材料工程基础作业题(2013-09)
工程材料基础习题(整合版)(刘颖版)
《工程材料基础》课程习题（一）绪论，第一章材料的基本结构与性能、工程材料按照性质不同或用途不同，如何进行分类？物质组成，金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料；用途，结构材料（力学性能）、功能材料（物理或化学性能）；、各种结合键有何特点，其所构成的物质有何性能特点？材料的性能主要取决于哪些因素？材料性能的取决因素，材料成分（原分离子的结合键类型）、材料结构（原分离子间作用状态）、材料的微观结构；离子键，结合力较强熔点硬度高，热膨胀系数导热小；电荷离子排斥较低密度；共价键，结合力很强高熔点硬度，低热膨胀系数及不导电性；饱和性和方向性较低密度；金属键，存在自由电子导电导热性好；无方向饱和性塑性好；较高密度；分子键，结合力弱熔点硬度低；无方向性饱和性氢键，有方向性饱和性；、金属材料、陶瓷材料、高分子材料在结构和性质上的主要差别是什么？结构，主要类型的结合键不同；性质，包括熔点硬度（强度）塑性（韧性）导热导电性耐热耐腐蚀性及密度热膨胀系数的区别；具体见，表格；、何谓晶体、晶体结构、晶格、晶胞和非晶体？晶体，组成原离分子呈规则周期性排列的固体；非晶体，组成原分离子呈无规则排列的固体；晶体结构，组成晶体的原分离子在空间规则排列的方式；晶格，三维空间中视为质点的原离子按一定规则直线相连形成的三维空间格子；晶胞，晶格中代表晶体中原子排列特点和规律性的最小体积单元；、布拉菲点阵有多少种？描述其几何特征的参数是什么？晶胞各棱棱长（）及各棱之间的夹角关系（αβγ）；立方体系、四方体系、菱方体系、六方体系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系，计种；、何谓晶面、晶面族、晶向、晶向族，如何确定晶面和晶向指数？晶面，晶格中原子所构成的平面；晶面族，晶面原子排列相同，仅空间向位不同的一组晶面；晶向，晶格中由原子列所构成的方向；晶向族，原子排列相同，仅空间向位不同的一组晶向；晶面和晶向指数的确定，；、体心、面心、密排六方晶体结构有何特点？、何谓单晶体和多晶体，为什么单晶体具有各向异性，而多晶体往往没有各向异性？单晶体，其组成原子按相同规律和空间取向排列的晶体；多晶体，由许多空间取向不同的单晶（晶粒）组成的晶体；晶体各向异性，沿不同晶向，晶体性能不同的现象；产生原因，不同晶面、晶向上分子或原子排列规律不同；多晶体空间位向呈随机分布；、何谓点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷，他们在晶体中的存在形式有哪些？点缺陷，空位、间隙原子、置换原子；（原子移位，异类原子溶入）线缺陷，晶体中若干原子出现的有规律错排现象；刀刃位错、螺形位错、混合型位错；面缺陷，晶界、亚晶界、相界面，表面等；、位错的运动形式有哪些？阻碍位错运动的因素有哪些？滑移运动、攀移运动；晶体结合键、点缺陷、其他位错、面缺陷、第二相粒子等；课件，点缺陷、第二相粒子、位错、晶界、相界（主要因素）；、溶质原子与位错之间的相互作用对溶质原子在晶体中的分布有何影响？对位错的运动有何影响？、点缺陷和位错对晶体的强度、硬度、塑性、韧性、电阻率等有何影响？点缺陷数量增加，提高材料强度、降低塑性导电性（增加电阻率）以及耐腐蚀性；位错密度增加，强度增高，塑性降低（适当密度位错，晶体最易塑性变形同时具有较低强度）；、非晶态材料的原子排列有何特点，其是否处于稳定状态？短程有序，各向同性，处于亚稳态（能量较低状态，非能量最低状态）；、晶体中有哪些面缺陷，为什么表面易吸附其他物质？如上；表面具有表面能，会自发吸附外来原子或分子以降低表面能；、何谓合金，合金中相、组元的概念是什么？合金，两种或者两种以上金属与金属或与非金属元素构成的具有金属特性的物质；相，化学构成、物理状态、晶体结构和性质相同均一且有明显界面与其他不同部分分隔开的部分；组元，组成合金最基本的独立物质（单质、化合物）；、何谓固溶体，其晶体结构与其组元有何关系？固溶体，原子或分子溶解于晶体中形成的固态物质；固溶体的晶体结构总是保持为溶剂（原子数量占多数的组元）的晶体结构；、何谓置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体和有限固溶体？置换，溶质原子置换某些溶剂原子并占据其位置的固溶体；间隙，溶质原子位于溶剂晶格间隙的固溶体；有限，溶质溶解度存在限度的固溶体；无限，组元可以无限互溶的固溶体；（产生晶格畸变大小不同的缘故）、纯金属与其固溶体相比，哪一个的强度更高，为什么？固溶体，溶质原子溶入晶格提高固溶体强度（固溶强化）；、何谓金属间化合物，其晶体结构与其组元有何关系？金属间化合物，金属与金属或类金属形成的具有金属性质的化合物；晶体结构复杂，且不同于其组元的晶体结构；、常见金属间化合物有哪几种，各有何特点？、固溶体和金属间化合物对合金的力学性能有何影响？固溶体，固溶强化，改变原有的一些物理和化学性能；金属间化合物，第二相强化（提高硬度统统是阻碍基体相中的位错运动，提高强度），增加一些其他性能（磁性，超导性，储氢性能）；、何谓同素异构、同分异构现象？同素异构，同一组成元素具有不同晶体结构的现象；同分异构，化学成分相同，组成原子形成不同分子结构的现象；、何谓陶瓷，其主要组成相有哪些，其性能主要取决于什么相？陶瓷，无机非金属化合物；晶体相（主相）、玻璃相、气孔；、为什么陶瓷中位错的密度低于金属中，且陶瓷中位错的滑移系少于金属中？因为陶瓷主要是以结合力强的离子键或者共价键结合；位错运动困难；、何谓高聚物，构成高聚物分子的原子之间以何种结合键相连，高聚物分子之间以何种结合键相连？高聚物（聚合物或高分子材料），由一种或几种简单的结构单元聚合而成的分子量很大的化合物；共价键；、为什么高聚物在高温下易软化？仅限于线型高分子和支链型高分子，主要的分子间无化学键连接，分子间可相互移动；、何谓高聚物的结构单元，高聚物大分子链有哪几种几何形态？其几何形态与高聚物的力学性质有什么关系？结构单元，组成高分子单体的低分子化合物；线型，支链型，溶剂中可溶解，良好的弹性和塑性，加热可熔化，热塑性，，支链使材料密度弹性塑性耐热性耐蚀性等下降；交联型，体型结构（平面内的网状结构），不溶性，热固性，较好的耐热性和尺寸稳定性，强度较高，塑性低，脆性大等；、为什么高分子可以呈现卷曲状态？高分子的柔顺性高分子链的构象，化学单键不同内旋可构成分子链的各种几何形态；、何谓高聚物的聚集态结构？高分子聚集在一起所形成的结合结构；、高分子材料的结晶度对高分子材料的硬度、强度、密度、耐热性、塑性、弹性等有何影响？结晶度是描述高分子聚合物晶化的程度；结晶度越高，硬度强度密度耐热性等越高，塑性弹性降低；、何谓复合材料，其主要组成相有哪些？复合材料，将两种不同物理化学力学性能的材料复合在一起所构成的材料；连续相（基体相）、复合相；第二章材料的基本性能、材料的强度指标有哪些，其含义是何？屈服强度，使材料开始塑性变形的最小应力值；抗拉强度，材料受力产生最大均匀塑性形变时所能承受的最大应力值；疲劳强度，材料在变动载荷反复作用下不发生断裂的最大应力值；高温强度，给定温度和时间内使材料产生断裂的应力值；、何为材料的刚度？弹性模量对于材料来讲具有什么应用意义？刚度，材料受力是抵抗弹性变形的能力；（表示材料对微量塑性变形的抗力，对选材有一定的参考意义；）、影响金属、陶瓷、高分子材料弹性模量的主要因素有哪些？弹性模量主要取决于材料组成原子间作用力大小；金属，对晶粒和第二相大小形态分布等组织变化不敏感，温度升高，模量下降；陶瓷，对晶粒大小不敏感，气孔率（主要因素），压缩模量高于拉伸模量；高分子，对组织材料敏感（结晶度，密度），温度升高，模量下降；、材料的塑性指标有哪些，塑性对于材料有何重要意义？断后伸长率，断面收缩率；塑性加工成形的重要指标参量，提高使用安全性，防止脆性断裂，使过载应力得到松弛；、何谓材料的硬度，常用的测试材料硬度的方法有哪些，其适用范围如何？硬度，材料抵抗局部塑性变形或其他硬物压入其表面的能力；压入法硬度试验；布氏硬度，（以下），（）；洛氏硬度，（），（），（）；维氏硬度，；、材料承受冲击的能力用何性能指标表示，温度对材料的耐冲击性能有何影响？冲击性能；冲击韧度随随见降低而下降，存在冷脆转化温度；、何谓断裂韧性，其有何实际意义？断裂韧性，材料抵抗裂纹扩展的能力；为零构件的设计和使用提供了一个重要的安全性指标；、何谓疲劳断裂？疲劳断裂，材料在变动载荷长期作用下，内部产生累积损伤而萌生裂纹，最后裂纹失稳扩展导致材料断裂的现象；、何谓材料的蠕变，其产生机制为何？蠕变，材料在高温及长时间恒力作用下缓慢塑性变形的现象；、何谓粘弹性，其有何实际应用意义？黏弹性，在外力作用下，材料产生的弹性应变在时间上滞后于应力变化的现象；作为一些材料的制备标准，即内耗值的大小、用于制备阻尼材料；、材料的耐磨性主要取决于哪些因素？材料的成分、表面硬度、硬化层深度、摩擦系数、弹性模量、摩擦副的相对性质等因素；、何谓材料的电极化现象，何谓压电效应和电致伸缩现象？电场作用下材料中的原分子正负电荷中心分离的现象；压电效应，因为材料（压电体）受力尺寸变化而产生电势的效应；电致伸缩现象，材料（受电体）受电场作用产生尺寸变化的现象；、根据对外加磁场的反应，可将物质分为哪几类，其各有什么特点？抗磁性物质，外加磁场中，物质产生与外加磁场反向的很弱的磁场；顺磁性物质，外加磁场中，物质产生与外磁场同向但微弱的磁场；铁磁性物质，同向很强的磁场；亚磁性物质，同向较强的磁场；反磁性物质，无磁化；、什么是硬磁材料和软磁材料？软磁材料，磁化强度在外加磁场去除后迅速消失的磁性材料；硬磁材料，磁化强度在外加磁场去除后可显著长期保持的磁性材料；、何谓物质的特征光谱？、如何防止材料的电化学腐蚀？提高电极电位、形成单相组织，形成表面氧化膜；、如何提高金属材料的抗氧化能力？表面形成致密的抗氧化膜；、什么是材料的工艺性能，其有何重要意义？工艺性能，指材料在加工过程中所反映的是否适合于加工工艺的性能；铸造性能，塑性加工性能，焊接性能，切削加工性能；、结构材料中微裂纹的存在对材料使用的安全性有何影响，为什么？是否材料中一旦存在裂纹就必定不能使用，为什么？第三章金属材料的塑性变形、何谓为塑性变形，晶体塑性变形的主要方式有哪些？塑性变形，不可恢复的永久变形；滑移、孪生；、何谓晶体的滑移系，组成滑移系的滑移面和滑移方向有何特点？滑移系，一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合；滑移面为晶体中原子密排面；滑移方向为晶体中原子最密排方向；、金属晶体中滑移系的多少对金属的塑性有何影响？晶体的滑移系数目越多，其塑性越好；、何谓分切应力和临界分切应力，何谓“软取向”和“硬取向”？某些取向合适的晶粒在滑移面和滑移方向上所受分切应力优先达到使位错开始滑移的临界分切应力值而产生位错运动并引起晶体滑移，此晶粒取向称“软取向”；其它一些晶粒由于取向的原因沿滑移面和滑移方向上的分切应力还没有达到使位错滑移的临界应力，这些晶粒暂时不能产生滑移变形，此晶粒取向为“硬取向”。
工程材料基础练习题库与答案
工程材料基础练习题库与答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、下列组织中，硬度最高的是( )A、渗碳体B、奥氏体C、珠光体D、铁素体正确答案：A2、具有面心立方晶格的铁称为( )A、γ—FeB、δ—FeC、α—FeD、β—Fe正确答案：A3、钢的淬透性主要决定于( )。
A、冷却速度B、尺寸大小C、合金元素D、含碳量正确答案：C4、渗碳体的力学性能特点是( )A、软而韧B、硬而韧C、软而脆D、硬而脆正确答案：D5、钢经调质处理后获得的组织是A、回火屈氏体；B、回火索氏体。
C、回火马氏体正确答案：B6、铁碳合金中，共晶转变的产物称为( )。
A、奥氏体B、莱氏体C、铁素体D、珠光体正确答案：B7、T8钢的最终热处理是( )。
A、渗碳B、淬火+低温回火C、球化退火D、调质正确答案：B8、淬火钢在（300～400）℃ 回火时，可达到最高值的机械性能是( ) （中温回火）A、屈服强度B、塑性C、抗拉强度D、弹性极限正确答案：D9、为消除 T12钢中的网状碳化物, 选用的热处理为。
A、回火B、调质处理C、球化退火D、正火正确答案：C10、亚共析钢室温下的平衡组织都是由( )组成。
A、先析铁素体和珠光体B、铁素体和奥氏体C、渗碳体和铁素体正确答案：A11、固溶体的晶体结构与相同。
A、溶质B、溶剂C、不同于溶剂和溶质的其它晶型D、a、b、c 都有可能正确答案：B12、亚共析钢的含碳量越高，其平衡组织中的珠光体量( )A、不变B、越少C、无规律D、越多正确答案：D13、碳在奥氏体中的最大溶解度为（）A、0.0218%B、4.3%C、2.11%D、0.77%正确答案：C14、共晶反应是指（）A、固相→固相1+固相2B、从一个液相内析出另一个固相C、从一个固相内析出另一个固相D、液相→固相1+固相2正确答案：D15、在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是( )。
A、片状的B、蠕虫状的C、球状的D、团絮状的正确答案：D16、精密零件为了提高尺寸稳定性，在冷加工后应进行( )。
材工基复习题(材料工程基础)
一、传热和传质基本原理第一章导论1、名词解释：●传导：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。
●对流：流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象●热辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。
其中因热的原因而发出辐射能的现象为热辐射。
●绝对黑体：A=1时，辐射能全部被物体吸收，这种物体叫“绝对黑体“简称“黑体”。
它是一切物体中吸收能力最强一种理想物体。
●绝对白体： R=1时，投射辐射能全部被反射，且呈漫反射状态（即向各方向反射），则该物体被称为“绝对白体”，简称“白体”。
简述或推导题：传导、对流、辐射传热的特点；2.传导特点:a)必须有温差b)物体直接接触c)依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量d)不发生宏观的相对位移3.热对流特点：热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。
4.辐射传热特点：a)依靠电磁波传递能量b)不需要任何介质c)温度高于0K,都有发射辐射粒子的能力。
d)物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的5.大平壁一维稳态导热的傅里叶公式推导；第二章热传导引论1、名词解释●温度场：某一瞬间物体内各点温度的总称。
●等温面（线）：温度场中同一时刻同一温度所有点相连组成的曲面或平面(曲线)。
●温度梯度：在具有连续温度场的物体内，过任意一点P温度变化率最大的方向位于等温线法线方向。
过点P的最大温度变化率为温度梯度。
●热物性：输运物性（扩散速率系数、热导率、运动粘度）、热力学物性（密度、比热容）●接触热阻：当导热过程在两个直接接触的固体间进行时，由于表面不是理想的平整，所以界面容易出现点接触，给导热过程带来额外的热阻，称为接触热阻。
2. 简答题：写出热扩散方程的3种边界及初始条件；①第一类边界条件：给定物体边界上任何时刻的温度分布。
材料工程基础第三、四章习题答案
1、何为冷变形、热变形和温变形？冷变形：温度低于回复温度，变形过程只有加工硬化无回复和再结晶。
热变形：温度在再结晶温度以上，变形产生的加工硬化被再结晶抵消，变形后具有再结晶等轴晶粒组织，而无加工硬化痕迹。
温变形：金属材料在高于回复温度但低于再结晶开始温度的温度范围内进行的塑性变形过程。
2、简述金属的可锻性及其影响因素。
可锻性：指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。
它包括在热态或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。
可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。
(1)内在因素(a)化学成分:不同化学成分的金属其可锻性不同；(b)合金组织:金属内部组织结构不同，其可锻性差别很大。
(2)外在因素(a)变形温度:系指金属从开始锻造到锻造终止的温度范围。
温度过高:过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。
温度过低：变形抗力↑－难锻，开裂(b)变形速度:变形速度即单位时间内的变形程度(c)应力状态:金属在经受不同方法进行变形时，所产生的应力大小和性质（压应力或拉应力）不同。
3、自由锻和模锻的定义及其特点是什么？自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。
1、自由锻锻件的精度不高，形状简单，其形状和尺寸一般通过操作者使用通用工具来保证，主要用于单件、小批量生产。
2、对于大型机特大型锻件的制造，自由锻仍是唯一有效的方法。
3、自由锻对锻工的技术水平要求高，劳动条件差，生产效率低。
模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。
模锻具有如下特点：(1)生产效率高。
劳动强度低。
(2)锻件成形靠模膛控制，可锻出形状复杂、尺寸准确，更接近于成品的锻件，且锻造流线比较完整，有利于提高零件的力学性能和使用寿命。
(3)锻件表面光洁，尺寸精度高，加工余量小，节约材料和切削加工工时。
(4)操作简便，质量易于控制，生产过程易实现机械化、自动化。
工程材料基础知识-课后习题及答案.docx
第一章工程材料基础知识参考答案1.金属材料的力学性能指标有哪些？各用什么符号表示？它们的物理意义是什么？答：常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。
强度常用材料单位面积所能承受载荷的最大能力（即应力。
，单位为Mpa）表示。
塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不被破坏的能力。
金属塑性常用伸长率5和断面收缩率出来表示：硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬程度的指标，是一个综合的物理量。
常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。
冲击韧性的常用指标为冲击韧度，用符号a k表示。
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
疲劳强度用。
-1表示，单位为MPa。
2.对某零件有力学性能要求时，一般可在其设计图上提出硬度技术要求而不是强度或塑性要求，这是为什么？答：这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。
硬度是一个表征材料性能的综合性指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力，同时硬度的测量操作简单，不破坏零件，而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件，所以实际生产中，在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。
3.比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。
答：（1）布氏硬度测量原理：采用直径为D的球形压头，以相应的试验力F压入材料的表面，经规定保持时间后卸除试验力，用读数显微镜测量残余压痕平均直径d,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。
实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。
布氏硬度测量范围：用于原材料与半成品硬度测量，可用于测量铸铁；非铁金属（有色金属）、硬度较低的钢（如退火、正火、调质处理的钢）（2）洛氏硬度测量原理：用金刚石圆锥或淬火钢球压头，在试验压力F的作用下，将压头压入材料表面，保持规定时间后，去除主试验力，保持初始试验力，用残余压痕深度增量计算硬度值，实际测量时，可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。
《内部资料》材料工程基础试卷套(可能是题库)..doc
材料工程基础试卷1天津理工大学考试试卷〜学年度第学期《材料工程基础》课程代码：—试卷编号：.命题日期：—年—月—日答题时限：120分钟考试形式：闭卷笔试得分统计表：一、判断题（正确的打错误的打X）（每题1分，共10分）1.板料弯曲时，必须控制最小弯曲半径，以防止|门|弹。
（X）2.铸件中内应力越大，产生变形和裂纹的倾向也越大。
（V ）3.铸铁的铸造工艺性比铸钢的铸造工艺性要好，其主要原因是铸铁的浇注温度低，凝固温度范围小，收缩率小。
（V ）4.钎焊是利用熔点比焊件金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化，将处于固态的焊接件粘接起来的一种焊接方法。
（X）5.金属的超塑性成形是指在一定的温度条件下，以较高的变形速度进行纳•性变形的方法。
（X）6.板料冲压时，落料模以菖模刃口尺寸为基准，凹模刃曰尺寸等于凸模刃口尺寸加上双边间隙。
（X ）7.绘制自由锻锻件图要在零件图的基础上考虑敷料、加工余量和锻件公差。
（"）8.铸造时，产生缩松的原因是金属的结晶范围较窄，呈体积凝固方式。
（）9.型料注射模具常用的浇口形式有：侧浇口、点浇口、直浇口和潜伏浇口。
（V ）10.粉末压制制品的过程为：粉末配混、压制成形、烧结和后处理。
（V ）二、填空题（每个填空1分,共15分）1.液态金属铸造时，浇注系统是为了填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道，通常由（）、（）、（）和（）组成。
2.低碳钢熔焊时，焊接热影响区分为：（熔合区）、（过热区）和（正火区）。
3.自由锻造的基本工序有：（锻粗）、（拔长）、（冲孔）、（扩孔）等。
4.金属表面淬火的加热方法有：（感应加热）和（激光加热）。
5.塑料注射成型模具分成（）模部分和（）模部分。
材料工程基础试卷2天津理工大学考试试卷《材料工程基础B》一、判断题（正确的打错误的打X）（每题1分，共10分）1.液态金属的合金成分是影响液态金属充型能力的重要因素。
（）2.灰口铸铁铸件，壁越厚，强度越高；壁越薄，强度越低。
材料工程基础题集(含答案)
【例题3.1】一双层玻璃窗，宽1.1 m，高1.2 m，厚3 mm，导热系数为1.05 W/(m· K)； 中间空气层厚5 mm，设空气隙仅起导热作 用，导热系数为2.60×10-2 W／(m· K)。室内 空气温度为25℃。表面传热系数为20 W/(m2· K)；室外空气温度为-10℃，表面传 热系数为15 W/(m2· K)。试计算通过双层玻 璃窗的散热量，并与单层玻璃窗相比较。假 定在两种情况下室内、外空气温度及表面传 热系数相同。
2
耐火粘土砖与硅藻土砖分界面的温度
0 . 115 t t q 495 244 470 （℃） 2 1 k 1 . 12 1
1
例题4-1，求下列图形中的角系数 解：
A 1 F 1 , 2 A 2 F 2 ,1 F 2 ,1 1 F 1,2 A2 F 2 ,1 A1 2R
解 (1) 双层玻璃窗：
(2) 单层玻璃窗情形：
单层玻璃窗的散热量是双层玻璃窗的2.6倍。
【例题3.2】一台锅炉的炉墙由三层材料叠合组 成。最里面是耐火粘土砖，厚115mm；中 间是B级硅藻土砖，厚125 mm；最外层为石 棉板，厚70mm。已知炉墙内、外表面温度 分别为495℃和60℃，试求每平方米炉墙每 小时的热损失及耐火粘土砖与硅藻土砖分界 面上的温度。
x ( a 2 ) e 2 2
y ( b 2 ) e 2 2
2019/3/17 12
（1）将τ=3 代入上式 得
3 x ( a 2 ) e 8
y ( b 2 ) e 8
3
（2）a=2，b=2时
x 4 e 2 2
y 4 e 2 2
由已知
材料工程技术基础知识单选题100道及答案解析
材料工程技术基础知识单选题100道及答案解析1. 材料的强度指标通常用（）来表示。
A. 伸长率B. 屈服强度C. 硬度D. 冲击韧性答案：B解析：屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的应力，是衡量材料强度的重要指标。
2. 以下哪种材料属于金属材料（）A. 陶瓷B. 塑料C. 钢铁D. 玻璃答案：C解析：钢铁是典型的金属材料。
3. 材料的硬度越高，则其（）A. 耐磨性越好B. 韧性越好C. 塑性越好D. 强度越高答案：A解析：硬度高通常意味着耐磨性好。
4. 常见的晶体结构有（）A. 体心立方B. 面心立方C. 密排六方D. 以上都是答案：D解析：体心立方、面心立方、密排六方都是常见的晶体结构。
5. 合金元素在钢中的作用不包括（）A. 提高硬度B. 降低韧性C. 改善耐蚀性D. 细化晶粒答案：B解析：合金元素一般会改善钢的性能，不会降低韧性。
6. 以下哪种热处理工艺可以提高材料的硬度（）A. 退火B. 正火C. 淬火D. 回火答案：C解析：淬火能使材料获得高硬度。
7. 金属材料的疲劳极限是指（）A. 材料在无限次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力B. 材料在一定次数交变载荷作用下不发生断裂的最大应力C. 材料在一次拉伸试验中能承受的最大应力D. 材料在压缩试验中能承受的最大应力答案：A解析：疲劳极限是材料在无限次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力。
8. 陶瓷材料的主要特点是（）A. 高强度B. 高韧性C. 耐高温D. 良好的导电性答案：C解析：陶瓷材料具有耐高温的特性。
9. 复合材料的优点不包括（）A. 比强度高B. 可设计性强C. 成本低D. 抗疲劳性能好答案：C解析：复合材料通常成本较高。
10. 高分子材料的分子量越大，则其（）A. 强度越高B. 韧性越好C. 流动性越好D. 加工性能越好答案：A解析：分子量越大，高分子材料的强度越高。
11. 材料的导热性越好，则其（）A. 保温性能越好B. 散热性能越好C. 耐腐蚀性越好D. 耐磨性越好答案：B解析：导热性好，散热性能就好。
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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σ，体积弹性模量E的函数。
即ΔP＝F（v、ρ、l、l1、l2、g、u、σ、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：1）相应的模型中之水流速度。
2）若测得模型单位管长的压力降为13.8kN/m2，则原型中单位管长的压力降应为若干？第二章工程流体力学1、（L 1-7）。
质量为5kg，面积为40×45cm2的—收木板，沿着涂有滑油的斜面等速向下运动。
已知v＝1m/s，δ＝1mm(油膜厚度)，求滑油的粘度。
2、（L 1-9）。
一套筒长H＝20 cm，内径D＝5.04cm，重量G＝6.8N，套在直径d＝5cm的立轴上，如图所示。
当套筒与轴之间充以甘油（μ＝8P）时求套筒在自重作用下将以多大速度沿立轴下滑？不计空气阻力。
3、（L 2-2）。
图示的容器中，水和气达到下平衡状态，求容器内气体的压强，接触大气液面上为标准大气压，水的重度γ＝9807N／m3。
4、（L 2-3）。
开敞容器，盛装γ2＞γ1的两种液体，如图所示，求(a)在下层液体中任一点的压强；（b）1和2两测压管中的液面哪个高些？哪个和容器内的液面同高？为什么?5、（L2-6）。
双U型管，用来测定比重比水小的液体的比重。
试用液柱高差来确定未知液体的比重值。
(管中的水是在标准大气压下，4℃的纯水)6、（L2-8）。
一直立的煤气管，在下部测压管中测得水柱差h1＝100 mm，在H＝20 m处测得h2＝115mm如题2—8图示。
煤气管外面的空气重度γ＝12.64N/m3试求管内煤气的重度。
7、（L2-10）。
用两个U型管串联在一起去测量一个贮气罐中的气体压强，见图示，已知h1＝80cm，h2＝70 cm，h3＝80 cm，大气压为760mm 汞柱，γ汞＝1.3332×105N/m3，气柱重量可略去。
求罐内气体的压强等于多少？8、（Z 2-13）。
一封闭容器盛装γ2（水银）＞γ1（水）的两种不同液体，试问同一水平线上的1、2、3、4、5各点的压强哪点最大？哪点最小？哪些点相等？9、(L3-5)。
如图，密度不变的流体以151/s的流量，沿100mm直径的管AB流动，此管在B点分为BC、BD管，管径均为25mm，第三条分支BE，管径为50 mm，流经分支时，Q BC＝3Q BE ,v BD＝4m/s。
求三个支管中流量各为多少？AB、BC和BE管中的流速各为多少？10、（Z 3-9）。
管路由不同直径的两管前后相连接所组成，小管直径d A ＝0,2m，大管直径d B＝0.4m。
水在管中流动时，A点压强P A＝70kN／m2，B点压强P B＝40kN／m2，B点流速V B＝1m/s。
试判断水在管中的流动方向，并计取水流经两断面间的水头损失。
11、（L3-8）。
如图，泵的吸水管以1：5的坡度(高度1水平距为5)放置、水以1.8m/s的速度通过，若已知压力降到低于大气压70 kN／m2时空气会逸出，形成气蚀，使水泵不能正常工作，计算最大可能的管长l为多少？忽略水头损失，设水池中之水是静止的。
12、（L3-11）。
用图示测压管测定水管中的点流速，当读数Δh＝0.4m，h1＝0.3m，h2＝0.1m时，测压计中介质的比重S＝0.8，求A、B 两点的流速u A、u B为多少?13、（L3-17）。
输水管路三通各管段的直径为，d1＝400 mm，d2＝300 mm，d3＝200mm，流量Q1＝5001/s，Q2＝3001/s，Q3＝2001/s，压力表读数P g＝77kN/m2，求另外两管段的压力?(不计损失，三通水平放置)14、（L3-21）。
一虹吸管直径100 mm各管段垂直距离如图，求流量，A、B点压力，画管道总水头线，不计水头损失。
15、（Z3-12）用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速u如图，测得A点的比压计读数Δh＝60mm汞柱。
(1)求该点的流速u；(2)若管中流体是密度为0.8g/cm3的油，Δh仍不变。
该点流速为若干。
不计损失。
16、（Z3-13）水由图中喷嘴流出，管嘴出口d=75mm．不考虑损失．计算H值以m计，P值以kN/m2计。
17、（Z3-14）。
计算管线流量，管出口d＝50mm，求出A、B、C、D各点的压强。
不计水头损失。
18、（Z3-18）。
如图，闸门关闭时的压力表读数为49kN/m2。
闸门打开后，压力表读数为0.98kN/m2，由管进口到闸门的水头损失为1m，求管中的平均流速。
19、（L4-3）。
已知管径d＝150mm，流量Q＝151/s，液体温度为10℃，其运动粘性系数υ＝0.415cm2/s，试确定，①在此温度下的流动状态；②在此温度下的临界流速；③若过流断面积改为面积相等的正方形管道，则其流态如何？20、（L4-15）。
直径d＝300 mm的铁皮风管，通过20℃的空气，平均流速v＝2m/s，沿程压力损失Δp＝5mm水柱，若将流速加大一倍，沿程压力损失将增大为多少?21、（L4-18）。
水泵抽水系统，流量Q＝0.0628m3/s，水的粘度υ＝1.519×10-6m2/s，管径d＝200 mm，ε=0.4mm，h1＝3m，h2＝17m，h3=15m，各处局部阻力系数ζ1＝3，ζ2 (直角弯管d／R＝0.8)，ζ3 (光滑折管θ＝30°)，ζ4 ＝1。
求：（1）管道的沿程阻力系数λ(用莫迪图)。
（2）水泵的扬程H。
（3）水泵的有效功率Ne。
(Ne＝γQH)22、（L4-21）。
如图所示，管路由油库将油放出，出口处为大气压力。
已知H＝9m，l1＝l2＝50m，d＝0.1，λ＝0.02，局部阻力系数：进口ζ1＝0.5，弯头ζ2＝0.5，闸门ζ3＝3.0，求：①管中流量；②画出管路总水头线及测压管水头线，③若下游是流入另一个油池如图（b），上下游池面高度差仍为9m，则上述两项结果又将如何？23、（L4-22）。
虹吸管自水箱吸引水流入大气。
已知d＝25mm，l1＝6m，全管长20m，设λ＝0.025，进口ζ1＝0.8，直角弯头d/R＝0.5，折管角θ＝30°（按光滑管得ζ），求虹吸管流量及最高点B处的压力。
24、（Z5-18）。
如图所示管路，设其中的流量Q A ＝0.6m3/s，λ＝0.02，不计局部损失，其它已知条件如图，求A、D两点间的水头损失。
25、（Z5-22）。
一水平安置的通风机，吸入管d1＝200mm，l1＝10mm，λ＝0.02。
压出管为直径不同的两段管道串联组成，d2＝200mm，l2＝50m，λ＝0.02，d3＝100mm，l3＝10mm，λ＝0.02。
空气密度ρ＝1.2kg/m2，风量为Q＝0.15m3/s，不计局部阻力．试计算：(1)风机应产生的总压强为多少？(2)如风机与管道铅直安装，但管路情况不变，风机的总压有无变化？比较三段损失得何结论？(3)如果流量提高到0.16m3/s，风机总压变化多少？(d)绘出全压线与静压线图。
26、（Z5-23）。
如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m，ζ给于图中，流量Q＝40×103 m3/s,求：（1）吸水管及压水管的S数。
（2）求水泵所需水头。
（3）绘制总水头线。
第三章传热学1、（【S-lt,2-2】）。
设有一窑墙，用粘土砖和红砖两种材树砌成，厚度均为230mm，窑墙内表面温度为1200℃，外表面温度为100℃。
试求每平方米窑墙的热损失。
已知粘土砖的导热系数为λ1＝0．835＋0.00058t W/m℃，红砖的导热系数为λ2＝0.0467＋0.00051tW/m2℃红砖的允许使用温度为700℃以下，那么在此条件下能否使用？2、（【S-lt,2-4】）。
蒸汽管道里流过温度为540℃的蒸汽，管外径d1＝273mm，管外包有水泥蛭石保温层，最外侧是15mm厚的保护层，按照规定保护层外圆的温度为t3＝48℃，热损失为440 W/m，求所需保温层厚度。
水泥蛭石的导热系数为λ1＝0.105W/m℃，保护层的导热系数为λ2＝0.192W/m℃。
3、（【S-lt,2-8】）。
试求平板间空气夹层的当量导热系数和对流换热量。
设夹层厚度为25.0mm，高200mm，热表面温度为150℃，冷表面温度50℃。
4、（【S-lt,2-12】）。
试求某余热锅炉中四排管子所组成的顺排管簇的换热系数。
设管子的外直径为60mm，,烟气的平均温度为t f =600℃，管壁温度t w=120℃，烟气通过最窄截面处的平均流速为w=800m/s，冲击角为60°。
5、（【S-lt,2-16】）。
用热电偶测量管道内的空气温度。
如果管道内空气温度与管道壁的温度不同，则由于热电偶与管道壁之间的辐射换热会产生测温误差，试计算当管道壁温度t2＝100℃，热电偶读数温度t1＝200℃时的测温误差。
假定热电偶接点处的对流换热系数a c＝46．52W/m℃，其黑度ε1 = 0.9。
6、（【S-lt,2-18】）。
为了减少上题中由于辐射换热所引起的热电偶读数误差，在热电偶接点周围围以遮热罩。
如果空气温度为233.6℃，其它各给定值仍和例2-16相同，由遮热罩表面到气流的对流换热系数a c’=11.63W/m2℃，遮热罩黑度ε3=0.8。
试求此时热电偶的读数应为多少？7、（S2-1）。
有一座玻璃池窑的胸墙，用硅砖砌筑，内表面平均温度为1300℃，外表面平均温度为300℃，胸墙厚度为450mm，面积为10m2。
试求通过胸墙的散热损失量。
8、（S2-2）。
某炉窑炉墙由耐火粘土砖、硅藻土层与红砖砌成，硅藻土与红砖的厚度分别为40mm和250mm，导热系数分别为0.13和0.39w/m℃，如果不用硅藻土层，但又希望炉墙的散热维持原状，则红砖必须加厚到多少毫米？9、（S2-6）。
试求通过如图所示的复合壁的热流量，假设热流是一维的；已知各材料的热导系数为：λA=1.2，λB=0.6，λC=0.3，λD =0.8w/m℃。