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西安交大工程材料

西安交大工程材料
西安交大工程材料

教学基本要求

(1) 了解机械零构件的常见失效方式及其对性能指标的要求。

(2) 掌握碳钢、铸铁、合金钢、有色金属的成分、组织、热处理、性能特点及用途的基本知识。

(3) 初步掌握陶瓷材料、高分子材料、复合材料的成分、组织、性能特点及常用材料的种类和用途。

(4) 基本掌握根据零构件的服役条件、失效方式和性能要求选择材料及制造工艺的思路。

(5) 初步了解新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。教学内容及要求

绪论

工程材料在机械设计及制造工程中的作用,工程材料的分类本课程的目的及任务,课程的基本内容,学习要求等。

第一章--机械零件和器件的失效分析

掌握:常温静载下的过量变形;静载和冲击载荷下的断裂;交变载荷下的疲劳断裂;磨损失效;腐蚀失效;高温下的蠕变变形和断裂失效。

第二章--碳钢

1. 掌握:纯铁的组织和性能;铁碳合金中的相和组织组成物;Fe-Fe3C 相图;钢中常存杂质元素对钢性能的影响;压力加工对钢组织和性能的影响;碳钢的分类、牌号及用途。

2. 了解:钢锭的组织及缺陷。

第三章--钢的热处理

1. 掌握:钢在加热时的转变;奥氏体等温转变图;钢的普通热处理;钢的表面热处理。

2. 了解:奥氏体连续转变图。

3. 自学:钢的特种热处理。

第四章--合金钢

1. 掌握:合金元素在钢中的作用;合金钢的分类及编号;低合金高强度钢;合金渗碳钢;合金调质钢;合金刃具钢;合金模具钢.

2. 了解:合金弹簧钢;滚动轴承钢;量具钢;不锈钢;耐热钢;低温钢;高耐磨钢。

3. 自学:超高强度合金钢;新型合金工具钢。

第五章--铸铁 1. 掌握:合金元素在钢中的作用;合金钢的分类及编号;低合金高强度钢;合金渗碳钢;合金调质钢;合金刃具钢;合金模具钢.

2. 了解:合金弹簧钢;滚动轴承钢;量具钢;不锈钢;耐热钢;低温钢;高耐磨钢。

3. 自学:超高强度合金钢;新型合金工具钢。

第六章--有色金属及其合金

1. 掌握:铝及铝合金;滑动轴承合金。

2. 了解:铜及铜合金;钛及钛合金。

3. 自学:镁及镁合金。

第七章--高分子材料

1. 掌握:高分子材料的结构及性能特点。

2. 了解:常用高分子材料。

第八章--陶瓷材料

1. 掌握:陶瓷材料的结构及性能特点。

2. 了解:常用工程结构陶瓷材料。

3. 自学:金属陶瓷。

第九章-- 复合材料

1. 掌握:复合材料的结构及性能特点。

2. 了解:增强材料及其增强机制;常用复合材料

第十章--功能材料

自学:电功能材料、磁功能材料、热功能材料、光功能材料及其它功能材料的性能特点、功能原理、种类及用途。

第十一章--材料改性新技术

自学:材料表面改性新技术、快速凝固新技术、纳米技术的基本原理及工程应用。

第十二章--零件的选材及工艺路线

1. 掌握:刚度和弹性指标、硬度和强度指标、塑性和冲击韧性指标在选材中的意义;依据材料的使用性能、工艺性能、及经济性选材的原则;典型零件(齿轮、轴、汽轮机叶片)的选材及工艺路线。

2. 了解:断裂韧度在选材中的意义。

3. 自学:零件实物性能试验的重要性;材料强度、塑性与韧性的合理配合。

第十三章--工程材料在典型和生物医学上的应用

根据授课专业不同从汽车、机床、热能设备、仪器仪表、石油化工设备、航空航天、生物医学等行业选择讲解。

第一章机械零件的失效分析

一、基本要求

本章主要介绍了机械零件在常温静载下的过量变形、在静载和冲击载荷下的断裂、在交变载荷下的疲劳断裂、零件的磨损失效和腐蚀失效以及在高温下的蠕变变形和断裂失效。要求学生掌握全部内容。二、重点内容

1 零件的过量变形以及性能指标,如屈服强度、

抗拉强度、伸长率、硬度等。

2 零件在静载和冲击载荷下的断裂及性能指标,如冲击韧性、断裂韧性等。

3 零件在交变载荷下的疲劳断裂、疲劳抗力指

标及影响因素。

4 零件的磨损和腐蚀失效以及防止措施。

5 零件在高温下的蠕变变形和断裂失效。

三、难点

断裂韧性及衡量指标,影响断裂的因素。

四、基本知识点

第一节零件在常温静载下的过量变形

1、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为

变形: 材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化。

弹性变形: 外力去除后可恢复变形。

塑性变形: 外力去除后不可恢复。

低碳钢,正火、退火、调质态的中碳钢或低、中碳合金钢和有些铝合金及某些高分子材料都具有图1-1所示的应力-应变行为。即在拉伸应力的作用下的变形过程分为四个阶段:弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形。

图1-1 低碳钢拉伸时的应力-应变曲线示意图

图1-2 三种类型材料的应力-应变曲线示意图1-纯金属 2-脆性材料 3-高弹性材料

2 、静载试验材料性能指标

刚度:零构件在受力时抵抗弹性变形的能力。等于材料弹性模量与零构件截面积的乘积。

强度:材料抵抗变形或者断裂的能力,屈

服强度、抗拉强度、断裂强度。

弹性指标:弹性比功。

塑性指标:伸长率、断面收缩率。

硬度: 布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC)、维

氏硬度(HV)

3 过量变形失效

过量弹性变形抗力指标:弹性模量E或者

切变模量G。

过量塑性变形抗力指标:比列极限、弹性

极限或者屈服强度。第二节零件在静载和冲击载荷下的

断裂

1、基本概念

断裂:材料在应力作用下分为两个或两个

以上部分的现象。

韧性断裂:断裂前发生明显宏观塑性变形。

脆性断裂: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、冲击韧性及衡量指标

冲击韧性:材料在冲击载荷下吸收塑性变

形功和断裂功的能力,是材料强度和塑性的综

合表现。

冲击试验与衡量指标:冲击吸收功A k或冲击韧度a k。工程材料的冲击吸收功通常是在室温测得,若降低试验温度,在低温下不同温度进行冲击试验(称之为低温冲击试验或系列冲击试验),可以得到冲击吸收功A k随温度的变化曲线,如图1-3所示。

图1-3 三种钢的冲击韧性随温度变化曲线示意图

T K为韧脆转变温度:A k-T曲线上冲击吸收功急剧变化的温度。当试验温度低于T K时,冲击吸收功明显降低,材料由韧性状态变为脆性状态,这种现象称为低温脆性。

3、断裂韧性及衡量指标

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,单位:MPa·m 1/2或者 MN·m-3/2

断裂判据:

K I

K I>K IC 构件发生脆性断裂

K I=K IC构件发生低应力脆性断裂的临界条件

4、影响脆性断裂的因素

决定材料断裂类型的主要因素有:加载方式、材料本质、温度、加载速度、应力集中及零件尺寸。

加载方式不同,断裂方式不同;

一般降低温度和增加加载速度都会引起材料催化;

应力集中改变了应力状态,σmax↑,τmax↓, α↓;

单向拉伸α=0.5,而缺口拉伸试样α<0.5,易引起脆断,因此,应力集中会引起材料脆化;

薄板处于平面应力状态,α较大,厚板处

于平面应变状态,α较小,易产生脆断。

第三节零件在交变载荷下的疲劳断

1、基本概念

交变载荷:载荷大小和方向随时间发生周

期变化的载荷。

疲劳断裂:零件在交变载荷下经过长时间

工作而发生断裂的现象称为疲劳断裂。

图1-4 几种常见的交变应力

2、疲劳断口的特点

疲劳断裂过程:裂纹萌生、疲劳裂纹扩展、最后断裂。

疲劳断裂特征:

1)断裂应力低

2)无明显宏观塑变

3)断口清楚显示裂纹形成、扩展和断裂阶段

图1-5 疲劳曲线示意图

3、疲劳抗力指标

无裂纹构件的疲劳抗力指标:疲劳极限、过载持久值、疲劳缺口敏感度。

带裂纹构件的疲劳抗力指标:疲劳裂纹扩展门槛值ΔK th和裂纹扩展速率DA/DN。

4、影响疲劳抗力的因素

载荷类型:拉压、扭转与旋转弯曲等;

材料本质:不同材料有不同的疲劳曲线,σr、q、da/dN、KIC及Kth不同;

零件表面状态:零件的表面缺陷(如裂纹、刀痕等)对其强度影响不大,但疲劳极限有显著影响;

工作温度:T↑ σs ↓σr↓,ΔKth↓,da/dN ↑;

腐蚀介质:在腐蚀介质作用下,σr↓,ΔKth↓,da/dN ↑。

第四节零件的磨损失效

1、磨损的基本概念

磨损的定义:在摩擦过程中零件表面发生尺寸变化和物质耗损的现象叫做磨损。

2、磨损的过程和机理

粘着磨损:

1)定义:又称咬合磨损,在滑动摩擦条件下,摩擦副的接触面发生金属粘着,在随后的相对滑动中粘着处被破坏,有金属屑粒被拉拽下来或者是金属表面被擦伤的一种磨损形式。

2)过程:

3)粘着磨损的特点:磨损速度大;破坏严重。

4)防止措施:合理选材,摩擦副配对材料选用硬度差较大的材料;

提高表面硬度;

合理设计减小接触压应力;

减小表面粗糙度。

磨粒磨损:

1)定义:又称磨料磨损,在滑动摩擦时零件表面存在硬质磨粒,使磨面发生局部塑性变形,磨粒嵌入、磨粒切割金属表面从而导致零件表面逐渐损耗的一种磨损。

2)过程:

3)防止措施:

提高表面硬度(从选材与材料表面处理方面);

减少磨粒数量(从工作状况方面)。

接触疲劳(疲劳磨损,麻点磨损):

1)定义:零件工作面作滚动或滚动加滑动摩擦时,在交变接触压应力的长期作用下引起的表面疲劳剥落破坏的现象。

2)过程:类似于疲劳断裂,是裂纹萌生和扩展过程。

三种主要形式:麻点剥落、浅层剥落、硬化层剥落

3)主要防止措施:提高材料硬度;提高材料纯度;提高零件心部和表面强度;减小表面粗糙度。

第五节零件的腐蚀失效

1、腐蚀的定义和分类

腐蚀: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。

分类:化学腐蚀和电化学腐蚀。

2、腐蚀过程及防止

化学腐蚀过程(以高温氧化腐蚀为主):高温氧化过程:

1)金属失去电子成为金属离子

2)氧原子吸收电子成为氧离子

3)金属离子和氧离子结合为金属氧化物基体金属能否继续氧化,取决于氧化物薄膜是否致密。

提高钢抗氧化能力:加入Al、Si、Cr等元素,与氧结合形成致密的氧化物膜,防止基体金属进一步氧化。

电化学腐蚀:

条件:金属间存在电极电位差,并且相互接触并处于相互联通的电介质溶液中形成微电池。过程:

阳极:失去电子,M?M n++ne(被腐蚀)

阴极:发生析氢反应或者吸氧反应

特点:速度快、选择性

图1-6 不同金属的电极电位

常见局部腐蚀:电偶腐蚀、小孔腐蚀、缝隙腐蚀、晶界腐蚀(不锈钢)。

应力腐蚀:

定义:零(构件)在拉应力和特定介质联合作用下产生的低应力脆断现象。

特点:拉应力小;介质腐蚀性弱; 易忽视

3、零件防止腐蚀的措施

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K Iscc 高的材料;改善介质条件。

第六节 零件在高温下的蠕变变形和断裂失效

1、材料在高温下的力学行为

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。 3)高温下材料的变形量随时间的延长而增加。

蠕变:材料在长时间恒应力作用下缓慢产生塑性变形的现象称为蠕变。

图1-7 典型的蠕变曲线

2、评价材料高温力学性能指标

蠕变极限:高温长期载荷作用下材料对塑性变形的抗力指标称为蠕变极限。

表示方法:在规定温度下使试样产生规定稳态蠕变速率的应力值;给定温度下,在规定时间内使试样产生一定蠕变总变形量δ的应力值

持久强度:材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的能力。用给定温度和规定时间内试样发生断裂时的应力表示。

3、高温下零件的失效和防止

高温下零件的失效形式:过量塑性变形(蠕变变形)、断裂、磨损、氧化腐蚀等。

防止措施:正确选材(选熔点高、组织稳定的材料);

表面镀硬铬、热喷涂铝和陶瓷

第二章 碳钢

一、基本要求

本章主要介绍了纯铁的组织和性能、 Fe-Fe 3C 图的分析和应用、压力加工对钢的组织和性能的影响等内容。通过本章的学习,要求学生能够掌握晶体结构与晶体缺陷的基本概念、铁碳合金的结晶过程分析与压力加工对钢的组织和性能的影等知识。

二、重点内容

1 纯铁的结晶过程、纯铁的晶体结构、纯铁的同素异构转变。

2铁和碳的相互作用、铁碳合金中的相和组织组成物。

3 二元相图的杠杆定律、Fe-Fe 3C 相图分析及应用。

4 压力加工对钢的组织和性能的影响。

三、难点

应用杠杆定律计算碳钢在室温下的组织组成物和相组成物的质量分数。

四、基本知识点

第一节 纯铁的组织和性能

1、过冷现象和过冷度

纯铁结晶时,实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的温度差△T (=-),称为过冷度。过冷度是一切物质结晶的必要条件,液体冷速越快,过冷度越大,液体与固体间的自由能差△F (=FL -Fs )越大, 物质结晶的驱动力越大。

图2-1 纯铁的冷却曲线(部分)

图2-2 液体和固体自由能随温度的变化

2、纯铁的结晶过程

在液体中形成的稳定微小晶体称为晶核,纯铁的结晶过程是不断形成晶核与晶核不断长大的过程。

由一个晶核长成的晶体称作晶粒,由许多晶粒组成的晶体称作多晶体。多晶体结晶时,冷却速度越快、过冷度越大、形核数量越多、晶粒越细。金属的晶粒越细,其强韧性越好。

图2-3 纯铁结晶过程示意图

3、晶体结构基本概念

晶体:指原子(离子或分子)在空间呈规则排列的物体。

晶体结构:指晶体中的原子(离子或分子)在空间的具体排列。

晶胞:是能够反映晶格中原子重复排列规律的最基本单元。

金属中常见的晶体结构有:体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。

图2-4 三种常见的金属晶胞a)体心立方晶胞b)面心立方晶胞 c)密排六方晶胞

4晶体缺陷的基本概念

按照晶体中原子排列不规则区域的尺寸大小,将晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。

点缺陷:指原子排列的不规则区域在空间三个方向上尺寸都是很小的一种缺陷,如空位、间隙原子

和置换原子(见图2-8)。

线缺陷:指原子排列的不规则区域在空间一个方向上尺寸很大,而在另外两个方向尺寸是很小的一

种缺陷,如刃型位错(图2-9)。

面缺陷:指原子排列的不规则区域在空间两个方向上尺寸很大,而在另外一个方向尺寸是很小的一

种缺陷,如晶界、亚晶界(图2-11)。

在点缺陷、线缺陷和面缺陷附近,原子都偏离了原来的平衡位置,使晶格发生畸变,对晶体的性能

会产生明显的影响。晶体缺陷越多,金属强度越高。细晶强化是提高金属材料强度的重要方法。

图2-5 点缺陷示意图

图2-6 刃型位错示意图

图2-7 晶界a)及亚晶界b)的示意图

图2-8 纯铁的冷却曲线及晶体结构的变化

5、纯铁的晶体结构及同素异构转变

纯铁结晶完成后,固态纯铁在随后的冷却过程中还会发生两次晶体结构转变(见图2-12)。这种同一元素在固态下随温度变化而发生的晶体结构转变,称为同素异构转变。铁碳合金正是因为具有同素异构转变,所以才能通过热处理来改变其内部结构,改变其性能。

第二节铁碳合金中的相和组织组成物

1、铁和碳形成固溶体

固溶体:是溶质原子溶入溶剂中形成的均匀晶体。溶质和溶剂的原子尺寸相差较小时,两者之间能够形成置换固溶体。溶质和溶剂的原子尺寸相差很大时,两者之间能够形成间隙固溶体(见图2-15)。

图2-9 置换固溶体a)及间隙固溶体b)示意图

碳溶于中形成的间隙固溶体,称为铁素体,以或F表示。

碳溶于g - Fe中形成的间隙固溶体,称为奥氏体,以g 或A表示。

由于形成固溶体时溶剂晶格能产生畸变,所以便会导致材料强度、硬度升高,塑性、韧性降低。

固溶强化:指通过形成固溶体而导致的材料强度升高现象。与加工硬化、细晶强化一样,固溶强化也是提高材料强度的重要方法。

2、碳和铁形成化合物

当碳在和中的含量超过了碳的溶解度极限时,,碳原子便会与铁原子形成渗碳体。

渗碳体:含碳量为6.69%,具有正交晶体结构。特点:熔点高、硬而脆,塑性几乎等于零。

渗碳体对铁碳合金性能的影响,与其形态有关。当渗碳体以细小的片状或球状出现时,对铁碳合金具有强化作用。

3、铁碳合金中的相和组织组成物

系统中具有同一聚集状态、同一化学成分、同一结构并以界面相互隔开的均匀组成部份被称为相。

F、A和Fe3C是铁碳合金中的基本相。这些可独立存在的基本相,以及由这些基本相所组成的混合物,又可称为是铁碳合金的组织组成物。

组织组成物:是指构成显微组织的独立部份。4、相图的基本概念

相图是表示合金在缓慢冷却的平衡状态下其所含的相或组织与温度以及成分之间关系的一种图形。

匀晶转变:是指从液相中直接结晶出单相固溶体的转变。

5、二元相图的杠杆定律

见图2-21,设合金的总质量为1,在温度t 时液相的质量为ML,固溶体的质量为Mα,则有:ML + Mα=1。

由于合金中所含镍的质量等于液相中镍的质量与固溶体中镍的质量之和,而有: MLXL + MαXα= 1X,

所以,由以上两式联解,就能得到两相相对质量的计算公式为:

ML=(Xα- X)/(Xα- XL) = rb/ab

Mα= (X- XL)/(Xα- XL) = ar/ab 或 ML/Mα = rb/ar

注:杠杆定律只适用于两相区

图2-10 杠杆定律的证明和力学比喻

6、Fe-Fe3C相图分析

图2-11 Fe-Fe3C相图

见图2-11 ,ABCD点的连线是铁碳合金的液相线,AHJECF点的连线是碳碳合金的固相线。在HJB线上发生的转变称为.包晶转变,所谓包晶转变:是指由一定成分的液相和一定成分的固相相互作用而生成另一个一定成分的固相的转变。

反应式为:

包晶转变只能在含碳为0.09~0.53%的铁碳合金中发生,其中,只有J点成分的铁碳合金经包晶转变后能够获得单一的奥氏体。

在ECF线上发生的转变称为共晶转变,所谓共晶转变:是指由一定成分的液相同时转变成两种一定成分的固相的转变。

反应式为:

共晶转变只能在含碳为2.11~6.69%的铁碳合金中发生,其中,只有C点成分的铁碳合金经共晶转变后能够获得单一的莱氏体。

在PSK线上发生的转变称为共析转变,所谓共析转变:是指由一定成分的固相同时转变成两种一定成分的新固相的转变。

反应式为:

PSK线又称A1线,所有含碳﹥0.0218%的铁碳合金冷却至这条线上时都会发生共析转变,其中只有含碳为0.77%的铁碳合金经共析转变后能够获得单一的珠光体。

GS线:又称A3线,是冷却时A中开始折出F,加热时F全部溶入到A中的转变线。

ES线:是碳在A中的溶解度线,又称Acm 线。

PQ线,是碳在F中的溶解度线。

7、铁碳合金的分类

根据铁碳合金的含碳量及其室温平衡组织的不同,铁碳合金可分为三类。

①工业钝铁(wc﹤0.0218%)—室温组织是铁素体和少量三次渗碳体。

②钢(wc 为0.0218~2.11%)。

其中:亚共析钢(wc﹤0.77%)—室温组织是铁素体和珠光体。

共析钢(wc为0.77%)—室温组织是珠光体。

过共析钢(wc﹥0.77)—室温组织是珠光体和二次渗碳体。

③白口铸铁(wc为2.11~6.69%),其中:亚共晶白口铸铁(wc﹤4.3%)—室温组织是珠光体、二次渗碳体和莱氏体。

共晶白口铸铁(wc为4.3%)—室温组织是莱氏体

过共晶白口铸铁(wc﹥4.3%)—室温组织是莱氏体和一次渗碳体。

8、典型合金的结晶过程分析

① wc为0.4%的亚共析钢

L→L+δ→L+A→A→A+F→P+F

② wc为0.77%的共析钢

L→L+A→A→P

③wc为1.2%的过共析钢

L→L+A→A→A+ Fe3CⅡ→P+ Fe3CⅡ

④共晶白口铸铁

L→Ld(A+ Fe3C) → Ld(A+ Fe3CⅡ+ Fe3C)

→L,d(P+ Fe3CⅡ+ Fe3C)

9、含碳量对力学性能的影响

渗碳体是铁碳合金中的强化相。随着含碳量

的增加,渗碳体含量的增多,钢的强度、硬度

增加,塑性、韧性降低。当含碳量大于1.0%时,由于网状二次渗碳体的出现,使钢的强度又会

降低。

10、碳对铁碳合金平衡组织的影响

随着含碳量的增加,铁碳合金的组织发生以

下变化:

+ Fe3CⅢ→ + P → P → P + Fe3CⅡ→

工业纯铁亚共析钢共

析钢过共析钢

P + Fe3CⅡ + L,d → L,d →

L,d + Fe3CⅠ

亚共晶白口铸铁共晶白口

铸铁过共晶白口铸铁

随着含碳量的增加,渗碳体分布和形态发生

以下变化:沿铁素体晶界分布的薄片状Fe3CⅢ

→分布在铁素体内的层片状共析Fe3C →沿奥

氏体晶界分布的网状Fe3CⅡ→作为莱氏体基体的共晶Fe3C →分布在莱氏体上的粗大片状

Fe3CⅠ。

11、碳对铁碳合金性能的影响

图2-12 碳的质量分数对缓冷碳钢力学性能的影响

珠光体是由铁素体和渗碳体所组成的两相组织,兼有铁素体和渗碳体的优点,既有较高的强度

和硬度,又有良好的塑性和韧性。渗碳体是铁

碳合金中的强化相,当渗碳体是以细小的片状

分布在铁素体上时,对碳钢具有强化作用。

随着碳的质量分数增加,珠光体含量的增多,渗碳体含量的增加,碳钢的强度、硬度增加,

塑性、韧性降低。当碳的质量分数大于1%,

钢中出现网状Fe3CⅡ,由于钢的性能就会恶化,所以钢的强度又会降低(见图2-39)。

12、Fe-Fe3C相图.的实际应用

在实际应用中,Fe-Fe3C相图具有以下作用:①能为选材提供成分依据

由于Fe-Fe3C相图能够反映碳钢的成分和组

织的关系,而钢的组织与钢的性能之间又有着

紧密的联系,所以,根据零件的不同性能要求,可分别选用低碳钢、中碳钢或高碳钢为制造材料。按照不同要求,就可选用适当成分的钢种。

②能为制定热加工工艺提供依据

由于液相线和固相线的距离越小,合金的铸

造性能越好,钢在单相奥氏体相区内锻造性能

最好,所以,由Fe-Fe3C相图可知,共晶成分

的合金铸造性能最好,钢在奥氏体相区内进行

锻造最好(见图2-40)

图2-13 Fe- Fe3C相图与铸锻工艺的关系

13、钢中常存杂质元素对钢的性能影响

① Si、Mn的影响

当大部分Si、Mn元素都能固溶于铁素体中时,,Si、Mn是钢中的有益的元素,它们的存在因能产生固溶强化而能够提高钢的强度。

② S、P的影响

S在钢中能够形成熔点为989℃并分布在奥氏体晶界上的共晶体,能导致的钢的脆性增大,

P能显著降低钢的韧性,特别是能显著降低钢

的低温韧性,所以,S、P都是钢中的有害元素。由S导致的钢的脆性增大现象,被称为热脆。

由P引起的钢的低温脆性增大现象,被称为冷脆。

③ H的影响

微量的H溶入钢中,就会导致钢的脆性增大。H也是钢中的有害元素。由H导致的钢的脆性

增大现象,被称为的氢脆,④ N的影响

N能引起钢的应变时效而能导致钢的强度升高、脆性增大。N的存在,对锅炉、化工容器等安全性能要求较高的构件是不利的。

应变时效,是指冷变形低碳钢在室温放置或加热一定时间后所出现的强度升高,塑性、韧性降低现象。

14、钢锭的组织和缺陷

按照钢液浇铸前的脱氧情况和钢锭凝固时析出一氧化碳的程度,可把钢锭分为镇静钢锭、沸腾钢锭和半镇静钢锭。

镇静钢锭的组织为三个区,分别是.表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区(见图2-43)。

图2-14 镇静钢锭宏观组织示意图

加入有效的变质剂为人工晶核或采用机械搅拌等方法使形核均匀化,可使钢锭获得均匀细小的等轴晶组织而能改善钢的性能。

15、镇静钢锭的缺陷

钢锭中常见的组织缺陷有缩孔、疏松、成分偏析和气泡。

缩孔:是钢锭凝固时由集中体积收缩所引起的一种组织缺陷。

疏松:是钢锭凝固时由分散体积收缩所造成的一种组织缺陷。

区域偏析:是指钢锭不同部位化学成分不同的现象。

气泡:钢液凝固时因有一部分气体来不及逸出便会以气泡形式留在钢中。

钢锭在使用前须经压力加工消除缺陷,以改善其组织,提高其性能。

16、冷加工对钢的组织和性能的影响

①晶体的滑移

滑移线:是滑移面与试样表面形成的交线。

滑移带:是由具有共同滑移方向的若干个滑移面发生滑移并逸出试样表面时所留下的痕迹(见图2-46)。

滑移是塑性变形的基本形式。滑移的机理是位错的运动。

图2-15 滑移线和滑移带示意图

②塑性变形导致的组织变化

Fe3C对变形的阻碍作用依次为:片状Fe3C﹥球状Fe3C,细片状Fe3C﹥粗片状Fe3C。

随着碳的质量分数增加,Fe3C含量的增多,碳钢的形变抗力增大。当Fe3C以网状形态出现时,对变形的阻碍作用最大,会使钢的脆性增加。

③塑性变形导致的性能变化

加工硬化:指由塑性变形导致的材料强度、硬度升高,塑性、韧性降低现象。

加工硬化具有以下技术意义:

a 是提高金属材料强度的一种重要方法;

b 能使金属的各种冷成型工艺得以进行;

c 能防止零件的偶然过载断裂。

形变织构:指通过塑性变形而使各晶粒内原子排列位向趋于一致的现象。

图2-16 工业纯铁的织构示意图

宏观残余内应力:是由金属各部位变形不均匀所引起的一种内应力。

微观残余内应力:是晶粒间变形不均匀所引起的一种内应力。

残余内应力会造成零件形状与尺寸不稳定,会降低金属的耐腐蚀性能。残余压应力能显著提高零件的疲劳强度。

17、冷变形钢在加热过程中组织和性能的变化

图2-17 变形金属在不同加热温度时组织和性能变化示意图

加热温度较低时,变形金属的组织和力学性能没有明显变化,但残余内应力明显降低、电阻明显下降。这一性能变化阶段称为变形金属的回复。由于经回复后,变形金属的残余内应力能明显降低,所以利用回复现象对冷变形金属进行去应力退火,能够达到稳定零件尺寸的目的。

加热温度较高时,变形金属的强度显著降低,塑性显著提高,加工硬化效果会彻底消除。变形金属的组织由破碎的、被拉长的或被压扁的变形晶粒变成细小的无变形的等轴晶粒的过程称为再结晶。由于再结晶能够消除加工硬化,所以利用再结晶退火能恢复变形金属的塑性。

再结晶结束后,继续升高加热温度或延长加热时间,会出现晶粒长大的现象,金属的强度和韧性随着晶粒的长大而降低。

图2-18 再结晶晶粒大小与冷变形度的关系

金属的变形度对再结晶晶粒大小有明显的影响,临界变形度:指再结晶晶粒极度长大所对应的变形度。为保证变形金属再结晶后能够获得细小的晶粒,应避免在临界变形度附近对金属进行冷加工。

18、热变形加工

热加工:指在再结晶温度以上进行的不会造成

加工硬化的压力加工。

热加工主要具有以下作用:

①改变工件的形状和尺寸;

②改善钢的组织,提高钢的性能。即通过消除铸

造缺陷,细化钢的晶粒,改善钢中的夹杂物分布,能提高钢的机械性能。

19、碳钢的分类

按含碳量分类,碳钢分为:低碳钢、中碳钢

和高碳钢。

按钢中的S、P含量分类,碳钢分为:普通

碳钢、优质碳钢和高级优质碳钢。

按用途分类,碳钢分为:碳素结构钢和碳素

工具钢。

按冶炼方法分类,碳钢分为:镇静钢、沸腾

钢和半镇静钢。

第三章钢的热处理

一、基本要求

本章主要介绍了钢的热处理的基本知识、普通热处理、表面热处理以及特种热处理

工艺及应用。要求学生掌握钢在加热时的

转变、过冷奥氏体等温冷却转变、淬火钢

的回火转变、普通热处理及表面热处理工

艺及应用。一般了解钢的特种热处理。

二、重点内容

1、钢的热处理的基本知识;

2、钢的普通热处理。

三、难点

奥氏体化、过冷奥氏体转变及淬火钢的回火转变。

四、基本知识点

在固态下通过加热、保温和冷却的方法,改变钢的组织,从而获得所需性能的工艺

称为钢的热处理。

第一节钢在加热时的转变

1、奥氏体的形成

将共析钢、亚共析钢和过共析钢分别加热

到A1、A3和A cm以上时,都会完全转变为奥氏

体组织,这种加热转变称为奥氏体化。

1)共析钢的奥氏体的形成过程

奥氏体的形成过程包括:形核、长大、残

留渗碳体溶解和奥氏体均匀化四步。

形核:α和Fe3C的相界面最易于形核,通

过同素异构转变α→γ和Fe3C的溶解来实现。

长大:一旦形核,γ则向α和Fe3C方向长大,此过程同样通过同素异构转变α→γ和

Fe3C的溶解来实现。

残留渗碳体溶解:由于同素异构转变α→γ

的速度比和Fe3C向γ中溶解的速度快,所以,

同素异构转变完成后,还一部分碳化物(残留

碳化物)尚未溶解,它会在随后的加热过程中

继续向奥氏体中溶解。

奥氏体均匀化:残留碳化物溶解完毕后,γ

的成分是不均匀的,原来α处含碳量低,而原

来Fe3C处含碳量高。只有经足够长的保温时间,才能通过C的扩散形成均匀的γ等轴晶。

2)影响γ形成的因素

影响因素有:加热温度、加热速度、钢的原始

组织、碳含量、合金元素。

3)亚共析钢和过共析钢的γ形成过程

亚共析钢和过共析钢中P的γ形成过程同共析钢是一样的。此外,其γ化过程中还分别发生先共析铁素体的奥氏体化和先共析二次渗碳体的溶解过程。

2、奥氏体晶粒大小

1)奥氏体的实际晶粒度

在实际热处理加热条件下得到的奥氏体晶粒大小称为奥氏体实际晶粒大小或奥氏体实际晶粒度。

2)奥氏体的本质晶粒度

本质晶粒度表示钢在加热时奥氏体晶粒长大倾向的大小,并不表示奥氏体实际晶粒的大小。

用Al脱氧或含有Nb、V、Ti等元素的钢为本质细晶粒钢,而用Si、Mn脱氧的钢则为本质粗晶粒钢。

第二节奥氏体转变图

过冷奥氏体:在临界温度(A1、A3、A cm)以

下尚未发生转变的不稳定的奥氏体。

奥氏体转变图:描述过冷奥氏体的“温度-时间-

转变”三者间关系的曲线。

1、过冷奥氏体的等温转变

(1)奥氏体等温转变图(TTT图、C曲线)的建立

(2)奥氏体等温转变图的分析

1)孕育期和转变速度随等温温度而变化

由于过冷度增大,相变驱动力增大,在“鼻温”时γ转变的孕育期最短,转变速度最快;而

在“鼻温”以下温度时,随温度的降低,原子的

活动能力下降,故孕育期增长,转变速度变慢。2)转变类型随等温温度而变化

(1)P型转变(A1~T A)

(2)B型转变(T A~M s)

(3)M型转变(M s~M f)

2、过冷γ等温转变过程及产物

过冷γ等温转变图(C曲线)如下图所示。

图3-1 过冷奥氏体的等温转变示意图

1)珠光体转变

在A1~560℃恒温下,过冷γ发生P转变,产物为层片状P组织。不同转变温度下层片大小及距离不同,据此可将P转变产物分为:珠光体P:A1~650 ℃

索氏体S:650~600 ℃

托氏体T:600~560 ℃

P、S、T无本质区别,只有形态上的粗细之分,P较粗、S较细、T更细。P、S、T通称P型组织,组织越细,强度、硬度越高,塑、韧性越好。

2)贝氏体(B)转变

贝氏体:过饱和铁素体和Fe3C的机械混合物。

B转变也是B形核与长大的过程。首先沿奥氏体晶界形成过饱和铁素体晶核并长大,随后在这种铁素体中析出细小的渗碳体。不同温度下产生的B的形态不同: 560 ~350 ℃形成的B称为B上、350~Ms形成的B称为B下。

B上呈羽毛状,由互相平行的过饱和铁素体和分布在片间的断续细小的渗碳体组成。硬度高,可达40~45HRC

,但因铁素体片粗大且平

行分布,同时晶间有脆性的渗碳体,故塑、韧性差,应用少。

B下呈针叶状,由针叶状过饱和铁素体和弥散分布在其中的极细小的渗碳体组成。硬度高50~60 HRC,强度高,耐磨性好,塑性、韧性高,具有良好的综合力学性能。生产中“等温淬火”的目的就是为了得到B下组织

3)马氏体(M)转变

(1)马氏体转变过程

转变温度低,C不能扩散。γ→α,C完全保留在a-Fe中,引起过饱和。M又称碳过饱和铁素体。M转变产生体积膨胀,会造成较大的内应力及变形。

(2)马氏体的形态

片状马氏体:呈双凸透镜状,高碳、孪晶M,强度高,塑韧性低

板条马氏体:呈细长板条状,低碳,强度高,塑韧性好。

w C >1.0% 的钢淬火后, 几乎全部为片M;w C <0.2% 的钢淬火后, 基本上全部为板条M;0.2% < w C <1.0%的钢淬火后,为两种M的混合物。

3、影响奥氏体等温转变图的主要因素

1)含C量的影响

亚共析钢及过共析钢的过冷奥氏体的等温转变与共析钢一样,亦分为高温P型转变、中温B型转变和低温M型转变。但在P型转变之前,亚共析钢有铁素体的析出,过共析钢有Fe3C析出。

亚共析钢:w C↑,C曲线右移;过共析钢:w C↑,C曲线左移;共析钢过冷奥氏体最稳定(C曲线最靠右)。

2)合金元素的影响

合金元素对C曲线的影响是复杂的,几乎除Co外,所有溶入奥氏体中的合金元素均使曲线右移。除Co、Al外,溶入奥氏体的合金元素都使C曲线上的M s、M f点降低。

过冷奥氏体的连续转变图(CCT图)

图3-2 过冷奥氏体的连续转变示意图

CCT曲线位于C曲线右下方,P转变温度

更低,时间更长;共析钢及过共析钢的CCT曲

线中无B型转变,而多了一条P转变终止线;

亚共析钢在连续冷却时在一定温度范围内过冷

A会部分转变为B。

由于CCT曲线测定比较困难,实际热处理

中常参照C曲线来定性估计连续冷却转变过程。第三节钢的普通热处理

钢制零件在制造过程中至少都要进行一次

热处理。钢的普通热处理是将工件加整体进行

加热、保温和冷却,以期获得均匀的组织和性能和一种操作。包括:退火、正火、淬火和回火四种工艺。

1、钢的退火

将钢件加热到临界温度(A1、A3、A cm)以上(有时以下)保温一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺称退火。常用的有完全退火、球化退火和去应力退火等。

1)完全退火

加热至Ac3以上,保温一定时间,然后缓慢冷却到500℃后出炉冷却。

应用:亚共析钢和合金钢的铸、锻、及热轧型材,也可以用于焊件。

目的:改善组织、细化晶粒,降低硬度,

改善切削加工性。常作为对强度要求不高的零

件的最终热处理,或重要零件的预先热处

理。

2)球化退火

加热至Ac1以上,保温一定时间,使钢的

Fe3C(碳化物)趋于球化,然后缓慢冷却到600℃后出炉冷却。

应用:共析钢和过共析钢及合金钢。

目的:降低硬度,改善切削加工性能,并

为淬火作组织准备。

3)去应力退火

把钢件加热到500~650℃,保温一定时间,随炉冷却至200℃后出炉。

应用:铸件、锻件、焊件、冷冲压件及机

加工件。

目的:消除残余应力,以防止零件变形或

产生裂纹。

2、钢的正火

将工件加热至奥氏体区,保温一定时间后,出炉空冷的热处理工艺称为正火。

应用:普通结构件作为最终热处理;低、

中碳钢作为预先热处理,改善切削加工性能;

过共析钢消除网状渗碳体。

目的:细化组织,适当提高硬度和强度。

选择退火或正火工艺时应考虑以下因素:(1)改善切削加工性能

低碳钢:硬度低,粘刀,选择正火;

高碳钢:硬度高,难切削,选择退火;

中碳钢:退火、正火皆可。

(2)使用性能

普通结构件,以正火作为最终热处理,以

细化晶粒,提高力学性能;形状复杂的结构件,采用退火作为最终热处理,以削除应力防止裂纹。

(3)经济性

正火周期短,耗能少,操作简便,尽量以

正火代替退火。

3、钢的淬火

将钢加热到临界温度以上,保温后快速冷

却获得M的热处理工艺称为淬火。

1)目的

获得M组织,提高工件的强度和硬度。

2)淬火介质

(1)理想的淬火冷却速度

高温慢冷,中温快冷,低温慢冷。(2)常用淬火介质

水、盐水、油

3)常用淬火方法

单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬

4)钢的淬透性

(1)淬透性及其测定

钢件淬火时,表层直接与淬火介质接触,

冷却速度快;而心部则要靠热传导通过表层来

散热,冷却速度慢。因此钢件表层得到M,而

心部只能获得部分M,甚至完全得不到M。

由钢件表面到半M层的区域称为淬硬层,

其深度称淬硬层深度。

常用的测定淬透性的方法有:临界直径法

和顶端淬火法。

(2)影响淬透性的主要因素

合金元素、含碳量。

4、钢的回火

将淬火后的钢重新加热到Ac1以下某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理

工艺称为回火。

回火的目的:消除淬火应力,降低钢的脆性;稳定工件尺寸;获得工件所要求的组织和

性能。

1)淬火钢回火时组织和性能的变化

(1)组织变化

回火温度80~200℃,C以e碳化物形式

析出,弥散分布、极细、粒状,与M保持共格

关系的薄片,其晶体结构为正交晶格,分子式

为Fe2.4C,此时组织为回火M。

回火温度200~300℃,M分解使得体积↓,残留奥氏体分解了过饱和铁素体+碳化物。

回火温度250~400℃,马氏体分解完成。

铁素体中含碳量降低到正常饱和状态,e碳化

物转变为极细的颗粒状渗碳体。

回火温度在400℃以上,渗碳体颗粒聚集

长大并形成球状,铁素体发生回复、再结晶。(2)性能变化

随回火温度升高,硬度、强度降低,塑性、韧性升高。

2)回火各类及应用

(1)低温回火(150~250℃) 组织:回火M。

性能:高硬度、强度。应用:高碳钢和高碳合

金钢工具钢制造的工模具和滚动轴承。

(2)中温回火(350~500℃) 组织:回火T。

性能:较高的韧性和高的弹性及屈服强度。应用:弹簧。

(3)高温回火(500~650℃) 组织:回火S。

性能:良好的综合力学性能。应用:广泛应用

于各种机械零件。

第四节钢的表面热处理

1、表面淬火

将工件表面快速加热到奥氏体区,在热量

尚未传到材料心部时立即迅速冷却,使其表面

得到一定深度的淬硬层,而心部仍保持原始组

织的一种局部淬火方法。

常用的表面淬火方法有:焰加热表面淬火、感应加热表面淬火、激光加热表面淬火。

2、钢的化学热处理

将工件置于一定的化学介质中,通过加热、保温和冷却,使介质中的某些元素渗入到工件

表层,以改变表层的化学成份和组织,从而使

工件表面具有与心部不同的性能的一种热处理

工艺。与表面淬火热处理相比,化学热处理不

仅使工件表面与心部的组织不同,且成份亦不同。

最常用的表面化学热处理有:渗碳、渗氮、碳氮共渗

第五节钢的特种热处理

1、真空热处理

2、可控气氛热处理

3、形变热处理

第四章合金钢

一、基本要求

本章概要叙述了合金元素在钢中的作用,

合金钢的分类。主要介绍了工程上常用的合金

结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。要求学生

掌握主要合金元素在钢中的作用,熟悉合金钢

的分类,重点掌握低合金高强度结构钢、不锈

钢和镍基合金的成分、组织、性能特点。一般

了解合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、

轴承钢、超高强度钢、合金工具钢、耐热钢和

高温合金、低温钢的性能、热处理和应用。

二、重点内容

1、合金元素在钢中的作用,存在形式。

2、低合金高强度钢的成分、组织、性能特

点及其热处理。

3、不锈钢和镍基合金的成分、组织、性能

特点及用途。三、难点

第一次回火脆性和第二次回火脆性的防止。

四、基本知识点

第一节概述

1、合金元素在钢中的作用(八大作用)

作用主要元素

细化A晶粒Ti、V、Nb、Zr、Al

提高淬透性除Co以外,如Mn、Cr、W、Mo

提高回火抗力Cr、W、Mo、V

固溶强化Ni、Si、Al、Co、Cu、Mn、Cr、Mo、W

第二相强化 Mn、Cr、Mo、W

扩大A相Ni、Mn、Cu、N

扩大F相Si、Al、Ni、Cr、W、Mo、Ti

形成致密氧化膜Si、Cr、W、Mo、V、Ti、Al

重点是Cr、W、Mo占了六大作用,另外两个

作用一个是细晶,一个是扩大A。

2、合金元素在钢中存在的形式(三种)

固溶体、化合物和游离态。

3、第一类回火脆性

一般认为低温回火脆性是由于M分解时沿

M板条或片的界面析出断续的薄壳状碳化物,

降低了晶界的断裂强度,使之成为裂纹扩展的

途径,因而导致脆性断裂。

防止第一类回火脆性的措施是避免在250℃~400℃回火。

4、第二类回火脆性

第二类回火脆性是在回火过程中Sb、P、

Sn 在A晶界偏聚而引起的脆化现象。

防止第二类回火脆性措施有两个:

1)加入W、Mo等能强烈阻止或延缓杂质

元素在A晶界的偏聚。

2)450℃~650℃回火快冷

5 、合金钢的分类及其牌号

分类:合金结构钢、合金工具钢和特殊性

能钢的分类

第二节合金结构钢

19秋西交《普通物理》在线作业【答案】

【奥鹏】19秋西交《普通物理》在线作业 试卷总分:100 得分:100 第1题,质量为m的铁锤竖直从高度h处自由下落,打在桩上而静止,设打击时间为dt,则铁锤所受的平均冲力大小为( )(sqrt表示求方根) [A、]mg [B、]m?sqrt(2gh)/dt [C、]m?sqrt(2gh)/dt - mg [D、]m?sqrt(2gh)/dt + mg [提示:分析阅读上述试题,并作答] 正确的答案:D 第2题,一个质量为m的物体以初速为v0,抛射角为30°从地面斜上抛出。若不计空气阻力,当物体落地时,其动量增量的大小和方向为 ( ) [A、]增量为零,动量保持不变 [B、]增量大小等于mv0,方向竖直向下 [C、]增量大小等于mv0,方向竖直向上 [D、]增量大小等于sqrt(3)?mv0,方向竖直向下 [提示:分析阅读上述试题,并作答] 正确的答案:B 第3题,停在空中的气球的质量为m,另有一质量同为m的人站在一竖直挂在气球的绳梯上,若不计绳梯的质量,人沿梯向上爬高1m,则气球将( ) [A、]向上移动0.5m [B、]向下移动0.5m [C、]向上移动1m [D、]向下移动1m [提示:分析阅读上述试题,并作答] 正确的答案:B 第4题,A,B两木块质量分别为mA和mB,且mB =2 mA,两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平面上,今用力将木块压紧弹簧,使其压缩,然后将系统由静止释放,则此后两木块运动的瞬时动能(瞬时静止时刻除外)之比EA:EB为( ) [A、]1 [B、]2 [C、]sqrt(2) [D、]sqrt(2)/2 [提示:分析阅读上述试题,并作答] 正确的答案:B 第5题,有两个同样的木块,从同高度自由下落,在下落中,其中一木块被水平飞来的子弹击中,并使子弹陷于其中,子弹的质量不能忽略,不计空气阻力,则( ) [A、]两木块同时到达地面 [B、]被击木块后到达地面

西安交通大学大学物理教学大纲(128)汇总

“大学物理(A)”课程教学大纲 英文名称:University Physics 课程编号:PHYS1009 课程类型:必修 学时:128 学分:8 适用对象:理工科各专业学生 先修课程:高等数学高中物理 使用教材及参考书: 教材:大学物理(吴百诗主编)科学出版社 参考书:吴锡珑主编“大学物理教程”高教出版社 程守洙主编“普通物理学”高教出版社 张三慧主编“大学物理学”清华大学出版社 一、课程的性质、目的及任务 物理学是研究物质的基本结构﹑相互作用和物质最基础最普遍运动形式(机械运动,热运动,电磁运动,微观粒子运动等)及其相互转化规律的学科。 物理学的研究对象具有极大普遍性,它的基本理论渗透在自然科学的一切领域、应用于生产技术的各个部门,它是自然科学许多领域和工程技术发展的基础。 以物理学基础知识为内容的大学物理课程,它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员必备的。因此,大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。 开设大学物理课程的目的,一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础;另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法,这对开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质等,都会起到重要作用。学好物理课,不仅对学生在校的学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论﹑新技术﹑不断更新知识等,都将发挥深远影响。 二、课程的基本要求 1.使学生对物理学所研究的各种物质运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识;对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解,并且有初步应用的能力。 2.通过教学环节,培养学生严肃的科学态度和求实的科学作风。根据本课程的特点,在传授知识的同时加强对学生进行能力培养,如通过对自然现象和演示实验的观察等途径,培养学生从复杂的现象中抽象出带有物理本质的内容和建立物理模型的能力、运用理想模型和适当的数学工具定性分析研究和定量计算问题的能力以及独立获取知识与进行知识更新的能力,联系工程实际应用的能力等。 3.在理论教学中,要根据学生情况精讲基本内容,有些内容可安排学生自学或讨论,并要安排适当课时的习题课;要充分利用演示实验、录像等形象化教学手段,应尽量发挥计算机多媒体在物理教学中的作用,以提高教学效果。在教学过程中,还要处理好与中学物理的衔接与过渡,一方面要充分利用学生已掌握的物理知识,另一方面要特别注意避免和中学物理不必要的重复。在与后继有关课程的关系上,考虑到本课程的性质,应着重全面系统地讲 授物理学的基本概念、基本规律和分析解决问题的基本方法,不宜过分强调结合专业。

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西安交通大学考博英语试题及其解析 I.In each question,decide which of the four choices given will most suitably complete the sentence if inserted at the place marked. Put your choice in the ANSWER SHEET,(15points) EXAMPLE: I was caught_the rain yesterday. A.in B.by C.with D.at ANSWER:(A) l.Those two families have been quarrelling__each other for many years. A.to B.between C.against D.with 2.There are many things whose misuse is dangerous,bur it is hard to think of anything that can be compared___ A.in B.with C.among D.by 3."How often have you seen cases like this?"one surgeon asked another."Oh,__times,I guess,"was the reply. A.hundred of B.hundreds C.hundreds of D.hundred 4.Give me your telephone number__I need your help. A.whether B.unless C.so that D.in case 5.You sang well last night.We hope you'll sing__. A.more better B.still better C.nicely D.best 6.Those people__a general understanding of the present situation. https://www.doczj.com/doc/c5571814.html,ck of B.are lacking of https://www.doczj.com/doc/c5571814.html,ck D.are in lack 7.Alone in a desert house,he was so busy with his research work

西安交通大学博士毕业要求研究生学位申请要求博士学位申请要求研究生学位申请若干规定

西安交通大学关于研究生学位申请的若干 规定 (2013年3月27日校学位评定委员会会议讨论通过)第一条为营造良好的学术探索氛围,激发研究生的创新意识,鼓励研究生在科学、技术和工程等方面取得创新成果,提高博士和硕士学位论文的学术水平,规范研究生学位论文答辩申请程序,制定本规定。 第二条博士生在攻读博士学位期间,达到以下基本条件之一,方可提出博士学位论文答辩申请。 (一)攻读博士学位期间发表过与博士论文相关的学术论文,并需达到以下要求: 1.理、工、医(除临床医学专业学位外)学科的博士学位申请者,至少有1篇学术论文全文在国际知名学术刊物上发表并被SCI收录,或2篇学术论文全文被SCI/EI/IM收录(其中至少1篇在国际期刊或高水平国际会议上发表); 2.管理、经济、人文类学科的博士学位申请者,至少有1篇学术论文全文在国际知名学术刊物上发表并被 SCI/SSCI/AHCI收录,或2篇学术论文全文被SCI/EI/IM收录(其中至少1篇为英文文章),或1篇英文论文全文被SCI/EI/IM收录及2篇学术论文全文发表在CSSCI源期刊上,或3篇学术论文全文发表在CSSCI源期刊上;

3.临床医学专业学位的博士学位申请者,至少有1篇学术论文在国际知名学术刊物上发表,或有1篇学术论文在全国核心期刊上发表和1篇英文期刊论文或高水平国际会议论文。 (二)攻读博士学位期间在全英文期刊上发表过与博士论文相关的学术论文1篇,并取得下述重要科研成果之一:1.获得与博士论文密切相关的科研成果或发明专利,且符合以下要求:至少获省部级二等以上科研成果奖1项(国家级奖前3名、省部级奖前2名)或获得授权发明专利2项(本人排名前2名); 2.从事国家重大项目、专项工程的重大实验、系统设计或专门设备研究的博士研究生,需要有独立完成且具有创新性的研究内容,主要研究成果已通过省部级正式鉴定或验收,并得到相应的应用,且学位论文的研究内容是该成果的重要组成部分。由博士生本人申请,经导师同意,所在学院组织专家组审核,专家组由至少3位具有博士生指导资格的人员(导师除外)组成。专家组出具的书面审核意见作为学位评定分委员会主席审批送审的依据之一,同时还是答辩委员会、学位评定分委员会是否建议授予学位,以及校学位评定委员会是否授予学位的依据之一。 (三)博士学位论文成果为博士生在参与国家重大重点项目[如国家973项目、863重大(重点)项目、国家自然科

西交《普通物理》在线作业【资料答案】

西交《普通物理》在线作业 试卷总分:100 得分:100 一、单选题 (共 40 道试题,共 80 分) 1.质量为m的铁锤竖直从高度h处自由下落,打在桩上而静止,设打击时间为dt,则铁锤所受的平均冲力大小为( )(sqrt表示求方根) A.m?sqrt(2gh)/dt - mg B.m?sqrt(2gh)/dt + mg C.m?sqrt(2gh)/dt D.mg 答案:B 2.一个质量为m的物体以初速为v0,抛射角为30°从地面斜上抛出。若不计空气阻力,当物体落地时,其动量增量的大小和方向为 ( ) A.增量大小等于sqrt(3)?mv0,方向竖直向下 B.增量大小等于mv0,方向竖直向下 C.增量大小等于mv0,方向竖直向上 D.增量为零,动量保持不变 答案:B 3.停在空中的气球的质量为m,另有一质量同为m的人站在一竖直挂在气球的绳梯上,若不计绳梯的质量,人沿梯向上爬高1m,则气球将( ) A.向下移动1m B.向下移动0.5m C.向上移动1m D.向上移动0.5m 答案:B 4.A,B两木块质量分别为mA和mB,且mB =2 mA,两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平面上,今用力将木块压紧弹簧,使其压缩,然后将系统由静止释放,则此后两木块运动的瞬时动能(瞬时静止时刻除外)之比EA:EB为( ) A.sqrt(2)/2 B.sqrt(2) C.2 D.1 答案:C 5.有两个同样的木块,从同高度自由下落,在下落中,其中一木块被水平飞来的子弹击中,并使子弹陷于其中,子弹的质量不能忽略,不计空气阻力,则( ) A.被击木块后到达地面 B.被击木块先到达地面 C.条件不足,无法确定 D.两木块同时到达地面 答案:A

西安交大博士——关于毕业那点事儿

1.博士毕业的年限的问题 一般是3年半到6年,如果到第6年还没能够毕业,可以做2个选择,一个是申请毕业答辩,申请毕业答辩后2年内再申请一个学位答辩;另外一个选择是直接申请一个结业,注意“结业”只是一个状态,等于把博士时间又推迟了2年(也就是8年的博士生涯),结业后2年内可以申请学位答辩一次,顺利通过同时获得毕业跟学位证书。 对比以上两种方法:第一种方法把毕业答辩跟学位答辩分开弄,略显麻烦,好处则是先有个毕业证书,有些单位允许你拿毕业证书就可以上岗;第二种方法相对简单,去研究生院拿一个结业表格填写好提交即可离校,然后2年内再申请一个学位答辩,注意:2年内那次申请学位答辩的时候需要带上结业表格。另外如果你的一卡通学生账户被关掉可以打电话开通:电话号码是82668328张老师,这关系到你后续很多表格的提交和下载。 2.学位答辩的发表文章要求: 无论哪种离校法,最终都要进行学位答辩(当然你不要学位证者除外),那么就得符合学校的学位答辩条件,其本质上就是发表文章条件是否达到学校的要求了。 参考这个文件:西交研〔2005〕24号 关于《西安交通大学关于研究生学位申请的若干规定》执行时间的通知 http://202.117.3.68:8083/gs/jsp/detail.do?method=detailnotice&id=20090701171424188386&LB =xwsq 毕业都是5个专家审查你的大论文,一般都是选择3个常规审查+2个专家盲审走毕业把,5个盲审过的机会会非常曲折,严重不推荐! 按照3+2盲审走需要达到的最低要求有两大类,每大类里面又细分不同学科,其中最低的要求我用蓝色字体加粗了。其中:知名和非知名期刊list见:http://202.117.3.68:8083/gs/jsp/detail.do?method=download&path=/userfiles/1 291711077484.rar (一)攻读博士学位期间发表过与博士论文相关的学术论文,并需达到以下要求:1.理、工、医(除临床医学专业学位外)学科的博士学位申请者,至少有1篇学术论文在国际知名学术刊物上发表并被SCI收录,或2篇被SCI/EI/IM收录(其中至少1篇在国际期刊或高水平国际会议上发表); 2.管理、经济、人文类学科的博士学位申请者,至少有1篇学术论文在国际知名学术刊物上发表并被SCI/SSCI/AHCI收录,或2篇被SCI/EI/IM收录(其中至少1篇为英文文章),或3篇发表在CSSCI 源期刊上; 3.临床医学专业学位的博士学位申请者,至少有1篇学术论文在国际知名学术刊物上发表,或有2篇学术论文在全国核心期刊上发表和1篇英文期刊论文或高水平国际会议论文。 (二)攻读博士学位期间在全英文期刊上发表过与博士论文相关的学术论文

《普通物理》习题三答案

《普通物理》习题三答案 一、单项选择题(本大题共40小题,每小题2分,共80分) 1、下列说法中哪一个是正确的?( D ) A 、合力一定大于分力 B 、物体速率不变,所受合外力为零 C 、速率很大的物体,运动状态不易改变 D 、质量越大的物体,运动状态越不易改变 2、物体自高度相同的A 点沿不同长度的光滑斜面自由下滑,如下图所示,斜面倾角多大时,物体滑到斜面底部的速率最大( D ) A 、30o B 、45o C 、60o D 、各倾角斜面的速率相等。 3、如下图所示,一轻绳跨过一定滑轮,两端各系一重物,它们的质量分别为1m 和2m ,且12m m >,此时系统的加速度为a ,今用一竖直向下的恒力1F m g =代替1m ,系统的加速度为'a ,若不计滑轮质量及摩擦力,则有( B ) A 、'a a = B 、'a a > C 、'a a < D 、条件不足不能确定。 4、一原来静止的小球受到下图1F 和2F 的作用,设力的作用时间为5s ,问下列哪种情况下,小球最终获得的速度最大( C ) A 、16F N =,20F = B 、10F =,26F N = C 、128F F N == D 、16F N =,28F N =

5、三个质量相等的物体A 、B 、C 紧靠一起置于光滑水平面上,如下图,若A 、C 分别受到水平力1F 和2F 的作用(12F F >),则A 对B 的作用力大小( B ) A 、12F F - B 、12233F F + C 、12233F F - D 、12323F F + 6、用锤压钉不易将钉压入木块内,用锤击钉则很容易将钉击入木块,这是因为( D ) A 、前者遇到的阻力大,后者遇到的阻力小 B 、前者动量守恒,后者动量不守恒 C 、后者动量变化大,给钉的作用力就大 D 、后者动量变化率大,给钉的作用冲力就大 7、如图所示,木块质量1m 2m ,由轻质弹簧相连接,并静止于光滑水平桌面上,现将两木块相向压紧弹簧,然后由静止释放,若当弹簧伸长到原来长度时,1m 的速率为1v ,则弹簧原来压缩状态时所具有的势能为( C ) A 、2112m v B 、()21 22112m m m m v -????? C 、()2122112m m m m v +????? D 、()21212m m v + 8、质量为52010kg -?的子弹以400m s 的速率沿图示方向击入一原来静止的质量为598010kg -?的摆球中,摆线长为1m ,不可伸缩,则子弹击入后摆球的速度大小为( A ) A 、4m s B 、8m s C 、2m s D 、8m s π

西安交通大学大学物理仿真实验

大学物理仿真实验 偏振光的观察与研究 姓名: 班级: 学号:

实验原理: 1.偏振光的概念和产生:

2.改变偏振态的方法和器件: 常见的起偏或检偏的元件构成有两种: 1.光学棱镜。如尼科耳棱镜、格兰棱镜等,它是利用光学双折射的原理制成的; 2.偏振片。它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成,它具有梳状长链形结构分子,这些分子平行排列在同一方向上,此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过,因而产生线偏振光. 马吕斯定律:马吕斯在1809年发现,完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为I1 = I0 cos2α,其中的 是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角:

波晶片:又称位相延迟片,是从单轴晶体中切割下来的平行平面板,由于波晶片内的速度v o ,v e不同,所以造成o光和e光通过波晶片的光程也不同.当两光束通过波晶片后o 光的位相相对于e光多延迟了Δ=2π(n0-n1)d/λ,若满足(n e-n o)d=±λ/4,即Δ=±π/2我们称之为λ/4片,若满足(n e-n o)d=±λ/2,即Δ=±π,我们称之为λ/2片,若满足(n e-n o)d=±λ,即Δ=2π我们称之为全波片。

3.借助检偏器和λ/4波晶片检验光的5种偏振态: 1. 只用检偏器(转动): 对于线偏光可以出现极大和消光现象。

对于椭圆偏光和部分偏光可以出现极大和极小现象。 对于圆偏光和非偏光各方向光强不变。 2. 用λ/4波晶片和检偏器(转动): 对于非偏光(自然光)各方向光强不变。 对于圆偏光出现消光现象(原因)。 对于部分偏光仍出现极大和极小现象。 对于椭圆偏光,当把λ/4波晶片的快慢轴放在光强极大位置时出现消光现象(原因)。 检验偏振光的光路 实验内容: 1.研究λ/4波片对偏振光的影响: 本实验所用仪器有:光源、偏振片(2个)、λ/4波片、光屏等。 光路图 (1)按光路图使偏振片A和B 的偏振轴正交(消光)。然后插入一片λ/4波

西安交通大学大学物理试题

物理篇 西安交通大学考试题 课 程 大 学 物 理 学 院 考 试 日 期 2007 年 1 月 26 日 专业班号 姓 名 学 号 期中 期末 一 选择题 (每题3分,共30分) 1.一定量的理想气体经历acb 过程时吸热500J ,且a b T T =。则经历acbda 过程时,吸热为 (A) 1200J - (B) 700J - (C) 400J - (D) 800J [ ] 2.设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线;令 2 O ()p v 和 2 H ()p v 分别表示氧气和氢气的最概然速率,则 (A) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线; 22O H ()/()4 p p =v v 。 (B) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线;22O H ()/()1/4p p =v v 。 (C) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线;22O H ()/()1/4p p =v v 。 (D) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线;22O H ()/()4 p p =v v 。 [ ] 3.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为1S 和2S ,则二者的大小关系是 (A) 12S S > (B) 12S S < (C) 12S S = (D)无法确定 [ ]

4.两个质点各自作简谐振动,它们的振幅相同、周期 相同。第一个质点的振动方程为1cos()x A t ωα=+。当 第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位 置时,第二个质点正在最大正位移处。 则第二个质点的振动方程为 (A) 21cos(π)2x A t ωα=++ (B) 21 cos(π) 2x A t ωα=+- (C) 23 cos(π) 2x A t ωα=+- (D) 2cos(π)x A t ωα=++ [ ] 5.在长为L ,两端固定的细绳上形成驻波,则此驻波的基频波(波长最长的波)的波长为 (A )2L (B) 3L (C) 4L (D) 5L [ ] 6.在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝。 (B) 使两缝的间距变小 (C) 把两个缝的宽度稍微调窄。 (D) 改用波长较小的单色光源 [ ] 7.光强为0I 的自然光依次通过两个偏振片1P 和2P 。若1P 和2P 的偏振化方向的夹角030α=,则透射偏振光的强度I 是 (A) 0/4I (B ) 03/4I (C) 0/8I (D) 03/8I [ ] 8.普朗克量子假说是为了解释 (A) 光电效应实验规律而提出的。 (B)X 射线散射实验规律而提出的。 (C) 黑体辐射的实验规律而提出的。 (D) 原子光谱的规律而提出的。 [ ] 9.波长500nm λ=的光沿x 轴正向传播,若光的波长的不确定量4 10nm λ-?=,则利用 不确定关系式x p x h ??≥可得光子的x 坐标的不确定量至少为(-9 1nm=10m ) (A )25cm (B) 50cm (C) 250cm (D) 500cm [ ] 10. 根据玻尔理论,氢原子中的电子在4n =的轨道上运动的动能与在基态的轨道上运动的动能之比为 (A )1/4 (B) 1/8 (C) 1/16 (D) 1/32 [

2022西安交通大学考研专业简章

根据教育部《西安交通大学关于选拔普通高校优秀考生进入研究生阶段学习的通知》文件精神,结合学校实际,对普通高校毕业生进入硕士阶段学习提出如下要求。 一、报考事项安排 1.每年报考我校的考生很多,要早复习,早准备。按照考试范围复习。 2.我校考生,到学校考试中心,办理内部试卷。 3.每年有很多考生,不知道考试重点范围,不知道考试大纲要求,盲目复习,浪费时间和精力,复习效果很差,影响考试。 4.每年有很多考生,选择错误的复习资料,解题思路及讲解答案都是错误的,具有误导性,不利于复习。 5.学校为考生正确复习,印刷内部试卷。 6.内部试卷:包含考试范围、历年真题、考试题库、内部复习资料。 7.专业课,学校出题。一定要按照内部试卷复习,每年都有原题出现。 8.内部试卷联系QQ363.916.816张老师。学校安排邮寄,具体事项联系张老师。 二、选拔对象条件 1.普通高校本科毕业生,主干课程成绩合格,在校学习期间未受到任何纪律处分。 2.身体健康状况符合国家和学校规定的体检要求。 三、招生专业计划 1.招生要求和专业,详见《教育部选拔普通高等学校本科毕业生进入硕士阶段学习招生及专业总表》。 2.学校计划招收全日制硕士研究生和非全日制硕士研究生,《硕士学位研究生招生专业目录》公布的拟招生人数(含推免生),实际招生人数将根据国家下达我校招生计划、各专业生源情况进行适当调整。我校部分专业将另设计划用于接收调剂生,具体事项及拟招生人数将在初试成绩公布后另行通知。 四、报名资格审核 1.报考考生按照《教育部选拔普通高等学校优秀毕业生进入研究生阶段学习专业对照及考试课程一览表》以下简称《专业对照及考试课程一览表》选择报考专业,并填写《教育部普通高等学校毕业生进入研究生阶段

西安交通大学17年3月课程考试《普通物理》作业考核试题及答案

西安交通大学17年3月课程考试《普通物理》作业考核试题 一、单选题(共 30 道试题,共 60 分。) V 1. 在温度分别为327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机,理论上的最大效率为(B ) A. 25% B. 50% C. 100% D. 75% 。 满分:2 分 2. 线度相同的滑块和匀质圆柱体,从同一固定斜面顶端由静止出发分别沿斜面向下滑动和纯滚 动、不计空气阻力,若它们质量相同,则到达斜面底部时的动能(B) A. 滑块较大 B. 圆柱体的较大 C. 一样大 D. 条件不足无法确定 满分:2 分 3. 一理想气体初始温度为T,体积为V,此气体由初始状态经绝热膨胀到体积为2V;又经等容升温 到温度为T,最后经等温压缩恢复到体积V.则此过程中( A) A. 气体向外界放热 B. 气体对外界做功 C. 气体内能增加 D. 气体内能减少。 满分:2 分 4. 已知空间某区域为匀强电场区,下面说法中正确的是( C)。 A. 该区域内,电势差相等的各等势面距离不等 B. 该区域内,电势差相等的各等势面距离不一定相等 C. 该区域内,电势差相等的各等势面距离一定相等 D. 该区域内,电势差相等的各等势面一定相交。 满分:2 分 5. 物体自高度相同的A点沿不同长度的光滑斜面自由下滑,斜面倾角多大时,物体滑到斜面底 部的速率最大(D) A. 30度 B. 45度 C. 60度

D. 各倾角斜面的速率相等。 满分:2 分 6. 一船浮于静水中,船长5m,质量为,一个质量亦为的人从船尾走到船头,不计水和空气的阻力,则在此过程中船将(C ) A. 静止不动 B. 后退5m C. 后退2.5m D. 后退3m 满分:2 分 7. 功的概念有以下几种说法(1)保守力作功时,系统内相应的势能增加(2)质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零(3)作用力和反作用力大小相等,方向相反,所以两者作功的代数和必为零以上论述中,哪些是正确的(C) A. (1)(2) B. (2)(3) C. 只有(2) D. 只有(3) 满分:2 分 8. 当一个带电导体达到静电平衡时有( D) A. 表面上电荷密度较大处电势较高 B. 表面曲率较大处电势较高 C. 导体内部电势比导体表面的电势高 D. 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零 满分:2 分 9. 下列说法中正确的是(D) A. 作用力的功与反作用力的功必须等值异号 B. 作用于一个物体的摩擦力只能作负功 C. 内力不改变系统的总机械能 D. 一对作用力和反作用力作功之和与参照系的选取无关 满分:2 分 10. 质量为2kg的质点在F=6t(N)的外力作用下从静止开始直线运动,则在0s ~ 2s内,外力F对质点所作的功为(D) A. 6J B. 8J C. 16J D. 36J 满分:2 分

西安交通大学攻读博士学位研究生登记表

□□□□□□□□(由考生填写)网上报名号: 考生编号:(15位,由学院填写)定向单位: 考生类别(相应栏划“√”):□已获硕士学位□同等学力 西安交通大学 2014年报考攻读博士学位研究生登记表 (工程博士) 姓名:所在单位名称: 证件号:□□□□□□□□□□□□□□□□□□ 报考学院名称: 报考专业名称: 研究方向:报考导师: 填表日期:年月日 西安交通大学研究生院制

填表说明 1.本表由考生本人用兰黑色钢笔(含签字表)填写,内容应如实准确、力求详尽,字 迹应工整、清晰。粘贴照片,按页码装订本表(含报考材料)后,于规定时间内送至所报 .. 考学院研究生教务办公室 ...........。 2.表内所列项目要全部填写,不留空白。如栏内填写不下,可加附页。如有情况不明无法填写时,应写“不详”及其原因,如无该项情况,则应写“无”。 3.考生基本信息栏所填姓名,出生日期等信息应与本人身份证、户口本中所登记信息完全一致。 4.应届硕士生的部分硕士期间信息可按预计毕业情况填写,同等学力报考者硕士期间信息填“无”。 5.学历学位证书编号按持有证书编号填写,无证书请在相应栏目注明具体情况。 6.“本人通讯地址”、“人事档案所在单位通信地址”,不得用简称或写“本市”、“本省” 等字样,在填写地址时必须填写通信地址所在地的邮 .........编.。 7.非全国统考硕士生在未获得硕士学位之前不能以应届硕士生身份报考,具体要求以当年简章为准。 8.应届硕士毕业生最迟应在入学前取得硕士学位,否则不予办理入学报到手续。 9.本表非考生本人填写或提供假材料者,一经发现取消考生报考或录取资格 ..................................,由此 引发 ..........。 ..的后果由考生自行负责 本表需附以下报考材料: (1)博士生考生报名情况登记卡(须经本人签字); (2)两名与本门学科有关的副教授(或相当职务)以上的专家推荐书; (3)硕士课程学习成绩单;(成绩单须由单位人事部门或考生毕业学校提供并加盖公章有效) (4)本科、硕士学位证书、学历证书复印件(应届毕业生必须在入学前补交学位证书及学历证书复印件)或证明书;持国外学位证报考者,需提交“教育部留学生服务中心”的证明复印件; (5)二级甲等以上医院出具的体格检查合格证明; (6)本人证件复印件(身份证或军人证),在校生还需附学生证复印件或研究生部门开具的应届生证明信; (7)近期一寸正面免冠照片一张。 (8)同等学力报考人员还须向学校研招办提交简章中要求的相关材料。

【西安交通大学】【电介质物理】【姚熹、张良莹】【课后习题答案】【第一章】

第一章 静电场中的电介质 1-1 半径为a 的 球带电量为q ,电荷密度正比于距球心的居里。求空间的电位和 电场分布。 解: 由题意可知,可设kr =ρ 再由于 ?=q dv ρ,代入可以求出常数k 即 ?=424ka krdr r ππ 所以 4a q k π= r a q 4 πρ= 当 a r >.时 由高斯定理可知 0 24επq r E = ? ; 2 04r q E πε= ?∞ = ?=r r q dr E U 04πε 当 a r <<0时 由高斯定理可知 4 042 0400 2 41 1 4a qr dr r r a q dv r E r r εππερεπ=?== ??? 4 02 4a qr E πε= dr r qr dr a qr dr E U a r a r ??? ∞∞ +=?=20 2 40244πεπε a q r a a q 0334 04)(12πεπε+ -= )4(12334 0r a a q -= πε 1-2 电量为q 的8个点电荷分别位于边长为a 的立方体的各顶角。求其对以下 各点的电距:(1)立方体中心;(2)某一面的中心;(3)某一顶角;

(4)某一棱的中点。若8个点电荷中4个为正电荷、4个为负电荷,重新计算上述问题 解 :由电矩的定义 ∑∑==i i i i i i r q r q μ (一)八个电荷均为正电荷的情形 (1)立方体的在中心: 八个顶点相对于立方体中心的矢量和为∑==8 10i i r ,故0==∑i i i r q μ (2)某一面心: 该面的四个顶点到此面心的矢量和 ∑==4 1 0i i r ,对面的四个顶点到此点的矢量和∑==8 5 4i i a r 故qa 4=μ; (3)某一顶角 :其余的七个顶点到此顶点的矢量和为: ∑==7 5 34i i a r 故qa 34=μ; (4)某一棱的中心 ;八个顶点到此点的矢量和为∑==7 5 24i i a r 故qa 24=μ; (二)八个电荷中有四个正电荷和四个负电荷的情形与此类似; 1-3 设正、负电荷q 分别位于(0,0,l /2)、(0,0,-l /2),如图所示。求 场点P 处电势计算的近似表达式,试计算在场点(0,0,l 23),(0,0,l 2 5 ) 处电势的近似值,并与实际值比较 解:P 点的电势可以表示为: ? =-++??= )1 1(40 - +-r r q πε

20春西交《普通物理》在线作业答案466

(单选题)1: 用锤压钉不易将钉压入木块内,用锤击钉则很容易将钉击入木块,这是因为()A: 前者遇到的阻力大,后者遇到的阻力小 B: 前者动量守恒,后者动量不守恒 C: 后者动量变化大,给钉的作用力就大 D: 后者动量变化率大,给钉的作用冲力就大 正确答案: D (单选题)2: 在常温下有1mol的氢气和1mol的氦气各一瓶,若将它们升高相同的温度,则( ) A: 氢气和氦气的内能增量相同 B: 氦气比氢气的内能增量大 C: 氢气比氦气的内能增量大 D: 不能确定哪一种气体内能的增量大 正确答案: A (单选题)3: 用锤压钉不易将钉压入木块内,用锤击钉则很容易将钉击入木块,这是因为()A: 前者遇到的阻力大,后者遇到的阻力小 B: 前者动量守恒,后者动量不守恒 C: 后者动量变化大,给钉的作用力就大 D: 后者动量变化率大,给钉的作用冲力就大 正确答案: D (单选题)4: 两个同号的点电荷相距r,要使它们的电势能增加一倍,则应该() A: 电场力做功使点电荷之间的距离增大为2r B: 电场力做功使点电荷之间的距离增大为4r C: 外力做功使点电荷之间的距离减少为r/2 D: 外力做功使点电荷之间的距离减少为r/4 正确答案: C (单选题)5: 一个轻质弹簧竖直悬挂,原长为l,今将质量为m的物体挂在弹簧下端,同时用手托住重物缓慢放下,到达弹簧的平衡位置静止不动,在此过程中,系统的重力势能减少而弹性势能增加,则有() A: 减少的重力势能大于增加的弹性势能 B: 减少的重力势能等于增加的弹性势能 C: 减少的重力势能小于增加的弹性热能 D: 条件不足,无法确定 正确答案: A (单选题)6: A: A B: B C: C D: D 正确答案: A

西安交通大学大学物理上册考试题[1][1]

西安交通大学考试 一 选择题 (每题3分,共30分) 1. 某物体沿x 轴作直线运动,加速度a 与时间t 以及速度v 的关系式为2a k t =-v ,式中k 为大于零的 常量。已知物体的初速度为0v ,则速度v 与时间t 的函数关系为: (A) 212kt =-v (B) 21 1()2kt -=-v (C) 2111()2kt -=+0v v (D) 211 2kt =+ v v [ ] 2.有两个半径相同,质量相等的圆环 A 和 B ,A 环的质量分布均匀,B 环的质量分布不均匀。它们对 通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为A J 和B J ,则 (A) A B J J > (B) A B J J < (C) A B J J = (D) 不能确定A J 、B J 哪个大。 [ ] 3.一火箭的固有长度为L ,相对于地面作匀速直线运动的速度为1v ,火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端发射一颗相对于火箭的速度为2v 的子弹,在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是(c 表示 真空中光速) (A) 12 L +v v (B) 2 L v (C) 21 L v -v (D) [ ] 4. 狭义相对论力学的动力学方程为 (A) d d F m t = v (B) d d m F t = v (C) F = (D) d d d d m F m t t =+ v v [ ] 5. 有两个电量都是的点电荷,相距为2a 。今以左边的点电荷所在处为球心,以a 为半径作一球形高斯面。在球面上取两块相等的小面积1S 和2S (法向正方向指向凸面),其位置如图所示。设通过1S 和2 S 的电场强度通量分别为1φ和2φ,通过整个球面的电场强度通量为 S φ,则 (A) 12φφ>,0/S q φε= (B) 12φφ<,02/S q φε= (C) 12φφ=,03/S q φε= (D) 12φφ<,0/S q φε= [ ] 6. 下面几种说法中正确的是: (A )电势均匀的空间,电场强度一定为零; (B )电场强度不变的空间,电势一定为零;

西安交通大学网络学院公共课《普通物理》作业集答案

参考答案 第一章 质点运动学参考答案 一、单项选择题: 1 C 2C 3D ;4.C ;5.B ;6. B,7. D 二、填空题: 1. 2 R π; 2.加速; 3.加速;4.22i t j - ,22i j - ;5.2 44y x =-; 6. -2j 7. (1060)(1540)v t i t j =-++- 8045i j - 三、计算题: 第二章 牛顿定律参考答案 一、单项选择题: 1. B ; 2.B ; 3.D ; 4.B ;5B ;6. A, 7. C; 二、填空题: 1. 20N ; 2. 12N, 3. ①θsin 4/2 0g v ; 三、计算题: 1. 解:(1)由牛顿第二定律 cv dt dv m -= 分离变量 dt m c v dv -= 积分可得 m ct e v v /0-= (2)由上式 dt e v dx m ct /0-= 积分可得 )1(/0m ct e v c m x --= 2. 解:由牛顿第二定律 412+==t m F dt dv 积分得 t t v dt dx v 4620++==

再积分得 2 30022t t t v x x +++= 代入v 0和x 0得 6462 ++=t t v m/s 56222 3 +++=t t t x m 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律参考答案 一、单项选择题: 1. D ; 2. A 3. B 4. A; 5. A; 二、填空题: 1 . ;2.02sin P I mv j α=- ;3.()ML M m +,()mL M m -+;4.02mv j - ; 三、计算题: 1.(1)由功能原理,摩擦力做功 222 000 113228 k k W E E mv mv mv =-= -=- (2)又由功的定义,摩擦力做功 d 2W f l r mg πμ=?=-? 因此可得 20 316v rg μπ= (3)静止前运行圈数 20 201042338mv n mv -==-圈 2. 解:水平方向动量守恒 v m v m mv ''+=2 由题意,在最高点 0=T F 则 l v m g m h 2 '= ' 由机械能守恒 2 212 212h v m l g m v m '+'='' 解之,得弹丸所需速率的最小值为 gl m m v 52' =

西安交通大学国外交换项目一览

西安交通大学国外交换项目一览 发布时间:2009-12-01 我校国外交换项目一览 我校国外交换项目从上世纪80年代开始正式启动,发展至今已有近30年的历史,通过学校各界领导的大力推动和国际合作交流处以及相关部门的努力,现已发展成我校重要的学生交流项目,拥有可执行的交换生项目约87项(不含港澳台项目),每年可通过该类项目,向协议方输送近300名优秀学生。为我校的国际化发展提供了宝贵的经验,也为我国培养了大批具有海外留学背景的优秀毕业生。现将我校可执行的项目公布如下(部分项目跨年度执行): 近期我处还将陆续公布新签交换生协议和港澳台交换生项目,敬请关注,欢迎广大同学咨询参加! 联系人:梁鲲82668236 协议一览表 序号签订时间学校及研究机构地区 11980. 12. 09庆应义塾大学日本 21991. 08. 26东京工业大学日本 31994. 03. 29东京电机大学日本 41995. 12. 27大阪大学日本 51996. 11. 16名古屋工业大学日本 61997. 04. 29早稻田大学日本 71999. 01. 26名古屋大学日本 81999. 03. 08奈良女子大学日本 92000. 04县立广岛大学(原广岛女大)日本 102001. 11.22群马大学日本

112003. 08.25德岛大学日本122004. 05.10大阪产业大学日本132005. 00.00九州大学日本142005. 02.24东京大学日本152006琦玉大学日本162006立命馆大学日本172006. 08.00东北大学日本182007. 10.26日本医科大学日本192007. 11.00北九州市立大学日本202007. 12.17法政大学日本212008. 02.21京都大学日本222008. 05.26北海道大学日本232008. 05.23冈山大学日本242008. 03.13同志社女子大学日本252008. 02.21筑波大学日本262008. 03.13神户大学日本272008. 05.14九州工业大学日本282001. 04. 09韩国釜庆大学韩国292004. 08. 26韩国高丽大学韩国301999. 12. 22韩国庆尚大学韩国312005. 06. 14韩国汉阳大学韩国322003. 12. 29韩国成均馆大学韩国332004. 12. 10韩国科学技术院韩国342008. 03. 17首尔市立大学韩国352008. 03. 27韩国岭南大学韩国362004. 04. 06新加坡国立大学新加坡372007. 05. 16马来西亚理工大学马来西亚382008. 04. 28华沙理工大学波兰

西安交通大学大学物理仿真实验报告

西安交通大学大学物理仿真实验报告一 ——核磁共振 实验名称: 核磁共振。 实验目的: 观察核磁共振稳态吸收现象,掌握核磁共振的实验原理和方法,测量1H和19F的γ值和g值。 实验仪器: 核磁共振仪,样品(水和聚四氟乙稀),磁铁的实验平台。 实验原理: 核磁共振是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个 分支,其共振频率在射频波段,相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。 从经典力学观点看,具有磁矩μ和角动量P的粒子,在外磁场B 中受到一个力矩L的作用: L=μ×B 此力矩使角动量发生变化: dP/dt=L 故dμ/dt=?μ×B 若B 0是稳恒的且沿Z方向,则上式表示μ绕B 进动,进动频率ω =?B , 若在XY平面内加一个旋转场B 1,其旋转频率为ω ,旋转方向与μ进动方向一 致,因而μ也绕B 1进动,结果使?角增大,表示粒子从B 1 中获得能量。 如果实验时外磁场为B ,在该稳恒磁场区域又叠加一个电磁波作用于氢核, 如果电磁波的能量hv0恰好等于这时氢核两能级的能量差B g NμN,即 hv0=B 0g NμN ,即有g N =,从而得 p N m e g 2 ? = γ其中 μN =5.05*10-27 J·T-1=5.05*10-23 J·G-1, 用扫场法测量时,共振条件在调制场的一个周期内被满足两次,所以在示波器上观察到有两个峰的共振吸收信号。此时若调节射频场的频率,则吸收曲线上的吸收峰将左右移动。当这些吸收峰间距相等时,则说明在这个频率下的共振磁场为B0。 实验内容: (1)观测1H的核磁共振信号。

西安交通大学近三年硕士研究生分专业报考、录取人数统计表

西安交通大学近三年硕士研究生分专业报考、录取人数统计表(不含免试、单考、强军) 19 经济与金融学院020104 西方经济学35 7 20.0% 36 8 22.2% 37 7 18.9% 020106 人口、资源与环境经济学29 10 34.5% 27 11 40.7% 17 2 11.8% 020202 区域经济学34 10 29.4% 46 7 15.2% 34 8 23.5% 020203 财政学45 8 17.8% 23 10 43.5% 38 15 39.5% 020204 金融学368 35 9.5% 298 30 10.1% 292 56 19.2% 020205 产业经济学147 33 22.4% 172 40 23.3% 161 46 28.6% 020206 国际贸易学78 8 10.3% 53 7 13.2% 51 29 56.9% 020208 统计学39 12 30.8% 44 11 25.0% 58 15 25.9% 020209 数量经济学15 5 33.3% 16 4 25.0% 16 0 0.0% 120280 工商管理142 40 28.2% 207 75 36.2% 0 #DIV/0! 21 金禾经济研究中心020204 金融学9 8 88.9% 31 5 16.1% 18 12 66.7% 020205 产业经济学 4 2 50.0% 注:凡录取人数大于报名人 数的为调剂录取。 学院 代码学院名称专业代码专业名称 2008年2009年2010年 报名 人数 录取 人数 报录比 报名 人数 录取 人数 报录比 报名 人数 录取 人数 报录比 1 机械工程学院050404 设计艺术学17 4 23.5% 23 4 17.4% 14 6 42.9% 080201 机械制造及其自动化325 91 28.0% 260 94 36.2% 295 188 63.7%

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