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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料物理,清华大学(共5篇)清华大学出版社材料物理性能第一章材料的力学性能1-1一圆杆的直径为mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。解：真应力?T?FA?4500?6?995(MPa)?102真应变?T?ln?ln?ln?名义应力?917(MPa)?10A?l名义应变?0?1?l0A由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。1-5一陶瓷含体积百分
2、比为95%的Al2O3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5%的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。解：令E1=380GPa,E2=84GPa,V1=,V2=。则有下限弹性模量上限弹性模量EH?E1V1?E2V2?380?84?(GPa)VV?1EL?(1?2)?(?)?(GPa)E1E当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=代入经验计算公式E=E0(+)可得，其上、下限弹性模量分别变为GPa和GPa。1-11一圆柱形Al2O3晶体受轴向拉力F，若其临界抗剪强度f为135MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的
3、法向应力。由题意得图示方向滑移解：系统的剪切强度可表示为：?Fcos53?2?cos60?23?Fmin?fcos53?cos60?10(N)3此拉力下的法向应力为：?2?10?cos60?/cos60?10(Pa)?112(MPa)81-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t=0,t=?和t=?时的纵坐标表达式。解：Maxwell模型可以较好地模拟应力松弛过程：其应力松弛曲线方程为：?(t)?(0)e-t/?则有：?(0)?(0);?(?)?0;?(?)?(0)/e.Voigt模(来自:写论文网:)型可以较好地模拟应变蠕变过程：(t)/(0)其蠕变曲线方程为：?(t)?0
4、E?0E(1?e?t/?)?(?)(1?e(1?e).?1?t/?)则有：?(0)?0；?(?)?；?(?)?0E(t)/()12345应力松弛曲线t/t/应变蠕变曲线以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。如采用四元件模型来表示线性高聚物的蠕变过程等。第二章脆性断裂和强度2-1求融熔石英的结合强度，设估计的表面能力为/m2;Si-O的平衡原子间距为*10-8cm;弹性模量从60到75Gpa?th?E?a=(6075)*10*10?109?2-2融熔石英玻璃的性能参数为：E=73Gpa；=J/m2；理论强度
5、th=28Gpa。如材料中存在最大长度为2m的内裂，且此内裂垂直于作用力方向，计算由此导致的强度折减系数。2c=2mc=1*10-6m?c?2E?c=2*73*10*1*10?69?强度折减系数=/28=2-5一钢板受有长向拉应力350MPa，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及其裂缝半长c的比值。讨论用此试件来求KIC值的可能性。K?Y?c=?.c=/2)?2r0?12?(K?ys1?用此试件来求KIC值的不可能。r0/c?/4?15?2-6一陶瓷零件上有一垂直于拉应力的边裂，如边裂长度为：2mm;(2);(
6、3)2um,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。讨论讲结果。解：KI?Y?cY=?=?1/2(1)c=2mm,?c?/2*10?3?(2)c=,?c?/*10?3?(3)c=2um,?c?/2*10?6?2-4一陶瓷三点弯曲试件，在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图。如果E=380Gpa，=，求KIc值，设极限荷载达50Kg。计算此材料的断裂表面能。解c/W=,Pc=50*,B=10,W=10，S=40代入下式：KIC?PcSBW3/2(c/W)1/2?(c/W)3/2?(c/W)5/2?(c/W)7/2?(c/W)9/2=62*50*4010*3/2*1/2?*3/2?*5
7、/2?*7/2?*9/2=*=KIC?2E?1?21/222?KIC(1?)2E?(*10)*/(2*380*10)?629J/m2第三章材料的热学性能2-3一热机部件由反应烧结氮化硅制成，其热导率=/()，最大厚度=120mm.如果表面热传递系数h=J/(),假定形状因子S=1，估算可兹应用的热冲击最大允许温差。解：?Tm?R?S?=226*=4471*6*2-1计算室温及高温时莫来石瓷的摩尔热容值，并请和按杜龙-伯蒂规律计算的结果比较。当T=298K，Cp=a+bT+cT-2=+*10-3*105/2982=+=*/当T=1273K，Cp=a+bT+cT-2=+*10-3*105/1273
8、2=+=*/=J/据杜隆-珀替定律：()Cp=21*24。94=J/可见，随着温度的升高2-2康宁1723玻璃具有下列性能参数：=/();=*10-6/;p=/=6700Kg/mm2,=求第一及第二热冲击断裂抵抗因子。第一冲击断裂抵抗因子：R?f(1?)?E，CP,m趋近按Dulong?Petit定律所得的计算值。6=7*10*10?6*6700*106=170第二冲击断裂抵抗因子：R?f(1?)?E=170*=J/()第四章材料的光学性能3-1一入射光以较小的入射角i和折射角r通过一透明明玻璃板,若玻璃对光的衰减可忽略不计,试证明明透过后的光强为(1-m)21.画出面心立方晶体的一个密排面，
9、写出上面的一个全位错，若为螺位错，它可能的滑移面和交滑移面2.表面能表面张力的定义，在液体和固体上都有什么区别。一边来说固体的表面能比液体大，这是为什么3.从动力学、热力学、形貌方面来区分不稳定分解和均匀成核生长的区别，通过实验方法怎么来区分4.Cu-Zn相图500度铜棒放入锌溶液中，扩散平衡后，画出相随深度的变化图几个温度下的反应式某个温度某个成分的降温图降到室温后，各相占的分数5.填空题气体向真空中扩散，H,S,Q变化情况还是等于=低浓度弱电解质加入电解质后，电导率和摩尔电导率变化A=2B+C提高转化率的方法忘了6.计算题1个大气压下，玻璃球里装了100度1mol的水放入一个60L容器中，
10、整体放入100度的恒温槽中，将玻璃球击碎，水就会蒸发出来，这个过程的Q,W,U,A,H,G,S的变化值好像是考克拉贝龙方程的题，具体不记得了3月15号考的现在还记得比较清楚赶紧记下来给大家用祝考博的顺利物理化学一定义解释1化学位和偏摩尔量2表面张力和表面自由能3基元反应和非基元反应4理想溶液和正规溶液5过剩混合自由能二试说明什么是分体烧结为块体的热力学推动力，什么是烧结体中晶粒长大的推动力。三利用氧化钇稳定氧化锆做燃料电池的固体电解质材料，燃料采用CH4和空气，请分别写出氧化钇惨杂氧化钇的缺陷反应方程式及发生在阴极、阳极上的电极反应以及总反应。四请说明温度对液体表面张力的影响和原因，并解释为什么当温度接近临界温度时表面张力趋于零五溶液中的某种成分和其他成分相互作用，问加入和这种成分相互作用系数是正的还是负的溶液会使这种成分的溶液度增大。加入溶液的溶度对这种成分有什么影响。六一个固相反应跨考教育常规辅导系列内部讲义常规辅导专业课核心资料跨考教育常规辅导中心编著跨考教育内部资料严禁外传违者必究目录第一讲清华大学材料系综合信息介绍.8第二讲复习规划指导.10第三讲重难点分析.12第一部分材料科学基础.12第一章晶体学基础及晶体结构.12要点扫描12空间点阵和晶胞.12常见纯金属的晶体结构.
