材料成形原理课后习题解答汇总
材料成型原理
第一章（第二章的内容）
第一部分：液态金属凝固学
1.1 答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。原子集团的空穴或
裂纹内分布着排列无规则的游离的原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部
存在着能量起伏。
（2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡
组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，
还存在结构起伏。
1.2答：液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。表面张力对应于液－气的交界面，而
界面张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。
表面张力σ和界面张力ρ的关系如（1）ρ＝2σ/r,因表面张力而长生的曲面为球面时，r为球面的半径；（2）ρ＝σ（1/r1+1/r2）,式中r1、r2分别为曲面的曲率半径。
附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。
1.3答：液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确
定条件下的冲型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂
质含量决定，与外界因素无关。而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、
浇注条件及铸型等条件有关。
提高液态金属的冲型能力的措施：
（1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L要大；③比热、密度、导热系大;
④粘度、表面张力大。
（2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。
（3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。
（4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度；
②降低结构复杂程度。
1.4 解：浇注模型如下：
显然 r ＝
2
1
×0.1cm ＝0.05cm 则 ρ＝4
10*5.05
.1*2－＝6000Pa
不产生机械粘砂所允许的压头为
H ＝ρ/（ρ液*g ）＝
10
*75006000
＝0.08m
1.5 解： 由Stokes 公式
上浮速度 9
2(2v )12r r r －＝
r 为球形杂质半径，γ1为液态金属重度，γ2为杂质重度，η为液态金属粘度 γ1＝g*ρ液＝10*7500＝75000 γ2＝g 2*ρMnO ＝10*5400＝54000
所以上浮速度 v ＝0049
.0*95400075000(*10*1.0*22
3）
－）（－＝9.5mm/s
3.1解：（1）对于立方形晶核 △G 方＝－a 3△Gv+6a 2
σ①
令d △G 方/da ＝0 即 －3a 2
△Gv+12a σ＝0，则
临界晶核尺寸a *
＝4σ/△Gv ，得σ＝
4
*
a △Gv ，代入① △G 方*＝－a *3△Gv ＋6 a
*2
4
*a △Gv ＝21 a *2
△Gv
均质形核时a *和△G 方*
关系式为：△G 方*
＝
2
1 a *3
△Gv （2）对于球形晶核△G 球*
＝－
3
4πr *3△Gv+4πr *2
σ 临界晶核半径r *
＝2σ/△Gv ，则△G 球*
＝
3
2πr *3
△Gv 所以△G 球*/△G 方*
＝
32πr *3
△Gv/(2
1 a *3△Gv) 将r*＝2σ/△Gv ，a *
＝4σ/△Gv 代入上式，得
△G 球*/△G 方*＝π/6<1，即△G 球*<△G 方*
3-7解： r 均*
＝(2σLC /L)*(Tm/△T)＝319*6
.61870
2731453*10*25.2*25）＋（－cm ＝8.59*10－9
m
△G 均*
＝
3
16πσLC 3*Tm/（L 2*△T 2
） ＝3
16π*262
345319*)10*6
.61870(2731453*10*10*25.2(）＋（）－＝6.95*10－17J
3.2答： 从理论上来说，如果界面与金属液是润湿得，则这样的界面就可以成为异质形核的基底，否则就不行。但润湿角难于测定，可根据夹杂物的晶体结构来确定。当界面两侧夹杂和晶核的原子排列方式相似，原子间距离相近，或在一定范围内成比例，就可以实现界面共格相应。安全共格或部分共格的界面就可以成为异质形核的基底，完全不共格的界面就不能成为异质形核的基底。
3.3 答： 晶核生长的方式由固液界面前方的温度剃度G L 决定，当G L >0时，晶体生长以平面方
式生长；如果G L <0，晶体以树枝晶方式生长。
4.1答： 用Chvorinov 公式计算凝固时间时，误差来源于铸件的形状、铸件结构、热物理
参数浇注条件等方面。
半径相同的圆柱和球体比较，前者的误差大；大铸件和小铸件比较，后者误差大；金属型和砂型比较，后者误差大，因为后者的热物性参数随温度变化较快。
4.2答：铸件凝固时间t ＝22
K R ,R 为折算厚度，K 为凝固系数，又由于R ＝A
V ，在相同体积的条
件下，立方体。等边圆柱和球三者中，球的表面积最小，所以球的折算厚度R 最大，
则球形冒口的凝固时间t 最大，最有利于补缩。
4.3解： 焊接熔池的特征：
（1）熔池体积小； （2）熔池温度高；
（3）熔池金属处于流动状态；
（4）熔池界面的导热条件好，焊接熔池周围的母材与熔池间没有间隙。 焊接熔池对凝固过程的影响：
(1)母材作为新相晶核的基底，使新相形核所需能量小，出现非均匀形核，产生联生
结晶（外延结晶）；
(2)熔池金属是在运动状态凝固的，焊缝的柱状晶总是朝向焊接方向并且向焊缝中心
生长，即对向生长；
(3)焊接熔池的实际凝固过程并不是连续的，柱状晶的生长速度变化不是十分有规
律。
4.4解：溶质再分配：合金凝固时液相内的溶质一部分进入固相，另一部分进入液相，溶质传输
使溶质在固－液界面两侧的固相和液相中进行再分配。影响溶质再分配的因素有热力学条件和动力学条件。 4.5解：设液相线和固相线的斜率分别为m 和m ，
如上图：
液相线：T *
－Tm ＝L m (C l *
-0) ① 固相线：T *
－Tm ＝S m (C s *
-0) ②
②÷①得：Tm T Tm T －－**＝*
*
L L S
S C m C m ＝1
即 **L
S C C ＝S L
m m ＝k 0
由于L m 、S m 均为常数，故k 0＝Const.
4.5解： （1）溶质分配系数 k 0＝
L S C C =E sm C C =%
33%65.6=0.171 当s f ＝10％时，有
*s C ＝1
000)
1(－－k s f C k ＝0.171*1％*（1－10％）1
171.0－＝0.187％
*
L C ＝
1
00－k L f C ＝*
k C S ＝171.000187.0＝1.09％
（2）设共晶体所占的比例为L f ，则 *
L C ＝100－k L f C ＝E C
则L f ＝101
－）（k E C C ＝1171.01
)%65.5%33(
－＝0.12 （1） 沿试棒的长度方向Cu 的分布曲线图如下：
5.1答：金属凝固时，完全由热扩散控制，这样的过冷称为热过冷；由固液界面前方溶质再分配
引起的过冷称为成分过冷.
成分过冷的本质：由于固液界面前方溶质富集而引起溶质再分配，界面处溶质含量
最高，离界面越远，溶质含量越低。由结晶相图可知，固液界面前方理论凝固温度降低，实际温度和理论凝固温度之间就产生了一个附加温度差△T ，即成分过冷度，这也是凝固的动力。
5.2答： 影响成分过冷的因素有G 、v 、D L 、m 、k 0、C 0，可控制的工艺因素为D L 。
过冷对晶体的生长方式的影响：当稍有成分过冷时为胞状生长，随着成分过冷的增大，
晶体由胞状晶变为柱状晶、柱状树枝晶和自由树枝晶，无成分过冷时，以平面方式或树枝晶方式生长。晶体的生长方式除受成分过冷影响外，还受热过冷的影响。 5.3答：影响成分过冷范围的因素有：成分过冷的条件为
v
G L <00)1(k D k C m L －
成分过冷的范围为 △＝
000)1(k D k C m L L －－v
G L
上式中，00k C m L 、、为不变量，所以影响成分过冷范围的因素只有D L 、G L 和v 。 对于纯金属和一部分单相合金的凝固，凝固的动力主要是热过冷，成分过冷范围
对成形产品没什么大的影响；对于大部分合金的凝固来说，成分过冷范围越宽，得到成型产品性能越好。
5.4 答：（1）纯金属的枝晶间距决定于界面处结晶潜热的散失条件，而一般单相合金与潜热的
扩散和溶质元素在枝晶间的行为有关。
（2）枝晶间距越小，材质的质量越高（因为消除枝晶偏析越容易）。
6.1 答： （1）在普通工业条件下，从热力学考虑，当非共晶成分的合金较快地冷却到两条液
相线地延长线所包围的影线区域时，液相内两相打到饱和，两相具备了同时析出的条件，但一般总是某一相先析出，然后再在其表面析出另一个相，于是便开始了两相竞相析出的共晶凝固过程，最后获得100％的共晶组织。
（2）伪共晶组织如（1）所述，有较高的机械性能；而单相合金固相无扩散，液相混
合均匀凝固产生的共晶组织为离异共晶，即：合金冷却到共晶温度时，仍有少量的液相存在，此时的液相成分接近于共晶成分，这部分剩余的液体将会发生共晶转变，形成共晶组织，但是，由于此时的先共晶相α数量很多，共晶组织中的α相可能依附于先共晶相上长大，形成离异共晶，即β相单独存在于晶界处，给合金的性能带来不良
6.2 答：小面－非小平面生长最大的特点是：有强烈的方向性。变质处理改变了小平面的形
态，使得晶体生长方式发生改变。
10）与合金液
6.3 答： S、O等活性元素吸附在旋转孪晶台阶处，显著降低了石墨棱面（01
10）方向的生长速度大于（0001）方向，石墨最终长成片面间的界面张力，使得（01
状。
Mg是反石墨化元素，在它的作用下，石墨最终长成球状。
7.1 答：当强化相表面与合金液表面相互浸润时，其本身就可以作为异质形核的核心，按异
质形核的规律进行结晶，使组织得到细化。当强化相与合金液不浸润时，强化相被排
斥于枝晶间或界面上，严重影响着复合材料的性能。
7.2 答：并不是任何一种共晶合金都能制取自生复合材料，因为制取自生复合材料必须有高强
度、高弹性相作为承载相，而基体应有良好的韧性以保证载体的传递。因此共晶系应
具备以下要求：
⑴共晶系中一相应为高强相。
⑵基体应具有较高的断裂韧度，一般以固溶体为宜。
⑶在单相凝固时能够获得定向排列的规则组织。
8.1 答：铸件的典型凝固组织为：表面细等轴晶区、中间柱状晶区、内部等轴晶区。
表面细等轴晶的形成机理：非均质形核和大量游离晶粒提供了表面细等轴晶区的晶核，型壁附近产生较大过冷而大量生核，这些晶核迅速长大并且互相接触，从而形成
无方向性的表面细等轴晶区。
中间柱状晶的形成机理：柱状晶主要从表面细等轴晶区形成并发展而来，稳定的凝固壳层一旦形成处在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，便转而
以枝晶状延伸生长。由于择优生长，在逐渐淘汰掉取向不利的晶体过程中发展成柱状
晶组织。
内部等轴晶的形成是由于剩余熔体内部晶核自由生长的结果。
8.2 答：常用生核剂有以下几类：
1、直接作为外加晶核的生核剂。
2、通过与液态金属中的某元素形成较高熔点的稳定化合物。
3、通过在液相中造成很大的微区富集而造成结晶相通过非均质形核而提前弥散析出的生核
剂。
4、通过在液相中造成很大的微区富集而造成结晶相通过非均质形核而提前弥散析
出的生核剂。含强成份过冷的生核剂
作用条件和机理：
1类：这种生核剂通常是与欲细化相具有界面共格对应的高熔点物质或同类金属、
非金属碎粒，他们与欲细化相间具有较小的界面能，润湿角小，直接作为衬
底促进自发形核。
2类：生核剂中的元素能与液态金属中的某元素形成较高熔点的稳定化合物，这些
化合物与欲细化相间界面共格关系和较小的界面能，而促进非均质形核。
3类: 如分类时所述。
4类：强成分过冷生核剂通过增加生核率和晶粒数量，降低生长速度而使组织细化。
8.3答：影响铸件宏观凝固组织的因素：液态金属的成分、铸型的性质、浇注条件、冷却
获得细等轴晶的常用方法：
1、向熔体中加入强生核剂。
控制浇注条件：（1）采用较低的浇注温度；（2）采用合适的浇注工艺。
3、铸型性质和铸件结构：（1）采用金属型铸造；
（2）减小液态金属与铸型表面的润湿角；
（3）提高铸型表面粗糙度。
4、动态下结晶细化等轴晶：振动、搅拌、铸型旋转等方法。
8.4 答：孕育衰退：大多数孕育剂有效性均与其在液态金属中的存在时间有关，即存在随着时间的延
长，孕育效果减弱甚至消失。
解决办法：在保证孕育剂均匀溶解的前提下，应采用较低的孕育处理温度。
9.1 答：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使被焊金属的材质达
到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程。
焊接的物理本质：使两个独立的工件实现了原子间的结合，对金属而言，实现了金
属键的结合。
焊接工艺措施有两种：加热和加压。
9.2 答：传统上将焊接方法分成三大类：熔化焊、固态焊和钎焊。将待焊处的母材金属熔化
以形成焊缝的焊接方法称为熔化焊（熔焊）。
9.3 答：控制焊缝金属组织和性能的措施有：
(1)焊缝合金化和变质处理。采取固溶强化、细晶强化、弥散强化、相变强化等措施保
证焊缝金属焊态强度与韧性。加入少量钛、硼、锆、稀土元素等变质处理，可以细
化焊缝组织，提高韧性。
(2)工艺措施：调整焊接方法例如振动结晶、焊后热处理等措施提高焊缝性能。
9.4 答： HAZ(Heat Affected Zone)即焊接热影响区。
焊接接头的组成部分：焊缝、热影响区和母材。
10℃/s）快得多的冷速下，如104～
10.1 答：快速凝固是指在比常规工艺过程（冷速不超过2
109℃/s合金以极快的速度转变为固态的过程。快速凝固分为急冷凝固技术和大过冷
凝固技术。
急冷凝固技术的基本原理：设法减小同一时刻凝固的熔体体积并减小熔体体积与其散热表面积之比，并设法减小熔体与热传导性能很好的冷却介质的界面热阻以及主
要通过传导的方式散热。
大过冷凝固技术的基本原理：要在熔体中形成尽可能接近均质形核的凝固条件，从而获得大的凝固过冷度。
10.2 答：定向凝固技术主要有以下几种：
（1）发热剂法；（2）功率降低法；（3）快速凝固法；（4）液态金属冷却法。
第二部分连接成形
答案
1 答：焊接时加热，对金属材料而言，可以使结合处达到熔化或塑性状态，接触面的氧化膜被迅速破坏；金属达到较高温度呈塑性状态时，金属变形阻力减小，有利于缩小原子间距；能增加原子的振动能，促进化学反应、扩散、结晶和再结晶过程的进行；熔化部分金属，冷却凝固后形成焊缝。
焊接时，除加热外，可同时或独立施加压力，其目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处有效接触面积增加，达到紧密接触实现焊接。
晶、胞状晶和树枝晶等。等轴晶内一般都呈现为树枝晶。焊缝金属中晶体的不同形态，与焊接熔池的凝固过程密切相关。
焊缝边界处，界面附近的溶质富聚程度较小，由于温度梯度大，结晶速度小，成分过冷接近于零，有利于平面晶的生长。
当结晶速度和温度梯度一定时,随合金中溶质浓度的提高，则过冷度增加，从而使结晶形态由平面晶变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、等轴晶。
当合金中溶质浓度一定时，结晶速度越快，成分过冷度越大，结晶形态也可由平面晶变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、等轴晶。
当溶质浓度和结晶速度一定时，随液相温度梯度的提高，成分过冷度减小，结晶形态的演变则刚好相反。
3 答：热裂纹具有高温断裂的性质。热裂纹有凝固（结晶）裂纹、液化裂纹、高温失延裂纹等类型。焊接热裂纹可出现在焊缝，也可出现在近缝区或多层焊焊道间的HAZ 。
影响热裂纹的因素主要有： 1) 冶金因素
化学成分的影响：
合金元素影响凝固温度区的大小及合金在脆性温度区中的塑性。随着合金元素的增加，凝固温度区增大，同时脆性温度区增大，凝固裂纹的倾向增大。
杂质元素的偏析及偏析产物的形态对热裂纹也有一定影响。如S 、P 在钢中能形成低熔共晶，即使微量存在，也会使凝固温度区在为增加。
2) 凝固（结晶）组织形态对热裂纹的影响：对于奥氏体钢，凝固后晶粒的大小、
形态和方向、析出的初生相等对抗裂性有较大影响。晶粒越粗大，方向性越明显，则产生热裂纹的敏感性越大。
3) 工艺参数的影响：在焊接工艺中应尽量减少有害元素的偏析及降低应变增长率。
在焊接中、高碳钢以及异种金属焊接时，为减少母材中的有害元素进入焊疑缝，应尽量减小熔合比。不同接头形式对裂纹倾向有不同影响，表面堆焊和熔深较浅的对接缝的抗裂性较高。熔深大的对接和各种角接焊缝的抗裂性较差。
防止措施：主要是控制成分和调整工艺。
1) 焊缝成分的控制：选择合适的焊接材料，限制有害的杂质，严格控制S 、P 的含量。
2) 调整工艺：限制过热，采用小的焊接电流和小的焊接速度；控制成形系数；减小熔合比；减小拘
束度。
4 答：按最高温度范围及组织变化，将HAZ 分为四个区：
熔合区：焊缝与母材相邻的部位，最高温度处于固相线与液相线之间。由于晶界与晶内局部
熔化，成分与组织不均匀分布，过热严重，塑性差，是焊接接头的薄弱环节。
过热区：温度范围处于固相线到1100℃。由于加热温度高，奥氏体晶粒过热，晶粒严重长
大。也称粗晶区。焊后冷却时，奥氏体相产物也因晶粒粗化使塑性、韧性下降。冷却速度较慢时，还会出现魏氏体。
相变重结晶区（正火区）：母材已完全奥氏体化，处于1100℃～Ac3之间。由于稀奥氏体晶
粒细小，空冷后得到晶粒细小而均匀的珠光体和铁素体。塑性材和韧性好。
不完全重结晶区：温度范围在Ac1～Ac3，部分母材组织发生相变重结晶，奥氏体晶粒细小，
冷却后转变得到细小的F+P ；而未奥氏体化的晶粒受热长大，使该区晶粒大小、组织分布不均匀。 5 答：熔合比：p A A A +=
θ，Ap 为焊缝截面中母材所占的面积；Ad 为焊缝截面中填充金属所占的面
积。
不考虑冶金反应的作用时，焊缝中某合金元素的浓度可通过下式计算：
Ce Cb Co )1(θθ-+?=
Co 为某元素在焊缝金属中的质量分数；Cb 为某元素在母材中的质量分数；Ce 为某元素在焊条中的质量分数。
考虑合金元素的损失，则焊缝金属中某合金元素的实际浓度Cw 为：
Cd Cb Cw )1(θθ-+?=
Cd 为熔敷金属中某元素的质量分数。
通过改变熔合比，可以改变焊缝金属的化学成分。 6 答：温度改变导致“热胀冷缩”，非均匀的温度变化（如局部的加热、冷却）导致金属内部的不均匀“热胀冷缩”从而产生应力。工件冷却后保留在工件内部的内应力称为残余应力。局部的固态相变也能产生内应力。
减小或消除应力方法：结构设计、工艺措施、热处理、机械振动、机械加载等。 变形：残余应力的存在必然导致原工件形状的少量改变，也称为残余变形。
有整体变形、局部变形。
影响因素：材料热物理性能、膨胀系数、导热性、工艺因素、焊接热输入、焊接次序等。 防止方法：结构设计、工艺（反变形、刚性固定、预留收缩量）、矫正（机械、火焰）。
第三部分 塑性力学
1 解：0z z u u H z ε=-
= ?0z z
u u H
=- 设长方体长度方向位移量为x u ，宽度方向位移量为u y
，根据位移不变这一条件
即0x y z εεε++=
x y εε+ ＝x u x +y u y ＝z ε-＝0u H
又∵
x u x ＝y u y
∴0y x z
u u u x y z
++=
∴
01
22y x z u u u x y H
ε==-= ∴x u =
2x H 0u ，y u =2y H 0u ， z u =–z
H
0u 小应变张量场：
02x x u u x H ε?=
=?， y ε＝
y u y
??＝02u H ， z ε＝z u
z ??＝–0u H xy γ＝
x u x ??+y
u y
??=0 ∴小应变张量场为：ij ε=00
00020
0200
u H u H u H ?????
?????????-???
?
等效应变场：
ij ε=
2222222
()()()6()3
x y y z x z xy yz zx e e e e e e g g g -+-+-+++ ＝
220022
992
3
44u u H H
+= 0
u H
2 解： （1）(1)
2ln
ln 2z
H H ε?== 圆柱体均匀变形 ∴(1)
(1)r
θεε?=?
∴(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)11
20ln 222
r z r z r z θεεεεεε?+?+?=?+?=??∈=-
?=- (1)2222
()()()ln 23
r r z z θθεεεεεεε??=
?-?+?-?+?-?= （2）(2)
ln
ln 22z
H H ε?==- 如一所求，得 (2)(2)1
ln 2ln 22
r θεεε?=?=?=，以及 （3）累积变形
(1)(2)11
ln 2ln 2022r r r θεεεε?=?=?+?=-+=
(1)(2)ln 2(ln 2)0z z z εεε?=?+?=+-=
(1)(2)2ln 2εεε=?+?=
3 解： 由力平衡方程得： 2
()4()s i n 0.2
2d R
P Rd Rd t P t
θθθ
θσθσ-=
?=
12θσσσ==， 30σ= 22212231312
()()()2
θσσσσσσσσσ=-+-+-== 2s R P t σ?= 2s t P R
σ?=
4 解： （a ）O B →
σ1
σ
2
等效应力 2221223312
()()()2
σσσσσσσ=
-+-+-=435.9MPa 又σ＝200（1＋∈） 1.18?∈=
123
σσσσ++=
'σσσ=-
d θ
σθ
123'166.7,'33.3,'233.3MPa MPa MPa σσσ?==-=-
又全量应变3'2i i εσσ
∈
=
1231.0828,0.1352,0.9472
εε
ε?==-=- （b ）解法和（a ）相同
O A O B →→→
O A →阶段
1
217.9MPa σ= ，(1)
0.0891??∈
=， (1)16.7m MPa σ=-
(1)(1)(1)'
123'133.3,'16.7,116.7MPa MPa MPa σσσ?=-== (1)(1)(1)
1230.0823,0.0103,0.0721εεε=-==
又(2)(1)εεε=+，
? A →B 过程 (2)(2)(2)1231.0006,0.1249,0.8753εεε==-=
则全过程中全量主应变(2)(2)
i i i εεε=+
即 10.0823 1.00060.9183ε=-+= 20.0103(0.01249)0.
ε=+-=- 30.07210.087530.
ε=+=
5 解：已知60,30,0,300,0x y z xy zx zy MPa MPa MPa σσστττ=-=-==== 则303
x y z
m MPa σσσσ++=
=-
'i i m σσσ=-
'''
30,0,30x y z MPa MPa MPa σσσ?=-== 根据增量形式levy-Mises 本构方程：'p
i j ij d d ελσ=，又已知x d εδ=-，可得
3030
y
x y
y z
x
x z
z
x
y
z
x y
y z
x z
d d d d d d d εγ
γ
εγ
εδδ
λσσ
σ
τ
τ
τ
-=
=
=
=
=
==
=- 0y yz zx d d d εγγ?=== ， 30
30
z z d d δ
εσλδ===
300
0.5830
xy xy d d σ
γτλσ===
则应变增量张量为： 0.5800.58000
δδδδ-??
????????
塑性功增量密度：'
i j
i j dw σε=
则有塑性功增量密度为：
'''22280x x y y z z xy xy yz yz zx zx dw d d d d d d σεσεσετγτγτγδ=+++++=
6 解：（1）A ：圆柱部分
0r σ=， 2022z P r P r r t t πσπ==>， 202P r P r
t t
θσ==>
则点A 屈服时：123,,02z P r P r
t t
θσσσσσ==
=== 有2222
122331()()()2s σσσσσσσ-+-+-=
23A s t
P r
σ?= B ：球面部分
2()4s i n 02
d P r d r d t θ
θθσθ
-=，Pr
2t θσ?= 则B 点屈服时：123,02P r
t
θσσσσ====
2222122331()()()2s σσσσσσσ-+-+-=
2B s t P r
σ?=
因为P B >P A ,所以A 点先屈服，即圆筒部分先屈服。 （2）屈服时23s r P t σ=
，且P r P r
0,,2r z t t θσσσ===
则P r 3
2r z
m t θσσσσ++=
=
'''
P r P r ,0,22r z t t
θσσσ?=== 根据'i j i j d d ελσ=，得
,0r z d d d θεεε=-=， 且0,0r d d θεε<> 又有等效应变增量：
2222
()()()3
z r r z d d d d d d d θθεεεεεεεδ=
-+-+-= 即2222
9()(2)()2
r r r d d d εεεδ++=
， 32r d εδ?=-
对应的应变增量张量为：300200030
2δδ?
?-???
??
????????
?
7 解： r 方向的静力平衡方程
()()2sin 202
r r r f d rd H d r dr d H dr H dr rd θθ
σθσσθστθ-+++-= 2r
r f
dr d dr r
H
θσσστ-?=
- 假设轴对称均匀变形 ,r r f dr d H
θσσστ?==- ,r z σσ都为压应力，且z r σσ>
令13,r z σσσσ=-=- 由屈服准则得：
13,z r r z d d σσσσβσσσ-=-=?= 22z f
z f dr r d C H H
στστ?=-?=-+ 边界条件：0r R =时，0,r z σσβσ== 022z R r
C H H
βσμσσμσβσ?=+?=+ 0
2
012(2)R z R P rdr R H
πσσβμ
π?=
=+?
8 解：在圆锥面上取单元体，令OA ＝r ，sin sin rd d d r θ
βαθα
==
沿ρ方向列平衡方程 ()()2sin 0sin 2
dr d d r dr d t t r d t ρρθρβ
σσθσσθα+++-= ()
dr d r
ρθρσσσ?=-+
因为ρσ为拉应力，θσ为压应力，13,ρθσσσσ==- 由Mises 塑性条件：13ρθσσσσβσ-=+=
∴ln dr
d r C r ρρσβσσβσ=-?=-+ 边界条件：02D r =时，00ln 2
D
C ρσβσ=?=
∴0ln
2D r
ρσβσ=，则当02d
r =时，00ln D d ρσβσ=
∴拉深力0
000
ln D P d t d t d ρπσπβσ==
材料成型原理题库
陶瓷大学材料成型原理题库 热传导：在连续介质内部或相互接触的物体之间不发生相对位移而仅依靠分子及自由电子等微观粒子的热运动来传递热量。 热对流：流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程 热辐射：是物质由于本身温度的原因激发产生电磁波而被另一低温物体吸收后,又重新全部或部分地转变为热能的过程。 均质形核：晶核在一个体系内均匀地分布 凝固：物质由液相转变为固相的过程 过冷度：所谓过冷度是指在一定压力下冷凝水的温度低于相应压力下饱和温度的差值 成分过冷：这种由固-液界面前方溶质再分配引起的过冷，称为成分过冷 偏析：合金在凝固过程中发生化学成分不均匀现象 残余应力：是消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力 定向凝固原则：定向凝固原则是采取各种措施，保证铸件结构上各部分按距离冒口的距离由远及近，朝冒口方向凝固，冒口本身最后凝固。 屈服准则：是塑性力学基本方程之一，是判断材料从弹性进入塑性状态的判据 简单加载;在加载过程中各个应力分量按同一比例增加，应力主轴方向固定不变 滑移线：塑性变形金属表面所呈现的由滑移所形成的条纹 本构关系;应力与应变之间的关系 弥散强化：指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段 最小阻力定律：塑性变形体内有可能沿不同方向流动的质点只选择阻力最小方向流动的规律 边界摩擦：单分子膜润滑状态下的摩擦 变质处理：在液态金属中添加少量的物质，以改善晶粒形核绿的工艺 孕育处理;抑制柱状晶生长，达到细化晶粒，改善宏观组织的工艺 真实应力：单向拉伸或压缩时作用在试样瞬时横截面上是实际应力 热塑性变形:金属再结晶温度以上的变形 塑性：指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力 塑性加工：使金属在外力作用下产生塑性变形并获得所需形状的一种加工工艺 相变应力：金属在凝固后冷却过程中产生相变而带来的0应力 变形抗力：反应材料抵抗变形的能力 超塑性: 材料在一定内部条件和外部条件下，呈现出异常低的流变应力，异常高的流变性能的现象
材料成形原理课后习题解答
材料成型原理 第一章（第二章的内容） 第一部分：液态金属凝固学 1.1 答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。原子集团的空穴或 裂纹内分布着排列无规则的游离的原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部 存在着能量起伏。 （2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡 组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外， 还存在结构起伏。 1.2答：液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。表面张力对应于液－气的交界面，而 界面张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。 表面张力?和界面张力ρ的关系如（1）ρ＝2?/r,因表面张力而长生的曲面为球面时，r为球面的半径；（2）ρ＝?（1/r1+1/r2）,式中r1、r2分别为曲面的曲率半径。 附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。 1.3答：液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确 定条件下的冲型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂 质含量决定，与外界因素无关。而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、 浇注条件及铸型等条件有关。 提高液态金属的冲型能力的措施： （1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L要大；③比热、密度、导热系大; ④粘度、表面张力大。 （2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。 （3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。 （4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度； ②降低结构复杂程度。 1.4 解：浇注模型如下：
材料成形原理经典试题及答案
《材料成形基础》试卷（A）卷 考试时间：120 分钟考试方式：半开卷学院班级姓名学号 一、填空题（每空0.5分，共20分） 1. 润湿角是衡量界面张力的标志，润湿角?≥90°，表面液体不能润湿固体；2．晶体结晶时，有时会以枝晶生长方式进行，此时固液界面前液体中的温度梯度为负。3．灰铸铁凝固时，其收缩量远小于白口铁或钢，其原因在于碳的石墨化膨胀作用。 4. 孕育和变质处理是控制金属（或合金）铸态组织的主要方法，两者的主要区别在于孕育主要影响生核过程，而变质则主要改变晶体生长方式。 5．液态金属成形过程中在固相线附近产生的裂纹称为热裂纹，而在室温附近产生的裂纹称为冷裂纹。 6．铸造合金从浇注温度冷却到室温一般要经历液态收缩、固态收缩和凝固收缩三个收缩阶段。 7．焊缝中的宏观偏析可分为层状偏析和区域偏析。 8．液态金属成形过程中在附近产生的裂纹称为热裂纹，而在附近产生的裂纹成为冷裂纹。 9．铸件凝固方式有逐层凝固、体积凝固、中间凝固，其中逐层凝固方式容易产生集中性缩孔，一般采用同时凝固原则可以消除；体积凝固方式易产生分散性缩松，采用顺序凝固原则可以消除此缺陷。 10．金属塑性加工就是在外力作用下使金属产生塑性变形加工方法。
1.12．塑性变形时，由于外力所作的功转化为热能，从而使物体的温度升高的现象称为 温度效应。 2.13．在完全不产生回复和再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷变形。 14．多晶体塑性变形时，除了晶内的滑移和产生，还包括晶界的滑动和转动。 3.15．单位面积上的内力称为应力。 4.16．物体在变形时，如果只在一个平面内产生变形，在这个平面称为塑性流平面。17．细晶超塑性时要求其组织超细化、等轴化和稳定化。18．轧制时，变形区可以分为后滑区、中性区和前滑区三个区域。19．棒材挤压变形时，其变形过程分为填充和挤压两个阶段。20．冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、断裂带三个部分组成。 二、判断题（在括号内打“√”或“×”，每小题0.5分，共10分）1．酸性渣一般称为长渣，碱性渣一般称为短渣，前者不适宜仰焊，后者可适用于全位置焊。(√ ) 2．低合金高强度钢焊接时，通常的焊接工艺为：采取预热、后热处理，大的线能量。( x ) 3．电弧电压增加，焊缝含氮量增加；焊接电流增加，焊缝含氮量减少。(√ ) 4．电弧电压增加时，熔池的最大深度增大；焊接电流增加，熔池的最大宽度增大。( x ) 5．在非均质生核中，外来固相凹面衬底的生核能力比凸面衬底弱。( x ) 6．液态金属导热系数越小，其相应的充型能力就越好；与此相同，铸型的导热系数越小，越有利于液态金属的充型。(√ ) 7.在K0<1的合金中，由于逆偏析，使得合金铸件表层范围内溶质的浓度分布由外向内逐渐降低。(√ ) 8. 粘度反映了原子间结合力的强弱，与熔点有共同性，难熔化合物的粘度较高，而熔点较低的共晶成分合金其粘度较熔点较高的非共晶成分合金的低。 (√ ) 9．两边是塑性区的速度间断线在速端图中为两条光滑曲线，并且两曲线的距离即为速度间断线的间断值。(√ )
(完整版)微机原理课后习题参考答案
第一章 2、完成下列数制之间的转换。 （1）01011100B=92D （3）135D=10000111B （5）10110010B=262Q=B2H 3、组合型BCD码和非组合型BCD码有什么区别？写出十进制数254的组合型BCD数和非组合型数。 答：组合型BCD码用高四位和低四位分别对应十进制数的个位和十位，其表示范围是0~99；非组合型BCD码用一个字节的低四位表示十进制数，高四位则任意取值，表示范围为0~9。 组合型：254=（001001010100）BCD 非组合型：254=（00000010 00000101 00000100）BCD 7、计算机为什么采用补码形式存储数据？当计算机的字长n=16，补码的数据表示范围是多少？ 答：在补码运算过程中，符号位参加运算，简化了加减法规则，且能使减法运算转化为加法运算，可以简化机器的运算器电路。+32767~ -32768。 9、设计算机字长n=8，求下列各式的[X+Y]补和[X-Y]补，并验证计算结果是否正确。 （1）X=18，Y=89 [X+Y]补=00010010+01011001=01101011B=107D 正确 [X-Y]补=10111001B=00010010+10100111=（-71D）补正确 （2）X=-23，Y=-11 [X+Y]补=11101001+11110101=11011110B=（-34D）补正确[X-Y]补=11101001+00001011=11110100B=（-12D）补正确 （3）X=18，Y=-15 [X+Y]补=00010010+11110001=00000011B=（3D）补正确 [X-Y]补=00010010+00001111=00100001B=（33D）补正确 （4）X=-18，Y=120 [X+Y]补=11101110+01111000=01100110B=（102D）补正确[X-Y]补=11101110+10001000=01110110B=（123D）补由于X-Y=-138 超出了机器数范围，因此出错了。 13、微型计算机的主要性能指标有哪些？ 答:CPU字长、存储器容量、运算速度、CPU内核和IO工作电压、制造工艺、扩展能力、软件配置。 第二章 2、8086标志寄存器包含哪些标志位？试说明各标志位的作用。 答：进位标志：CF；奇偶校验：PF；辅助进位：AF；零标志：ZF；符号标志：SF；溢出标志：OF。 5、逻辑地址与物理地址有什么区别？如何将逻辑地址转换为物理地址？ 答：物理地址是访问存储器的实际地址，一个存储单元对应唯一的一个物理地址。逻辑地址是对应逻辑段内的一种地址表示形式，它由段基址和段内偏移地址两部分组成，通常表示为段基址：偏移地址。 物理地址=段基址*10H+偏移地址。 6、写出下列逻辑地址的段基址、偏移地址和物理地址。 （1）2314H：0035H （2）1FD0H:000AH 答：（1）段基址：2314H；偏移地址：0035H；物理地址：23175H。 （2）段基址：1FD0H；偏移地址：000AH；物理地址：1FD0AH。 8、设（CS）=2025H，（IP）=0100H，则当前将要执行指令的物理地址是多少？ 答：物理地址=（CS）*10H+（IP）=20350H 9、设一个16字的数据区，它的起始地址为70A0H：DDF6H（段基址：偏移地址），求这个数据区的首字单元和末字单元的物理地址。
材料成型原理考试试卷B-答案
2．内应力按其产生的原因可分为 热应力 、 相变应力 和 机械应力 三种。。 11、塑性变形时不产生硬化的材料叫做 理想刚塑性材料 。 12、韧性金属材料屈服时， 密席斯屈服 准则较符合实际的。 13、硫元素的存在使得碳钢易于产生 热脆 。 14、应力状态中的 压 应力，能充分发挥材料的塑性。 15、平面应变时，其平均正应力 ｍ 等于 中间主应力 ２。 16、钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性 降低 。 17、材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过１００％的现象叫 超塑性 。 18、材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为 １＝０.1，第二次的真实应变为 ２＝０.25，则总的真实应变 ＝0.35。 19、固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力叫材料的 塑性 。 1、液态金属的流动性越强，其充型能力越好。 （ √ ） 2、金属结晶过程中，过冷度越大，则形核率越高。 （ √ ） 3、实际液态金属（合金）凝固过程中的形核方式多为异质形核。 （ √ ） 4、根据熔渣的分子理论，B>1时氧化物渣被称为碱性渣。 （ √ ） 5、根据熔渣的离子理论，B2>0时氧化物渣被称为碱性渣。 （√ ） 6、合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。 （ × ） 7. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。 （ × ） 8 . 结构超塑性的力学特性为m k S 'ε=，对于超塑性金属m =0.02-0.2。 （ × ） 9. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。 （ √ ） 10．屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上，两个准则是一致的。 （ × ） 11．变形速度对摩擦系数没有影响。 （ × ） 12. 静水压力的增加，有助于提高材料的塑性。 （ √ ） 13. 碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致。 （ × ） 14. 塑性是材料所具有的一种本质属性。 （ √ ） 15. 在塑料变形时要产生硬化的材料叫变形硬化材料。 （ √ ） 16. 塑性变形体内各点的最大正应力的轨迹线叫滑移线。 （ √ ） 17. 二硫化钼、石墨、矿物油都是液体润滑剂。 （ × ） 18．碳钢中碳含量越高，碳钢的塑性越差。 （ √ ） 3. 简述提高金属塑性的主要途径。 答：一、提高材料的成分和组织的均匀性 二、合理选择变形温度和变形速度 三、选择三向受压较强的变形方式 四、减少变形的不均匀性
微机原理课后习题答案
李伯成《微机原理》习题第一章 本章作业参考书目： ①薛钧义主编《微型计算机原理与应用——Intel 80X86系列》 机械工业出版社2002年2月第一版 ②陆一倩编《微型计算机原理及其应用（十六位微型机）》 哈尔滨工业大学出版社1994年8月第四版 ③王永山等编《微型计算机原理与应用》 西安电子科技大学出版社2000年9月 1.1将下列二进制数转换成十进制数： X=10010110B= 1*27+0*26+0*25+1*24+0*23+1*22+1*21 +0*21 =128D+0D+0D+16D+0D+0D+4D+2D=150D X=101101100B =1*28+0*27+1*26+1*25+0*24+1*23+1*22+0*21+0*20 =256D+0D+64D+32D+0D+16D+4D+0D=364D X=1101101B= 1*26+1*25+0*24+1*23+1*22+0*21 +1*20 =64D+32D+0D+8D+4D+0D+1D=109D 1.2 将下列二进制小数转换成十进制数： （1）X=0.00111B= 0*2-1+0*2-2+1*2-3+1*2-4+1*2-5= 0D+0D+0.125D+0.0625D+0.03125D=0.21875D (2) X=0.11011B= 1*2-1+1*2-2+0*2-3+1*2-4+1*2-5= 0.5D+0.25D+0D+0.0625D+0.03125D=0.84375D (3) X=0.101101B= 1*2-1+0*2-2+1*2-3+1*2-4+0*2-5+1*2-6= 0.5D+0D+0.125D+0.0625D+0D+0.015625D=0.703125D 1.3 将下列十进制整数转换成二进制数： （1）X=254D=11111110B （2）X=1039D=10000001111B （3）X=141D=10001101B 1.4 将下列十进制小数转换成二进制数： （1）X=0.75D=0.11B (2) X=0.102 D=0.0001101B (3) X=0.6667D=0.101010101B 1.5 将下列十进制数转换成二进制数 (1) 100.25D= 0110 0100.01H (2) 680.75D= 0010 1010 1000.11B 1.6 将下列二进制数转换成十进制数 (1) X=1001101.1011B =77.6875D
材料成型原理
硕士研究生入学考试《材料成形原理》命题大纲 第一部分考试说明 一、考试性质 《材料成形原理》考试科目是我校为招收材料成形及控制工程、材料加工工程专业硕士研究生而设置的,由我校材料科学与工程学院命题。考试的评价标准是普通高等学校材料成形及控制工程和相近专业优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平。 二、考试的学科范围 应考范围包括:焊接热源及热过程,熔池凝固及焊缝固态相变,焊接化学冶金,焊接热影响区的组织与性能,焊接缺陷与控制;金属塑性成形的物理基础,应力分析,应变分析,屈服准则,应力应变关系,变形与流动问题,塑性成形力学的工程应用。 三、评价目标 《材料成形原理》是材料成形及控制工程和相关专业重要的专业基础课。本课程考试旨在考查考生是否了解材料成形的基本过程、基本特点、基本概念和基本理论,是否掌握了材料成形的基本原理、基本规律及应用。 四、考试形式与试卷结构 (一) 答卷方式:闭卷,笔试; (二) 答题时间:180分钟; 第二部分考查要点 一、焊接热源及热过程 1、与焊接热过程相关的基本概念 2、熔焊过程温度场 3、焊接热循环 二、熔池凝固及焊缝固态相变 1、焊接熔池凝固特点 2、焊接熔池结晶形态 3、结晶组织的细化 4、焊缝金属的化学成分不均匀性 5、焊缝固态相变 6、焊缝性能的控制 三、焊接化学冶金 1、焊接化学冶金过程的特点 2、焊缝金属与气相的相互作用 3、焊缝金属与熔渣的相互作用 4、焊缝金属的脱氧与脱硫 5、合金过渡 四、焊接热影响区的组织与性能 1、焊接热循环条件下的金属组织转变特点 2、焊接热影响区的组织与性能
五、焊接缺陷与控制 1、焊缝中的夹杂与气孔 2、焊接裂纹 六、金属塑性成形的物理基础 1、冷塑性变形与热塑性变形 2、影响塑性与变形抗力的因素 七、应力分析 1、应力张量的性质 2、点的应力状态与任意斜面上的应力 3、主应力,主切应力,等效应力 4、应力球张量与偏张量 八、应变分析 1、应变张量的性质 2、工程应变、对数应变、真实应变 九、屈服准则 1、Tresca屈服准则与Mises屈服准则 2、屈服轨迹与屈服表面 十、应力应变关系 1、塑性应力应变关系 2、增量理论与全量理论 十一、变形与流动问题 1、影响变形与流动的因素 2、摩擦及其影响 十二、塑性成形力学的工程应用。 1、主应力法的应用 2、滑移线法的应用 2014试题范围：今年的真题跟去年论坛里回忆的真题考的内容有80%都不一样。还是分为必做题和选做题，必做题100分，选做题50分。必做题包括塑性和焊接，选做题塑性焊接二选一。必做题前四题是塑性，后五题为焊接。选做题中：塑性部分是三题计算题，焊接部分有五题，第一题是计算题，后四题为分析简答题。 必做题：塑性考了 1.冷塑性变形对金属组织和性能的影响。2.什么是应力偏张量，应力球张量以及它们的物理意义。 3.考了对数应变和相对应变。4.还考了塑性成形过程中的力学方程。焊接考了 1.结晶裂纹的影响因素，防治措施 2.还考了熔渣的脱氧 3.熔渣的碱度对金属氧化，脱氧等等的影响。其他的忘了，跟去年考的很不一样，好多不会。 选作题；塑性是考了三个计算题，我没注意看，反正考了利用屈服准则来计算，还考了正应力，切应力，主应力的计算。最后一题利用主应力法来计算什么，我选做题选的是焊接，
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案完整版
习题1 1.什么是汇编语言，汇编程序，和机器语言？ 答：机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。 汇编语言是面向及其的程序设计语言。在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。这种用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言编程了汇编语言。 使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。 2.微型计算机系统有哪些特点？具有这些特点的根本原因是什么？ 答：微型计算机的特点：功能强，可靠性高，价格低廉，适应性强、系统设计灵活，周期短、见效快，体积小、重量轻、耗电省，维护方便。 这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，建立在微细加工工艺基础之上。 3.微型计算机系统由哪些功能部件组成？试说明“存储程序控制”的概念。答：微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。 “存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。 ②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。 ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，使计算机在不需要人工干预的情况下，自动、高速的从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的基本含义。 ④五大部件以运算器为中心进行组织。 4.请说明微型计算机系统的工作过程。 答：微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存放
的第1个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能。 5.试说明微处理器字长的意义。 答：微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。它决定着计算机内部寄存器、ALU和数据总线的位数，反映了一台计算机的计算精度，直接影响着机器的硬件规模和造价。计算机的字长越大，其性能越优越。在完成同样精度的运算时，字长较长的微处理器比字长较短的微处理器运算速度快。 6.微机系统中采用的总线结构有几种类型？各有什么特点？ 答：微机主板常用总线有系统总线、I/O总线、ISA总线、IPCI总线、AGP总线、IEEE1394总线、USB总线等类型。 7.将下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。 ①（4.75） 10=（0100.11） 2 =（4.6） 8 =（4.C） 16 ②（2.25） 10=（10.01） 2 =（2.2） 8 =（2.8） 16 ③（1.875） 10=（1.111） 2 =（1.7） 8 =（1.E） 16 8.将下列二进制数转换成十进制数。 ①（1011.011） 2=（11.6） 10 ②（1101.01011） 2=（13.58） 10 ③（111.001） 2=（7.2） 10 9.将下列十进制数转换成8421BCD码。 ① 2006=（0010 0000 0000 0110） BCD ② 123.456=（0001 0010 0011.0100 0101 0110） BCD 10.求下列带符号十进制数的8位基2码补码。 ① [+127] 补 = 01111111
材料成形原理课后习题解答
材料成型原理 第一章（第二章的内容） 第一部分：液态金属凝固学 答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。原子集团的空穴或裂 纹内分布着排列无规则的游离的原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部存在着能量起伏。 （2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在结构起伏。 答： 液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。表面张力对应于液－气的交界面，而界 面张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。 表面张力σ和界面张力ρ的关系如（1）ρ＝2σ/r,因表面张力而长生的曲面为球面时，r 为球面的半径；（2）ρ＝σ（1/r 1+1/r 2）,式中r 1、r 2分别为曲面的曲率半径。 附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。 答： 液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确定条 件下的冲型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。 提高液态金属的冲型能力的措施： （1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L 要大；③比热、密度、导热系大; ④粘度、表面张力大。 （2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。 （3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。 （4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度； ②降低结构复杂程度。 解： 浇注模型如下： 则产生机械粘砂的临界压力 ρ＝2σ/r 显然 r ＝ 2 1 ×＝ 则 ρ＝4 10*5.05 .1*2－＝6000Pa 不产生机械粘砂所允许的压头为 H ＝ρ/（ρ液*g ）＝ 10 *75006000 ＝ 解： 由Stokes 公式 上浮速度 9 2(2v )12r r r －＝
微机原理课后答案
1.2 课后练习题 一、填空题 1．将二进制数1011011.1转换为十六进制数为__5B.8H_____。 2．将十进制数199转换为二进制数为____ 11000111____B。 3．BCD码表示的数,加减时逢__10____进一，ASCII码用来表示数值时，是一种非压缩的BCD 码。 4．十进制数36.875转换成二进制是___100100.111____________。 5．以_微型计算机____为主体，配上系统软件和外设之后，就构成了__微型计算机系统____。6．十进制数98.45转换成二进制为__1100010.0111_B、八进制__142.3463________Q、十六进制__62.7333________H。（精确到小数点后4位） 二、选择题 1．堆栈的工作方式是__B_________。 A）先进先出B）后进先出C）随机读写D）只能读出不能写入 2．八位定点补码整数的范围是____D_________。 A）-128-+128 B）-127-+127 C）-127-+128 D）-128-+127 3．字长为16位的数可表示有符号数的范围是___B___。 A）-32767-+32768 B）-32768-+32767 C）0-65535 D）-32768-+32768 三、简答题 1．微型计算机系统的基本组成？ 微型计算机，系统软件，应用软件，输入输出设备 2．简述冯.诺依曼型计算机基本思想？ ●将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存 ●指令按其在存储器中存放的顺序执行； ●由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行； ●以运算器为核心，所有的执行都经过运算器。 3．什么是微型计算机？ 微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。 4．什么是溢出？ 运算结果超出了计算机所能表示的范围。 2．2 一、填空题 1. 8086/8088的基本总线周期由___4____个时钟周期组成，若CPU主频为10MHz，则一个时钟周期的时间为___0.1μs_____。 2. 在8086CPU的时序中，为满足慢速外围芯片的需要，CPU采样___READY_________信号，若未准备好，插入___TW__________时钟周期。 3. 8086系统总线形成时，须要用_____ALE__________信号锁定地址信号。 4. 对于8086微处理器，可屏蔽中断请求输入信号加在_____INTR__________引脚。
《材料成形原理》复习资料
《材料成形原理》复习题(铸） 第二章 液态金属的结构和性质 1. 粘度。影响粘度大小的因素?粘度对材料成形过程的影响? １)粘度：是液体在层流情况下,各液层间的摩擦阻力。其实质是原子间的结合力。 2)粘度大小由液态金属结构决定与温度、压力、杂质有关： (1）粘度与原子离位激活能U 成正比，与相邻原子平衡位置的平均距离的三次方成反比。(２)温度:温度不高时，粘度与温度成反比;当温度很高时,粘度与温度成正比。 （3）化学成分：杂质的数量、形状和分布影响粘度；合金元素不同，粘度也不同，接近共晶成分，粘度降低。(4)材料成形过程中的液态金属一般要进行各种冶金处理，如孕育、变质、净化处理等对粘度有显著影响。 3)粘度对材料成形过程的影响 (1)对液态金属净化(气体、杂质排出)的影响。(2）对液态合金流动阻力与充型的影响,粘度大，流动阻力也大。(3)对凝固过程中液态合金对流的影响,粘度越大，对流强度G 越小。 2．?表面张力。影响表面张力的因素?表面张力对材料成形过程及部件质量的影响？ １)表面张力:是金属液表面质点因受周围质点对其作用力不平衡，在表面液膜单位长度上所受的紧绷力或单位表面积上的能量。其实质是质点间的作用力。 2）影响表面张力的因素 (1)熔点:熔沸点高，表面张力往往越大。(2）温度:温度上升,表面张力下降，如A ｌ、Mg 、Zn 等,但Ｃu 、Ｆe 相反。(3)溶质元素(杂质):正吸附的表面活性物质表面张力下降(金属液表面)；负吸附的表面非活性物质表面张力上升(金属液内部)。(4)流体性质：不同的流体,表面张力不同。 3)表面张力影响液态成形整个过程，晶体成核及长大、机械粘砂、缩松、热裂、夹杂及气泡等铸造缺陷都与表面张力关系密切。 3.?液态金属的流动性。影响液态金属的流动性的因素？液态金属的流动性对铸件质量的影响？ １)液态金属的流动性是指液态金属本身的流动能力。 2）影响液态金属的流动性的因素有：液态金属的成分、温度、杂质含量及物理性质有关，与外界因素无关。 3）好的流动性利于缺陷的防止：(1)补缩(2）防裂(3)充型(4)气体与杂质易上浮。 4. 液态金属的充型能力。影响液态金属的充型能力的因素？ 1)液态金属的充型能力是指液态金属充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。 2）影响液态金属的充型能力的因素有: (１)内因是金属自身流动性；(2)外因有型的性质、浇注条件、型腔结构形状［(1)金属性质:1)合金成分2)结晶潜热3)比热、密度、导热系数 4）粘度５)表面张力;（2)铸型性质方面因素：１)型的蓄热系数大2）型的温度３)型中气体；(3)浇注条件方面因素：１)浇注温度2)充型压头3)浇注系统结构；(４)铸件结构方面因素:1)折算厚度2）复杂程度］ ５．?液态金属的充型能力与流动性的区别和联系？ 1)液态金属的充型能力首先取决于液态金属本身的流动能力，同时又和外界条件密切相关。 2)液态金属自身的流动能力称为“流动性”,由液态金属的成分、温度、杂质含量等决定的，而与外界因素无关,流动性可认为是特定条件下的充型能力。 3)液态金属流动性好,其充型能力强，反之其充型能力差，但这可以通过外界条件来提高充型能力。 第三章 液态金属凝固热力学和动力学 1．?什么是溶质再分配?溶质分配系数表达式？ 1)溶质再分配:合金析出的固相中溶质含量不同于其周围液相内溶质含量的现象,产生成分梯度,引起溶质扩散。 ２)溶质分配系数ｋ：凝固过程中固液界面固相侧溶质质量分数m S 与液相中溶质质量分数m L 之比，即k=m Ｓ/ｍL 。 ２. 均质形核与非均质形核(异质形核)。 1)均质形核：依靠液态金属内部自身的结构自发的形核。 2)非均质形核:依靠外来夹杂或型壁所提供的异质界面进行形核过程。 ３.?界面共格对应关系及其判别? 1)固体质点的某一晶面和晶核的原子排列规律相似，原子间距离相近或在一定的范围内成比例,就可能实现界面共格对应,该固体质点就可能成为形核的衬底。这种对应关系叫共格对应关系。 ２)共格对应关系用点阵失配度δ衡量即 % 100||?-=z z s a a a δ (1)δ≤5%为完全共格,形核能力强;（2）５%＜δ≤25%为部分共格,夹杂物衬底有一定的形核能力;（３)δ>25%为不共格,夹杂物衬底无形核能力。 4． 点阵失配度 点阵失配度δ即 % 100||?-=z z s a a a δ 其中a s 、a z 分别为夹杂物、晶核原子间距离。用来衡量界面共格对应关系。 5． 晶体的宏观长大方式？ １)平面方式长大 条件:(1)固液界面前方液体的正温度梯度分布G Ｌ>0，液相温度高于界面温度T ｉ;(2)固液前方液体过冷区域及过冷度极小;(3）晶体生长时凝固潜热的析出方向同晶体生长方向相反。生长过程：生长时,一旦某一晶体生长伸入液相区就会被重新熔化，从而导致晶体以平面方式生长。 2)树枝晶方式长大 条件：(1)固液界面前方负温度梯度分布G L ＜0，液相温度低于凝固温度T i ;(2)固液界面前液体过冷区域较大,距界面越远的液体其过冷度越大；（3）晶体生长时凝固潜热析出的方向同晶体生长方向相同。生长过程:界面上突起的晶体将快速伸入过冷液体中,一次晶臂长出二次晶臂，甚至长出三次晶臂,产生枝晶，以树枝晶方式生长。 6. 固液界面微观结构有哪几种? １)粗糙界面:当a ≤2，ｘ=０．５时,界面固相一侧的点阵位置有50%左右被固相原子占据,另部分位置空着,其微观上是粗糙的、高低不平的,大多数金属都属于这种结构。
微机原理及接口技术课后习题答案
《微机原理与接口技术》 复习题 第1章 1．简述名词的概念：微处理器、微型计算机、微型计算机系统。 答： （1）微处理器：微处理器（Microprocessor）简称μP或MP，或CPU。CPU是采用大规模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU（Arithmetic Logic Unit）、控制部件CU （Control Unit）和寄存器组R（Registers）等三个基本部分以及部总线集成在一块半导体芯片上构成的电子器件。 （2）微型计算机：微型计算机（Microcomputer）是指以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统总线等所组成的计算机，简称微机。 （3）微型计算机系统：微型计算机系统由硬件与软件两大部分组成，分别称为硬件（Hardware）系统与软件（Software）系统。其中，硬件（Hardware）系统由CPU、存储器、各类I/O接口、相应的I/O设备以及连接各部件的地址总线、数据总线、控制总线等组成。 软件（Software）系统：计算机软件（Software）是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的程序及程序运行所需要的数据文档资料的总和。一般把软件划分为系统软件和应用软件。其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。 2．简述名词的概念：指令寄存器、地址寄存器、标志寄存器。 答： （1）指令寄存器：指令寄存器（Instruction Register，IR）用来保存计算机当前正在执行或即将执行的指令。当一条指令被执行时，首先，CPU从存取出指令的操作码，并存入IR中，以便指令译码器进行译码分析。 （2）地址寄存器：地址寄存器(Address Register，AR)被动地接受IP传送给它的地址值（二进制地址），AR的作用是保持IP送来的地址，并且以并行方式连接输出到CPU的地址引脚上，以便CPU访问指定的存单元。 （3）标志寄存器：标志寄存器(Flags，F)是CPU中不可缺少的程序状态寄存器，因此，也称程序状态字寄存器（PSW），所谓状态是指算术或逻辑运算后，结果的状态以二进制的0或1在标志寄存器中标识出来，例如，运算结果有进位，则进位标志位CF=1，否则为0。 3．何谓IA-32处理器？ 答：
材料成形原理试题
填空题： 1、铸件的宏观凝固组织主要是指 ，其通常包括 、 和 三个典型晶区。 2、金属塑性变形的基本规律有 和 。 3、铸件凝固组织中的微观偏析可分为 、 和 等，其均可通过 方法消除。 4、在塑性加工中润滑的目的是 ， 模具寿命和产品质量， 变形抗力，提高金属的充满模腔的能力等。 5、材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过100％的现象叫 。 6、钢冷挤压前，需要对坯料表面进行 润滑处理。 7、铸造应力有 、 和? 三种。 8、铸件的宏观凝固组织主要是指 ，其通常包 括 、 和 三个典型晶区。 9、铸件凝固组织中的微观偏析可分为 、 和 等，其均可通 过 方法消除。 10、在塑性加工中润滑的目的是 ， 模具寿命和产品质量， 变形 抗力，提高金属的充满模腔的能力等。 11、材料的加工过程可以用相关的材料流程、 流程和 流程来描述。材料流程中，用来产生材料的形状、尺寸和（或） 变化的过程称为基本过程。材料流程中的基本过 程又分为机械过程、 过程和化学过程过程。 12、通常所说弹塑性力学三大基础方程指的是 方程、 方程和 方 程 。其中表达变形与应变之间关系的是 方程。 13、液态金属成形过程中在 附近产生的裂纹称为热裂纹，而在 附近产生的裂纹称为冷裂纹。 14、润湿角是衡量界面张力的标志。界面张力达到平衡时，杨氏方程可写为 =θcos 。当 时，液体能润湿固体；=θcos 时，为绝对润湿； 当 时，液体绝对不能润湿固体。 15、在塑性加工中润滑的目的是 ，提高模具寿命和产品质量， 变形 抗力，提高金属的充满模腔的能力等。 16、材料中一点的两种应力状态相等的充要条件是两应力状态的 分别相等。 17、采用主应力法分析宽度为B 的细长薄板在平锤下压缩变形。已知平衡方程为： 02=+h dx d k x τσ，接触表面摩擦条件y k f στ＝，利用近似屈服条件为k y x 2=-σσ，方程的通解为： ，其中的积分常数，可根据边界条件： 确定，C ＝ 。 18.液态金属或合金中一般存在 起伏、 起伏和 起伏。 19、铸件的宏观凝固组织主要是指 ，其通常包 括 、 和 三个典型晶区。
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案完整版
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习题1 1.什么是汇编语言，汇编程序，和机器语言？ 答：机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。 汇编语言是面向及其的程序设计语言。在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。这种用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言编程了汇编语言。 使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。 2.微型计算机系统有哪些特点具有这些特点的根本原因是什么 3. 答：微型计算机的特点：功能强，可靠性高，价格低廉，适应性强、系统设计灵活，周期短、见效快，体积小、重量轻、耗电省，维护方便。 这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，建立在微细加工工艺基础之上。 4.微型计算机系统由哪些功能部件组成？试说明“存储程序控制”的概念。答：微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。 “存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。 ②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。 ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，使计算机在不需要人工干预的情况下，自动、高速的从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的基本含义。 ④五大部件以运算器为中心进行组织。 5.请说明微型计算机系统的工作过程。
材料成形原理 吴树森 答案.docx1
第一章（第二章的内容） 第一部分：液态金属凝固学 1.1 答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂 纹组成。原子集团的空穴或裂纹内分布着排列无规则的游离的 原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部存在着能量 起伏。 （2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空 穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在结构起伏。 1.2答：液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。表面张力对应 于液－气的交界面，而界面张力对应于固－液、液－气、固－ 固、固－气、液－液、气－气的交界面。 表面张力?和界面张力ρ的关系如（1）ρ＝2?/r,因表面张力而 长生的曲面为球面时，r为球面的半径；（2）ρ＝?（1/r1+1/r2）, 式中r1、r2分别为曲面的曲率半径。 附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。 1.3答：液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因 素；不同点：流动性是确定条件下的冲型能力，它是液态金属 本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定， 与外界因素无关。而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸 件结构、浇注条件及铸型等条件有关。 提高液态金属的冲型能力的措施： （1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L要大；③比
热、密度、导热系大;④粘度、表面张力大。 （2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③ 提高透气性。 （3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。 （4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚 度； ②降低结构复杂程度。 1.4 解： 浇注模型如下： 则产生机械粘砂的临界压力 ρ＝2?/r 显然 r ＝2 1 ×0.1cm ＝0.05cm 则 ρ＝4 10*5.05.1*2－＝6000Pa 不产生机械粘砂所允许的压头为
《材料成形原理》重点及答案
一、名词解释 1 表面张力—表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。 2 粘度－表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。或作用于液体表面的应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度dvx/dvy的比例系数。 3 表面自由能(表面能)－为产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。 4 液态金属的充型能力－液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力。 5 液态金属的流动性－是液态金属的工艺性能之一，与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。 6 铸型的蓄热系数－表示铸型从液态金属吸取并储存在本身中热量的能力。 7 不稳定温度场－温度场不仅在空间上变化，并且也随时间变化的温度场 稳定温度场－不随时间而变的温度场（即温度只是坐标的函数）： 8 温度梯度—是指温度随距离的变化率。或沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。 9 溶质平衡分配系数K0—特定温度T*下固相合金成分浓度CS*与液相合金成分CL*达到平衡时的比值。 10 均质形核和异质形核－均质形核(Homogeneous nucleation) ：形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，亦称“自发形核”。非均质形核(Hetergeneous nucleation) ：依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程，亦称“异质形核”。 11、粗糙界面和光滑界面－从原子尺度上来看，固－液界面固相一侧的点阵位置只有50％左右被固相原子所占据，从而形成一个坑坑洼洼凹凸不平的界面层。粗糙界面在有些文献中也称为“非小晶面”。
微机原理课后答案
课后练习题 一、填空题 1．将二进制数转换为十六进制数为。 2．将十进制数199转换为二进制数为____ ____B。 3．BCD码表示的数,加减时逢__10____进一，ASCII码用来表示数值时，是一种非压缩的BCD 码。 4．十进制数转换成二进制是。 5．以_微型计算机____为主体，配上系统软件和外设之后，就构成了__微型计算机系统____。6．十进制数转换成二进制为、八进制、十六进制。（精确到小数点后4位） 二、选择题 1．堆栈的工作方式是__B_________。 A）先进先出 B）后进先出 C）随机读写 D）只能读出不能写入 2．八位定点补码整数的范围是____D_________。 A）-128-+128 B）-127-+127 C）-127-+128 D）-128-+127 3．字长为16位的数可表示有符号数的范围是___B___。 A）-32767-+32768 B）-32768-+32767 C）0-65535 D）-32768-+32768 三、简答题 1．微型计算机系统的基本组成？ 微型计算机，系统软件，应用软件，输入输出设备 2．简述冯.诺依曼型计算机基本思想？ 将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存 指令按其在存储器中存放的顺序执行； 由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行； 以运算器为核心，所有的执行都经过运算器。 3．什么是微型计算机？ 微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。 4．什么是溢出？ 运算结果超出了计算机所能表示的范围。 2．2 一、填空题 1. 8086/8088的基本总线周期由___4____个时钟周期组成，若CPU主频为10MHz，则一个时钟周期的时间为μs_____。 2. 在8086CPU的时序中，为满足慢速外围芯片的需要，CPU采样___READY_________信号，若未准备好，插入___TW__________时钟周期。 3. 8086系统总线形成时，须要用_____ALE__________信号锁定地址信号。 4. 对于8086微处理器，可屏蔽中断请求输入信号加在_____INTR__________引脚。 5. 在8086系统中，若某一存贮单元的逻辑地址为7FFFH:5020H，则其物理地址为