材料成型传输原理课后答案

要记忆的公式：

1、牛顿粘性定律 ????dv dy2、傅里叶定律 q???dT dydC dy3、菲克第一定律JA??DAB2v12P2v24、伯努力方程gz1???gz2??

?2?2P15、雷诺准数 Re?v?D?

6、热扩散率a?? ?cvCp? ?a?7、普兰特准数Pr?8、努塞尔准数Nu?9、施密特准数Sc?al?

v DKcl D10、舍伍德准数Sh?lv2Lv211、沿程阻力降计算公式（达西公式）?p???或hf???

d2gd2v212、局部阻力降计算公式：?p???或hf???

2g2?v213、能依题意例出单层、二层、三层的无限大平板和圆筒的传热计算公式 14、黑体辐射力：Eb = C0 (T/100)4

式中： C0=5.67 w/(㎡K4) 叫黑体的辐射系数。 15、半无限大表面渗碳时的非稳态传质：

Cw?Cx?erf()

C?C02Dt16、半无限大物体一维非稳态导热：17、对流传热量：Q=?A?T

绪论

重点：动量、热量与质量传输的类似性 动量传输：牛顿粘性定律 ????Tw?Tx?erf()

Tw?T02atdv dy热传导

要记忆的公式：

1、牛顿粘性定律 ????dv dy2、傅里叶定律 q???dT dydC dy3、菲克第一定律JA??DAB2v12P2v24、伯努力方程gz1???gz2??

?2?2P15、雷诺准数 Re?v?D?

6、热扩散率a?? ?cvCp? ?a?7、普兰特准数Pr?8、努塞尔准数Nu?9、施密特准数Sc?al?

v DKcl D10、舍伍德准数Sh?lv2Lv211、沿程阻力降计算公式（达西公式）?p???或hf???

d2gd2v212、局部阻力降计算公式：?p???或hf???

2g2?v213、能依题意例出单层、二层、三层的无限大平板和圆筒的传热计算公式 14、黑体辐射力：Eb = C0 (T/100)4

式中： C0=5.67 w/(㎡K4) 叫黑体的辐射系数。 15、半无限大表面渗碳时的非稳态传质：

Cw?Cx?erf()

C?C02Dt16、半无限大物体一维非稳态导热：17、对流传热量：Q=?A?T

绪论

重点：动量、热量与质量传输的类似性 动量传输：牛顿粘性定律 ????Tw?Tx?erf()

Tw?T02atdv dy热传导

要记忆的公式：

1、牛顿粘性定律 ????dv dy2、傅里叶定律 q???dT dydC dy3、菲克第一定律JA??DAB2v12P2v24、伯努力方程gz1???gz2??

?2?2P15、雷诺准数 Re?v?D?

6、热扩散率a?? ?cvCp? ?a?7、普兰特准数Pr?8、努塞尔准数Nu?9、施密特准数Sc?al?

v DKcl D10、舍伍德准数Sh?lv2Lv211、沿程阻力降计算公式（达西公式）?p???或hf???

d2gd2v212、局部阻力降计算公式：?p???或hf???

2g2?v213、能依题意例出单层、二层、三层的无限大平板和圆筒的传热计算公式 14、黑体辐射力：Eb = C0 (T/100)4

式中： C0=5.67 w/(㎡K4) 叫黑体的辐射系数。 15、半无限大表面渗碳时的非稳态传质：

Cw?Cx?erf()

C?C02Dt16、半无限大物体一维非稳态导热：17、对流传热量：Q=?A?T

绪论

重点：动量、热量与质量传输的类似性 动量传输：牛顿粘性定律 ????Tw?Tx?erf()

Tw?T02atdv dy热传导

考试题型：

一、 判断题（10题，15%） 二、 选择题（10题，20%） 三、 名词解释（3题，9%）

四、 简答与计算题（7题，56%）

要记忆的公式：

1、牛顿粘性定律 ????dvdy

2、傅里叶定律 q???dTdy

3、菲克第一定律JA??DABdCdyv12

P2v2224、伯努力方程gz1?P1??2?gz2???

5、雷诺准数 Re???cv?D?

6、热扩散率a?

Cp?7、普兰特准数Pr?8、努塞尔准数Nu?9、施密特准数Sc?va??

al?vD

210、舍伍德准数Sh?KclD11、沿程阻力降计算公式（达西公式）?p???v22Ld?v2v2或hf??ld?v22g

12、局部阻力降计算公式：?p???或hf???2g

13、能依题意例出单层、二层、三层的无限大平板和圆筒的传热计算公式 14、黑体辐射力：Eb = C0 (T/100)4

式中： C0=5.67 w/(㎡K4) 叫黑体的辐射系数。 15、半无限大表面渗碳时的非稳态传质：

Cw?CC?C0?e

第十三章的 思考与练习

简述滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。

答： 滑移是指晶体在外力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生相对移动或切变。滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。

孪生变形时，需要达到一定的临界切应力值方可发生。在多晶体内，孪生变形是极其次要的一种补充变形方式。

设有一简单立方结构的双晶体，如图13-34所示，如果该金属的滑移系是{100} <100>，试问在应力作用下，该双晶体中哪一个晶体 首先发生滑移？为什么？

答：晶体Ⅰ首先发生滑移，因为Ⅰ受力的方向接近软取向，而Ⅱ接近硬取向。

试分析多晶体塑性变形的特点。

答：①多晶体塑性变形体现了各晶粒变形的不同时性。

②多晶体金属的塑性变形还体现出晶粒间变形的相互协调性。 ③多晶体变形的另一个特点还表现出变形的不均匀性。

④多晶体的晶粒越细，单位体积内晶界越多，塑性变形的抗力大，金属的强度高。金属的塑性越好。 4. 晶粒大小对金属塑性和变形抗力有何影响？

答：晶粒越细，单位体积内晶界越多，塑性变形的抗力大，金属的强度高。金属的塑性越好。 5. 合金的塑性变形有何特点？

答：合金组织有单相固溶体合金、两相或多相合金两大类，它们的塑性

第一章习题

1 . 液体与固体及气体比较各有哪些异同点？哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏？ 答：（1）液体与固体及气体比较的异同点可用下表说明

液体 固体 液体 气体

（2）金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说明：

① 物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。金属熔化时典型的体积变化?Vm/V为3%~5%左右，

表明液体的原子间距接近于固体，在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。 ② 金属熔化潜热?Hm约为气化潜热?Hb的1/15~1/30，表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。 由此可见，金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏，液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。

2 . 如何理解偶分布函数g(r) 的物理意义？液体的配位数N1 、平均原子间距r1各表示什么？

答：分布函数g(r) 的物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率，换言之，表示离开参考原子(处

于坐标原子r=0)距离为r的位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差。 N1 表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)原子数

第一章习题

1 . 液体与固体及气体比较各有哪些异同点？哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏？ 答：（1）液体与固体及气体比较的异同点可用下表说明

液体 固体 液体 气体

（2）金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说明：

① 物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。金属熔化时典型的体积变化?Vm/V为3%~5%左右，

表明液体的原子间距接近于固体，在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。 ② 金属熔化潜热?Hm约为气化潜热?Hb的1/15~1/30，表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。 由此可见，金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏，液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。

2 . 如何理解偶分布函数g(r) 的物理意义？液体的配位数N1 、平均原子间距r1各表示什么？

答：分布函数g(r) 的物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率，换言之，表示离开参考原子(处

于坐标原子r=0)距离为r的位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差。 N1 表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)原子数

作业1

一、思考题

1．什么是机械性能？（材料在载荷作用下所表现出来的性能） 它包含哪些指标?（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度） 2．名词解释：过冷度（理论结晶温度与实际结晶温度之差），晶格（把每一个原子假想为一个几何原点，并用直线从其中心连接起来，使之构成空间格架），6说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。 二、填表 说明下列符号所代表的机械性能指标 符 号 ζs 名 称 屈服极限 单 位 Mpa 物 理 意 义 晶胞（在晶格中存在能代表晶格几何特征的最小几何单元），晶粒（多晶体由许多位向不同，外形不规则的小晶体构成的，这些小晶体称为晶粒），晶界（晶粒与晶粒之间不规则的界面），同素异晶转变固溶体（合金在固态下由组元间相互溶解而形成的相），金属化合物（若新相得晶体结构不同于任一组元，则新相师相元间形成的化合物），机械混合物

3．过冷度与冷却速度有什么关系?对晶粒大小有什么影响? 冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。

4.晶粒大小对金属机械性能有何影响?常见的细化晶粒的方法有哪些?

晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、热处理等

5．含碳量对钢

作业1

一、思考题

1．什么是机械性能？（材料在载荷作用下所表现出来的性能） 它包含哪些指标?（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度） 2．名词解释：过冷度（理论结晶温度与实际结晶温度之差），晶格（把每一个原子假想为一个几何原点，并用直线从其中心连接起来，使之构成空间格架），6说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。 二、填表 说明下列符号所代表的机械性能指标 符 号 ζs 名 称 屈服极限 单 位 Mpa 物 理 意 义 晶胞（在晶格中存在能代表晶格几何特征的最小几何单元），晶粒（多晶体由许多位向不同，外形不规则的小晶体构成的，这些小晶体称为晶粒），晶界（晶粒与晶粒之间不规则的界面），同素异晶转变固溶体（合金在固态下由组元间相互溶解而形成的相），金属化合物（若新相得晶体结构不同于任一组元，则新相师相元间形成的化合物），机械混合物

3．过冷度与冷却速度有什么关系?对晶粒大小有什么影响? 冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。

4.晶粒大小对金属机械性能有何影响?常见的细化晶粒的方法有哪些?

晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、热处理等

5．含碳量对钢

第一章 流体的主要物理性质

1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？

答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。

1-2某种液体的密度ρ=900 Kg／m3，试求教重度y和质量体积v。 解：由液体密度、重度和质量体积的关系知：

??G??g?900?9.8?8820(N/m3) V1∴质量体积为????0.001(m3/kg)

1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN／m2时体积为995cm3，当压强为1MN／m2时体积为1000 cm3，问它的等温压缩率kT为多少? 解：等温压缩率KT公式(2-1): KT??1V??V? ???P??TΔV=995-1000=-5*10-6m3

注意：ΔP=2-1=1MN/m2=1*106Pa

将V=1000cm3代入即可得到KT=5*10-9Pa-1。 注意：式中V是指液体变化前的体积

1.6 如图1.5所示，在相距h＝0.06m的两个固定平行乎板中间放置另一块薄板，在薄 板的上下分别放有不同粘度的油，并且一种油的粘度是另一种油的粘度的2倍。当薄板以匀速v＝0.3m/s被拖动时，每平方米受合力F=29N，求两种