应用场合是什么？3-44.什么是螺纹联接的紧联接和松联接？3-45.螺纹联接的防松方法常用的有几种？工作原理是什么？举例说明。3-46.在紧螺栓联接的强度计算中，为什么将轴向拉力加大30%?3-47.普通螺栓和校制孔螺栓靠什么传递横向载荷？3-48.受预紧力QP和轴向工作我荷F的紧螺栓联接，螺栓受的总拉力Q = QP+F 吗？3-49.螺栓的机械性能等级为4.8的含义是什么？3-50.提高螺栓联接强度的措施有哪些？四、分析计算题