磁特性

磁特性

磁性传感器及其应用

前言

磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。自然界和人类社会生活的许多地方都存在磁场或与磁场相关的信息。利用人工设置的永久磁体产生的磁场，可作为许多种信息的载体。因此，探测、采集、存储、转换、复现和监控各种磁场和磁场中承载的各种信息的任务，自然就落在磁场传感器身上。在当今的信息社会中，磁场传感器已成为信息技术和信息产业中不可缺少的基础元件。目前，人们已研制出利用各种物理、化学和生物效应的磁传感器，并已在科研、生产和社会生活的各个方面得到广泛应用，承担起探究种种信息的任务。

早先的磁传感器，是伴随测磁仪器的进步而逐步发展的。在众多的测磁方法中，大都将磁场信息变成电讯号进行测量。在测磁仪器中“探头”或“取样装置”就是磁传感器。随着信息产业、工业自动化、交通运输、电力电子技术、办公自动化、家用电器、医疗仪器等等的飞速发展和电子计算机应用的普及，需用大量的传感器将需进行测量和控制的非电参量，转换成可与计算机兼容的讯号，作为它们的输入讯号，这就给磁传感器的快速发展提供了机会，形成了相当可观的磁传感器产业。

1发展简况

自从磁传感器作为一种独立产品进入应用以来，迄今，从T的人体弱磁场到高达25T以上的强磁场，都可以找到相应的传感器进行检测。磁传感器的发展，在本世纪70—80年代形成高潮。90年代是已发展起来的这些磁传感器的成熟和完善的时期。目前已形成磁传感器的主要类型。(1)集成电路技术的应用。将硅集成电路技术用于磁传感器，开始于1967年。H。neLWell公司Micr。switch分部的科技人员将Si霍尔片和它的讯号处理电路集成到一个单片上，制成了开关电路、首开单片集成磁传感器之先河。目前，已经出现厂磁敏电阻电路、巨磁阻电路等许多种功能性的集成磁传感器。

(2)InSb薄膜技术的开发成功，使InSb霍尔几件产量大增，成本大幅度下降。最先运用这种技术获得成功的日本旭化成电子公司，如今可年产5亿只以上。

(3)强磁性合金薄膜。1975年面市的强磁合金薄膜磁敏电阻器利用的是强磁合金薄膜中的磁敏电阻各向异性效应。在与薄膜表面平行的磁场作用下、以坡莫合金为代表的强磁性合金薄膜的电阻宰吴现出2％一5％的变化。利用这种效应已制成三端、四端磁阻器件。四端磁阻桥已大量用于磁编码器中，用来检测和控制电机的转速。此外，还作成了磁阻碰强计、磁阻读头以及二维、三维磁阻器件等。它们可检测弱磁场，灵敏度高、温度稳定性好，将成为磁场传

感和检测的重要器件。

(4)巨磁电阻多层膜。由不同金属、不同层数和层间材料的不问组合，可以制成不同的机制的巨磁电阻磁传感器。它呈现出的随磁场而变化的电阻率，比单层的各向异性磁敏电阻器的要高出几倍、正受到研制高密度记录磁盘读出头的科技人员的极大关注。目前已见有5C字节的白族闷头的设计分析的报导

(5)各种不同成分和比例的非晶合金材料的采用，及其各种处理工艺的引入，给磁传感器的研制注入新的活力，已研制和生产出了双芯多谐振荡桥磁传感器、非晶力矩传感器、压力传感器、热磁传感器、非晶大巴克豪森效应磁传感器等。最近发现的巨磁感应效应(giant magneto6nguctive etlect)和巨磁阻抗效应(giant magneto—impedance effect)，比巨磁电阻的响应灵敏度高一个量级，可能做成磁头、成为高密度磁盘读头的有力竞争者。利用非晶合金的高导磁率特性和做成细丝的机械特性，将它们用于磁通门和威根德等器件中，取代坡莫台金芯，使器件性能得到大大的改善。(6)III—V族半导体异质结构材料。例如，在InP衬底上用分子束外延技术，形成假晶结构，产生二维电子气层，其层厚是分子级的，这种材料的能带结构发生改变；用这种材料来制作霍尔元件、其灵敏度高于市售的In轨和GaAs元件，在296K时为22．5V／T，灵敏区的温度系数也有大的改善，用恒定电流驱动时，为—0．0084％K.用这种材料，除可制造霍尔器件外，还可用以制造磁敏场效应管、磁敏电阻器等。

在国外，由于磁传感器已逐渐被广泛而大量地使用，有许多企业竞相研制和生产，形成一定规模的磁传感器产业。霍尔器件是半导体磁传感器中最

成熟和产量最大的产品。旭化成(InSb霍尔元件)、Honeywell、A11egro(原称Sprague)、ITT、Semens(霍尔电路)等均已大量生产。Philips、Honeywell、Sony、IBM等已大量生产了金届膜磁敏电阻器及集成电路。TDK、Sony、Matsusbita、Tosbiba等巳批量生产非晶磁头等非晶金属磁传感器。还有LEM、Honeywell、F.W．Bell、NaNa等公司生产厂各种用途和量程的电流、电压传感器和其它类型的磁传感器组件，这些磁传感器都巳得到广泛的应用。

国内，除南京中旭微电子公司可大量生产霍尔集成电路、营口华光传感元件厂可批量生产薄膜磁阻器件、西南应用磁学研究所可批量生产威根德器件外，其余各类也有研制和小批量生产。据方芳预测：1995年，国内有41家企业生产磁传感器，总产量为2780万只.其中，霍尔器件1730万只，结型磁敏元件90万只，磁电阻元件850万只，威根德元件110万只.虽然其余各种磁传感器都有厂、所、校在进行研制，品种基本齐全，但仍末形成规模化产业

。

2磁传感器介绍

2．1薄膜磁致电阻传感器

铁磁性物质在磁化过程中，它的电阻值沿磁化方向将增加，并达到饱和的现象称为磁阻效应。薄膜磁阻元件是利用薄膜工艺和微细加工技术，将

NiPe。NiCo合金用真空蒸镇或溯射工艺沉积到硅片或铁氧体基片上，通过微细加工技术制成一定形状的磁咀图形，形成三端式、四端式以及多端式器件。BMber结构桥式电路磁阻元件具有灵敏度高、工作频率特性好、温度稳定性好、结构简单、体积小等特点。可制成高密度磁咀磁头、磁性编码器、磁阻位移传感器、磁阻电流传感器等。

薄膜磁阻传感器特性

1、在弱磁场下，与半导体磁敏元件相比有较高的灵敏度；

2、具方向性，当外加磁场平行于薄膜时，器件灵敏度最大，而垂直于薄膜平面时，灵敏度最小。此特性可用来检测外加磁场大小和方向，如磁性编码器。

3、饱和特性，磁阻元件阻值随外加磁场强度增大而增加，当外加磁场强度大于饱和磁场强度时，其阻值不再增加并达到饱和，利用该特性检测磁场方向的变化，如0PS导航系统、地磁场角度的变化等。

4、具较宽工作频率特性和倍频特性

5、宽工作温度范围、较低温度系数

薄膜磁阻电流传感器的电流输入检测端和信号输出端隔离，无任何电联系，具有灵敏度高、线性度优良、结构阉单、体积小、双列直括IC封装等特点。簿膜磁阻电流传感器特别适用于电度表、仪器仪表、充电器和UPS电源系统等电流检测和控制，具精度高、线性好、便于小型化。磁阻电流传感器，可用于大功率器件1GBT过载和短路的保护，具反应快，温度特性好等优点。

薄膜磁阻元件是一种新型的磁性传感器，具有灵敏度高、温度特性好、频

率特性好等优点，其开发应用的潜力是巨大的，应用领域是相当广阔的。其中磁阻电流传感器是一种最新的应用，与霍尔电流传感器相比，具精度高、线性好、温度特性好、反应快、结构简单、体积特小、价格低廉等特点，是一种适应于各种领域、不可多得的新颖的电流传感器

2．2磁阻敏感器

物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钻、镍及其合金等强磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内磁化方向时，此类金属的电阻值将减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。

新型磁阻传感器在地磁场测量中的应用。地球本身具有磁性，所以地球及近地空间存在着磁场，叫做地磁场。地磁场数值较小，其强度与方向也随地点而异。但在直流弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响。地

磁场作为一种重要的天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。

通常用三个参量来表示地磁场的方向和大小：(1)磁偏角，即地球表面任一点的地磁场磁感应强度矢量B所在的垂直平面(地磁子午面)与地理子午面之间的夹角；(2)磁倾角A，即地磁场磁感应强度矢量B与水平面之间的夹角；(3)地磁场磁感应强度的水平分量，即地磁场磁感应强度矢量B在水平

面上的投影。测量了地磁场的这三个参量，就可确定某一地点的地磁场磁感应强度B矢量的大小和方向。以前一般采用正切电流计来测定地磁场的水平分量Ltj，由于仪器体积大，操作步骤繁琐，测量误差较大，且用磁针或冲击电流计测量不能非电量电测，此法在科研中已不太应用。利用新型的磁阻传感器(Hh4C1021z型)直接测定地磁场的磁倾角A和磁感应强度B及水平分量的大小，并求出其垂直分量5的大小，取得了较为精确的实验结果。这种磁阻传感器磁场，可检测到低至8．5×10—9T的磁场，且体积小、灵敏度高、易安装，在测量弱磁场方面具有广泛的府用前景2.3电涡流式传感器

近年来，国内外正发展—对建立在电涡流效应原理上的传感器，即电涡流式传感器。这种传感器不但具有测量线性范围大、灵敏度高、结构简单、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响等优点，而且又具有无损、非接触测量的特点，目前正广泛地应用于工业各部门中的位移、尺寸、厚度、振动、转速h压力、电导率、温度、波面等测量，以及探测全属材料和加工件表面裂纹及缺陷。

20世纪40年代至50年化德国的Reutique研究所和美国的Bently Nevada公司相继研制和生产了电涡流传感器和笆型么医邑并把它应用于测里位移、振动、电导串等。此后，日本不少研究所和公司也研制和生产出了许多不同用途的电涡流传感器和检测仪表。目前国外很多国家生产的动力机械的监护系统中已采用了电涡流传成器。

我国研制和生产电涡流传感器及检测仪表的历史不过十亲年，当一些产品研制出来后，很快被工业部门采用。例如，电力部门用电涡流式位移振幅

测量仪测量汽轮机主轴的轴向位移和径向振动；冶金工业部门用电涡流测厚仪团量金属板树的厚度。地震部门把电祸流传感器做成能测量连通营中液面的仪器来预报地震，军工部门用电涡流传盛器来测量某些运动体的轨迹等。由此可见，电涡流检测技术是一种很有生命力的新兴的检测技术.

2.4磁性液体加速度传感器

磁性液体作为一种新型的纳米功能材料，一经问世便走到科学技术发展的前沿，目前科学家们已经将这种新型功能材料应用到广阔的领域中。以此为基

础的磁性液体传感器技术也引起了国际技术领域广泛的关注。

从目前国外资料来看，国外比较早地意识到开发磁性液体传感器技术的意义。早在1983年美国新墨西哥州阿尔帕克基应用技术公司就与美国空军签订了合同，该公司便开始研制基于磁性液体动力学原理（Magneto hydrodynamics.或简称MHD）的主动式和被动式传感器，并积极致力于磁性液体传感器的应用领域的开发[5]。该美国公司研制出一系列用以测量冲击、振动以及运动的传感器，并已将其用于计算机磁盘驱动器、汽车特性测试系统。俄罗斯、德国、日本、罗马尼亚等国也随之进行了相关的研究，并取得一定程度上的进展，目前这些国家在磁性液体传感器方面，从基本原理到研究模型再到试验，进而到产品设计制造，形成了一套比较系

统的理论。美国、日本、罗马尼亚等国家还在该课题上取得了一些发明专利。国外生产的磁性液体加速度传感器的应用领域十分广泛，车载仪表、高精度兵器、科研仪表、航空航天等等很多地方都有这些传感器的应用场合，而且更多的应用却是处在国防军事领域，用来解决苛刻条件下的测试问题。[11]

目前国内刚刚兴起磁性液体技术的研究，磁性液体加速度传感器技术在国内尚未见到公开性的报道材料。而国内的在某些领域尤其是军事领域对磁性液体加速度传感器的需求量是很大的，因此为了提高科研实践水平，为了赶上国外先进技术发展的步伐，对磁性液体加速度传感器技术进行研究是十分必要的。

2.5磁性液体水平传感器

磁性液体传感器的研究与应用起源于美国。早在1983年美国新墨西哥州阿尔帕克基应用技术公司就与美国空军签订了合同，美国新墨西哥州阿尔帕克基应用技术公司便开始研制基于磁性液体动力学原理（MHD）的主动式和被动式传感器。磁性液体传感器应用领域很广，既可以应用到民用上，也可以应用到军工上，有其它传感器所代替不了的功能，正因如此，国外比较早的意识到开发磁性液体传感器的意义，并且已开始了研究和生产，并将该种传感器应用到航空、航天、宇航站等尖端军事领域。美国、法国、德国、俄罗斯、日本和罗马尼亚等国家已开始利用磁性液体来制作各种传感器。磁性液体水平传感器对控制机器人工作状态，使太阳能栅板保持朝向太阳，使抛物天线持续朝向通讯系统中的人造卫星等方面有着重要的应

用。目前国外已研制出单轴、双轴、三轴等类型的磁性液体水平传感器，而我国有关磁性液体传感器的研究尚处于实验和探索阶段。

总而言之，由于磁性液体的独特性能，使得磁性液体水平传感器灵敏度高、精

度高、体积小、耐冲击性能好，不需要其它特殊材料。这些特性正是传统的传感器不可比拟的，也是实际应用对传感器的要求。国外的研究数据及产品应用实际性能指标都证实了磁性液体水平传感器的这些特点。

由于基于磁性液体原理的传感器相当一部分应用于军事领域，解决苛刻条件下的测试问题，因此，公开材料报道很少。

3磁传感器的产业性应用

磁传感器已经在许多领域获得了产业性的应用，每年所需用的磁传感器的总数量以十亿计。仅就日本电子工业振兴协会1992年的统计，1992年共用磁传感器11．08亿只，其中，64％为霍尔器件，主要用于无刷直流电机，32％为磁头，其余的4％用于其它领域。所用的各种磁传感器的数量在各类传感器中居于首位。

3．1电机

无刷电机具有体积小、重量轻、效率高、调速方便、维护少、寿命长、不

产生电磁干扰等一系列优点，年需求量数以亿计。据统计，日本1989年无刷电机的年产量已超过1．6亿台。

在无刷电机中，用磁传感器来作转子磁极位置传感器和定子电枢电流换向器。许多磁传感器，如霍尔器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用，但目前大量使用的，主要是霍尔器件。1992年，由泡特公司研制的大功率直流无刷电机问世，功率可达200kW以上。

电机的转速检测和控制用的旋转编码器，过去多用光编码器。磁编码器的使用显示出越来越多的优点，正在逐渐取代光器件。1990年日本的磁编码器的年销售额已逾250亿日元。使用磁传感器还可以对电机进行过载保护(目前主要用霍尔电流传感器)和对电机进行转矩检测。

3.2电力电子技术

电力电子技术是电力技术和电子技术的结合，可实现交直流电流的互相变换，并可在所需的范围内实现电流、电压和频率的自由调节。采用这些技术和产品，可做成各种特殊电源，(如UPS、高频电源、开关电源、弧焊机逆变电源等)和交流变频器等产品。(交流变频器用于电机调速，节能效果极瘩)；这些变流装置的核心，是大功率半导体器件。以磁传感器为基础的各种电流传感器被用来监测、控制和保护这些大功率器件。霍尔电流传感器响应速度快，且依靠磁场和被控电路精合，不接入主电路、因而功耗低，抗过载能力强，线性好，可靠性高，既可作为大功率器件的过流保护驱动器，又可作为反馈器件，成为自控环路的一个控制环节。使用变流技术可以大量节能，目前国外使用的电能95％是经过变换来使用的，国内变流技术已受到高度重视，但仅5％的电能经过变换，有巨大的应用前景。此

中，可能吸纳大量的电流传感器，是磁传感器的又一巨大的产

业性应用领域。

能源管理

电网的自动检测系统需采集大量的数据，经计算机处理之后，对电网的运行状况实施监控，并进行负载的分配调节和安全保护。自动监控系统的各个控制环节，都可用以磁传感器为基础的电流传感器，互感器等来实施。目前霍尔电流传感器已逐步在电网系统中得到应用。用霍尔器件作成的电度表已从研制逐步转向实用化.用它们可自动计费并可显示功率因数，以便随时进行调整，保证高效用电。

3．4磁信息读写

磁信息记录装置除磁带、磁盘等之外，还有磁卡、磁墨水记录帐册、钞票的磁记等等，对磁信息存储和读出传感器提出了巨大的需求。日本1992年使用的磁头就巳超过3亿只。目前，感应头，薄膜磁阻头，非晶磁头等都获得了大量的使用.随着记录密度的提高，例如高到100G字节，需要更高灵敏度和空间分辨力的磁头。以多层金属薄膜为基础的巨磁阻头、用非晶合金丝制作的非晶合金头、巨磁阻抗头等正展开激烈的竞争。

信息产业还给非晶MancMcci效应的新型文字图形输入装置(Tablet)提供厂广阔的应用前景。IBM预计，在2000年前，个人机的主力机种是笔输入个人机(Pen—Pc)，并宣布要开发这种机型，将传统的个人机的键盘除去。

将有透明感的Tablet面紧靠在液晶电极面上作输入装置，用励碰笔进行文字图形输入，MattEMc么效应非晶TaNet被认为是Tablet的最佳选择.汽车工业

在汽车中，使用大量的电机(高级汽车每辆约需40—60台电机，一般汽车中也有15台，这些电机也呈现出元刷化的趋势)，其中使用磁传感器的数量之大，自不待言。

第二个大量使用磁传感器的汽车装置，是汽车的AE曙(防抱制动系统)。平均每台车要使用4—6只速度传感器、目前使用的主要是感应式速度传感器.新型的霍尔齿轮传感器在逐步推广，此外，威氏器件、非晶器件、磁阻器件等均可能进入这一领域.

第三是汽车发动机系统点火定时用的速度传感器及点火器.目前，这些方面也主要使用感应传感器。霍尔齿轮传感器和霍尔翼片开关已经在一些车型中使用.据霍尼威尔公司报导、截止1996年6月、他们已向汽车工业供应了8000万只霍尔冀片开关和3凹万只霍尔齿轮速度传感器。据预测，未来在一辆汽车中，可用30多只像霍尔传感器那样的磁传感器。3．6工业自动控制、机器人、办公自动化、家用电器及各种安全系统等在这些领域中、除大量使用无刷直流电机，交流变频器等之外、在电冰箱、空调器、电饭堡等装置中，使用了大量的磁性温度控制器，在80年代中期已经超过亿只。

4关于磁传感器产业发展的思考

一个产品要被大量

而长久的使用，必须有优良的性能／价格比。产品的性能稳定和成本下降，只有实现厂规模化的生产才能达到。要大量被采用，需要大量生产去保证供应，大量生产又可保证质量的稳定和成本下降，增强产品的竞争力，二者是相辅相成的。

南京中旭微电子有限公司生产的霍尔集成电路、在实现规模生产前、1993年单位成本还高达5元／只以上．在国内外没有竞争力。当产量上升到100万只/月时成本降到1元／只左右，具备了竞争能力。在产量达到300万只／月之后，一只开关霍尔电路的价格已和一只普通中功率晶体管相近，具有较强的竞争能力，进入了国际市场。

综合起来，可以看出，要实现产业化的生产，首先必须有产业化的应用市场，同时，传感器生产者应具有可满足市场需求的产品，而且，产品的性能／价格比必须能和相同的或具有同样功能参数的产品竞争。在分析国外磁传感器的产业状况的发现，国外生产磁传感器的一些著名的企业，大都是知名大企业中的—‘个组成部份或和大的生产终端产品的企业有着紧密联系的企业。例如IBM、东芝、索尼、松下、Siemens Akt、Honeywell、Akkegro等等.在这些企业中,起码有两点明显的优势：一是研制—生产—使用的紧密结合；另一个就是一旦要迅速扩大生产时、可调动巨大的经济实力给予支持，使产品能占领市场。

从这些情况中可以看到，这些传感器生产厂是面向广阔的产业性应用市场，背靠实力强大的企业集团，可用它们的传感器产品去实现，丰富甚至形成

终端产品的特色，而又从终端产品那里获得广阔的市场.

我国的传感器生产大都在中、小企业中进行，比较分散、且技术经济实力较弱。差不多是有了传感器产品之后再来寻找市场，一旦有厂大量的需求时，又无力迅速扩产，失去占领市场的良机.

在目前条件下，有远见、有实力的终端产品集团，可以从自身的利益出发，考虑去联合、重组、兼并、购买一些小企业，利用它们现有的力量并加以充实、和自己的产品一道去占领这些有吸引力的市场。

2011《机电实务》书本整理重点

2H310000 机电工程技术 2H311000 机电工程专业技术 2H311010 机电工程测量 工程测量包括控制网测量和施工过程控制测量两部分内容。控制网测量是工程施工的先导，施工过程控制测量是施工进行过程的眼睛，两者的目标都是为了保证工程质量。 2H311011 掌握机电工程测量的要求 一、工程测量的原理 （一）测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。 高差法：采用水准仪和水准尺测定待测点与已知点之间的高差，通过计算得到待定点的高程的方法。 仪高法：采用水准仪和水准尺，只需计算一次水准仪的高程，就可以简便地测算几个前视点的高程。（二）基准线测量原理 相邻安装基准点高差应在0.5mm以内。 二、工程测量的程序和方法 （一）工程测量的程序：建立测量控制网→设置纵横中心线→设置标高基准点→设置沉降观测点→安装过程测量控制→实测记录等。 （二）平面控制测量 1、平面控制网建立的测量方法有三角测量法、导线测量法、三边测量法等。 （1）导线测量法的主要技术要求： ·当导线平均边长较短时，应控制导线边数。 ·导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大。 ·当导线网用作首级控制时，应布设成环形网，网内不同环节上的点不宜相距过近。 （2）三边测量的主要技术要求： ·各等级三边网的起始边至最远边之间的三角形个数不宜多余10个。 ·各等级三边网的边长宜近似相等，其组成的各内角应符合规定。 （3）三角测量的网布设，应符合下列要求： ·各等级的首级控制网，宜布设为近似等边三角形的网（锁），其三角形的内角不应小于30°； 当受地形限制时，个别角可放宽，但不应小于25°。 ·加密的控制网，可采用插网、线形网或插点等形式。 2、常用测量仪器 光学经纬仪的主要功能是：测量纵、横轴线（中心线）以及垂直度的控制测量等。 光学经纬仪主要应用于机电工程建（构）筑物建立平面控制网的测量以及厂房（车间）柱安装铅垂度的控制测量，用于测量纵向、横向中心线，建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。 采用全站仪进行水平距离测量，主要应用于建筑工程平面控制网水平距离的测量及测设、安装控制网的测设、建安过程中水平距离的测量等。 （三）高程控制测量 1、高程测量的方法有水准测量法，电磁波测距三角高程测量法。常用水准测量法。 2、高程控制测量等级划分：依次为二三四五等。各等级视需要，均可作为测区的首级高程控制。 3、一个测区及其周围至少应有3个水准点。 4、设备安装过程中，测量时应注意：最好使用一个水准点作为高程起算点。 2H311012 了解机电工程测量的方法 一、设备基础施工的测量方法

机械设计第四章作业

机械设计第四章作业 姓名：学号：成绩： 一、选择题： 1、零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取作为材料的极限。 A.材料的抗拉强度 B.材料的屈服极限 C.材料的疲劳极限 D.屈服极限除以安全系数 2、零件的截面形状一定时，当截面尺寸增大，其疲劳极限将随之。 A,增高B,不变C,降低D,无法判断 3、由试验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。 A.应力幅 B.平均应力 C.应力幅和平均应力 4、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 A,干摩擦B,边界摩擦C,混合摩擦D,液体摩擦 5、现在把研究有关摩擦，磨损与润滑的科学与技术统称为_____。 A 摩擦理论 B 磨损理论 C 润滑理论D摩擦学 6. 两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为______。A液体摩擦B 干摩擦C混合摩擦D边界摩擦 7.为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中________不是正确的措施。 A 合理选择表面粗糙度 B 合理选择润滑油粘度 C 合理选择表面硬度 D合理控制相对滑动速度 8.当压力加大时，润滑油的粘度_____。 A 随之加大 B 随之降低 C 保持不变D升高或降低视润滑油性质而定 9 运动粘度ν的c·g·s制（绝对单位制）单位为_________。 A.m2/s B.斯（St） C.厘泊（cP） D.帕·秒（Pa·s） 10 我国常用的相对粘度（条件粘度）的单位为_________。 A.m2/s B.厘斯（cSt） C.厘泊（cP） D.恩氏粘度（oE） 11 当压力加大时，润滑油的粘度_________。 A随之加大B保持不变C随之减小 D增大还是减小或不变，视润滑油性质而定

七年级科学物质的特性教案1

第4章物质的特性 一、本章的总体安排 本章首先学习物质三态的相互变化，以及在物态变化中所表现出来的一些特性。然后在分子的层面上学习物质的构成，并用分子运动观点解释物态变化现象。同时让学生初步了解物质的溶解性和酸碱性。最后通过比较物质的不同特性的差异，认识物理性质和化学性质。 二、本章教材的特点 1、涉及面较宽 2、突出观察实验 3、注重联系实际 4、注意各领域知识的相互渗透 三、教材分析和教学建议 1.充分利用图片、影象资料增强学生的感性认识 2.充分利用旁白、讨论、阅读进行引导，培养学生的合作能力 3.充分利用教学网、校园网、社区活动来收集资料，增强学生的实践能力 4.充分设计好探究性实验，培养学生自主学习的能力 四．科学方法 1.提出问题是科学研究的起点 2.建立假设是探究的基础 3.实验检验是探究的中心 4.结果（数据）的分析与归纳，作出判断是探究的关键 5.合作与交流是探究的升华 五．教学方法 1.讲授谈话法 2.观察实验法 3.探究讨论法 4.新认知研究性学习法 六．课时安排 第一节熔化和凝固 1．教学目标 了解晶体和非晶体在熔化和凝固时表现的不同点。 能说出几种典型的晶体和非晶体。 掌握晶体熔化和凝固的规律，理解晶体的熔点和凝固点的意义。 能根据有无熔点将固体分为晶体和非晶体。 能说出硫代硫酸钠（海波）和冰的熔点。 能在教师的指导下，根据实验数据做出晶体和非晶体的熔化图像，根据图像叙述晶体和非晶体熔化的特点；

能根据液体凝固的特点，大致做出晶体和非晶体的凝固图像。 2．知识体系 熔化（吸热） 固态液态 凝固（放热） 概念：晶体熔化时的温度 不同晶体有不同的熔点， 熔点熔点是物质的一种特性 冰的熔点为0℃，海波的熔点为48℃ 熔化条件达到熔点 晶体继续吸热 固体常见晶体：海波、冰、石英、金刚石及各种金属非晶体无一定的熔化温度 常见非晶体：沥青、玻璃、松香、橡胶、塑料等3．教学重点 晶体的熔化与凝固 4．教学难点 熔点、凝固点 5．学习准备 在两个玻璃杯里装入一些热水，杯口上放有两只小碟，再将一块奶糖和一块冰块分别放小碟上，通过观察，比较冰块和奶糖 发生的变化（在观察的过程中，可以使用筷子戳冰块和奶糖）。 6．讨论 1．晶体熔化的特点： （1）有一定的熔化温度，即熔化在一定的温度下开始，在一定的温度下结束。

机械设计复习1-4章 (1)

机械设计复习（1-4章） 选择题： 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_(3) (1) 专用零件的部件 (2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以 及尺寸特大或特小的通用零件和部件 (3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件 和部件 (4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8 种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机 发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有____(4)_是专用零件。 (1) 3 种 (2) 4 种 (3) 5 种 (4) 6 种 1.变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意__ (2)___来描述。 (1) 一个 (2) 两个 (3) 三个 (4) 四个 2 零件的工作安全系数为(1)____。 (1) 零件的极限应力比许用应力 (2) 零件的极限应力比零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力 (4) 零件的工作应力比零件的极限应力 3.在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点 (2) 疲劳极限 (3) 强度极限 (4) 弹性极限 4.下列四种叙述中，______是正确的 A. 变应力只能由变载荷产生 B.静载荷不能产生变应力 C.变应力是由静载荷产生 D.变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产生 5.变应力特性可用等五个参数中的任意_______来描述。 A.一个 B. 两个 C.三个 D.四个 6.零件的工作安全系数为_____ 。 A. 节约金属材料 B. 减轻零件重量 C. 减小零件尺寸 D.提高切齿时的刚度 7.在进行疲劳强度计算时，其极限应力材料的__________. A. 屈服极限 B.疲劳极限 C. 强度极限 D.弹性极限。 8. 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_____。 (1) 增高 (2) 不变 (3) 降低 9. 零件的形状，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______。 (1) 较高 (2) 较低 (3) 相同 10零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。 (1)增高 (2) 降低 (3) 不变 (4) 增高或降低视处理方法而定 (3) 在载荷几何形状相同的条件下，钢制零件间的接触应力Ｃ铸铁零件间的接触应力。 A. 小于 B. 等于 C. 大于

浙教版科学7年级上册第四章物质的特性1-4节选择题专项突破(包含答案)

浙教版7年级上册第四章物质的特性1-4节选择题专项突破 一、物质的结构 1.非典时期消毒用的消毒液，是由多种固体和液体物质混合而成的，在配制过程中发现配制前后总体积并不相等，造成这一现象的原因是( ) A. 各种物质分子之间没有空隙，所以混合后总体积不变 B. 各种物质分子之间有空隙，所以混合后总体积减少 C. 各种物质分子之间有空隙，所以混合后总体积增加 D. 固体溶于液体后变成了液体，所以混合后总体积增大 2.下列事例中，不属于分子运动的是( ) A. 打扫室内卫生时，在阳光的照射下，可以看见灰尘飞扬 B. 水蒸发为水蒸气 C. 用食盐将青菜腌制成咸菜 D. 酒香不怕巷子深 3.两块纯净的铅压紧后会结合在一起，而将一块打破的玻璃细心地按原样拼凑，且施加一定的压力， 结果并不能合成一块，其原因是( ) A. 玻璃分子间不存在引力 B. 对接处玻璃分子间距离较大，引力很小 C. 玻璃一旦破了就相互排斥 D. 玻璃分子间的斥力大于引力 4.下列现象中，属于扩散现象的有( ) ①放在盐水中的鸡蛋被腌咸了；②在阳光照射下，看见空气中的尘土飞扬；③糖溶解在水中，使水 变甜；④在显微镜下，观察到水中的微生物在游动 A. ②③ B. ①③ C. ②④ D. 以上都是 5.通常把萝卜腌成咸萝卜需要几天时间，而把萝卜炒成熟的，使之具有相同的咸味，仅需几分钟，造 成这种差别的主要原因是( ) A. 温度低，盐分子就停止了运动 B. 盐的分子太小了，很容易进入萝卜中 C. 萝卜分子间有空隙，易扩散 D. 炒菜时温度高，分子热运动剧烈 6.列关于分子的叙述，正确的是( ) A. 分子是构成物质的一种微粒 B. 分子是构成物质的唯一微粒 C. 分子与分子之间没有空隙 D. 分子是静止不动的微粒 7.科学研究需要进行实验，得到事实，并在此基础上进行必要的推理。因此，在学习科学过程中我们 需要区分事实与推论。则下列表述：①在气体扩散实验中，抽去玻璃板后，红棕色的二氧化氮气体进入到空气中；②在液体扩散实验中，红墨水滴入热水，热水很快变红；③扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动；④温度越高，分子的无规则运动越剧烈。正确的是( ) A. ①②是事实，③④是推论 B. ①②④是事实，③是推论 C. ①是事实，②③④是推论 D. ③④是事实，①②是推论 8.关于黄豆和芝麻混合的实验，下列说法正确的是( ) A. 该实验说明分子之间存在空隙 B. 该实验说明黄豆分子之间存在空隙 C. 该实验是用来模拟两种物质的分子间存在空隙，混合后总体积小于各体积之和 D. 以上说法均不正确 9.如图所示，上、下两个广口瓶分别装有空气和二氧化氮气体，中间用玻璃板隔开，抽去玻璃板后( ) A. 二氧化氮向上方扩散，空气不会向下方扩散 B. 空气向下方扩散，二氧化氮不会向上方扩散

七年级科学上第四章物质的特性

4.1 熔化与凝固 一、教学目标： 1、知识与技能目标 理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。了解物质的固态和液态之间是可以转化的。能判断并例举常见的熔化和凝固现象，明确熔化吸热和凝固放热。 学会根据数据画出图像，并会描述晶体熔化和凝固规律。 了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。 能说出晶体和非晶体熔化时的区别：温度、物质状态，并会例举几种常见晶体与非晶体。会利用熔点和熔化吸热等知识分析解释常见生活现象。 理解熔点是物质的特性之一，能说出海波和冰的熔点。 了解凝固与凝固点，明确凝固是与熔化相反的过程。 2、过程与方法目标 通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件。 了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法。 通过探究活动，使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法。 3、情感、态度与价值观 通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感。 二、教学重点：晶体熔化时吸热但温度保持不变 三、教学难点：实验的观察，分析、处理数据的能力。 四、教学准备：铁架台、酒精灯、烧杯、试管、硫代硫酸钠和松香、手表、火柴、酒精温度计、石棉网、70℃左右的热水、牙签、学生探究报告。 五、教学过程： <一>导入 “寒冬腊月，滴水成冰，春暖花开，冰雪消融”这句话告诉我们什么？ （在学生畅所欲言后，教师归纳） （1）水←→冰；液体←→固体（引入课题：熔化和凝固） （2）液体和固体的相互转变与温度变化有关。 （物质以什么状态存在与温度有关） 设问： （1）物质的熔化和凝固需要什么条件呢？ （2）不同的物质熔化和凝固规律是一样的吗？ <二>新授： 1、学生实验：海波和松香的熔化实验 （说明：第一、二大组做硫代硫酸钠的熔化实验，第三、四大组做松香的熔化实验。其中每四人为一实验小组。） <1>实验前的指导 ①介绍实验的装置（水浴法如下图：） ②简单回顾酒精灯的使用方法 ③提醒学生注意控制水温比硫代硫酸钠或松香高5℃。实验中要注意搅拌，以使它们受热均匀。 ④注意人员分工、合作。（实验时甲、乙、丙、丁4人要有明确的分工：甲负责报时，每半分钟或一分钟报一次时间，乙负责观察温度计的示数和物质的状态变化，每听到甲的一次报

变刚度调平原理

高层建筑有相当比例的上部结构为刚度相对较弱、荷载不均的框剪、框筒结构，其基础采用桩筏、桩箱基础，建成后其沉降呈蝶形分布，桩顶反力呈马鞍形分布。这些工程的基础设计多数沿用传统理念，采用均匀布桩与厚筏（或箱形承台）。 这种传统理念可以概括为四点： 1、基桩的总承载力不小于总荷载，桩群形心与荷载重心重合或接近；即满足力和力矩的平衡。 2、桩的布置大体均匀，有的还主张在角部和边部适当加密；因为 实测桩顶反力角部最大，边部次之，中部最小； 3、沉降量和整体倾斜满足规范要求； 4、筏板厚度在满足抗冲切的前提下随建筑物层数和高度成正比增大，厚度达3-4m者鲜见，或为增加刚度而采用箱形承台； 常规设计计算方法只考虑静力平衡条件，而没有考虑上部结构、筏板、桩土的共同作用。而实际情况中，群桩效应将导致桩的支承刚度由外向内递减；对于框剪、框筒结构，荷载集度是内大外小，而其上部结构的刚度对变形的制约能力相对较弱。若采用传统设计方法，则碟形差异沉降较明显，易引起开裂，影响正常使用的要求。 而采用变刚度调平设计理论调整桩基布置，使得基底反力分布模式与上部结构的荷载分布一致，可减小筏板内力，实现差异沉降、承台(基础)内力和资源消耗的最小化。

二、传统设计理念的盲区 传统设计理念的盲区归纳起来有以下四个方面： 1、设计中过分追求高层建筑基础利用天然地基 将箱基或厚筏应用于荷载与结构刚度极度不均的超高层框筒结构 天然地基，由此导致基础的整体弯矩和挠曲变形过大，差异变形超标，甚至出现基础开裂。 2、桩筏基础中，忽视桩的选型应与结构形式、荷载大小相匹配的原则 将小承载力挤土桩用于大荷载高层建筑的情况，由此导致超规范密布大面积挤土桩，既不能有效减小差异沉降和承台内力，又极易引发成桩质量事故。 3、桩筏基础中，忽视合理利用复合桩基调整刚度分布、减小差异沉降的作用 由于荷载分布不均，布桩必然稀密不一，承台分担荷载作用在疏桩区不予利用，必然导致该部分支承刚度偏高，既不利于调平，又不利于节材。 4、桩筏设计中，对利用筏板刚度“调整荷载、桩反力分布及减小差异沉降”的期望值过高 筏板对调整荷载和桩反力、减小差异沉降可起到一定作用，但这是以高投入为代价，且效果不理想。 三、基本概念

第十六章循环应力

第十六章循环应力 一、教学目标和教学内容 1．教学目标 使学生掌握循环应力概念、表示方法，循环特征，了解在对称循环时材料的疲劳极限和构件的疲劳极限。 2．教学内容 讲解循环应力概念、表示方法，介绍循环特征，计算在对称循环时材料的疲劳极限和构件的疲劳极限（尤其是让学生了解影响构件疲劳强度的三大主要因素）。 二、重点难点 重点：循环应力有关概念。 难点：对于循环应力问题中，材料疲劳强度和构件疲劳强度的联系与区别 三、教学方式 采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。 四、建议学时 3学时 五、讲课提纲 1 、循环应力下构件的疲劳强度 在工程中，某些构件工作时，其应力随时间作用周期性的变化。例如图16.1a 所示的梁，在电动机自重和转子质量偏心所引起的离心力作用下将发生振动。这时梁内任一点的应力将随时间作周期性变化，如图16.1b所示。又如图16.2a 所示的火车轮轴，虽然荷载不变，但由于轴在转动，因此横截面上任一点的应力将随着该点位置的变动而发生周期性变化，如图16.2b所示。 图16.1

上述这些实例中，随时间作周期性变化的应力称为循环应力（Cyclic Stress ），我国又常称为交变应力（Alternative Stress ）。 图16.2 1.1疲劳破坏及其特征 构件在循环应力作用下产生的破坏为疲劳破坏（Fatigue Fracture ）。在循环应力作用下，材料抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度（Fatigue Strength ）。构件在循环应力作用下疲劳破坏与静载下的强度破坏具有本质的差别。实践证明，疲劳破坏具有以下特征： （1） 强度降低 在循环应力下工作的构件，即使其最大应力远底于材料静载时的强度极限，甚至低于屈服极限，但经过长期工作后也会突然断裂。例如用45号钢（非结构钢）制作的构件，承受图16.12b 所示的弯曲循环应力，当最大应力MPa 260max =σ时，约经历710次循环就可能发生断裂而45号钢的屈服极限MPa 350y =σ强度极限MPa 600b =σ。 （2） 脆性破坏 构件在破坏前没有明显的塑性变形，即使塑性较好的材料也会像脆性一样突然发生断裂。 （3） 断口具有一定的特征 疲劳破坏时，构件断口的表面明显地分为两个区域：光滑区域和粗糙区域，如图16.3所示。 图16.3

浙教版科学七年级上册物质的特性(4.1--4.3)同步练习题

物质的特性（4.1--4.3） 一、单选题（共20题；共30分） 1.列关于分子的叙述，正确的是 ( ) A.分子是构成物质的一种微粒 B.分子是构成物质的唯一微粒 C.分子与分子之间没有空隙 D.分子是静止不动的微粒 2.下列关于热现象的说法，正确的是 ( ) A.有的分子之间只有引力，有的分子之间只有斥力 B.在固体中，分子只能在各自的平衡位置附近做微小振动，而气体分子可以在空间中自由移动 C.当物体的温度为0℃时，组成物体的分子就停止热运动 D.液体和气体分子间的排列规律一样 3.下列现象中，属于扩散现象的有 ( ) ①放在盐水中的鸡蛋被腌咸了；②在阳光照射下，看见空气中的尘土飞扬； ③糖溶解在水中，使水变甜；④在显微镜下，观察到水中的微生物在游动 A.②③ B.①③ C.②④ D.以上都是 4.对下列生活中的现象解释错误的是 ( ) 现象解释 A 湿衣服在夏天比在冬天干得快温度升高，分子运动加快 B 50毫升水与50毫升酒精混合后，总体积小于100毫升分子之间有空隙 C 八月桂花飘香分子在不停地运动 D 铅笔芯用了一段时间后会变短说明分子之间有斥力 A.A B.B C.C D.D 5.观察如图所示的四幅图片，能说明分子间有空隙的是 ( ) A.1cm3水中有3.34x 1022个水分子 B.铅板和金板长时间紧压在一起,铅和金会互相渗透 C.酒精与水混合后体积小于原来两者体积之和 D.墨水在热水和冷水中扩散的快慢不同 6.在测量金属块质量的实验中，当天平平衡时，王涛同学正确读得金属块的质量为54.4g，则放在右 盘中的砝码和标尺上游码的位置正确且操作规范的是 ( ) A. B. C. D. 7.一瓶啤酒放在冰箱冷冻室内，里面的啤酒结成冰后把瓶子胀破了，这是因为 ( ) A.啤酒冻结后，质量不变，体积变大了 B.啤酒冻结后，质量变大，体积也变大了 C.啤酒冻结后，质量、体积均不变 D.啤酒冻结后，质量变小，体积也变小了 8.一架天平的称量范围是200克，有四位同学用这架天平称量质量约为150克的物块，测量的结果为 145克，他们加减砝码的步骤不同，其中正确的是(数值表示加减砝码的质量，“↓”表示放入砝码，“↑”表示拿掉砝码) ( ) A.100克↓、20克↓、20克↓、5克↓ B.100克↓、50克↓↑、20克↓、20克↓、5克↓ C.100克↓、50克↓↑、20克↓、20克↓、10克↓↑、5克↓

变刚度调平设计

桩基变刚度调平优化设计 一、概述 高层建筑有相当比例的上部结构为刚度相对较弱、荷载不均的框剪、框筒结构，其基础采用桩筏、桩箱基础，建成后其沉降呈蝶形分布，桩顶反力呈马鞍形分布。这些工程的基础设计多数沿用传统理念，采用均匀布桩与厚筏（或箱形承台）。 这种传统理念可以概括为四点： 1、基桩的总承载力不小于总荷载，桩群形心与荷载重心重合或接近；即满足力和力矩的平衡。 2、桩的布置大体均匀，有的还主张在角部和边部适当加密；因为实测桩顶反力角部最大，边部次之，中部最小； 3、沉降量和整体倾斜满足规范要求； 4、筏板厚度在满足抗冲切的前提下随建筑物层数和高度成正比增大，厚度达3-4m者鲜见，或为增加刚度而采用箱形承台； 常规设计计算方法只考虑静力平衡条件，而没有考虑上部结构、筏板、桩土的共同作用。而实际情况中，群桩效应将导致桩的支承刚度由外向内递减；对于框剪、框筒结构，荷载集度是内大外小，而其上部结构的刚度对变形的制约能力相对较弱。若采用传统设计方法，则碟形差异沉降较明显，易引起开裂，影响正常使用的要求。 而采用变刚度调平设计理论调整桩基布置，使得基底反力分布模式与上部结构的荷载分布一致，可减小筏板内力，实现差异沉降、承台(基础)内力和资源消耗的最小化。 二、传统设计理念的盲区 传统设计理念的盲区归纳起来有以下四个方面： 1、设计中过分追求高层建筑基础利用天然地基 将箱基或厚筏应用于荷载与结构刚度极度不均的超高层框筒结构天然地基，由此导致基础的整体弯矩和挠曲变形过大，差异变形超标，甚至出现基础开裂。 2、桩筏基础中，忽视桩的选型应与结构形式、荷载大小相匹配的原则 将小承载力挤土桩用于大荷载高层建筑的情况，由此导致超规范密布大面积挤土桩，既不能有效减小差异沉降和承台内力，又极易引发成桩质量事故。 3、桩筏基础中，忽视合理利用复合桩基调整刚度分布、减小差异沉降的作用 由于荷载分布不均，布桩必然稀密不一，承台分担荷载作用在疏桩区不予利用，必然导致该部分支承刚度偏高，既不利于调平，又不利于节材。 4、桩筏设计中，对利用筏板刚度“调整荷载、桩反力分布及减小差异沉降”的期望值过高筏板对调整荷载和桩反力、减小差异沉降可起到一定作用，但这是以高投入为代价，且效果不理想。 三、基本概念 住宅建筑多采用剪力墙结构；办公楼等公共高层建筑主要采用框架-核心筒结构，部分采用框架-剪力墙、筒中筒结构、框支剪力墙结构。这两大类结构体系的力学特性有很大差别。第二类结构的整体刚度差，刚度与荷载分布不均，上部结构与基础、基础相互作用特性更复杂。就设计而言，第二类更复杂，工程实际中由于设计不当而引发的问题更多。 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008提出变刚度调平设计理念，其基本思路是： 考虑地基、基础与上部结构的共同作用，对影响沉降变形场的主导因素——桩土支承刚度分布实施调整，“抑强补弱”，促使沉降趋向均匀。具体包括： 1、高层建筑内部的变刚度调平； 2、主裙房间的变刚度调平。

第一章 常用钢轨的化学成分及性能

第一章常用钢轨的化学成分及性能 第一节钢材的性能 常用的金属材料通常分成两类，一类是有色金属，另一类是黑色金属。黑色金属中应用最广的是钢铁产品。钢铁材料是由铁（Fe）和碳（C）两种主要元素组成的合金，含碳量小于0.02％的铁碳合金称为工业纯铁。 一、物理和化学性能 （一）热膨胀性钢材受热时体积膨大的特性称为热膨胀性，通常用线膨胀系数作为衡量热膨胀性的指标。钢材类别不同，线膨胀系数也不同。随着温度升高，线胀系数值增大。 （二）导热性钢材传导热量的性能称为导热性。钢材中的合金元素影响导热性，不锈钢的导热性比低碳钢和低合金钢要差。 （三）导磁性钢材能导磁的性能称为导磁性。钢材中除单相奥氏体钢为无磁钢外，其余均为导磁钢。钢轨焊后中频加热正火处理正是利用了钢轨钢的导磁性能产生涡流加热钢轨。温度高于770℃（居里点）时，导磁性能大大降低。 （四）导电性钢材能够传递电荷的性能称为导电性。通常用电阻系数作为衡量导电性的指标。钢材的电阻系数越大，其导电性越差，电流通过时所产生的热量也越多。钢材的电阻焊接或闪光焊接就是利用了工件端面高电阻产生的热量进行焊接的。 （五）抗氧化性钢材在一定的温度和介质条件下抵抗氧化性的能力称为抗氧化性。抗氧化性差的钢材在高温条件下，很容易被周围介质中的氧所氧化，形成氧化皮，逐渐剥落而损坏。耐热钢具有良好的抗氧化性，不锈钢的抗氧化性最好。 二、机械性能 钢材在一定温度条件和外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为机械性能，或称为力学性能。常规机械性能主要包括强度、塑性、硬度和韧性等；高温机械性能还包括抗蠕变性能、特久强度和瞬时强度以及热疲劳性能等；低温机械性能还包括脆性转变温度等。 （一）强度和塑性 强度有静强度和疲劳强度之分。静强度是钢材在缓慢加载的静力作用下，抵抗变形和断裂的能力。疲劳强度是钢材在交变载荷作用下，经过无数次循环交变载荷而不产生裂纹或断裂的能力。钢轨焊接接头的静弯实验(TB/T 1632.1-2005)，是检查接头的静强度；而接头的疲劳强度试验(TB/T 1632.1-2005)是检查疲劳强度的指标。 常用的强度指标有屈服极限（即屈服点或屈服强度）、强度极限（即抗拉强度）和疲劳极限等。塑性是指钢材在外力作用下产生塑性变性能力。常用的塑性指标有延伸率和断面收缩率，以及冷弯角等。钢材的强度和塑性指标，可通过拉伸试验(GB/T 228-2002 equ ISO 6892:1998)及弯曲试验(GB/T 228-1999 equ ISO 7438:1985)而获得。 1. 低碳钢拉伸试验

物质的特性知识点

浙教版七年级上科学第四章《物质的特性》知识点 第一节物质的构成 1、定义：分子是构成物质的一种微粒。 2、性质：（1）分子很小。（2）分子之间存在空隙。（3）分子不停的做无规则运动。 （4）构成物质的分子间存在引力和斥力。 3、气体分子之间空隙最大，液体分子次之，固体分子之间间隙比较小。 4、扩散现象说明了一切分子都在不停的做无规则运动，还能说明分子之间有空隙。 分子的运动与温度有关，所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。 物体的温度越高，分子的热运动越剧烈。 5、蒸发的微观解释：处于液体表面的分子由于运动要离开液面的过程，温度越高，分子运动越剧烈， 越容易离开液面。 6、用分子的观点解释水蒸气容易被压缩，而水和冰并不容易压缩：水蒸气、水和冰都是由分子构成的， 但水分子之间间隙差别较大，水蒸气的水分子之间的间隙较大，而水和冰的水分子之间间隙很小，所以水蒸气易被压缩，而水和冰不易被压缩。 第二节质量的测量 1、一切物体都是由物质组成。物体所含物质的多少叫质量。物体的质量是由物体本身决定的。它不随温度、位置、形状、状态的变化而改变。 2、国际上质量的主单位是千克，单位符号是Kg。 其他单位有吨(t)、克(g)、毫克(mg)。 1吨=1000千克 1千克=1000克=106毫克 一个鸡蛋的质量约为50g，一个苹果的质量约为150g， 成人：50Kg—60Kg，大象6t；一只公鸡2Kg，一个铅球的质量约为4Kg。 3、测量质量常用的工具有电子秤、杆秤、磅秤等（弹簧秤不是测量质量的工具）。 实验室中常用托盘天平测量质量。 4、托盘天平的基本构造是： 分度盘、指针、托盘、横梁标尺、游码、砝码、底座、平衡螺母 5、在使用托盘天平时需要注意哪些事项： ①放平：将托盘天平放在水平桌面上。 ②调平：将游码拨至“0”刻度线处，调节平衡螺母，使指针对准分度盘零刻度线或指针在中央刻度线左右小范围等幅摆动。（判断天平是否平衡的依据） 当指针偏左时应当如何调节平衡螺母？把左端的平衡螺母或右端的平衡螺母向右移 ①称量：左盘物体质量=右盘砝码总质量+游码指示的质量值 （游码以左端刻度线为准，注意每一小格代表多少克） 加砝码时，先估测，用镊子由大加到小，并调节游码直至天平平衡。 用已经调平的天平测量物体时如果称量过程中，指针偏左，说明左盘重，此时要向右盘加砝码或是向右移动游码，如果是指针偏右，则要减砝码。 注意：不可把潮湿的物品或化学药品直接放在天平左盘上（可在两个盘中都垫上大小质量相同的两张纸或两个玻璃器皿）。 ⑤整理器材：用镊子将砝码放回砝码盒中，游码移回“0”刻度线处。（向左移动） 思考：有位粗心的同学错将物体放在右盘，砝码放在左盘，问，此时物体的质量如何求算？ 将上述公式变为右盘物体质量=左盘砝码总质量-游码指示的质量值 若砝码磨损了，测量结果比真实值偏大，如果砝码生锈了，则测量值比真实值偏小。 第三节物质的密度 1、密度定义：单位体积的某种物质的质量叫做该物质的密度。

变刚度复合材料板弹簧及其刚度控制方法与设计方案

图片简介: 本技术涉及一种变刚度复合材料板弹簧，其包括一纤维增强树脂基复合材料板弹簧体，所述板弹簧体内部植入采用形状记忆合金制作的增强纤维；所述形状记忆合金的增强纤维单独或者与发热元件共同组成刚度驱动器。本技术的变刚度复合材料板弹簧将形状记忆合金作为刚度驱动器植入复合材料板弹簧中，并设计配套的加热装置；车载传感及控制系统根据当前驾驶模式的具体需求，对加热装置输出相应指令；加热装置根据指令对形状记忆合金加热，使形状记忆合金的弹性模量按照预定要求变化，最终实现复合材料板弹簧总成刚度在具体驾驶模式下的匹配控制。 技术要求 1.一种变刚度复合材料板弹簧，其特征在于：包括一纤维增强树脂基复合材料板弹簧体，所述板弹簧体内部植入采用形状记忆合金制作的增强纤维；所形状记忆合金的增强纤维 单独或者与发热元件共同组成刚度驱动器。 2.如权利要求1所述的变刚度复合材料板弹簧，其特征在于：所述板弹簧体采用纤维增强树脂基复合材料制作。

3.如权利要求1所述的变刚度复合材料板弹簧，其特征在于：所述增强纤维排布方向与板弹簧体的长度方向一致或呈一定的角度；所述增强纤维连续不断，其两端和车载电源组成导电回路。 4.如权利要求1所述的变刚度复合材料板弹簧，其特征在于：所述板弹簧体两端设有接头螺栓；所述刚度驱动器通过接头螺栓和板弹簧体自身树脂的粘接作用来固定和约束。 5.如权利要求2所述的变刚度复合材料板弹簧，其特征在于：所述刚度驱动器采用如下方法得到：将连续的采用形状记忆合金制作的增强纤维布置在铺层上，并使增强纤维在接头螺栓的钻孔区域转向；在簧身固化成型后，通过接头螺栓及树脂粘接作用实现增强纤维的固定；复合材料板弹簧成型模具中设置形状记忆合金的引出空间，使刚度驱动器与外接电源的连接。 6.一种变刚度复合材料板弹簧的刚度控制方法，其特征在于：包括如下步骤： 1)，将刚度驱动器接口与车载电源连接，即与车载电源、车载传感及控制系统构成悬架刚度的主动控制系统； 2)，在汽车行驶过程中，车载传感系统采集汽车的行驶状态参数并将信息传输给车载控制系统； 3)，车载控制系统根据车载传感系统提供的信息，按照预定的控制策略对车载电源输出相应指令； 4)，车载电源根据车载控制系统的指令对复合材料板弹簧内部的刚度驱动器通电加热，刚度驱动器温度达到所需范围后，内部的形状记忆合金发生相变并改变弹性模量，实现复合材料板弹簧刚度在具体工况下的匹配控制。 7.如权利要求7所述的变刚度复合材料板弹簧的刚度控制方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述行驶状态参数包括车身加速度、悬架动行程及轮胎动载荷，主动控制系统通过信号处理系统对采集到的状态信号进行滤波、放大等信号处理操作；同时，由车载路面识别系统对汽车行驶路面进行识别。

(word完整版)2018年秋七年级科学上册浙教版习题：第4章物质的特性章末复习(二)

2018 年秋七年级科学上册浙教版习题：第 4章物质的特性章末复习（二） 章末复习（二） 01 考点追踪 考点1物态变化的识别 【例1】（重庆中考） 如图所示的四种现象中，其物态变化属于液化的是 （ ） 是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶，属于凝华现象。 【答案】C 【方法归纳】在判断物态变化时首先要准确判断出该过程物质的初态和末态, 根据物 质前后的变化从固态T液态T气态是吸热过程，从气态T液态T固态是放热过程。 针对训练 1. （黑河中考）下列各种现象，需要放出热量的是（）［来源学” A .北方冬天户外冰冻的衣服变干 B .春天冰雪消融 C.用电吹风将湿头发吹干 D .深秋，清晨草地上出现霜 2. （河南中考）生活中我们常看到白气”下列有关白气”形成的说法中正确的是（） A .文艺演出时舞台上经常施放白气”，这是干冰在常温下的升华现象 B .夏天从冰箱取出的冰棍周围冒白气”这是空气中水蒸气的凝华现象 C.深秋淸晨的河面上经常出现白气”这是河面上水蒸气的汽化现象 D .冬天水烧开后壶嘴处喷出白气”这是壶嘴喷出水蒸气的液化现象 3. _____________ （常州中考）2014年11月，溧阳某钢铁厂液氧塔发生泄漏。消防队员赶赴现场，发现泄漏点周围雪花飘飘。雪花的形成是_ （填物态变化名称）过程，需________ （填吸”或放”热。消防队员用湿棉布捂在泄漏口，借助 水的________ （填物态变化名称）止住泄漏。 考点2晶体、非晶体熔化和凝固图像的理解 【解析】冰雪遇暖消融，由固态变成液态, C.电熨斗冒出白雾 属于熔化现象；露珠逐渐消失, 电熨斗冒出白雾”是电熨斗内冒出来的温度较高的水蒸气遇冷凝结成的小水滴, D .树枝上形成雾淞” 水珠变成水蒸气，属于汽化现象； 属于液化现象；树枝上形成雾淞” A、C选项有温度保持不变的直线，所以A、C是晶体；图像 断吸收热量，温度上升，是非晶体的熔化图像。图像D不断放出热量，温度降低，是非晶体凝固图像。 【答案】B 【方法归纳】判断物质是晶体还是非晶体时首先看物质的凝固或熔化图像，凝固时温度随时间增大而减小, 熔化时温度随时间增大而增大, 若物质是晶体，图像中会有一段温度随时间增大而不变的过程，非晶体图像则没有。 针对训练 4.小明对冰加热，冰熔化成水直至沸腾。在此过程中，他通过测量绘制了温度随时间变化的图像，如图所示。关于图像下列分析不正确的是（） A .图像中的BC段表示冰的熔化过程 C.水升温比冰慢，说明水的比热容比冰小 B .冰有一定的熔点，说明冰是晶体 D .水沸腾时温度不变，但沸腾需要吸热 [来源:Z,xx,] 再根据各物态变化的概念解题, A ?冰雪遇暖消融B.露珠逐渐消失 【解析】沥青是非晶体。根据图像可知,

习题课

习题 一、选择题 2-1．下列四种叙述中，___D_____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r 为____D____。 A ．0.24 B ．–0.24 C ．4.17 D ．–4.17 2-3.应力的变化规律如题2-2图所示，则应力副a σ和平均应力m σ分别为___B____。 A ．a σ = 80.6 MPa ，m σ= 49.4 MPa B ．a σ = 80.6 MPa ， m σ= -49.4 MPa C ．a σ = 49.4 MPa ， m σ= -80.6 MPa D ．a σ= -49.4 MPa ， m σ= -80.6 MPa 2-4. 变应力特性可用max σ、min σ、m σ、a σ和r 五个参数中的任意_B_______来描述。 A ．一个 B ．两个 C ．三个 D ．四个 2-5．零件的工作安全系数为___C_____。 A ．零件的极限应力比许用应力 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工作应力 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____C____。 A ．σ≤][σ，τ≤][τ 或 σS ≤σ][S ，τS ≤τ][S B ．σ≥][σ，τ≥][τ 或 σS ≥σ][S , τS ≥τ][S C ．σ≤][σ，τ≤][τ 或 σS ≥σ][S , τS ≥τ][S D ．σ≥][σ，τ≥][τ 或 σS ≤σ][S , τS ≤τ][S 2-7．在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____B____。 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1-σ=270MPa ，疲劳曲线方程的幂指数m = 9，应力循环基数N 0 =5×106 次，当实际应力循环次数N =104 次时，有限寿命疲劳极限为___A_____MPa 。 A ．539 B ．135 C ．175 D ． 417 题 2-2 图

一年级科学发现物体的特征

我们周围的物体 １、《发现物体的特征》 【教学目标】 １。科学概念目标我们的周围存在着很多物体,物体具有形状，大小，轻重等特征。 2。科学探究目标用各种感官观察和描述不同的物体. 用两两对比的方法对物体进行观察。 3。科学态度目标愿意倾听他们的意见，乐于讲述自己的观点;乐于小组合作探究学习。 4．科学、技术、社会与环境目标感受到生活中有各种各样的物体,它们具有一定的特征，可以满足不同的需要。 【教学重难点】 1.教学重点:能较准确地描述出物体的特征. 2。教学难点:用两两对比的方法对物体进行观察。 【教学准备】 1.小组:玻璃珠、螺母、乒乓球、橡皮、泡沫块、纸片、木块、一次性塑料杯每组一套 2．全班:《发现物体的特征》班级记录表 3.个人:“轻重”两字打印 【教学过程】 一、聚焦 １.教师随便拿起粉笔、课本等,告诉学生这就是物体，并板书“物体”。 2.提问:我们周围还有些什么物体?你会怎样描述它?(比如铅笔细长,橡皮白色,桌子很大等） 3.学生自由描述,教师随机板书，记录学生交流产生的词汇或短语。二、探索１:单个物体观察 １、认识几种常见的物体 2、组长领取实验器材,组员每人选择一种物体进行观察。 3、组织交流:怎么观察,发现什么特征?(板书揭题:发现物体的特征）

三、探索2:两个物体比较观察 1。在学生发言的基础上，介绍主要观察方法和能观察到的对应特征。看一看：颜色、形状、厚薄、是否透明、是否可见、是否流动等闻一闻：气味摸一摸：粗糙程度、厚薄等掂一掂:轻重 [说明:观察方法后的特征不要求全部罗列,只要根据学生认知程度的基础上概括就可以了.活动手册最后一面没有“轻重”,老师可以提前做好打印,分发给学生 2．活动手册指导说明翻开活动手册第１面，要求学生先写上日期，再说明“水"和“空气”这两列以后再补充,然后指导贴图,并提示可以更改物体的名称,把“木块"改成自己观察的其他物体。 3。强调活动要求:小组合作,比较观察。扶:抽2个学生进行对比观察演示,并指导粘贴或书写记录。 ４.学生进行对比观察和记录。 ２、谁轻谁重 【教学目标】科学知识概念目标质量是物体的基本特征之一并且可以被测量。科学探究目标 １.用掂量、称量等测量方法可以比较物体的轻重，不同的方法可能导致比较结果的准确程度不同。 ２.轻重和大小适当的物体可作为称量的标准物。科学态度目标发展进一步研究物体的兴趣和愿望。科学技术、社会与环境目标认识到掂量、称量等方法的准确程度不同。 【教学重难点】 重点:１．质量是物体的基本特征之一，并且可以被测量；2．用掂量、称量等测量方法可以比较物体的轻重，不同的方法可能导致比较结果的准确程度不同。难点:用称量的办法进行测量并记录 【器材准备】乒乓球、相同大小的木块和塑料块、相同材质和形状的小橡皮和大橡皮、简易天平1台(含称量盘)、同样大小的回形针若干、学生活动手册每组3条记录单、班级记录单 【教学过程】

第七节 载荷和应力的分类

第七节 载荷和应力的分类 一、载荷分类 作用在机械零件上的载荷可分为静载荷和变载荷两类。不随时间变化或变化较缓慢的载荷称为静载荷。随时间变化的载荷称为变载荷。 在设计计算中，还常把载荷分为名义载荷与计算载荷。根据额定功率用力学公式计算出作用在零件上的载荷称为名义载荷，它没有反映载荷随时间作用的不均匀性、载荷在零件上分布的不均匀性及其它影响零件受载等因素。因此，常用载荷系数K 来考虑这些因素的综合影响。载荷系数K 与名义载荷的乘积即称为计算载荷。 二、应力分类 按应力随时间变化的特性不同，可分为静应力和变应力。不随时间变化或变化缓慢的应力称为静应力（见图1–2a ）。随时间变化的应力称为变应力（见图1–2b 、c 、d ）。绝大多数机械零件都是处于变应力状态下工作的。 a) b) c) d) 图1-2 静应力及边应力 a)静应力 b)稳定循环变应力 c)不稳定循环变应力 d)随机变应力 变应力可分为稳定循环变应力（见图1–2b ）、不稳定循环变应力（见图1–2c ）及随机变应力（见图1–2d ）。瞬时作用的过载或冲击所产生的应力称为尖峰应力（见图1–2d ）。 稳定循环变应力的类型是多种多样的，但归纳起来有如图1–3所示的三种基本类型：（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。 为了表示稳定循环变应力状况，引入下列变应力参数：s max –––变应力最大值；s min ––––变应力最小值；s m –––平均应力；s a –––应力幅；r –––循环特性。

如图1–3所示可知，s max=s m+s a；s min=s m–s a；s m=(s max+s min)/2；s a=(s max–s min)/2；r=s min/s max=(s m–s a)/(s m+s a)。当r=+1时，表明s max=s min，即为静应力；当r=–1时，表明s max 与s min的数值相等但符号（即方向）相反，这类应力称为对称循环变应力；当r=0时，即s min=0，s m=s a=s max/2，这类应力称为脉动循环变应力。当r为任意值为（即r1+1、–1、0），这类应力统称为非对称循环变应力（见图1–3a）。 a) b) c)图1-3 稳定循环变应力 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 通常在设计时，对于应力变化次数较少（例如在整个使用寿命期间应力变化次数小于103的通用零件）的变应力，可近似地按静应力处理。 变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产生。在静载荷作用下产生变应力的例子如图1–4所示，图示为转轴和滚动轴承a点的应力变化。 图1–4 在静载荷作用下产生变应力的例子 零件的失效形式与材料的极限应力及零件工作时的应力类型有关。在进行强度计算时，首先要弄清楚零件所受应力的类型。