华东理工大学机械学院硕士研究生复试资料.doc

华东理工大学2013年硕士研究生复试专业笔试机械设计（40分）一问答题（6X3)1.安全系数的选择考虑哪些因素？2.螺栓的优点及应用场合3.轴的周向固定4.滑动轴承的设计过程5. 关于滑动轴承温度的一个题。（具体记不清了）6.带传动的选取。二计算题1.推到带传动中带的长度，已知图8.7，P1472.根据螺栓变形协调条件，推到总拉力、剩余预紧力、预紧力公式（图6.12,P92）材料力学（30分）一 问答题1. 何谓单项应力状态和二向应力状态？圆轴受扭时，轴表面各点处于何种应力状态？梁受横力弯曲时，梁顶、梁底及其他各点处于何种应力状态？【来源：材料力学（第五版），思考题7.1】2. 一根单杠，包括两个竖杆和一个横杆，它都有哪些失效形式？在设计时，为了使其更稳定，在横杆和竖杆的连接处以及竖杆与地面的连接处各应采取什么连接？【来源：材料力学（第五版），思考题未知了】3. 一个两端封口的薄壁圆筒，内径为r，平均半径为R，当其两端受扭转力矩Me时，通常会在其表面出现褶皱现象，所以有人提议往其内部充压力为P的气体，可以避免此现象的发生，你认为可行吗？如果可行，那么请求出P为多大可以避免此现象的发生，并写出P和Me的关系式？【来源：材料力学（第五版），思考题9.5】二 计算题：上面是个滑轮组，可简化看做是圆环上下都受P的载荷，而上面由一根绳子把滑轮和圆环链接，首先，圆环向下以V的速度匀速下降，然后突然停止下降，问圆环开口处的开口增大了多少？工程材料（30分）一 填空题10X1 1. 材料选择的原则：强度原则、经济环境友好原则、一般性原则二 选择题10X1三 问答题 5X21. 位错有哪几种？对塑性的影响？2. 0.4%亚共析钢组织组成物的质量分数？3. 比较08；40Cr和？ 的淬透性。4. 材料为45钢 的轴的热处理过程。5. QT-70表示什么材料？用途？附 华东理工大学2010年硕士机械学院研究生复试专业笔试华东理工面试项目及成绩区间1.公共综合20(语言表达15+听力5) 2.专业笔试30 3.面试50 （口语5+专业面试45） 机械设计：简答（5X6）、作图（5）、计算（5）一、简答1.机械设计人员应该具备的素质？2.带、链传动的优缺点？3.链传动为什么会脱链？4.蜗轮蜗杆的传动效率的组成、如何提高？5.齿轮传动过程中，为什么要求齿轮表硬、里韧？6.滚动轴承的滚动体为点接触，为什么长时间运动不发生点蚀现象？二：分析作图关于轴的问题，具体有轴的轴向定位（齿轮、滚动轴承）、周向定位（键、联轴器） 三：计算齿面接触强度公式已知，计算齿轮的齿数和齿宽材料力学:选择题（2X6）、简答（2X9）一：选择题1.应力、应变、位移的关系？2.刚性梁与三根弹性梁相互连接，力作用于刚性梁上，问三根弹性梁的受力与应变的关系。（利用变形协调方程解答）3.能量法不能使用叠加法？4.封闭的薄壁圆筒受内压P；两端开口的薄壁圆筒，问第三强度理论校核，那个先坏？5、利用切应力互等定律判断剪应力图的正确性？二：简答1. 连续性、均匀性假设的解释。2. 切应力互等定律的解释。3. 第三强度理论、第四强度理论的解释。4. 材料力学中常见的变形形式。5. 详述铸铁拉断、压断现象并解释。6. 普通梁的挠曲线方程与压杆失稳的挠曲线的异同。（小变形假设的适用范围）7. 压杆按柔度分类、失效的形式。工程材料 选择题（1X10）、简答题（2X10）一：选择题1. wc=0.45%的钢在液态时达到共晶的临界点（还未发生共晶反应），问此时钢的A的碳含量？2. F的强度、塑性、硬度的关系？3. 45钢加热到900、1000淬火，哪个残余的A的含量多？二：简答1. 灰口铸铁出现白口组织（Fe3C）的原因？2. 20、45钢哪个硬度高？3. 零件的疲劳极限低于材料的疲劳极限的原因？4. T12钢预热处理的目的？5. 45钢在室温的组织成分？6. 65、40Cr、T8淬透性的排序、淬透性的解释？7. 会火脆性的解释、如何避免第二类回火脆性？8. 1Cr18Ni9Ti中Ti、Cr的作用？9. A、F的解释？华东理工大学2012年硕士机械学院研究生复试专业笔试一、 机械设计40%1、 简答题（3*9=27）（1） 轴的轴向定位有哪几种常用形式？（2） 销有哪几种功能？（3） 滑动轴承的材料主要是指什么部位的材料？由什么材料做成的？（4） 齿轮传动的速度V>12m/s时，为什么不能采用油池润滑？（5） 滚动轴承的主要失效形式是什么？（6） 气体润滑相对于液体润滑有什么优缺点？2、 计算题（4+4+5=13）（1） 一个关于单位换算的问题，=/b，知道的单位是m/s，b的单位是N/m，是无量纲量，让你求的单位是什么（2） 知道功率P和转速n，让你求转矩T，并写出推导过程（3） 蜗轮蜗杆传动，已知蜗杆的齿数z1=1，轴向模数m=6mm，直径系数q=12，蜗轮的齿数z2=40，蜗轮的转速n=50r/min，求蜗轮蜗杆传动中齿间的相对滑动速度Vs的大小？二、 材料力学30%1、 简答题（2分，3分，4分的都有，具体几分的记不清了，总共6个题目20分）（1） 问你什么是单向应力状态，什么是二向应力状态，并且举了两个例子，受扭转轴的上表面和下表面以及其它各点都处于以应力状态，还有横力弯曲时的表面处于什么应力状态？（2） 有一根轴，直径为d，弹性模量为E，现在只有一个应变片，请问怎么贴，才能测出轴的切变模量G？（3） 一根单杠，包括两个竖杆和一个横杆，它都有哪些失效形式？在设计时，为了使其更稳定，在横杆和竖杆的连接处以及竖杆与地面的连接处各应采取什么连接？（4） 一个两端封口的薄壁圆筒，内径为r，平均半径为R，当其两端受扭转力矩Me时，通常会在其表面出现褶皱现象，所以有人提议往其内部充压力为P的气体，可以避免此现象的发生，你认为可行吗？如果可行，那么请求出P为多大可以避免此现象的发生，并写出P和Me的关系式？（5） 铸铁在拉伸、压缩和扭转三种状态下的断裂横截面分别是什么形式？为什么？2、 作图题（10） 就是给你一个弯矩图，然后让你根据弯矩图画出载荷分布图和剪力图，比较基础的三、 工程材料30%1、 填空题(1*10=10)（1） 已知晶面在三条坐标轴上的距离为（1/3，1/2，1），求其晶面指数_（2） 固态合金中有_和_两类基本相（3） 40和40Cr中_的淬透性高（4） 高速钢W6Mo5Cr4V2中，Mo的功能是_，Cr的功能是_（5） 马氏体的本质是_（6） 可以经过三次球墨化过程，最后得到的组织是_（7） 用玻璃纤维作为增强相的复合材料称作_（8） 金属滑移系越多，金属发生滑移的可能性就越多，_就越好2、 简答题（2*10=20）（1） 计算对于过共析钢，当Wc=0.4%时，其F和P的质量分数各为多少？（2） 请问过共析钢在进行热处理时，为什么一定要加热到Ac1线以上20-50？（3） 请问20CrMnTi属于什么钢种？主要用来制作什么零件？（4） 下贝氏体是如何得到的？下贝氏体的力学性能特点是什么？（5） 利用45钢来制作轴，热处理方式是什么？热处理后的组织结构是什么？（6） 铁碳合金中，随着含碳量的增加，为什么硬度逐渐升高，塑性逐渐降低？（7） 细化铸态晶粒有哪些措施？铸锭晶粒形状的影响因素有哪些？机械工程材料大纲(简化后)金属材料的机械性能工程材料的4大分类及结合键常用力学性能指标的符号及物理意义晶体结构与结晶体心立方、面心立方、密排六方这3种晶体结构3种晶格缺陷金属结晶的概念、金属结晶的过程、影响结晶生核和长大的因素同素异构转变金属的塑性变形与再结晶塑性变形的2种方式加工硬化冷变形金属经过回复或再结晶后性能发生了哪些变化热加工和冷加工的概念强化金属材料的基本方法：细化晶粒、固溶强化、弥散强化、加工硬化二元合金固溶体的概念，置换固溶体、间隙固溶体二元合金相图的类型（匀晶相图、共晶相图、共析相图、包晶相图）及杠杆定律计铁碳合金钢的铁碳合金相图亚共析钢、共析钢和过共析钢的结晶过程用杠杆定律计算各相及组织的重量百分数常用杂质元素对碳钢性能的影响了解碳钢的分类、编号及用途钢的热处理钢在加热和冷却时的转变、奥氏体的形成过程奥氏体的晶粒度概念，影响奥氏体晶粒长大的因素奥氏体等温转变曲线（C曲线）影响C曲线的因素：化学成分和奥氏体化条件淬透性及淬硬性的概念钢的常规热处理方法：退火正火淬火回火及上述各种热处理身为目的以及处理后钢的力学性能变化合金钢合金元素在钢中的作用合金结构钢（普通低合金钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢）、合金工具钢（低合金刃具钢、高速钢、模具钢）的牌号、合金元素作用，含碳量、各钢种的热处理工艺不锈钢是重点铸铁铸铁的分类及牌号铸铁的石墨化及影响因素有色金属及其合金从这以后的章节了解即可，不看也没事！不考的范围！问答题1、 间隙固溶体与间隙化合物有什么区别？（概念定义不同）2、 强化金属材料的基本方法是哪4种？（上面大纲上有）3、 球化退火的目的？4、 什么叫固溶强化以及产生固溶强化的原因是什么？5、 什么叫加工硬化？6、 淬透性与淬硬性的区别。7、 二次强化的定义。8、 奥氏体的形成过程。9、 细晶强化的原因。习题1一、名词解释滑移、孪生、加工硬化、滑移系、形变织构、回复、再结晶、二次再结晶、热加工二、填空题1常温下，金属单晶体的塑性变形方式为（ ）和（ ）两种。2与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是（ ）和（ ）。3在金属学中，冷加工和热加工的界限是以（ ）来划分的因此Cu（熔点为1084）在室温下变形加工称为（ ）加工，Sn（熔点为232）在室温的变形加工称为（ ）加工。4再结晶温度是指（ ），其数值与熔点间的大致关系为（ ）。5再结晶后晶粒度的大小取决于（ ）、（ ）、和（ ）。6aFe发生塑性变形时，其滑移面和滑移方向分别为（ ）和（ ），滑够系为（ ）个。7强化金属材料的基本方法有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。8冷变形后的金属进行加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度（ ），内应力（ ），这个阶段称为（）。当加热到较高温度，晶粒内部晶格畸变（ ），金属的位错密度（ ），使变形的晶粒逐步变成（等轴晶粒），这一过程称为（ ）。三、简答题1.为什么细晶粒的金属材料其强度、塑性均比粗晶粒金属好？2什么是加工硬化？试举例说明加工硬化现象在生产中的利弊。3用冷拔紫铜管进行冷弯，加工成输油管，为避免冷弯时开裂，应采用什么措施？为什么？4已知W、Fe、Cu的熔点（见教材），说明钨在 1000、铁在800、铜在600时的加工变形是处于什么加工状态。5用下述三种方法制成齿轮，哪种方法较为理想？为什么？（1）用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮。（2）用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮。（3）由圆棒锻成圆饼再加工成齿轮。6说明下列现象产生的原因。（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向。（2）晶界处滑落的阻力最大。（3）Zn（密排六方）、a一Fe、Cu的塑性不同。7简述加热温度对低碳钢的冷塑性变形的组织和性能的影响。8在图210中的晶面、晶向中，哪些是滑移面，哪单是滑移方向？就图中情况能否构成滑移系？四、判断题1由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。（ ）2因为体心立方晶格与面心立方晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。（）3金属的预变形度越大，其开始再结晶的温度越高。（ ）4滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。（ ）5热加工是指在室温以上的塑性变形加工。（ ）6为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。（ ）7热加工过程，实行上是加工硬化和再结晶这两个重叠的过程。（ ）8孪生变形所需的切应力要比滑移变形时所需的小得多。（ ）五、选择填空1体心立方晶格金属与面心立方晶格金属在塑性上的差别，主要是由于两者的（ ）（a）滑移系数不同 (b)滑移方向数不同（c）滑移面数不同 （d）滑移面和滑移方向的指数不同 2随冷塑性变形量增加，金属的（ ）。（a）强度下降，塑性提高 (b) 强度和塑性都下降（c）强度和塑性都提高 （d）强度提高，塑性下降3冷变形金属再结晶后，则（ ）。，（a）形成等轴晶，强度增大 (b)形成柱状晶，塑性下降（c）形成柱状晶，强度升高 (d)形成等轴晶，塑性升高4能使单晶体产生塑性变形的应力为（ ）。（a）正应力 （b）切应力 （c）复合应力5变形金属加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型是（ ）。（a）与变形前的金属相同 （b）与变形后的金属相同（c）形成新的晶型6再结晶和重结晶都有形核与长大两个过程，主要区别在于有没有（ ）改变。（a）温度（b）晶体结构 （c）应力状态。7冷热加工的区别在于加工后是否留下（ ）。（a）加工硬化 （b）晶格改变性 （c）纤维组织8钢只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ ）（a）铁总是存在加工硬化，而铜没有 （b）铜有加工硬化现象，而铁没有（c）铁在固态下有同索异构转变，而钢没有 （d）铁和铜的再结晶温度不同习题2一、名词解释淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、曲线二、填空1本质晶粒度是根据标准实验方法，在（ ）保温（ ）小时后测定的奥氏体晶粒大小。2共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于 温度将形成（ ），为（ ）与（ ）的机械混合物，其典型形态为（ ）或（ ）。3 中马氏体是碳在Fe中的过饱和（ ），具有（ ）点阵。4 于过冷奥氏体等温转变图通常呈（），所以又称（），亦称为（）。5把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（ ）。6中温回火主要用于处理（ ）。因火后得到（ ）。7根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（ ）、（ ）和（）三种。8在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（ ），其中低温（ ）的硬度提高不多，故又称为（ ）。三、简答1什么是热处理？常见的热处理方法有几种，其目的是什么？从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？提示：只有从高温到低温发生相变或由固溶体溶度变化的合金才有可能进行热处理。2什么是回火？回火的分类、因火的目的是什么？回火的四个阶段具有怎样的特点？如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？提示：回火后工件一般在空气中冷却，对于具有第二类回火脆性的钢件，回火后进行油冷。对于性能要求较高的工件在防止开裂条件下，可进行油冷或水冷，然后进行一次低温补充回火，以消除快冷产生的内应力3何谓冷处理？为何冷处理之后还要进行回火或时效？冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。提示：冷处理之后仍存在淬火应力；二次硬化是高速钢重要的强化手段。4试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？珠光体和球化组织；马氏体和回火马氏体；索氏体和回火索氏体；屈氏体和回火屈氏体。5T12钢加热到770后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。6用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。提示：主要比较经两种工艺处理之后材料由表层到心部的组织，进而比较其性能差异。四、判断正误并改正1铁素体相为面心立方点阵，渗碳体为复杂斜方点阵，奥氏体为体心立方点阵，三者点阵结构相差很大。2珠光体的片层间距主要取决于其形成温度。在连续冷却条件下，冷却速度越大，珠光体形成温度越低，即过冷度越大，则片层间距越小。3珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程：一个是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体；另一个是晶体点阵重构，由面心立方贝氏体的转变为体心立方的马氏体和复杂单斜点阵的回火组织。4低碳钢中的马氏体组织，因其显微组织是由许多成群的板条组成，故又称为板条马氏体。对某些钢因板条不易侵蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也称之为块状马氏体，又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。5马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。大量的实验结果都证明，在屈服强度相同的条件下，位错型马氏体具有较高的硬度且比孪晶马氏体的韧性差的多。7为了减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火的工件，在淬入淬火介质之前，先水冷一段时间。这种方法叫“预冷淬火法”8使钢中的碳化物球状化。或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化退火。因其也能够消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，所以也称扩散退火。五、选择填空1根据e一C相图，温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为（）或（）加（）或（）加（）。(a)珠光体(b)渗碳体（c）铁素体（d）马氏体2如果珠光体的形成温度较低，在光学显微镜下，很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态，由电子显微镜测定其片层间距，大约在8001500?之间，这种细片状珠光体。工业上叫做（ ）。（a）超细珠光体 (b)索氏体 （c） 屈氏体（d）马氏体3实际生产中退火的种类很多，按其物理本质的不同可分为（ ）、（）和（ ）三大类。（a）重结晶、再结晶、去应力退火 （b）扩散、球化法应力退火（c）再结晶、完全、去应力退火 （d）去氢、扩散、重结晶退火4对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（ ），淬火后的组织为均匀的马氏体。(a)Ac1+3050 (b) Acm+3050 (c) Ac3+3050 (d) A0+30505当残余奥氏体比较稳定在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（）。(a)二次硬化（b）回火抗性（c）二次淬火（d）孪晶马氏体反稳定化6真空热处理、可控气氛热处理、辉光离子热处理和（）等热处理技术是当代发展起来的具有广泛应用前景的新技术。（a）表面淬火 （b）复合热处理 （c）化学热处理 （d）表面热处理习题3一、名词解释：、调质处理、淬透性：、马氏体：、共析反应：、过冷体：、加工强化： 7、热处理：、表面淬火：二、作图题：、画出共析钢的“”线，并标明淬火临界冷却速度 lgt2、Fe-Fe3C相图左下角部分画出并标明淬火加热温度和A1,A2,Acm线、符号 三、下面材料所属类别和应用实例 材料样号 类别 典型热处理工艺 使用状态下组织 应用举例 Q235A Gcr15 45 T12 20CrMnTi 60Si2Mn 16Mn 9SiCr 5CrMnMo 1Cr18Ni9四、车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC5458，其余地方为HRC2025，其加工路线为： 下料 锻造 正火 机加工 调质 机加工 （精） 轴颈表面淬火 低温回火 磨加工指出： 1、本轴应用的材料： 2、正火和调质的目的和大致热处理工艺 3、表面淬火目的 4、低温回火目的及工艺 5、轴颈表面组织和其余地方组织