材料工程基础题目答案2012

第一章 工程研究方法

1、（Z10-11）。流体流动的压强降Δp是速度v，密度ρ，线性尺度l、l1、l2，重力加速度g。粘滞系数μ，表面张力ζ，体积弹性模量E的函数。即

ΔP＝F（v、ρ、l、l1、l2 、g、u、ζ、E）

取v、ρ、l作为基本物理量，利用因次分析法，将上述函数写成无因次式。

2、已知固体颗粒在流体中以等速u沉降，且u与粒径d，颗粒密度ρm(流体密度ρ)，动力粘度μ和重力加速度g，试用π定律发和矩阵法求揭示该颗粒沉降的无量纲乘积。

3、试分别用瑞利法和π定理法将压差ΔP、速度w、重度r和重力加速度g组合成无量纲乘积。

4、试证明直径为d的小球在密度为ρ，动力粘度为μ的流体中，以相对速度w运动时流动粘性阻力为：

5、请根据纳维斯托克斯（N-S）方程，分别用量纲分析法和方程分析法得出相似准则数，并写出准则方程。

6、（L5-1）。气流通过一等直径管道，拟用1／4缩小的透明模型中通过水故流的办法进行试验。已知：气体的ρ

气

＝1.2kg/m3 。v

气

＝

0.15cm2/s； 水的ρ水＝1000kg/m3，v水＝0．01cm2/s。 实物的气流速度为24m/s， 试确定：

一、单项选择

1、根据 《 建筑地基基础设计规范 》 的规定，计算地基承载力设计值时必须用内摩擦角的什么值来查表求承载力系数 B ？

A设计值 B 标准值 C 平均值

2、砌体承重结构的地基允许变形值是由下列哪个值来控制的 C ？

A 沉降量 B 沉降差 C 局部倾斜 3、 在进行浅基础内力计算时，应采用下述何种基底压力 A ？

A 基底净反力 B 基底总压力 C 基底附加压力 4、 当建筑物长度较大时，，或建筑物荷载有较大差异时，设置沉降缝，其原理是 C ？

A 减少地基沉降的措施 B 一种施工措施 C 减轻不均匀沉降的建筑措施

5、 下列何种结构对地基的不均匀沉降最敏感 A ？

A 框架结构 B 排架结构 C 筒体结构

6、 当基底压力比较大、地基土比较软弱而基础的埋置深度又受限制时，不能采用 B ？

A 筏板基础 B 刚性基础 C扩展式基础 7、 沉降计算时所采用的基底压力与地基承载力计算时所采用的基底压力

一、单项选择

1、根据 《 建筑地基基础设计规范 》 的规定，计算地基承载力设计值时必须用内摩擦角的什么值来查表求承载力系数 B ？

A设计值 B 标准值 C 平均值

2、砌体承重结构的地基允许变形值是由下列哪个值来控制的 C ？

A 沉降量 B 沉降差 C 局部倾斜 3、 在进行浅基础内力计算时，应采用下述何种基底压力 A ？

A 基底净反力 B 基底总压力 C 基底附加压力 4、 当建筑物长度较大时，，或建筑物荷载有较大差异时，设置沉降缝，其原理是 C ？

A 减少地基沉降的措施 B 一种施工措施 C 减轻不均匀沉降的建筑措施

5、 下列何种结构对地基的不均匀沉降最敏感 A ？

A 框架结构 B 排架结构 C 筒体结构

6、 当基底压力比较大、地基土比较软弱而基础的埋置深度又受限制时，不能采用 B ？

A 筏板基础 B 刚性基础 C扩展式基础 7、 沉降计算时所采用的基底压力与地基承载力计算时所采用的基底压力

高硬度，高耐磨，低温回火 过共析 球化退火

合金元素，淬透性(获得马氏体的能力) 含碳量，淬硬性(获得马氏体最高硬度)

20络锰钛 模型锻造，

正火(细化晶粒，改善锻造组织，调整硬度便于加工) 渗碳(提高表面碳浓度，为获得高硬度准备) 淬火(获得马氏体，高硬度高耐磨)

低温回火(表面得到高碳回火马氏体，高硬度高耐磨，消除淬火应力，降低脆性)

45钢 模型锻造

完全退火(细化晶粒，改善锻造组织，调整硬度便于加工) 淬火(获得马氏体)

高温回火(获得回火马氏体，综合机械性能强，降低脆性，消除应力)

T10、T12（高碳） 模型锻造

球化退火(细化晶粒，改善锻造组织，调整硬度便于加工) 淬火(马氏体)

低温回火(高碳回火马氏体，降低淬火应力，降低脆性) 回火马氏体，残余奥氏体，炭化物

钨18铬4钒

球化退火(细化晶粒，改善锻造组织，调整硬度便于加工) 淬火(油冷，保证得到马氏体，降低淬火应力) (马氏体，残余奥氏体(大量)，炭化物) 回火三次(减少残余奥氏体)

回火马氏体，残余奥氏体，炭化物

740℃水冷(1)

铁素体，马氏体，残余奥氏体 840℃水冷(2)

马氏体，残余奥氏体 840℃炉冷(3) 铁素体，珠光体 硬度213

温度高，晶

机械工程材料基础复习题

一、填空题

1.绝大多数金属的晶体结构都属于( 体心立方 )、( 面心立方 )和( 密排六方 )三种典型的紧密结构.

2.液太金属结晶时,过冷度的大小与其冷却速度有关,冷却速度越大,金属的实际结晶温度越( 低 ),此时,过冷度越( 大 ). 3.( 滑移 )和( 孪生 )是金属塑变形的两种基本方式.

4.形变硬化是一种非常重要的强化手段,特别是对那些不能用( 热处理 )方法来进行强化的材料.通过金属的( 塑性变形 )可使其( 强度 )、( 硬度 )显著提高.

5.球化退火是使钢中( 渗碳体 )球状化的退火工艺,主要用于( 共析 )和( 过共析 )钢,其目的在于( 降低硬度 ),改善( 切削加工 )性能,并可为后面的( 淬火 )工序作准备.

6、大小不变或变化很慢的载荷称为 静 载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为 冲击 载荷，大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为 交变 载荷。

7、变形一般分为 弹性 变形和 塑性 变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性 变形。 8、填出下列力学性能指标的符号：屈服点 σ冲击韧度 Ak ，疲劳极限 σ-1 。

9、渗碳零件必须采用 低碳钢 或 低碳合金

“材料科学与工程基础”第二章习题

1. 铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。

ρ铁＝7.8g/cm3 1mol铁＝6.022×1023 个=55.85g

所以， 7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X /(0.287×10-7)3cm3

X＝1.99≈2（个）

2.在立方晶系单胞中，请画出：

（a）[100]方向和[211]方向，并求出他们的交角； （b）（011）晶面和（111）晶面，并求出他们得夹角。

（c）一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z轴平行,求此晶面的密勒指数。 （a）[2 1 1]和[1 0 0]之夹角θ＝arctg

或 cos??2 =35.26。 2[211][100]22?12?12*12?02?02[111][011]??2 ， ??35.26? 3（b）cos??12?12?1202?12?122，??35.26? 3（c） a=0.5 b=0.75 z= ∞

倒数 2 4/3 0 取互质整数（3 2 0）

3、请算出能进入fcc银的填隙位置而不拥

“材料科学与工程基础”第二章习题

1. 铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。

ρ铁＝7.8g/cm3 1mol铁＝6.022×1023 个=55.85g

所以， 7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X /(0.287×10-7)3cm3

X＝1.99≈2（个）

2.在立方晶系单胞中，请画出：

（a）[100]方向和[211]方向，并求出他们的交角； （b）（011）晶面和（111）晶面，并求出他们得夹角。

（c）一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z轴平行,求此晶面的密勒指数。 （a）[2 1 1]和[1 0 0]之夹角θ＝arctg

或 cos??2 =35.26。 2[211][100]22?12?12*12?02?02[111][011]??2 ， ??35.26? 3（b）cos??12?12?1202?12?122，??35.26? 3（c） a=0.5 b=0.75 z= ∞

倒数 2 4/3 0 取互质整数（3 2 0）

3、请算出能进入fcc银的填隙位置而不拥

'第一章金属材料的力学性能

1、在测定强度上（T

s和°有什么不同？

答：°

s 用于测定有明显屈服现象的材料，°用于测定无明显屈服现象的材料。

2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？答：试样单位截面上的拉

力称为应力，用符号°表示，单位是MPa。

试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号￡表示，应变没有单位。

3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂

发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？

答：

b 点发生缩颈现象，k 点发生断裂。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑形

性变，而是没有产生明显的塑性变形。

4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？答：将钟表发

条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原

状，故属弹性变形。

5 、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？

答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。（2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要

求不严格的零件。

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材

料的 E 值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？

1/ 9

答：应根据弹性模

模拟试题（A）

一、填空题

1、金属的冶金工艺可以分为 、 和 三大类。

来划分。

3、根据金属流动方向和凸模运动方向的不同， 挤压可以为 、 、 和

四种。

4、金属材料的强化方式主要有 、 、 、 和 等。其中 是热处理不能强化的金属材料的主要强化方法。 5、时效的定义是 。

6、金属材料焊接接头的热影响区由 、 、 和 四部分组成，其中 和 对焊接接头的性能影响最大。

7、20CrMnTi表示 。 8、KT300-06表示 。

9、根据石墨的形态不同，灰

1、桩基础设计题

高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1200×900mm ，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=8900kN ，M=380kN?m ，H=320kN ，采用6-8根φ600-φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为±0.00m，承台底标高控制在-1.70m ，地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。

设计计算内容：

1.确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Quk； 2.确定桩中心间距及承台平面尺寸；

3.计算复合基桩竖向承载力特征值Ra及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力RHa并验算；

4.确定单桩配筋量； 5.承台设计计算； 6.绘制桩基结构图。 项 目 层①粉土 层②粉细砂 层③细砂 层④粉土 层⑤1粉细砂 层⑤粉细砂 层⑥粉质粘土 层⑦粉土 层⑧粉质粘土 层⑧1粉砂 层⑧粉质粘土 层⑨粉土 层⑩粉质粘土 层⑾细砂 湿 重 度 ? kN/m3 孔 隙 比 e 0.902 0.900 0.860 0.810 0.85 0.770 0.683 0.750 0.716 0.770 0.716 0.700 0.706 0.690 液性 压缩 承载力