同的规律
出质量随着速度变化而
于
5.
v
确的是（
“宏观世界”，
B．地球表面上的物质
现有一个观察者测
绪论单元测试 1 【多选题】(2分) 下面哪些运动属于机械运动？ A. 发热 B. 转动 C. 平衡 D. 变形 2 【多选题】(2分) 理论力学的内容包括：。 A. 动力学 B. 基本变形 C. 运动学 D. 静力学
3 【单选题】(2分) 理论力学的研究对象是：。 A. 数学模型 B. 力学知识 C. 力学定理 D. 力学模型 4 【多选题】(2分) 矢量力学方法（牛顿-欧拉力学）的特点是：。 A. 以变分原理为基础 B. 以牛顿定律为基础 C.
通过力的功（虚功）表达力的作用 D. 通过力的大小、方向和力矩表达力的作用 5 【多选题】(2分) 学习理论力学应注意做到：。 A. 准确地理解基本概念 B. 理论联系实际 C. 熟悉基本定理与公式，并能在正确条件下灵活应用 D. 学会一些处理力学问题的基本方法 第一章测试 1 【单选题】(2分)
如图所示，带有不平行的两个导槽的矩形平板上作用一力偶M,今在槽内插入两个固连于地面的销钉，若不计摩擦，则。 A. 板不可能保持平衡状态 B. 板必保持平衡状态 C. 条件不够，无法判断板平衡与否 D. 在矩M较小时，板可保持平衡 2 【单选题】(2分)
A. 合力 B. 力螺旋 C. 合力偶 3 【单选题】(2分) 关于力系与其平衡方程式，下列的表述中正确的是： A. 在求解空间力系的平衡问题时，最多只能列出三个力矩平衡方程式。 B. 在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须相互垂直。 C. 平面一般力系的平衡方程式可以是三个力矩方程，也可以是三个投影方程。
D. 任何空间力系都具有六个独立的平衡方程式。 E. 平面力系如果平衡，则该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零。 4 【单选题】(2分)
第一章 8. 计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1) NaF (2) CaO ⑶Z nS 解：1、查表得：X Na =0.93,X F =3.98 1(0.93 3.98) 2 根据鲍林公式可得 NaF 中离子键比例为：［1 e 4 ］ 100% 90.2% 共价键比例为：1-90.2%=9.8% 2(1.00 3.44) 2 2、 同理，CaO 中离子键比例为：［1 e 4 ］ 100% 77.4% 共价键比例为：1-77.4%=22.6% 2 3、 ZnS 中离子键比例为：ZnS 中离子键含量 ［1 e 1/4(2.58 1.65) ］ 100% 19.44% 共价键比例为：1-19.44%=80.56% 10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义?说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 答：结构转变的热力学条件决定转变是否可行，是结构转变的推动力，是转变的必要条件；动力学条件决定转变速度 的大小，反映转变过程中阻力的大小。 稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是稳态或亚稳态，取决于转 交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，阻力小时得到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。 稳态结 构能量最低，热力学上最稳定，亚稳态结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚 至长期存在。但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。 第二章 1. 回答下列问题： (1) 在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： (001 )与［210］ , (111)与［112］ , (110)与［111］, (132)与［123］, (322)与［236: (2) 在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和(112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 (3) 在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于( 101). (011)和(112)晶面上的［111］晶向。 解：1、 2 .有一正交点阵的 a=b, c=a/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为 6个、2个和4个原子间距，求该晶面的密勒指数。 3. 立方晶系的 { 111}, 1110}, {12 3 )晶面族各包括多少晶面？写出它们的密勒指数。 4. 写出六方晶系的{1012}晶面族中所有晶面的 密勒指数，在六方晶胞中画出 ［1120］、［1101］晶向和(1012)晶面， 并 确定(1012)晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 V2a 2 2 1 密排方向：＜111＞，原子密度： 1.15a 解：1、体心立方 1 4 - (11 1) (1 [110] [111] 5. 根据刚性球模型回答下列问题： (1) 以点阵常数为单位，计算体心立方、面心立方和密排六方晶体中的原子半径及四面体和八面体的间隙半径。 (2) 计算体心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子数、致密度和配位数。 6. 用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶 向上的原子密度。 密排面：{110}，原子密度： 一一4 1.414a
2012秋西安交通西交《理论力学》在线作业 （红色答案） 一、单选题（共 30 道试题，共 60 分。） 1. 刚体作平面运动，在瞬时平动的情况下，该瞬时（）。 A. ω=0，α=0 B. ω=0，α≠0 C. ω≠0，α=0 D. ω≠0，α≠0 满分：2 分 2. 当牵连运动为平移时，则牵连加速度等于牵连速度对时间的几阶导数（）。 A. 一阶 B. 二阶 C. 三阶 D. 四阶 3. 下列情况中哪个是非定常约束（）。 A. 一个圆柱体在倾角为θ的斜面上滚下（不是纯滚动） B. 在以匀角速度绕水平轴转动的非常长的无摩擦线上运动的一个质点 C. 从固定球顶上（无滑动的）滚下的一个球 D. 在倾角为θ的斜面上无滑动地滚动的圆台 4. 对任何一个平面力系（）。
A. 总可以用一个力来与之平衡 B. 总可以用一个力偶来与之平衡 C. 总可以用合适的两个力来与之平衡 D. 总可以用一个力和一个力偶来与之平衡 5. 力偶若保持（）不变，则可在力偶作用面内任意转移。 A. 转向 B. 力偶臂 C. 力偶矩大小 D. 矩心位置 6. 作用在一个刚体上的两个力FA、FB满足FA=-FB的条件，则该二力可能是（）。 A. 作用力和反作用力或一对平衡的力 B. 一对平衡的力或一个力偶 C. 一对平衡的力或一个力和一个力偶 D. 作用力和反作用力或一个力偶 满分：2 分 7. 由实践经验可知，维持物体的运动状态比起使物体由静止状态进入运动状态来是（）。 A. 要容易些 B. 难易程度相当 C. 要困难些 D. 不确定
满分：2 分 8. 作用在刚体上的空间力偶矩矢量沿其作用线移动到该刚体的指定点，是否改变对刚体的作用效果（）。 A. 改变 B. 不改变 C. 沿力偶矩矢量指向向前移动不改变 D. 沿力偶矩矢量指向向后移动不改变 满分：2 分 9. 时钟上的指针都在作定轴转动，当指针正常行进的时候，其分针的角速度ω为（）rad/s A. π/30 B. 2π C. 1/60 D. π/1800 满分：2 分 10. 以下运动着的物体不为自由体的是（）。 A. 飞行的飞机 B. 飞行的导弹 C. 出**膛后做抛物线运动的汤圆 D. 在轨道上高速奔驰的列车 满分：2 分
实验报告十 姓名班级学号成绩 实验名称金属材料疲劳裂纹扩展门槛值测定实验目的 了解疲劳裂纹扩展门槛值测定的一般方法和数据处理过程，增加对断裂力学用于研究疲劳裂纹扩展过程门槛值的作用和认识。 实验设备 高频疲劳试验机一台；工具读数显微镜一台；千分尺一把；三点弯曲试样一件 试样示意图 三点弯曲试样示意图 实验初始数据记录及处理结果 1. 实验原始记录（见附表） 2. 数据处理 近门槛值附近的da/dN用割线法处理，用表达式
(da/dN)i=(ai+1-ai)/(Ni+1-Ni) 算出各个编号的da/dN值。而ΔK的表达式如下： 式中W=25.00mm，B=12.50mm 对应于(da/dN)i的ΔK值通过取每级力值下的平均裂纹长度a i和对应的P i代入相应的ΔK表达式计算得到。取10-7mm/周次≤da/dN≤10-6mm/周次的(da/dN)i对ΔK 一组数据，按paris公式 以log(da/dN)为自变量，用线性回归法拟合曲线。 具体计算结果如下： 疲劳裂纹扩展数据及应力强度因此计算值 序号da/dN（m/ 周次） log(da/dN)△K Log（△K） 18.28571E- 09 -8.0816712.4190 1.0941 29.41176E- 09 -8.0263311.7661 1.0706 31.21212E- 08 -7.9164511.1812 1.0485 47.16049E- 09 -8.1450610.5471 1.0231 5 5.75E-09-8.240339.81710.992 63.97059E- 09 -8.401159.11440.9597 72.83951E- 09 -8.546768.44640.9267 87E-10-9.15497.76590.8902 95E-10-9.301037.08690.8505 106E-11-10.2218 6.43880.8088
材料力学复习题（一） 一、 1． B 2． B 3． A 、C 4． D 5． A 、B 、D 6． C 7． A 、B 8． A 、B 、D 二、3.43-=xy τMPa ，3.43-''y x τMPa ，50='y σMPa 三、3.254=BC Cr F kN ，45][=F kN 四、略， 五、1 .14-=H x σMPa ， 6 .0=H xz τ MPa ，2.143=r σMPa 六、 EI Ql Ql EIh v C d 94) 41811(3 3++= 材料力学复习题（二） 一、选择题 1、D ； 2、B ； 3、D ； 4、C ； 5、D 。 二、填空 1、3段；位移边界条件 0,0,0===D A A w w θ；光滑连续条件CD C BC C w w ,,=， CD C BC C ,,θθ=，BC B AB B w w ,,=。 2、h y c 3 2 = 3、连续性假设；均匀性假设；各向同性假设；线弹性；小变形。 4、< ；= 。 5、0.003；0.002；47.12kN 。 三、计算题 1、图示为由五根直径50d mm =的圆形钢杆组成边长 为1a m =的正方形结构，材料为235Q 钢，比例极限 a A B C F a D F 题 3-1 图
200p MPa σ=，屈服应力235s MPa σ=，弹性模量200E GPa =，中柔度杆的临界应力公式为304 1.12()cr MPa σλ=-。试求该结构的许用载荷[]F 。 解： （1）求AB 、BD 和AD 杆的内力 绘制节点A 和B 的受力图如图所示。 F F BA F DA A 45o F AB F BC F BD B AB 杆和AD 杆为受压杆，BD 杆受拉。其内力分别为： 2 F F F AD AB = =，F F BD = （2）根据杆AB 和AD 的压杆稳定确定许可载荷 圆杆4504mm d i == ，杆AB 和AD 的柔度均为8050 41000=?==mm i a μλ。 9920010200322=??==Mpa MPa E p p πσπλ，p λλ<，属中柔度杆 304 1.12()cr MPa σλ=-MPa 4.2148012.1304=?-= kN mm mm N A F cr cr 76.420)50(4 /4.21422=??==πσ 76.4202 =F ，kN F 595276.420][=?= （3）根据杆BD 的拉伸强度确定许可载荷（共2分） F F BD = kN mm N mm A F s 2.461/2354 )50(][22 =??= =πσ （4）确定结构的许可载荷 比较两种计算的结果可知，结构的许可载荷为 kN F 2.461][= 2、 绘制图示梁的剪力图和弯矩图。 解： （1）求支座约束反力。 a qa qa 2a a a q 题 3-2 图 a qa qa 2 a a a q F 1F 2 图 3-2（a ）
2015年真题回忆 一、名词解释（10*2） 马氏体 条幅分解 孪生 形变织构 上坡扩散 二次再结晶 电子化合物 二、简答题 1、为什么不存在底心立方与面心四方 2、柯肯达尔效应是什么？其作用是什么？ 3、为什么三元相图中，于水平截面与单相区接触的三角形为直角三角形 4、画出一个表格，需要填出面心立方、体心立方、密排六方的滑移面、滑移方向、滑 移系数目 5、什么是应变时效，用位错理论解释 6、成分过冷与热过冷的区别是什么，以及成分过冷对组织的影响 7、固溶体与固溶化合物的本质区别为？固溶体与纯溶剂的晶格常数什么变化？ 三、计算题 1、计算面心立方和体心立方的四面体、八面体空隙及确认其位置 2、若y-Fe中全部填满c原子，质量分数是多少 3、y-Fe中的实际最大溶碳量是多少，为什么比理论的小，原因是什么 4、在立方体中画出一个晶向，两个晶面的米勒指数 5、给出Cu的晶格常数a,以及每个分子的质量，求密度 6、给出体积变化能，界面能，结晶为球形，计算临界晶核半径，计算体积自由能的变 化占据表面能变化的比例 四、Fe- Fe3C相图 1、画出Fe- Fe3C相图，写出三条反应线的反应类型及方程式 2、简述65钢的结晶过程，计算室温时组织组成物所占比例 3、简述随着含碳量的增加，室温组织的变化 五、位错 画出一个位错换，其中切应力方向平行于位错换，柏氏矢量在位错面上 1、问各边的位错类型 2、问各边受力大小及方向 3、应力足够大时，位错如何变化？画出变化后晶体的形状 六、固体凝固 画出一个平衡凝固相图，并给出确定含溶质质量分数为30%的进行凝固 1、平衡分配系数k0为 2、正常凝固结束后共晶组织占据的质量分数为
课程名称 理论力学A1（英） 2003 —2004学年第 1 学期 学 号 开 课 系 工程力学系 年级 本科二年级 姓 名 任课老师 柳葆生 评分 规定：仅允许携带电子词典、计算器和教师提供的课程总结 1. Member BD exerts on member ABC a force P directed along line BD. Knowing that P must have a 360-N vertical component, determine (a) the magnitude of the force P, (b) its horizontal component. (零件BD 对零件 ABC 沿BD 线施加一个力P ，已知P 的垂直分量为360-N ，计算（a ） 力P 的大小，（b ）力P 的水平分量 ) 2. Two forces P and Q are applied as shown to an aircraft connection. Knowing that the connection is in equilibrium and that P = 250 N and Q = 325 N, determined the magnitude of the forces exerted on the rods A and B. (如图所示，两个力P 和Q 施加于一个飞机连接器。已知连接器处于平衡状态，并且P = 250 N 和Q = 325 N ，确定施加于连杆A 和B 上力的大小) 3. A 150 N force, acting in a vertical plane parallel to the yz plane, is applied to the 200 mm long horizontal handle AB of a socket wrench. Replace the force with a equivalent force-couple system at the origin O of the coordinate system. (一个150 N 的力，作用在平行于yz 平面的 垂直平面内，施加于一个套筒扳手200 mm 长的水平手柄上。用一个 在坐标原点O 的等效力－力偶系统代替这一力 ) 4. Knowing that the tension in wire BD is 1500 N, determine the reaction at the fixed support C of the frame shown. (已知拉索BD 中 的张力为1500 N ，确定如图示在框架固定支撑端C 的约束反力)
本科生培养 出处：更新时间：2007-11-16 材料科学与工程学院设有以教学为主的材料学系、材料加工工程系、材料物理与化学系；并设有以科研为主的材料强度研究室、新材料研究室、表面工程研究室、焊接研究所、耐磨材料及铸造研究所、工程材料研究所等研究室。具有设备先进的教学、科研实验室，拥有国内一流的教学、科研设备。并设有金属材料及强度研究所与一个国家重点实验室--金属材料强度国家重点实验室。 材料科学与工程学科培养能满足我国基础产业要求及适应现代化建设的具有系统材 料知识、基础理论知识及工程技术知识，且具有新材料、新产品、新工艺开发研制能力和创新意识的高级工程技术人才。该专业为国家重点学科，有权授予学士、硕士、博士学位；设有金属材料工程、高分子材料工程、无机非金属材料工程、表面科学与工程等专业方向，以及纳米材料、功能材料、生物材料、复合材料等新的研究方向。 材料科学与工程学科以材料科学的四个基本要素（材料的结构、加工、表征、性能）为框架，以材料的组织与结构--材料的性能与用途--材料的设计与制备为主线，构成了本专业的课程体系及主要教学内容。专业主要课程：材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法、材料力学性能、材料学、材料与环境、计算材料学，以及高分子材料专业开设的高分子物理、高分子化学、聚合物成型工艺及模具设计、高分子材料设计与应用等课程。 材料科学与工程学院的毕业生可在高校从事教学工作，在科研单位从事工程材料、新型材料及其加工技术的基础研究、应用研究和开发研究，也可在机械、冶金、化工、能源、电子、交通、轻纺、军工等企业从事材料制备、材料选择与应用、材料质量与性能检测和表面工程及先进材料开发等方面的西安交通大学的材料科学与工程学科，是全国首批拥有博士学位、硕士学位和学士学位授予权单位，并设有博士后流动站，是"211工程"建设学科。是我国材料科学高层次人才培养的主要基地之一。 学院现有教职工103人,其中正副教授和高级工程师53人，博士导师21人,学院拥有固定资产超过五千万元人民币，具有材料制备、评价和产品开发实验大楼,在国内高等学校中名列前茅。曾获省部级以上奖七十余项,包括国家科技进步一等奖１项(低碳马氏体及其应用的理论研究)、国家自然科学三等奖(论材料的强度、塑性、韧性的合理配合),累计
《材料力学》考试题集 一、单选题 1. 构件的强度、刚度和稳定性________。 (A)只与材料的力学性质有关 (B)只与构件的形状尺寸有关 (C)与二者都有关 (D)与二者都无关 2. 一直拉杆如图所示，在P 力作用下 。 (A) 横截面a 上的轴力最大 (B) 横截面b 上的轴力最大 (C) 横截面c 上的轴力最大 (D) 三个截面上的轴力一样大 3. 在杆件的某一截面上，各点的剪应力 。 (A)大小一定相等 (B)方向一定平行 (C)均作用在同一平面内 (D)—定为零 4. 在下列杆件中，图 所示杆是轴向拉伸杆。 (A) (B) (C) (D) 5. 图示拉杆承受轴向拉力P 的作用，斜截面m-m 的面积为A ，则σ=P/A 为 。 (A)横截面上的正应力 (B)斜截面上的剪应力 (C)斜截面上的正应力 (D)斜截面上的应力 P
6.解除外力后，消失的变形和遗留的变形。 (A)分别称为弹性变形、塑性变形(B)通称为塑性变形 (C)分别称为塑性变形、弹性变形(D)通称为弹性变形 7.一圆截面轴向拉、压杆若其直径增加—倍，则抗拉。 (A)强度和刚度分别是原来的2倍、4倍(B)强度和刚度分别是原来的4倍、2倍 (C)强度和刚度均是原来的2倍(D)强度和刚度均是原来的4倍 8.图中接头处的挤压面积等于。 P (A)ab (B)cb (C)lb (D)lc 9.微单元体的受力状态如下图所示，已知上下两面的剪应力为τ则左右侧面上的剪应力为。 (A)τ/2(B)τ(C)2τ(D)0 10.下图是矩形截面，则m—m线以上部分和以下部分对形心轴的两个静矩的。 (A)绝对值相等，正负号相同(B)绝对值相等，正负号不同 (C)绝对值不等，正负号相同(D)绝对值不等，正负号不同 11.平面弯曲变形的特征是。 (A)弯曲时横截面仍保持为平面(B)弯曲载荷均作用在同—平面内； (C)弯曲变形后的轴线是一条平面曲线 (D)弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在—个平面内 12.图示悬臂梁的AC段上，各个截面上的。
一．选择题（共15分，每题3分） 1、图示两个作用在三角形板上的平面汇交力系（图（a ）汇交于三角形板中心，图（b ） 汇交于三角形板底边中点）。如果各力大小均不等于零，则 图(a)所示力系 ， 图（b ）所示力系 。 （A ）可能平衡； （B ）一定不平衡； （C ）一定平衡； （D ）不能确定。 2、空间任意力系向某一定点Ｏ简化，若主矢量R F '≠0，主矩O M ≠0，则此力系简化的最后结果 。 （A ）可能是一个力偶，也可能是一个力； （B ）一定是一个力； （C ）可能是一个力，也可能是力螺旋； （D ）一定是力螺旋。 3、点M 沿半径为R 的圆周运动，其速度为υ＝kt ，k 是有量纲的常数。则点M 的全加速度为 。 （A ） （222)/k R t k +; （B ） 2/12222])/[(k R t k +; （C ）2/12244])/[(k R t k +; （D ）2/12224])/[(k R t k +。 4、边长为L 的均质正方形平板，位于铅垂平面内并置于光滑水平面上，如图示，若给平板一微小扰动，使其从图示位置开始倾倒，平板在倾倒过程中，其质心C 点的运动轨迹是 。 （A ）半径为L/2的圆弧; （B ）抛物线; （C ）椭圆曲线; （D ）铅垂直线。 5、已知W ＝60kN ，F ＝20kN ，物体与地面间的静摩擦系数f ＝0.5，动摩擦系数f '＝0.4，则物体所受的摩擦力的大小 为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。 A 、25kN; B 、20kN; C 、17.3kN; D 、0。
二． 填空题（共20分，每题4分） 1、已知直角T 字杆某瞬时以角速度ω、角加速度α在图平面内绕O 转动，则C 点的速 度为 ;加速度为 （方向均应在图上表示）。 2、一曲柄连杆机构，在图示位置时（?＝60°，OA ⊥AB ），曲柄OA 的角速度为ω，若取滑块B 为动点，动坐标与OA 固连在一起，设OA 长r 。则在该瞬时动点牵连速度的大小为 。 3、已知长2d 的均质细杆质量为M ，可绕中点O 转动。杆端各附有一个质量为m 的质点，图示瞬时有角速度ω，角加速度α，则该瞬时系统的动量的大小为 ;对O 轴的动量矩的大小为 。 4、半径为r 的车轮沿固定圆弧面作纯滚动，若某瞬时轮子的角速度为ω，角加速度为α， 则轮心O 的切向加速度和法向加速度的大小分别为 。 5、质量为m 的物体自高H 处水平抛出，运动中受到与速度一次方成正比的空气阻力R F 作用，R F km υ=- ，k 为常数。 则其运动微分方程为 。 三、计算题 （20分） 图示构架中，物体重1200N ，由细绳跨过滑轮E 而水平系于墙上，尺寸如图，不计杆和滑轮的重量。求支承A 和B 处的约束力，以及杆BC 的内力F BC 。
达朗伯原理作业B 参考解答 1．如题图所示，均质细圆环的质量为m ，半径为r ，C 为质心。圆环在铅垂平面内，可绕位于圆环周缘的光滑固定轴O 转动。圆环于OC 水平时，由静止释放，要求用达朗伯原理求释放瞬时圆环的角加速度及轴承O 的约束力。 解: 将惯性力向质心C 简化，其受力(含惯性力)图见右下。 其中 αα2I I , mr M mr F C == 由动静法得 0 , 0Ox =?=∑F F x r g rmg rF M F M O 2 ,0 , 0)(I IC =?=?+=∑αv 2 , 0 , 0I mg F mg F F F Oy Oy y = ?=?+=∑
2．重物A 质量为m 1，系在绳子上，绳子跨过不计质量的固定滑轮D ，并绕在鼓轮B 上，如题图所示。由于重物下降，带动了轮C ，使它沿水平轨道滚动而不滑动。设鼓轮半径为r ，轮C 的半径为R ，两者固连在一起，总质量为m 2，对于其过质心C 的水平轴的回转半径为ρ 。要求用达朗伯原理求鼓轮B 的角加速度和鼓轮B 所受摩擦力。 解：在定滑轮质量不计的假设下，定滑轮两端绳子拉力相等。受力图（含惯性力）如右下所示 对物块A 对轮C 注意有运动学关系 和 可解得 0 ,011T =?+=∑g m a m F F y 0)( ,0)(0 ,02T S 2T =++?==??=∑∑C C E C x a Rm F R r J M F a m F F αF R a R r R r a C )()(+=+=α2 2ρ m J C =212221)()() (r R m R m r R g m ++++= ραa a 1 A m 2 12222 21S )()()(r R m R m Rr g m m F +++?=ρρ
西安交通大学2017年硕士研究生材料学院录取名单 235002材料学院安怡 236002材料学院蔡亚辉 237002材料学院曹慧颖 238002材料学院陈冰 239002材料学院陈金梅 240002材料学院陈睿 241002材料学院陈彤 242002材料学院陈逸飞 243002材料学院陈雨晗 244002材料学院程露 245002材料学院丁梦杨 246002材料学院郭志雄 247002材料学院韩嘉琪 248002材料学院郝润姿 249002材料学院何利强 250002材料学院何玉婷 251002材料学院洪政凯 252002材料学院侯岳显 253002材料学院黄润秋 254002材料学院纪利杰 255002材料学院井伟涛 256002材料学院寇聪聪 257002材料学院雷文雅 258002材料学院李佳佳 259002材料学院李晶 260002材料学院李培 261002材料学院李天宇 262002材料学院李响 263002材料学院李艳杰 264002材料学院李颖 265002材料学院李育仁 266002材料学院李紫璇 267002材料学院林保均 268002材料学院林昊文 269002材料学院刘南君
270002材料学院刘桥271002材料学院刘清272002材料学院刘睿璇273002材料学院刘思雨274002材料学院刘伊275002材料学院罗俊强276002材料学院骆宇飞277002材料学院马帅278002材料学院戚俊甫279002材料学院史坤坤280002材料学院孙银秋281002材料学院谭陵282002材料学院唐春华283002材料学院万明佳284002材料学院王俊伟285002材料学院王佩286002材料学院王鑫垚287002材料学院王裕华288002材料学院王远航289002材料学院王芝萍290002材料学院王子圳291002材料学院谢文琦292002材料学院徐亮293002材料学院许雅文294002材料学院杨博295002材料学院杨浩296002材料学院杨媛超297002材料学院于志明298002材料学院张伯岩299002材料学院张佳慧300002材料学院张建飞301002材料学院张健302002材料学院张莉303002材料学院赵小龙304002材料学院赵艺薇305002材料学院赵樱306002材料学院郑若瑶307002材料学院周鼎
第一章 8．计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1)NaF (2)CaO (3)ZnS 解：1、查表得：X Na =0.93,X F =3.98 根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为：21 (0.93 3.98)4 [1]100%90.2%e ---?= 共价键比例为：1-90.2%=9.8% 2、同理，CaO 中离子键比例为：21 (1.00 3.44)4 [1]100%77.4%e ---?= 共价键比例为：1-77.4%=22.6% 3、ZnS 中离子键比例为：2 1/4(2.581.65)[1]100%19.44%ZnS e --=-?=中离子键含量 共价键比例为：1-19.44%=80.56% 10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义．说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 答：结构转变的热力学条件决定转变是否可行，是结构转变的推动力，是转变的必要条件；动力学条件决定转变速度的大小，反映转变过程中阻力的大小。 稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是稳态或亚稳态，取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，阻力小时得到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。稳态结构能量最低，热力学上最稳定，亚稳态结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚至长期存在。但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。 第二章 1．回答下列问题： (1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： (001）与[210]，(111）与[112]，(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236］ (2)在立方晶系的一个晶胞中画出（111)和 （112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 (3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于（101). (011)和（112)晶面上的[111]晶向。 解：1、 2．有一正交点阵的 a=b, c=a/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为 6个、2个和4个原子间距，求该晶面的密勒指数。 3．立方晶系的 ｛111}, 1110}, {123）晶面族各包括多少晶面？写出它们的密勒指数。 4．写出六方晶系的{1012}晶面族中所有晶面的密勒指数，在六方晶胞中画出[1120]、[1101]晶向和(1012)晶面，并 确定(1012)晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 5．根据刚性球模型回答下列问题： (1)以点阵常数为单位，计算体心立方、面心立方和密排六方晶体中的原子半径及四面体和八面体的间隙半径。 (2）计算体心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子数、致密度和配位数。 6．用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶向上的原子密度。 解：1、体心立方 密排面：{110}21 14 1.414a -+? = 密排方向：<111> 11.15a -= 2、面心立方
一失效分析 1 断裂可分为几类？韧性断裂和脆性断裂如何 区分？ 答：1）根据材料断裂前所产生的宏观变形量 大小，将断裂分为韧性断裂和脆断裂。 2）韧性断裂是断裂前发生明显宏观塑性变形。而脆性断裂是断裂前不发生塑性变形，断 裂后其断口齐平，由无数发亮的小平面组成。 2 断裂过程分为几个阶段？韧性断裂和脆性断 裂的断裂过程的区别在哪里？ 答：1）无论是韧性断裂还是脆性断裂，其断 裂过程均包含裂纹形成和扩展两个阶段。 裂纹自形成到扩展至临界长度的过程称为裂纹 亚稳扩展阶段，在这一阶段裂纹扩展阻力大， 扩展速度较慢；而把裂纹达到临界长度后的扩 展阶段称为失稳扩展阶段，在这一阶段裂纹扩 展阻力小，扩展速度很快。 2）对于韧性断裂，裂纹形成后经历很长的 裂纹亚稳扩展阶段，裂纹扩展与塑性变形同时 进行，直至达到临界裂纹长度，最后经历失稳 扩展阶段而瞬时断裂，因此韧性断裂前有明显 的塑性变形。 对于脆性断裂，裂纹形成后很快达到临界长度，几乎不经历裂纹亚稳扩展阶段就进入裂纹失稳 扩展阶段，裂纹扩展速度极快，故脆性断裂前 无明显塑性变形。 3 什么是材料的韧性？评价材料韧性的力学性 能指标有哪些？ 答：1）韧性是表示材料在塑性变形和断裂过 程中吸收能量的能力，它是材料强度和塑性的 综合表现。材料韧性好，则发生脆性断裂的倾 向小。 2）评价材料韧性的力学性能是冲击韧性和 断裂韧性。 冲击韧性是材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收 功A k表示。 断裂韧度K IC是评定材料抵抗脆性断裂的力 学性能指标，指的是材料抵抗裂纹失稳扩展的 能力。 4 材料韧性指标的含义及应用？ 答：1）冲击吸收功A k是衡量材料冲击韧性的力学性能指标，冲击吸收功由冲击试验测得， 它是将带有U形或V形缺口的标准试样放在冲击试验机上，用摆锤将试样冲断。冲断试样所 消耗的功即为冲击吸收功A k，其单位为J。A k 越高和韧脆转变温度T K越低，则材料的冲击韧性越好。 2）断裂韧度K IC是评定材料抵抗脆性断裂 的力学性能指标，指的是材料抵抗裂纹失稳扩 展的能力，其单位为MPa·m1/2或MN·m-3/2。 裂纹尖端应力场强度因子K I、零件裂纹半 长度a和零件工作应力σ之间存在如下关系： K I= Yσa1/2式中，Y=1～2，为零件中裂纹的几 何形状因子。当K I≥K IC时，零件发生低应力脆 性断裂；当K I＜K IC时，零件安全可靠。因此，K I = K IC是零件发生低应力脆断的临界条件，即K I= Yσa1/2= K IC由此式可知，为了使零件不发 生脆断，可以控制三个参数，即K IC、σ和a。 5 什么是疲劳断裂？ 答：疲劳断裂是指零件在交变载荷下经过较长时间的工作而发生断裂的现象。所谓交变载荷，是指载荷的大小、方向随时间发生周期性变化 的载荷。 6 疲劳断口由哪几个部分组成？ 答：典型的疲劳断口形貌由疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和最后断裂区三部分组成。 7 什么是腐蚀？可分为几类？ 答：1）腐蚀是材料表面和周围介质发生化学 反应或者电化学反应所引起的表面损伤现象。 2）分类：化学腐蚀和电化学腐蚀。 8 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 答：不同金属间或同一金属的各个部分之间存在着电极电位差，而且它们是相互接 触并处于相互连通的电解质溶液中构成微电池。 9 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么？ 答：对于化学腐蚀：选择抗氧化材料如耐热钢、高温合金、陶瓷材料等， 零件表面涂层。 对于电化学腐蚀：选择耐腐蚀材料；表面涂层；电化学保护；加缓蚀剂。 对于应力腐蚀：减小拉应力；去应力退火；选择KIscc高的材料；改善介质。 10 金属材料在高温下的力学行为有哪些特点？答：1）材料的强度随温度的升高而降低。 2）高温下材料的强度随时间的延长而降低。
《理论力学》习题三答案 一、单项选择题（本大题共30小题，每小题2分，共60分） 1. 求解质点动力学问题时，质点的初始条件是用来（ C ）。 A 、分析力的变化规律； B 、建立质点运动微分方程； C 、确定积分常数； D 、分离积分变量。 2. 在图1所示圆锥摆中，球M 的质量为m ，绳长l ，若α角保持不变，则小球的法向加速度为（ C ）。 A 、αsin g ； B 、αcos g ； C 、αtan g ； D 、αtan gc 。 3. 已知某点的运动方程为2 bt a S +=（S 以米计,t 以秒计，a 、b 为常 数），则点的轨迹为（ C ）。 A 、是直线； B 、是曲线； C 、不能确定； D 、抛物线。 4. 如图2所示距地面H 的质点M ，具有水平初速度0v ?，则该质点落地时的水平距离l 与（ B ）成正比。 A 、H ； B 、H ； C 、2H ；D 、3 H 。 5. 一质量为m 的小球和地面碰撞，开始瞬时的速度为1v ?，碰撞结 束瞬时的速度为2v ? （如图3），若v v v ==21，则碰撞前后质点动量 的变化值为（ A ）。 A 、mv ； B 、mv 2 ； C 、mv 3； D 、 0。 6. 一动点作平面曲线运动，若其速率不变，则其速度矢量与加速度矢量（ B ）。 A 、平行； B 、垂直； C 、夹角随时间变化； D 、不能确定。 7. 三棱柱重P ，放在光滑的水平面上，重Q 的匀质圆柱体静止释放后沿斜面作纯滚动，则系统在运动过程中（ A ）。 A 、沿水平方向动量守恒，机械能守恒； B 、动量守恒，机械能守恒； C 、沿水平方向动量守恒，机械能不守恒； D 、均不守恒。 图1 图2 图3
一课程性质与任务 《材料科学基础》是材料科学与工程系各专业本科生的一门重要的专业基础课，以介绍工程材料的基础理论为目的，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。其任务是： 1 研究材料的成份、组织结构、性能及三者间的关系。 2 掌握有关工程材料的基本理论和知识，训练用所学理论分析实际问题的方法和思路。 3 初步掌握材料的科学实验方法和有关的实验技术；掌握定量、半定量地解决工程材料问题的方 法。 二教学安排 1 材料科学基础》为15学分，计96学时，其中讲课84学时，实验、讨论等12学时。 2 3 实验: 实验共六次，计12学时，每次实验二学时。 内容为： (1) 显微镜的构造及使用； (2) 常见金属晶体结构和原子堆垛模型分析； (3) 二元合金平衡组织分析； (4) 二元合金不平衡组织分析； (5) 铁碳合金平衡组织与性能分析；
(6) 金属的塑性变形与再结晶。 三教学目的和要求 第一章工程材料中的原子排列 目的： 1．原子之间的键合 2．介绍晶体学的基本概念及晶格类型 3．晶向指数和晶面指数及其表示方法 4．金属的晶体结构特点 5．陶瓷的晶体结构 6．晶体缺陷的类型及特征 要求： 1．掌握晶面、晶向的表示方法 2．熟悉三种典型的晶体结构 3．晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质 4．位错的应力场和应变能；位错的运动与交互作用 第二章固体中的相结构 目的： 1．介绍金属固溶体的分类、结构特点及溶解度 2．金属间化合物相的分类、特点及性能 3．陶瓷晶体相的结构及特点 4．玻璃相及其形成 5．分子相的结构特点 要求： 1．熟悉合金相的主要类型，形成条件和性能特点 2．理解Hume—Rothery规则； 3．玻璃相的形成条件 4．了解分子相的结构特点及分子晶体 第三章凝固与结晶 目的： 1．介绍结晶的基本规律 2．结晶的基本条件
2005理论力学期末 一 填空题（每题5分。请将简要答案填入划线内） １．在图示结构中不计各杆重量，受力偶矩为m 的力偶作用，则支座Ｅ的约束反力的大小为： ，请将方向标在图上。 ２．已知正方形板ABCD 作定轴转动，转轴垂直于板面， 点Ａ的速度为s cm v A /10=，加速度为2/210s cm a A =，方向如图所示。则正方形板作定轴转动的角加速度的大小为 ，请将转向 标在图上。 ３．两根长度均为Ｌ，质量均为m 的均质细杆AB 、BD ，在Ｂ处铰接。杆可绕中心Ｏ转动，图示位置A 、 B 、D 三点在同一水平直线上，系统由此位置在重 力的作用下开始运动瞬时，试比较两杆的角加速度 的大小，其结果为： ， 理由是： （请写出必要的动力学方程） 一、计算题（本题10分） 图示匀质细杆位于铅垂面内。已知：杆长Ｌ=5m ，质量m =4kg ，点A 沿光滑水平面以 215-?=s m a A 运动。试用动静法求解出能使杆作平动所需的作用在点Ａ的水平力Ｆ的大小及杆作平动时与水平线的夹角θ。 A B C m
三、计算题（本题10分） 在图示平面机构中，已知：杆长AB =BC =L ，不计杆重，弹簧AC 原长为L 0，其弹性系数为k ，在点B 作用一铅直力F 。试用虚位移原理求：（１）机构平衡时 的θ值；（２）此时弹簧AC 的拉力F k 。 四、计算题（本题15分） 平面结构如图，各构件自重不计，各联结处均为光滑铰链，力P 沿ED 杆作用，水平力Q 作用 于点Ｇ处。试求支座Ａ、Ｂ处的约束反力。 五、计算题（本题15分） 在图示平面机构中，曲柄OA 绕轴O 转动，曲杆BCDE 的BC 段铅直，CD 段水平，DE 段在倾角为?=30θ的滑道内运动。已知OA =r ，在图示位置时，?=30?，角速度为ω，角加速度为α。试求：该瞬时曲杆BCDE 上点B 的速度和加速度。 E
材料力学性能实验报告 姓名：李尧班级：材料94 学号：09021089 成绩： 实验名称实验一金属材料弹性模量（E）的测定 实验目的学习和掌握材料弹性模量的测试原理和方法，理解材料弹性模 量的物理本质和实际应用意义。 实验设备1）电子拉伸材料试验机一台，型号CSS-88100； 2）位移传感器一个； 3）游标卡尺一把； 4）铝合金、铜合金、T8淬火和20#钢正火态试样各一根。 试样示意图 图1 圆柱形拉伸标准试样示意图 实验拉伸图 T8淬火、20#钢正火态、铝合金和铜合金四种试样的实验拉伸图如图1、图2、图3和图4。 实验数据处理 1.实验原始数据记录 表1 T8淬火试样直径测量记录（单位：mm） 左中右平均值 9.32 9.32 9.30 9.40 9.28 9.32 9.33 9.40 9.30 9.32 表2 20#钢正火试样直径测量记录（单位：mm） 左中右平均值 9.70 9.70 9.70 9.70 9.72 9.72 9.71 9.72 9.70 9.72
表3 铝合金试样直径测量记录（单位：mm ） 左 中 右 平均值 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.78 9.78 9.80 9.80 9.78 表4 铜合金试样直径测量记录（单位：mm ） 左 中 右 平均值 9.72 9.72 9.70 9.71 9.70 9.72 9.72 9.70 9.70 9.72 2.实验数据处理 本次试验测量金属材料的弹性模量采用的方法是静态测量法，在设定曲线参数时，力轴比例的选择应使轴向力—轴向变形曲线的弹性直线段的高度超过力轴量程的3/5以上，变形放大的倍数应使轴向力—轴向变形曲线的弹性直线段与力轴的夹角不小于40°，确定直线段后，按Hooke 定律计算弹性模量，即： 02 0/4/el el el F S F L F L E L S d π???= ==??? ① 式中：E ：杨氏模量（MPa ）；F ?:轴向力增量（N ）；0S ：试样平行长度部分的原始横截面积（2mm ）；? ：轴向变形增量（mm ）；el L ：横向引伸计标距（mm ）。 根据实验数据和①式计算四种试样的弹性模量分别为： （1）T8淬火试样 22 44(3.370 1.430)50 GPa 4.98 GPa 9.33(0.4180.133) el F L E d ππ??-?= ==???- （2）20#正火态试样 2244(11.718 5.000)50 GPa 2.75 GPa 9.71(3.290 1.643) el F L E d ππ??-?= ==???- （3）铝合金试样 22 44(1.5030.604)50 GPa 2.22 GPa 9.80(0.4210.152) el F L E d ππ??-?= ==???- （4）铜合金试样 2244(2.2210.806)50 GPa 3.52 GPa 9.71(0.4020.131) el F L E d ππ??-?= ==???-