第一章聚合物材料的结构

《高分子材料化学与物理》考试大纲该科目考试分两个部分：高分子材料化学和高分子物理，每部分75分。

高分子材料化学部分

高分子物理

考试形式和试卷结构

一、试卷满分及考试时间

试卷满分为75分，考试时间为分钟．二、答题方式

答题方式为闭卷、笔试．

三、试卷内容结构

四、试卷题型结构

名词解释及简答题

解答题（包括证明题）

考试内容

聚合物材料的结构特点

1. 掌握高分子链结构的特点

2. 理解高分子链结构的内容构造; 构型; 构象; 结构单元; 结构单元的键接结构; 支化度; 交联度; 嵌段数; 序列长度; 旋光异构; 几何异构等概念;

3. 理解高分子链的远程结构分子的大小; 内旋转构象链段; 静态柔顺性; 动态柔顺性等概念;

4. 了解高分子链的构象统计方法；掌握末端距; 均方末端距; 均方根末端距; 均方均方末端距; θ条件; 无扰尺寸A; Kuhn链段长度l e; 极限特征比C ; 均方旋转半径; 无规线团的形状等概念;

了解和掌握高分子的聚集态结构内容，包括：

1. 高聚物分子间的作用力内聚能密度;

2. 高聚物结晶的结构和形态聚合物结晶模型; 晶态结构模型; 非晶态模型;

3. 高分子的结晶过程结晶度; 结晶动力学; 晶体生长; 半结晶期;

4. 结晶热力学熔限;

5. 聚合物的取向态结构取向度;

6. 了解高分子液晶及应用性能，如热致型液晶; 溶致型液晶; 高分子液晶的结构; 高分子液晶相变;

掌握高分子的分子运动特点及特点，包括：

1. 高聚物分子运动的特点高分子分子运动现象; 运动单元的多样性; 高分子运动的时间依赖性; 高分子运动的温度依赖性;

2. 高聚物的次级松弛

3. 高聚物的玻璃化转变聚合物的玻璃化转变理论; 影响T g的结构因素及改变T g手段

4. 晶态高聚物的分子运动

5. 高聚物的粘性流动高分子粘性流动的特性; 牛顿流体; 非牛顿流体; 高分子流动理论

6. 高分子粘度测试技术

掌握和了解高分子溶液热力学基础知识和概念，主要内容包括：

1．溶液：理想溶液; 无热溶液; 正规溶液; 非正规溶液(或真实溶液);θ溶液;

2．高分子溶液溶度参数;

3．柔性链高分子溶液热力学

4．高分子稀溶液理论

5．高分子浓溶液

6．高分子在溶液中的扩散扩散系数;

7．高分子在溶液中的粘性流动粘度; 特性粘数;

掌握高分子的分子量及其分布概念及典型的实验技术，包括：

1．高分子分子量的统计意义;常用统计平均分子量;

2．高分子分子量的测定技术端基分析法; 沸点升高和冰点降低; 气相渗透压（VPO）; 渗透压;

3．高分子的分子量分布及其研究方法高分子溶液的相分离; 实验测试技术; 凝胶渗透色谱技术（GPC）

掌握和了解聚合物的力学性能及其特点等，包括：

1．描述力学行为的基本物理量高聚物力学性能的特点;

2．高聚物的高弹性平衡态高弹形变的热力学分析; 平衡态高弹形变的统计理论;

3．高聚物的粘弹性蠕变; 应力松弛; 粘弹性的模型描述; Maxwell模型（应力松弛），Kelvin (V oigt)模型（蠕变），松弛时间和推迟时间谱; 时温等效与转换;

4. 高聚物的塑性和屈服材料的分类; 高聚物屈服点; 冷拉与成颈; 非晶态高聚物、晶态高聚物、球晶拉伸过程片晶的变形; 银纹现象;

《材料结构与性能》习题

《材料结构与性能》习题 第一章 1、一 25cm长的圆杆，直径 2.5mm，承受的轴向拉力4500N。如直径拉细成 2.4mm，问： 1)设拉伸变形后，圆杆的体积维持不变，求拉伸后的长度； 2)在此拉力下的真应力和真应变； 3)在此拉力下的名义应力和名义应变。 比较以上计算结果并讨论之。 2、举一晶系，存在S14。 3、求图 1.27 所示一均一材料试样上的 A 点处的应力场和应变场。 4、一陶瓷含体积百分比为95%的 Al 2O（3 E=380GPa）和 5%的玻璃相（ E=84GPa），计算上限及下限弹性模量。如该陶瓷含有5%的气孔，估算其上限及下限弹性模量。 5、画两个曲线图，分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的 关系。并注出： t=0,t= ∞以及 t= τε（或τσ）时的纵坐标。 6、一 Al 2O3晶体圆柱（图1.28 ），直径 3mm，受轴向拉力 F ，如临界抗剪强度τ c=130MPa，求沿图中所示之一固定滑移系统时，所需之必要的拉力值。同时 计算在滑移面上的法向应力。

第二章 1、求融熔石英的结合强度，设估计的表面能为 1.75J/m 2；Si-O 的平衡原子间距为 1.6 ×10-8 cm；弹性模量值从60 到 75GPa。 2、融熔石英玻璃的性能参数为：E=73GPa；γ =1.56J/m 2；理论强度。如材料中存在最大长度为的内裂，且此内裂垂直于作用力的方向，计算由此而导致的强度折减系数。 3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式： 与 是一回事。

4、一陶瓷三点弯曲试件，在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图 2.41所示。如果 E=380GPa，μ =0.24 ，求 KⅠc值，设极限载荷达50 ㎏。计算此材料的断裂表面能。 5、一钢板受有长向拉应力350 MPa，如在材料中有一垂直于拉应力方向的 中心穿透缺陷，长 8mm（=2c）。此钢材的屈服强度为 1400MPa，计算塑性区尺 寸 r 0及其与裂缝半长 c 的比值。讨论用此试件来求 KⅠc值的可能性。 6、一陶瓷零件上有以垂直于拉应力的边裂，如边裂长度为：①2mm；②0.049mm；③ 2μ m，分别求上述三种情况下的临界应力。设此材料的断裂韧性为 2 1.62 MPa〃m。讨论诸结果。 7、画出作用力与预期寿命之间的关系曲线。材料系ZTA陶瓷零件，温度在 2 ，慢裂纹扩展指数-40 ，Y 取π 。设保 900℃， KⅠc为 10MPa〃m N=40，常数 A=10 证实验应力取作用力的两倍。 8、按照本章图 2.28 所示透明氧化铝陶瓷的强度与气孔率的关系图，求出经验公式。 9、弯曲强度数据为： 782，784，866，884，884，890，915，922，922，927，942， 944，1012 以及 1023MPa。求两参数韦伯模量数和求三参数韦伯模量数。 第三章 1、计算室温（ 298K）及高温（ 1273K）时莫来石瓷的摩尔热容值，并请和安杜龙—伯蒂规律计算的结果比较。 2、请证明固体材料的热膨胀系数不因内含均匀分散的气孔而改变。

建筑结构概论

【建筑结构概论】 【Architectural Structure Conspectus】 一．基本信息 课程代码：【b0321116】 课程学分：【2 】 面向专业：【环境艺术设计专业】 课程性质：【学科基础必修课】 开课院系：艺术设计系 使用教材：主教材【建筑结构概论庄艳自编教材】 辅助教材【同上】 参考教材【基本体系概念】 先修课程：【无】 并修课程：【建筑设计与原理】 后续课程：【建筑设备】【建筑装修材料与构造】【建筑设计与原理】 二．课程简介 本课程是环境艺术设计专业的一门实践性很强的学科基础课。它的任务是使学生掌握结构力学的基本概念、建筑结构认识和在环境艺术设计中必备的结构安全的知识，是从事室内设计、装修施工管理的应用型专门人才必须具备的基础知识和基本能力。 三. 选课建议 本课程适于环境艺术设计专业本科学生第三学期学习。 四．课程基本要求 1.掌握基本的结构受力分析。 2.掌握建筑结构类型及其特点。 3.掌握钢筋混凝土、砌体结构的基本理论和建筑结构的结构布置、受力特点，具备初步确定 承重构件受力特点和断面尺寸的估算方法。 4.掌握结构安全的知识，具备在室内设计及环境小品设计中解决设计中结构问题的能力。 五．课程内容 第一章绪论 深入理解建筑结构的定义与功能；理解建筑结构、建筑力学与建筑装饰工程的关系。 掌握建筑结构的定义与功能，了解建筑结构、建筑材料与建筑技术三者之间的发展关系，了解建筑力学的任务和主要内容。掌握该课程的学习方法。 第二章建筑力学与建筑结构基础 理解静力学基本知识；深入理解建筑力学的基本知识；理解建筑结构的特点及功能要求、建筑结构传力路线及建筑结构构成。 深入理解荷载及荷载分类，理解常见的约束类型；深入理解杆件、内力与应力结构的特点；了解结构的极限状态；理解建筑结构传力路线及建筑结构构成。 第三章骨架结构 掌握混凝土的力学性能；了解钢筋种类及力学性能钢筋与混凝土的粘结和锚固受弯构件；了解各类钢筋混凝土基本构件的荷载、内力分析、弯矩图、剪力图；掌握凸阳台的结构布置，了解预应力混凝土预加应力的方法；会各类钢筋混凝土基本构件的断面尺寸的确定。掌握梁板布置原则、板的类型，梁的配筋、梁、板、柱混凝土保护层。 第四章建筑结构的类型 掌握建筑结构的类型；掌握各种承重类型的建筑的特点和适用范围；掌握各类型建筑的受力特征；了解筒体结构的结构形式。熟练掌握砖混合结构的承重墙和非承重墙的设计要求；重点掌握砖混结构各种承重方案的特点和适用范围。 第五章木结构与钢结构

第一章 材料结构和晶体结构

第一章材料结构和晶体结构 考点一：结合键 决定了材料的性能。 结合键的分类 共价键、离子键和金属键的概念 对性能的影响 结合键的分类 一次键——通过电子的转移或共享使原子结合的键。结合力较强。离子键、共价键、金属键。二次键——通过偶极吸引力使原子结合的键。结合力较弱。氢键、范德瓦尔斯键 混合键 确定结合键类型的因素 电负性和两种元素电负性的差值是确定成键类型重要因素之一 ＥＮ↑金属元素与非金属元素之间倾向以离子键结合 △ＥＮ↓ 电负性相同或相近的非金属元素之间倾向以共价键结合 电负性相同或相近的金属元素之间以金属键结合 电负性（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｅｇａｔｉｖｉｔｙ，ＥＮ）：获得或吸引电子的相对倾向。离子键、共价键和金属键的概念 １．离子键———通过正负离子间静电作用所形成的结合键。（ＮａＣｌ、ＭｇＯ…）２．共价键———通过共用自旋相反的电子对使原子结合的结合键。（金刚石） ３．金属键———通过正离子与自由电子之间相互吸引力使原子结合的结合键。 例1：简答题简述原子分子间４种结合键各自的特点，并从结合键角度讨论力学性能性能 例2：简答题原子间有几种结合键？各自的特点如何？从结合键角度讨论金属的力学性能 例3：简答题试从结合键角度讨论一般情况下金属材料比陶瓷材料表现出更高塑性或延 展性的原因 考点二：晶体与非晶体 概念主要差别 概念 １．晶体———原子（分子或离子）在空间按照一定规律周期性重复排列的固体． ２．非晶体———内部原子的排列是无序的，或不存在长程有序排列的固体． 例1 名词解释：晶体

例2 填空：晶体宏观对称的要素是：（１）对称中心，（２）对称轴，（３）对称面，（４）旋转反伸轴，（５）旋转反映轴 晶体与非晶体性能的主要区别 晶体：有确定熔点单晶体各向异性多晶体各向同性 非晶体：无确定熔点各向同性 非晶体的本质是过冷液体 例3 判断：在熔化过程中，非晶态材料不同于晶态材料的最主要特点是其没有一个固定 的熔点 考点三：空间点阵和晶体结构 晶体结构、点阵、晶格、晶胞的概念 空间点阵的选取原则 晶胞选取原则 点阵和晶体结构的区别 概念 晶体结构：指的是晶体中原子（离子或分子）在三维空间的具体排列。在实际的晶体中，这种排列有无限多种。这给我们的研究带来麻烦。 怎样来研究晶体？———抽象 晶体→点阵→晶格→晶胞 空间点阵———晶体中的等同点在空间有规则的周期性重复排列的阵列。 晶格———连接晶体点阵中阵点的几组相交平行线构成的空间格架。 晶胞———构成晶格的最小单元。 结构基元的选择满足四个相同条件 化学成分相同、空间结构相同、排列取向相同、周围环境相同 （ａ）直线上等间距排列的原子。许多单质晶体中在某一方向上原子常按此排列。例如金属铜中原子密排列的方向就是这样排列 （ｂ）为层型石墨中某些方向上碳原子排列的情况，两个原子组成一个基元 （ｃ）硒晶体中链型硒分子按螺旋型周期排列情况，三个原子组成一个基元 硒的化学组成的基本单位为Ｓｅ，而螺旋形排列的硒链的结构单元为三个硒原子 （ｄ）ＮａＣｌ晶体中一些晶棱上原子的排列，结构基元为相邻的一个Ｎａ＋和一个Ｃｌ—晶体结构的一个显著特点：周期性 可简单地将晶体结构示意表示为晶体结构＝点阵＋结构基元 晶胞：构成晶格的最基本单元称为晶胞。 显示系统所有特征的体积单元 晶胞选取的一般原则： （１）尽可能高的对称性 （２）尽可能多的直角 （３）尽可能小的体积 晶胞的选取不是唯一的 表征晶胞形状和大小的六个参量abc

材料结构与性能试题及详细答案

一、名词解释（分） 原子半径，电负性，相变增韧、气团 原子半径：按照量子力学地观点，电子在核外运动没有固定地轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定地半径.根据原子间作用力地不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径.通常把统和双原子分子中相邻两原子地核间距地一半，即共价键键长地一半，称作该原子地共价半径（）；金属单质晶体中相邻原子核间距地一半称为金属半径（）；范德瓦尔斯半径（）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引地两相邻原子核间距地一半，如稀有气体.资料个人收集整理，勿做商业用途 电负性：等人精确理论定义电负性为化学势地负值，是体系外势场不变地条件下电子地总能量对总电子数地变化率.资料个人收集整理，勿做商业用途 相变增韧：相变增韧是由含地陶瓷通过应力诱发四方相（相）向单斜相（相）转变而引起地韧性增加.当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成地较大应力场将会诱发其周围亚稳向稳定转变，这种转变为马氏体转变，将产生近地体积膨胀和地剪切应变，对裂纹周围地基体产生压应力，阻碍裂纹扩展.而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性.资料个人收集整理，勿做商业用途 气团：晶体中地扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用地结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别.这种不均匀分布地溶质原子具有阻碍位错运动地作用，也成为气团.资料个人收集整理，勿做商业用途 二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用.（分） 答：从交互做作用地性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类.弹性交互作用：位错与溶质原子地交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起地弹性畸变与位错间地弹性交互作用.形成气团，甚至气团对晶体起到强化作用.弹性交互作用地另一种情况是溶质原子核基体地弹性模量不同而产生地交互作用.资料个人收集整理，勿做商业用途 化学交互作用：基体晶体中地扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用地结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别，具有阻碍位错运动地作用.资料个人收集整理，勿做商业用途 静电交互作用：晶体中地位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子地费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分地费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用.资料个人收集整理，勿做商业用途 三、简述点缺陷地特点和种类，与合金地性能有什么关系（分） 答：点缺陷对晶体结构地干扰作用仅波及几个原子间距范围地缺陷.它地尺寸在所有方向上均很小.其中最基本地点缺陷是点阵空位和间隙原子.此外，还有杂质原子、离子晶体中地非化学计量缺陷和半导体材料中地电子缺陷等.资料个人收集整理，勿做商业用途 在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大.另外，点缺陷与合金力学性能之间地关系主要表现为间隙原子地固溶强化作用.资料个人收集整理，勿做商业用途 四、简述板条马氏体组织地组织形态、组织构成与强度与韧性地关系.（分） 答：板条马氏体地组织形态主要出现在低碳钢中，由许多成条排列地马氏体板条组成，大致平行地马氏体条组成地领域为板条束.每个晶粒内一般有个板条束，束地尺寸约为μ.一个马氏体板条束又由若干个板条组成，这些板条具有相同地惯习面，位向差很小，而板条束之间

第一章 材料的结构 习题

第一章材料的结构习题

第一章 材料的结构 习题 1 解释以下基本概念 空间点阵、晶体结构、晶胞、配位数、致密度、金属键、缺位固溶体、电子化合物、间隙相、间隙化合物、超结构、拓扑密堆相、固溶体、间隙固溶体、置换固溶体。 2 氧化钠与金刚石各属于哪种空间点阵？试计算其配位数与致密度。 3 在立方系中绘出{110}，{111}晶面族所包括的晶面及（112），（021）晶面。 4 作图表示出<0112>晶向族所包括的晶向。确定（1211），（021）晶面。 5 求金刚石结构中通过（0，0，0）和（414343 ,,）两 碳原子的晶向，及与该晶向垂直的晶面。 6 求（121）与（100）决定的晶带轴与（001）和（111）所决定的晶带轴所构成的晶面的晶面指数。 7 试证明等径刚球最紧密堆积时所形成的密排六方结构的633.1/ a c 。 8 绘图说明面心立方点阵可表示为体心正方点阵。 9 计算面心立方结构的（111），（110），（100）

晶面的面间距及原子密度（原子个数/单位面积）。 10 计算面心立方八面体间隙与四面体间隙半径。 11 计算立方系[321]与[120]夹角，（111）与（111）之间的夹角。 12 FeAl是电子化合物，具有体心立方点阵，试画出其晶胞，计算电子浓度，画出（112）面原子排列图。 13 合金相VC，Fe3C，CuZn，ZrFe2属于何种类型，指出其结构特点。 例题 1. 何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？ 答案在元素周期表中占据同一位置，尽管它们的质量不同，然它们的化学性质相同的物质称为同位素。由于各同位素的含中子量不同（质子数相同），故具有不同含量同位素的元素总的相对原子质量不为正整数。 2. 已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？ 答案原子数=个 价电子数=4×原子数=4×2.144×1024=8.576×1024个 a) b) 共价键，共有2.144×1024个；需破坏之共价键数为5×1010/2=2.5×1010个；所以，

材料性能期中答案

1、What is the definition for Materials Properties （MP ）?How do we classify materials properties?And please list some classification for MP.(材料特性（MP ）的定义是什么？我们如何分类材料特性，请列出一些MP 的分类。) 答：MP ：Materials ’Response to External Stimulus. 材料性能：材料在给定的外界条件下的行为。 怎样分类：根据材料对外界刺激做出的响应的类型进行分类。 分类：复杂性能（使用性能，工艺性能，复合性能） 化学性能（抗渗入性，耐腐蚀性等） 力学性能（刚度强度韧性等） 物理性能（热学光学磁学电学性能） 2. What is the core relationship between materials science and engineering? In order to obtain desired materials properties, what should we consider first to do with the materials? （材料科学与工程的核心是什么关系？为了获得所需的材料性能，我们应该首先考虑的材料的什么？） 答：材料科学与工程学的核心关系是性能（课件上面那个三角形的图） 为了提高对于材料性能的期望，我们首先要研究材料的结构与性能的关系，即研究材料学。 3. What is the most determinant for Materials mechanical properties? Why?（材料力学性能的决定因素是什么？为什么呢？） 答：材料的力学性能主要指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能，影响材料力学性能的最重要的因素是材料的结构。这些结构包括：subatomic-atomic-molecular-nano-micro-macro.由于材料的结构决定了材料的屈服强度，塑性韧性，刚度等性质，所以材料的结构对材料的力学性能影响最大。 4. what is strength of materials? Please try to identify the difference yield strength ,tensile strength ,fatigue strength and theoretical fracture strength? （材料的强度是什么？请尝试找出屈服强度，拉伸强度，疲劳强度和理论断裂强度的差异？）(中文ppt) 材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力就是材料的强度。 屈服强度代表材料开始产生明显塑性变形的抗力 疲劳强度是材料在承受大小和方向同时间做周期性变化的交变应力时，往往在远小于强度极限甚至小于屈服极限的应力作用下就发生断裂。 理论断裂强度是无缺陷材料的理论预测值， 其中E 为杨氏模量，为解理面的表面能，a 为材料内部原子间的距离 5.Please describe yielding phenomena for materials, and its practical/engineering meaning. As long as there are no yielding phenomena for some materials, how do we determine the yield strength? （请描述为材料的屈服现象(书上p16)，其实际/工程意义。有一些材料没有屈服现象，我们如何确定的屈服强度？） 屈服现象是材料开始产生明显塑性变形的标志，对应图中bd 段， 2 1)(a E c s γσ≈

材料结构与性能作业题Homework and Solution-2012

Homework (Due Oct. 29, 2013) 1.Show that the minimum cation-to-anion radius ratio for a coordination number of 6 is 0.414 [Hint: use the NaCl crystal structure and assume that anions and cations are just touching along tube edges and across face diagonals. 2.In terms of bonding, explain why silicate materials have relatively low density. 3.If cupric oxide (CuO) is exposed to reducing atmospheres at elevated temperatures, some of the Cu2+ ions will become Cu+. a)name one crystalline defect that you would expect to form in order to maintain charge neutrality under these conditions, b)How many Cu+ ions are required for the creation of each defect? c)How would you express the chemical formula for this nonstoichiometric material?. 4.The modulus of elasticity for titanium carbide (TiC) having 5 vol% porosity is 310 GPa (6 45?psi). a) Calculate the modulus of elasticity for the nonporous 10 material. b) At what volume percent porosity will the modulus of elasticity be 240 GPa (6 10 35?psi)? 5.Calculate the room-temperature electrical conductivity of silicon that has been doped with 2×1024m?3 of boron atoms. 6.Explain why a brass lid ring on a glass canning jar will loosen when heated. Suppose the ring is made of tungsten instead of brass. What will be the effect of heating the lid and the jar? Why? 7.Zinc telluride has a band gap of 2.26 eV. Over what range of wavelengths of visible light is it transparent? What might be its color? 8.Selecting one of the advanced materials listed below（including, but not limited to）, mak e a PPT with text and graphics to describe characteristics and applications of the materials, then present your PPT in class in 5 minites . TiNi-based Shape memory alloy，GaAs photonic crystal，LiNbO3 laser crystal，PZT pizeoelectrics，NiCuZn-ferrite，BiFeO3 multiferroics，ZnO Nanorods，graphene，Fullerene，cathode materials for Li-ion batteries，amorphous silicon thin film transistors，polycrystalline silicon thin films by vacuum evaporation，carbon nanotube membrane，Nonlinear Optical Crystals，etc. (List all your references. Answers without proper references will receive no credit.)

房屋建筑工程概论《房屋建筑构造》自考08984复习资料

第一章绪论 1、建筑构造是研究房屋建筑构造原理和构造方法的学科。主要任务是根据建筑物的使用功能、建筑技术和建筑形象的要求，提供结构合理、技术先进的构造方案。 2、建筑按照使用性质分类可分为三大类：工业建筑、农业建筑、民用建筑。 3、民用建筑的分类：居住建筑，公共建筑。 4、民用建筑按主要承重结构的材料分类分为：钢结构、钢筋混凝土结构、砖混结构、其他结构。 民用建筑的主要组成部分有：基础、墙、柱、楼板层、室内地坪、楼梯、屋顶、门窗等。 5、建筑按耐火等级分，多层建筑物的耐火等级分为四级；高层建筑的耐火等级应分为一、二两级。 6、建筑物的耐火等级是按组成建筑物构件的燃烧性能和耐火极限来确定。 & 7、构件的燃烧性能可分为三类，即非燃烧体、难燃烧体、燃烧体。（复习这三个名词的概念以及书上列举的材料） 8、建筑物一般由承重结构、围护结构、饰面装修和附属部件组成。 9、建筑构件是指建筑中承重的部分，如墙体构件、基础构件、楼板等。 建筑配件是指建筑中非承重的部分，如门窗、隔断、栏杆、台阶、坡道、细部装修等。 10、基本模数：我国现行的《建筑模数协调统一标准》（GBJ2-86）规定基本模数的数值为100mm，用M表示。即1M=100mm。 11、扩大模数：基本模数的整倍数。分模数：整数除基本模数的数值。 扩大模数数列适用建筑物开间（柱距），进深（跨度）；构配件尺寸；门窗洞口尺寸；建筑物高度、层高等。分模数数列适用缝隙，构造节点，构配件截面尺寸等。 12、实际工程建设有三种尺寸，分别是标志尺寸、构造尺寸、实际尺寸。（熟悉这三个概念） ( 标志尺寸——用来标注建筑物定位轴线之间的距离（如开间、进深、层高等），应符合模数数列。 构造尺寸——建筑制品、构配件等的设计尺寸。 实际尺寸——是建筑制品、构配件等的实有尺寸。 其相互间的关系：构造尺寸+缝隙尺寸=标志尺寸。实际尺寸±允许误差值=构造尺寸。 规定三种尺寸的原因：为保证建筑制品、构配件等有关尺寸件的统一协调。 第二章基础与地基 13、基础的概念基础是建筑物的墙或柱等承重构件向地面以下的延伸扩大部分。 。 基础的作用其作用是承受上部结构的全部荷载，并通过自身的调整把荷载传给地基。 基础的构造要求满足强度、耐久性、经济方面的要求。 14、地基的概念在建筑工程中支承建筑物重量的土层叫地基。地基不是建筑物的组成部分，它是承受建筑物荷载的土壤层。 地基的分类：天然地基和人工地基。地基的构造要求:满足强度，变形，及稳定性要求。 15、室外设计地面至基础底面的垂直距离称为基础的埋置 深度，简称基础的埋深。 埋深大于或等于5m的称为深基础；埋深小于5m的称为 浅基础。 16、影响基础埋深的因素： 1) 建筑物使用要求、上部荷载的大小和性质 ！ 2) 工程地质条件3) 水文地质条件4) 地基土冻胀深度5) 相邻建筑物基础的影响

结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案

第一章材料的力学性能 一、填空题 1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为____________ 和。 2、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点，即。 3、碳素钢可分为、和。随着含碳量的增加，钢筋的强度、塑性。在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为。 4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、 、。 5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为 、、 6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。 7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越，则钢筋的锚固长度就越长。 8、混凝土的极限压应变包括和两部分。 部分越大，表明变形能力越，越好。 9、混凝土的延性随强度等级的提高而。同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所，最大压应力值随加荷速度的减小而。 10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的应力。 11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力，钢筋的应力。 12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的应力。 二、判断题 1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。 2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其换算系数是0.95。 3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。 4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。 5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。 6、强度与应力的概念完全一样。 7、含碳量越高的钢筋，屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。 8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。 9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。 10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。 11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。 12、钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。

材料结构与性能试题及详细答案

《材料结构与性能》试题 一、名词解释（20分） 原子半径，电负性，相变增韧、Suzuki气团 原子半径：按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定的轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定的半径。根据原子间作用力的不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半，即共价键键长的一半，称作该原子的共价半径（r c）；金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径（r M）；范德瓦尔斯半径（r V）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半，如稀有气体。 电负性：Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值，是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。 相变增韧：相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相（t相）向单斜相（m相）转变而引起的韧性增加。当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变，这种转变为马氏体转变，将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变，对裂纹周围的基体产生压应力，阻碍裂纹扩展。而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性。 Suzuki气团：晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用，也成为Suzuki气团。 二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。（15分） 答：从交互做作用的性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。 弹性交互作用：位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。形成Cottrell气团，甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。 化学交互作用：基体晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别，具有阻碍位错运动的作用。 静电交互作用：晶体中的位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子的费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分的费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用。 三、简述点缺陷的特点和种类，与合金的性能有什么关系（15分） 答：点缺陷对晶体结构的干扰作用仅波及几个原子间距范围的缺陷。它的尺寸在所有方向上均很小。其中最基本的点缺陷是点阵空位和间隙原子。此外，还有杂质原子、离子晶体中的非化学计量缺陷和半导体材料中的电子缺陷等。 在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大。另外，点缺陷与合金力学性能之间的关系主要表现为间隙原子的固溶强化作用。

《材料结构与性能》习题复习课程

《材料结构与性能》 习题

《材料结构与性能》习题 第一章 1、一25cm长的圆杆，直径2.5mm，承受的轴向拉力4500N。如直径拉细成2.4mm，问： 1)设拉伸变形后，圆杆的体积维持不变，求拉伸后的长度； 2)在此拉力下的真应力和真应变； 3)在此拉力下的名义应力和名义应变。 比较以上计算结果并讨论之。 2、举一晶系，存在S14。 3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。 4、一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3（E=380GPa）和5%的玻璃相（E=84GPa），计算上限及下限弹性模量。如该陶瓷含有5%的气孔，估算其上限及下限弹性模量。 5、画两个曲线图，分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。并注出：t=0,t=∞以及t=τε（或τσ）时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱（图1.28），直径3mm，受轴向拉力F ，如临界抗剪强度τc=130MPa，求沿图中所示之一固定滑移系统时，所需之必要的拉力值。同时计算在滑移面上的法向应力。 第二章

1、求融熔石英的结合强度，设估计的表面能为1.75J/m2；Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm；弹性模量值从60到75GPa。 2、融熔石英玻璃的性能参数为：E=73GPa；γ=1.56J/m2；理论强度。如材料中存在最大长度为的内裂，且此内裂垂直于作用力的方向，计算由此而导致的强度折减系数。 3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式： 与 是一回事。 4、一陶瓷三点弯曲试件，在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图2.41所示。如果E=380GPa，μ=0.24，求KⅠc值，设极限载荷达50㎏。计算此材料的断裂表面能。 5、一钢板受有长向拉应力350 MPa，如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷，长8mm（=2c）。此钢材的屈服强度为1400MPa，计算塑性区尺寸r0及其与裂缝半长c的比值。讨论用此试件来求KⅠc值的可能性。

最新材料科学基础课后习题答案

《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？ 答：材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答：同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构，其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构，而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行，或者说结构转变必须存在一个推动力，过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性，至于过程是否真正实现，还需要考虑动力学条件，即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用，则阻力并不大，材料最终得到稳态结构。从原则上讲，亚稳态结构有可能向稳态结构转变，以达到能量的最低状态，但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现，而常温下的这种转变很难进行，因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 回答下列问题： （1）在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 32）与[236] （001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（132）与[123]，（2 （2）在立方晶系的一个晶胞中画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 解：（1）

最新房屋建筑学--阶段测试题-建筑构造概论

精品文档 第一章建筑构造概论 一、试题 (一)填空题 1．按建筑规模和数量分类，建筑分为大量性建筑大型性建筑。 2．建筑设计的基本准则是适用、安全经济、和美观。 3．建筑物按其使用功能不同，一般分为民用建筑工业建筑农业建筑等。 4．建筑物的耐火等级是由构件的燃烧性能耐火极限两个方面决定的，分为4级。5．建筑工程设计包括建筑设计结构设计设备设计等三个方面的内容。 6．建筑结构的设计使用年限主要根据建筑物的重要性规模大小划分，以主体结构确定 的建筑结构设计使用年限分为四类。 7．《建筑模数协调统一标准》中规定，基本模数以M —表示，数值为100mm。 8．建筑模数的目的是使构配件安装吻合，并有互换性。 9．公共建筑及综合性建筑总高度超过24m者为高层(不包括单层主体建筑)；高度超过100m时，为超高层建筑。 10．居住建筑按层数划分为：1~3层为低层；4~6层为多层；7~9层为中高层；10层以 上为高层。 11．建筑物一般是由基础墙或柱楼地层楼梯屋顶和门窗等六大部分所组成。 12．建筑物的等级一般按耐久性耐火性进行划分。 13．构件的燃烧性能一般分为三类，即非燃烧体难燃烧体燃烧体。 14．建筑物的耐火等级是衡量建筑物耐火程度的标准。 15．建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，一般由注册建筑师来完成。 16．高层建筑按使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度可分为一类高层建筑和二类 高层建筑 17．地震时，建筑物的质量越大，受到的地震力也越大。 18．地震力产生的横波是建筑的主要侧向载荷。 19．在进行建筑物抗震设计时，是以该地区所定的地震烈度为依据。 20．划分建筑物耐火等级的目的在于根据建筑物的用途不同提出不同的耐火等级要求，做到既有利于安全，又有利于节约基本建设投资。 （二）选择题 1．建筑物的设计使用年限为50年，适用(3)。 ①临时性结构②易于替换的结构构件 ③普通房屋和构筑物④纪念性建筑和特别重要的建筑结构 2．普通黏土砖承重墙，当厚度为240mm时，其耐火极限为——h。 ①3．00 ②4．00

材料结构与性能历年真题

2009年试题 1.一外受应力载荷力500MPa的无机材料薄板(长15cm，宽10cm，厚0.1mm)， 其中心部位有一裂纹(C=20μm)。该材料的弹性模量为300GPa，(1Pa=1N/m2)断裂能为15J/m2(1J=1Nm)。 a)计算该裂纹尖端应力强度因子K I (Y= ) b)判断该材料是否安全？ ,可知，即材料的裂纹尖端应力强度应子超过了材料的临界断裂应子，则材料不安全。 2.测定陶瓷材料的断裂韧性常用的方法有几种？并说明它们的优缺点。 答： 方法优点缺点 单边切口梁法(SENB) 简单、快捷①测试精度受切口宽度的影响，且过分要求窄的切口；②切口容易钝化而变宽，比较适合粗晶陶瓷，而对细晶体陶瓷测试值会偏大。 Vickers压痕弯曲梁法 (SEPB) 测试精度高，结果较准 确，即比较接近真实值 预制裂纹的成功率低；控制裂纹的深度尺 寸较困难。 直接压痕法(IM) ①无需特别制样；②可 利用很小的样品；③测 定H V 的同时获得K IC ，简 单易行。 ①试样表面要求高，无划痕和缺陷；②由 于压痕周围应力应变场较复杂，没有获得 断裂力学的精确解；③随材料性质不同会 产生较大误差；④四角裂纹长度由于压痕 周围残余应力的作用会发生变化；产生压

痕裂纹后若放置不同时间，裂纹长度也会 发生变化，影响测试精度。 3.写出断裂强度和断裂韧性的定义，二者的区别和联系。 答： 断裂强度δr断裂韧性K IC 定义材料单位截面承受应力而不发生断裂的能力材料抵抗裂纹失稳扩展或断裂能力 联系①都表征材料抵抗外力作用的能力；②都受到E、的影响，提高E、既可提高 断裂强度，也可提高断裂韧性；③在一定的裂纹尺寸下，提高K IC 也会提高δr，即增韧的同时也会增强。 区别除了与材料本身的性质有关外，还与裂 纹尺寸、形状、分布及缺陷等有关 是材料的固有属性，是材料的结构和显微 结构的函数，与外力、裂纹尺寸等无关 4.写出无机材料的增韧原理。 答：增韧原理：一是在裂纹扩展过程中使之产生有其他能量消耗机构，从而使外加负载的一部分或大部分能量消耗掉，而不致集中于裂纹扩展上；二是在陶瓷体中设置能阻碍裂纹扩展的物质场合，使裂纹不能再进一步扩展。 根据断裂力学，抗弯强度，断裂韧性，可以看出要提高陶瓷材料强度，必须提高断裂表面能和弹性模量以及减小裂纹尺寸；要提高断裂韧性，必须提高断裂表面能和弹性模量。 5.试比较以下材料的热导率，并按大小顺序排列，说明理由。氮化硅(Si3N4) 陶瓷、氧化镁(MgO)陶瓷、镁橄榄石(2MgO·SiO2)、纯银(Ag)、镍铬合金(NiCr)。

材料结构与性能复习题答案(仅供参考)讲课稿

1 钢分类的方法有哪几种？钢中常用合金元素有哪些是强碳化物形成元素？中强碳化物形成元素? 钢的分类方法有5种：1）按化学成分，有碳素钢（低碳钢，中碳钢，高碳钢），合金钢；2）按质量，有普通钢，优质钢，高级优质钢；3）按用途，有结构钢，工具钢，特殊钢；4）按炼钢方法，有转炉钢，平炉钢，电炉钢；5）按浇筑前脱氧程度，有镇静钢，沸腾钢，半镇静钢。 强碳化合物形成元素：Hf,Zr,Ti,Ta,Nb,V 中强碳化合物形成元素：W,Mo 2 合金钢的主要优点是什么？常用以提高钢淬透性的元素有哪些？强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素有哪些？提高回火稳定性的元素有哪些？ 合金钢主要优点：优异的力学性能和其他性能，既有高的强度，又有足够韧性和塑性。 提高钢淬透性的元素：B,Mn,Cr,Mo,Si,Ni 强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素：Hf,Zr,Ti,Ta,Nb,V 提高回火稳定性的元素：V,Nb,Cr,Mo,W 3 解释下列现象：（1）大多数合金钢的热处理温度比相同含碳量的碳素钢高；（2）大多数合金钢比相同含碳量的碳素钢具有较高的回火稳定性；（3）含碳量为0.4%、含铬量为12%的铬钢属于过共析钢，而含碳量为1.5%、含铬量为12%的铬钢属于莱氏体钢；（4）高速钢在热断货热轧后经空冷获得马氏体钢。 1) 热处理目的是让碳及合金元素充分溶解，合金元素扩散速度慢，另外合金元素形成的碳化物溶解需要更高温度和时间。 2) 由于合金钢中含有较多的碳化物形成元素如，Cr、W、Mo、Ti、V等，它们与碳有较强的亲和力，使碳化物由马氏体向奥氏体溶解时，合金元素扩散困难，加之合金碳化物的稳定性高，使碳化物的溶解比较困难，合金钢在加热时需要较高的温度和较长的时间。因此，合金钢具有较高的回火稳定性。 3) 按照金相组织来看，含碳量为0.4%、含铬量为12%的铬钢平衡态是渗碳体加珠光体，含碳量为1.5%、含铬量为12%的铬钢平衡态出现莱氏体。 4）由于高速钢的合金元素含量高，C曲线右移，一般合金元素越高临界冷却速度越小，淬透性越好，当空冷的冷却速度大于临界冷却速度时，空冷即可获得马氏体。 4 有资料表明，南京长江大桥采用16Mn钢比普通碳素钢节约钢材15％，简要解释原因。低合金高强度钢是在碳素工程钢基础上加入少量合金元素（Mn,Si,Ti,Nb,V,Al等）形成的，以此获得较好的塑性，韧性，焊接性能，性能的提高使得在相同的工程条件要求下大大降低了钢材的使用量。16Mn属于低合金高强度结构钢，这类钢适应大型工程结构，减轻结构重量，提高使用的可靠性及节约钢材，因此与碳素钢相比可以节省15%材料。 5 试比较45钢与40Cr钢的应用范围，以此说明合金元素Cr在调质钢中的作用。 45钢属优质碳素结构钢，大量的模具生产会用到，做模具钢使用。 40Cr钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件，如汽车的转向节；经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件，如蜗杆；经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如套筒；此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。 Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。 6 说明渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的化学成分、最终热处理及组织、性能特点。 渗碳钢：一般都是低碳钢，碳的质量分数一般在0.12%-0.25%范围，主要合金元素有Ni,Cr,Mn