第一章绪论
1、材料力学的任务
材料力学主要研究固体材料的宏观力学性能，构件的应力、变形状态和破坏准则，以解决杆件或类似杆件的物件的强度、刚度和稳定性等问题，为工程设计选用材料和构件尺寸提供依据。
材料的力学性能：如材料的比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率、弹性模量、横向变形因数、硬度、冲击韧性、疲劳极限等各种设计指标。它们都需要用实验测定。
构件的承载能力：强度、刚度、稳定性。
构件：机械或设备，建筑物或结构物的每一组成部分。
强度：构件抵抗破坏（断裂或塑性变形）的能力。
刚度——构件抵抗变形的能力。
稳定性——构件保持原来平衡形态的能力。
构件在正常工作时应满足强度、刚度、稳定性要求
2、变形固体的性质及基本假设
变形固体——在外力作用下发生变形的物体。
基本假设：
1) 连续性假设：认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积。（某些力学量可作为点的坐标的函数）
2) 均匀性假设：认为固体内到处有相同的力学性能。
3) 各向同性假设：认为无论沿任何方向固体的力学性能都是相同的。
3、杆件变形的基本形式（掌握每种基本变形的受力特点和变形特点）
基本变形
1. 轴向拉伸或压缩：在一对其作用线与直杆轴线重合的外力作用下，直杆在轴线方向发生的伸长或缩短变形。
2. 剪切：在一对相距很近的、大小相同、指向相反的横向外力作用下，直杆的主要变形是横截面沿外力作用方向发生相对错动。
3．扭转：在一对转向相反、作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下，直
杆的相邻横截面将绕轴线发生相对转动。
4．弯曲：在一对转向相反、作用面在杆件纵向平面内的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕垂直杆轴线的轴发生相对转动。
组合变形：当杆件同时发生两种或两种以上基本变形时称为组合变形。
M M
P
F
第二章 轴向拉伸和压缩
一、轴向拉伸或压缩时横截面上的内力
（1）内力：由外力作用引起的构件内部相互之间的作用力。
（2）截面法：截面法是求内力的基本方法，在需求内力的截面处，用一假想平面，沿该截面将杆件截开，取其一部分，将弃去部分对留下部分的作用，代之以内力，然后考虑留下部分的平衡，由平衡条件求出该截面上的内力。
（3）轴力：因为外力与轴线重合，故分布内力系的合力作用线必然与轴线重合，若设为N F ，N F 称为轴力。
轴力符号规定：拉为正，压为负。
二、轴向拉伸或压缩时横截面上的应力
正应力公式
A
F N =
σ
三、拉压杆件的变形.胡克定律
1)轴向变形 胡克定律： l
l E
A
F E ?=→
=N εσ
∴
EA
l F l N =
?(胡克定律的另一种形式)
EA ——杆件抗拉（或抗压）刚度 2)横向变形
试验证明：当应力不超过比例极限时，横向应变与纵向应变之比的绝对值是一个常数。
μ
ε
ε='
μ——横向变形因数（泊松比）为材料常数（弹性常数） ∴-='εμε
（虎克定律的适用范围：弹性极限内）
四、材料拉伸和压缩时的力学性能 1、低碳钢（Q235）拉伸时的力学性能
（1）变形的四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 （2）力学性能指标
比例极限σp ——应力和应变成正比时的最高应力值
弹性极限σe ——只产生弹性变形的最高应力值
屈服极限σs ——应力变化不大，应变显著增加时的最低应力值 强度极限σb ——材料在断裂前所能承受的最大应力值 弹性指标：弹性模量)/(2
m N E
ε
σ=
延伸率和断面收缩率：
试件拉断后，弹性变形消失，而塑性变形保留下来。 延伸率：
%
1001?-=
δl
l l
断面收缩率：
%
1000
1
0?-=
A A A ψ
七、强度条件 强度条件
]
[σσ≤=
N A F
①强度校核：认为安全
5%100]
[]
[
强度计算 ②设计截面：
]
[σN ≥
F A
③确定许用载荷：A
F
N
][σ≤
图示托架强度计算（强度校核或确定许可荷载）
第三章 扭 转 一、概述
1．扭转变形和受力特征：在杆件的两端作用等值，反向且作用面垂直于杆件轴线的一对力偶时，杆的任意两个横截面都发生绕轴线的相对转动，这种变形称为扭转变形。 二、薄壁圆筒的扭转 1、薄壁圆筒扭转时的切应力
δ
τ
02A T =
切应力互等定理
τ′=τ
在相互垂直的两个平面上，切应力必然成对存在，且数值相等，其方向都垂直于两平面交线，或共同指向或共同背离两平面交线。这就是切应力互等定理，也称为切应力双生定理。 （3）切应变剪切胡克定律
胡克定律：试验表明，当切应力不超过比例极限时，切应力与切应变成正比。
τ= G γ
G ——比例常数，材料的切变模量。单位GPa 三、传动轴的外力偶矩、扭矩和扭矩图 （1）M e 、m 、 P 之间的关系 M e ——外力偶矩（N?m ） n ——转速（r/min ）
P ——功率（kW ）（1kW=1000N?m/s ）（马力）（1马力=735.5W ） 每秒钟内完成的功力
{}{}{}{}{}{}m i n /7024
m i n /kW 9549..r n P M r n P M m
N e m N e 马力=
=
（2）扭矩和扭矩图
截面法、平衡方程 ΣM x =0
T-M e =0
T =M e
扭矩符号规定：为无论用部分I 或部分II 求出的同一截面上的扭矩不但数值相同且符号相同、扭矩用右手螺旋定则确定正负号。 四、圆轴扭转时，横截面上的应力、强度条件 （1） 横截面上的切应力
分布规律——一点的切应力的大小与该点到圆心的距离成正比，其方向与该的半径相垂直。 计算公式 ρ
τ
P
I T = P
P
W T R I T =
=
max
τ
（2） 极惯性矩与扭转截面系数 实心圆截面 32
4
D I P π= 3
16
D
W
P
π
=
空心圆截面
)1(32
)324
4
4
4
αππ-=-=
D d D I P （，
)1(16
4
3
απ-=
D W P
4．圆轴扭转的强度条件 ][ττ
≤=P
W T
强度计算的三类问题
①强度校核 ②设计截面
[]τmax
T W t ≥
[]τπm
a x
3
16
T D
≥
[]3
max
16τπT D ≥
()[]ταπm
a x
4
3
116
T D
≥
-
[]()3
4
max
116
α
τπ-≥
T D
③确定许用载荷T max ≤[τ]W P
五、圆轴扭转时的变形，刚度条件 （1）扭转角υ的计算 等直圆轴： p
GI
Tl =
?
（2）刚度条件
消除轴的长度l 的影响
P
GI
T dx
d =
=
'??（rad/m ）
?' ：单位长度的扭转角
等直圆轴：
P
GI
T l =
=
'?
?
刚度条件
[]
??'≤='P
GI
T max max
（rad/m ）
按照设计规范和习惯[]?'许用值的单位为()m /?，可从相应手册中查到。
[]
?π
?'≤?
='180
max max
p
GI
T （ o）/m
（3）刚度计算 ①刚度校核
②设计截面：
()?
?
?
?
?
-4
4
4
1
32
,
32
α
π
πD
D
I
p
③确定许用载荷T max
思考：
1、用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是哪个?
2、长为l，直径为d的两根园轴由不同材料制成，在其两端分别作用相同的扭转力偶矩，试问：最大切应力和相对扭转角是否相同？为什么？
）
、
第四章 弯曲应力
一、对称弯曲的概念及梁的计算简图：
1、对称弯曲
()()()()???
??
?
?曲线
向对称面内的一条平面
弯曲变形后轴线成为纵对称面内
所有外力都作用于纵向称轴的纵向对称面整个杆件有一个包含对横截面有一根对称轴4321
2、根据支座及载荷简化，最后可以得出梁的计算简图。计算简图以梁的轴线和支承来表示梁。
()()()??
?
??悬臂梁外伸梁简支梁梁的基本形式
321:
l 称为梁的跨度
二、梁平面弯曲时，横截面上的内力——剪力和弯矩
一般情况下，梁横截面上的剪力和弯矩随截面位置不同而变化，剪力和弯矩为截面位置坐标x 的函数。
()()??
?
==x M M x F F S S
上面函数表达式称为剪力方程和弯矩方程，根据剪力方程和弯矩方程，可以描出剪力和弯矩随截面位置变化
规律的图线称为剪力图和弯矩图。
2．列剪力方程和弯矩方程规则
??
?????
=
=∑
∑
==左左n
i i n
i i
S M M F F 1
1
（1）截面左侧向上的外力都在剪力代数和式中取正号，向下的外力都取负号。（左上取正，右下为负）
剪力
剪力
弯距
弯
距
弯距
弯距
（2）截面向上的外力对截面形心产生的力矩都在弯矩代数和式中取正号。向下的外力对截面形心所在产生的力矩都在和式中取负号。
（3）截面左侧顺时针转的外力偶矩，在力矩总和式中取正号，反之取负号（顺正、逆负）
（熟练绘制梁的弯矩图。复习作业） 三、载荷集度、剪力和弯矩间的关系
q (x )、F S (x )、M (x )之间存在普遍的导数关系，利用《导数关系》直接由载荷判定F S 、M 图形，绘制F S 、M 图，检验F S 、M 图正确与否。
q (x )、F S (x )、M (x )间的关系
()
()
()()()()()?????
?
?
??====x q x x F x x M x F x x M x q x
x F S S S d d d d d d d d 2
2
四、梁的正应力、正应力强度条件 （1）中性层与中性轴
中性层——弯曲变形时，梁内有一层纤维既不伸长也不缩短，因而它们不受拉应力或压应力，该纤维层称为梁的中性层；
中性轴——中性层与横截面的交线（即横截面上正应力为零的各点之连线）
中性轴的位置——在弹性范围内，平面弯曲的梁，其中性轴通过截面的形心，且与荷截作用面垂直； （2）纯弯曲时梁的正应力计算公式
z
y
I M =
σ
（3）横力弯曲（剪切弯曲）时的正应力
纯弯曲正应力公式推广应用于横力弯曲，计算公式为近似解，当5
≥h
L 时，误差约为2%。
Z
I y M ?=
σ Z
I y M
max
max
max
=
σ
引入记号：
max
y I W Z Z =
Z
W M
max
max
=
σ
W ——抗弯截面系数（m 3） （4）正应力强度条件
]
[max
max
σσ
≤=
Z
W M
W ——抗弯截面系数（m 3） ①对抗拉抗压强度相同的材料，只要
[]σσ
≤max
即可
②对抗拉抗压强度不等的材料（如铸铁）则应同时满足：
[][]??
?≤≤c c t t σσσσmax max
(5)正应力强度计算
①强度校核 [][]??
?
≤≤c c t t σσσσmax max ②设计截面尺寸：
[]σmax
M
W Z ≥
③确定许用载荷：[]Z W M σ≤max
(参看教材例题4.11 P.95) 五、梁的切应力、切应力强度条件 （1）矩形截面梁的切应力
①分布规律——切应力方向与剪切力方向平行，其大小沿截面宽度均匀分布，沿高度呈抛物线变化。 ②计算公式 切应力 b
I S F b f Z Z S *
==τ
矩形截面 A
F S 23=
τ
（2） 工字形截面梁的切应力
分布规律——沿铅垂方向的切应力分布规律与矩形截面相同。 ①计算公式 b I S F b f Z Z S *
==τ
②腹板部分 )]4
(2)(813[2
2
2
2
y h b h H
b I F Z S -+-=
τ
(3)圆形截面梁的最大切应力
切应力分布假设——截面上同一高度各点的切应力作用线汇交于一点，其铅垂分量沿截面宽度均匀分布，沿高度按抛物线规律变化。
最大切应力计算公式2
max
3434R
F A
F s S πτ==
（4）梁的切应力强度条件 ][*
max
max max
ττ≤=
b
I S F z z s
六、梁的合理设计（提高梁强度的措施）
弯曲正应力为控制梁的主要因素。由梁的强度条件：
[]
σσ
≤=
Z
W M
max
max
合理安排梁的受力情况，降低M max 。 采用合理截面形状，提高W Z
1．合理安排梁的受力情况，降低M max （1）合理布置梁的支座 2）合理布置载荷
①载荷置于合理位置 ②将集中力分为较小的集中力 ③将集中力分为分布力
2．梁的合理截面，提高W Z
由强度条件
()()
[]
σσ
==
x W x M x
得
[]Z
W M
σ≤max
可见W Z 越大，梁承受的弯矩就越大。
3．等强度梁的设计
（1）等截面梁是按最大弯矩设计
[]σmax
M
W ≥
（2）等强度梁是按变截面设计
()()
[]σx M x W =
等强度梁为变截面梁各横截面上的最大正应力σmax
都相等，且等于许
用应力[σ]。
max
第五章 梁弯曲时的位移
一、梁的位移——挠度和转角
以简支梁为例，以变形前的轴线为x 轴，垂直向上为y 轴，xoy 平面为梁的纵向对称面。 ①挠曲线：
在对称弯曲情况下，变形后梁的轴线为xoy 平面内的一条曲线，此曲线称为挠曲线。 ②挠度：
梁的任一截面形心的竖直位移称为挠度。 ③挠曲线的方程式：
w =f (x )
④转角：弯曲变形中，梁的横截面对其原来位置转过的角度θ，称为截面转角。根据平面假设，梁的横截面变形前，垂直于轴线，变形后垂直于挠曲线。故
??
?轴的夹角
挠曲线的切线与
轴的夹角挠曲线的法线与转角x y .2.1θ
??
?
??==
x w x w d d d d arctan tan θθ
⑤挠度w 和转角θ是度量弯曲变形的两个基本量。
⑥挠度与转角符号规定：挠度向下为正，顺时针的转角为正。
二、挠曲线近似微分方程及其积分 1．挠曲线微分方程 1） 挠曲线的近似微分方程
)(x M EI -=''?
积分可得转角方程，再积分可得挠曲线方程
?+=
C x M x
w EI
d d d
[]??++=
D
Cx
x x M EIw d d
式中C 、D 为积分常数，可由边界条件及连续条件确定。 2. 边界条件：
在挠曲线的某些点上，挠度或转角有时是已知的这类条件称为边界条件。
3. 连续条件：
挠曲线是一条光滑连续的曲线，在挠曲线的任一点上有唯一确定的挠度和转角这就是连续条件。
（P ．121 习题5.9(d) 分段列出梁的挠曲线微分方程，写出边界条件和变形连续条件）
三、用叠加原理求梁的挠度和转角 1．叠加原理
各荷载同时作用下梁任一截面的挠度和转角，等于各个荷载单独作用时同一截面的挠度和转角的代数和。 2．使用叠加原理的条件
叠加原理要求梁的各个截面的挠度和转角与该截面的弯矩成线性关系，因此要求：
① 弯矩M 与曲率1/ρ成线性关系，这就要求材料是线弹性材料； ② 曲率1/ρ与挠度成线性关系，这就要求梁的变形为小变形。 3．为了便于工程计算，把简单基本载荷作用下梁的挠曲线方程，最大挠度，最大转角计算公式编入手册，以便查用。
四、梁的刚度校核、提高梁的刚度的措施 1、梁的刚度条件可表达为
[][]???
??≤≤t w w
x
w x m ααθ
应当指出，一些土建工程中的构件，强度条件如能满足，刚度条件一般也能满足。因此在设计工作中，刚度要求常处于从属地位。但当对构件的位移限制很严，或按强度条件所选的材料过于单薄时，刚度条件也可能起控制作用。 2、提高梁刚度的措施
梁的位移除了与梁的支承和荷载情况有关外，还取决于以下三个因素，即
材料——与材料的弹性模量E 成正比； 截面——与截面的惯性矩I 成正比；
跨长——与跨长l 的n 次方成正比。由此可见，为了减小梁的位移，可以采取以下措施：
1）增大梁的弯曲刚度EI 。 2）调整梁的跨长和改变结构。
第六章简单的超静定问题
一、超静定问题的概念
（1）静定问题
结构或构件的约束反力或内力均能通过静力学平衡方程求解的问题。（2）超静定问题
结构或构件的约束反力或内力不能仅凭静力学平衡方程全部求解问题。（3）超静定次数
未知力（约束反力或内力）数超过独立的静力平衡方程数的数目。（4）多余约束
超静定问题中，多于维持平衡所必需的约束（支座或杆件）。
（5）多余未知力
与多余约束（支座或杆件）相应的支座反力或内力。
（6）基本静定系
在求解静定结构时，解除多余约束，并代之以多余未知力，从而得到一个作用有荷载和多余未知力的静定结构，称之为原超静定结构的基本静定系。
2．静不定问题的解题步骤
（1）静力平衡条件——利用静力平衡条件，列出平衡方程。
（2）变形相容条件——根据结构或杆件变形后应保持连续的变形相容条件，作出位移图，由位移图的几何关系列出变形间的关系方程。
（3）物理关系——应用胡克定律列出力与变形间的关系方程。
（4）将物理关系代入变形相容条件，得补充方程。
补充方程和静力平衡方程，二者方程式之和正好等于未知数的个数，联立平衡方程和补充方程，求解全部未知力。
3．温度应力
温度变化将引起物体的膨胀或收缩。当温度变化时，静定结构可以自由变形，将不会在构件内引起内力。但对超静定结构，其变形及部分或全部受到约束，往往引起内力。这种由于温度变化而引起构件的应力称为热应力或温度应力。
4．装配应力
静定结构，由于构件制造的微小误差，在装配时会引起结构几何形状的微小改变，而不会引起内力。但超静定结构，由于加工的微小误差，在装配时，将在结构内引起应力，这种应力称为装配应力。
第七章 应力状态和强度理论
一、 应力状态的概念 （1）一点的应力状态：
研究表明，构件内不同位置的点，一般情况下具有不同的应力，所以点的应力是该点坐标的函数。然而就一点来论，不同方位截面上的应力也
不同，截面上的应力又随截面方位的不同而变化，是截面方位角x 的函数。因此，所谓“一点的应力状态”就是指过一点各个方位截面上的“应力情况”。
（2）单元体
为了表示一点应力状态,一般是围绕
该点取出一个三个方向尺寸均为无穷小的正六面体，简称为单元体。由于单元体是无限小的，因此可以认为: ①单元体各面上应力是均匀的
②单元体相互平行的截面上应力相同，且同等于该点的平行面上的应力。
??
?
??主体元体一般单元体
已知单元体
单元体
（3）主应力、主平面、主单元体
在物件内任一点总可以取出一个特殊的单元体，其3个相互垂直的面上都无切应力，这种切应力为零的截面称为主平面，主平面上的正应力称为主应力。这样特殊的单元体称为主单元体，主单元体上3个主应力按代数值大小排列为
3
2
1σ
σ
σ≥≥
1、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 2、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括机械性能、物 理性能和化学性能等。 3、金属材料的工艺性能是指材料对各种加工工艺适应的能力，它包括铸造性能、压 力加工性能、焊接性能和切削加工性能等。 4、根据载荷作用性质不同，载荷可分为静载荷、冲击载荷、疲劳载荷等三种。 5、材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和有机材料四类。 6、材料基本性能包括固有特性和派生特性。 7、材料的工艺性能包括切削加工工艺性能、铸造工艺性能、锻造工艺性能、焊接工艺性能、热处理工艺性能等。 8、工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性、加工成型性、表面工艺性和环境耐候性。 9、钢铁材料按化学组成分为钢材、纯铁和铸铁；其中钢材按化学组成分为碳素钢和合金钢。 10．铸铁材料按照石墨的形态可分为可锻铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁三种。 11、变形铝合金主要包括锻铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和防锈铝合金。 12、金属制品的常用铸造工艺包括砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造等。 13、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 14、塑料按照其重复加工利用性能可以分为热塑性塑料和热固性塑料。 15、塑料制品的成型工艺主要包括吹塑成型、挤塑成型、吸塑成型、注塑成型等。 16、陶瓷材料根据其原料、工艺和用途，可以分为传统陶瓷和近代陶瓷两大类。 17、陶瓷制品的工艺过程一般包括原配料、坯料成型和窑炉烧结三个主要工序。 18、陶瓷制品的坯体成型方法主要有压制成型、可塑成型和注浆成型三种。 19、陶瓷制品的旋压成型可以分为覆旋旋压法和仰旋旋压法两种。 20、日用陶瓷制品可以分为陶器、瓷器和炻器。其中陶器的气孔率和吸水率介于炻
重要提示：以下情况作业将被驳回 1）以附件形式提交答案； 2）作业成绩不到60分。 选择题 10-1根据地基损坏可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，可将地基基础设计分为( )设计等级。 A. 二个 B. 三个 C. 四个 D. 五个 10-2 扩展基础不包括( )。 A. 柱下条形基础 B. 柱下独立基础 C. 墙下条形基础 D. 无筋扩展基础 10-3为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础顶面至少应低于设计地面（）。 A. 0.1m B. 0.2m C. 0.3m D. 0.5m 10-4 除岩石地基外，基础的埋深一般不宜小于( )。 A. 0.4m B. 0.5m C. 1.0m D. 1.5m 10-5按地基承载力确定基础底面积时，传至基础底面上的荷载效应( ) 。 A. 应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 B. 应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合 C. 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数 D. 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0 10-6 计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应( )。 A. 应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 B. 应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合 C. 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数 D. 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合但其分项系数均为1.0 10-7 计算挡土墙土压力时，荷载效应( )。 A. 应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 B. 应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合 C. 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数 D. 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0 10-8 计算基础内力时，荷载效应( )。 A. 应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 B. 应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合 C. 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数 D. 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0 10-9地基土的承载力特征值可由( )确定。 A. 室内压缩试验 B.原位载荷试验 C. 土的颗粒分析试验 D. 相对密度试验
第八章木材及加工工艺 木材是一种优良的造型材料，自古以来，它一直是最广泛最常用的传统材料，其自然、朴素的特性令人产生亲切感，被认为是最富于人性特征的材料。 木材作为一种天然材料，在自然界中蓄积量大、分布广、取材方便，具有优良的特性。 在新材料层出不穷的今天，在设计应用中仍占有十分重要的地位(图8-1)。 8．1 木材的基本性能 木材是由树木采伐后经初步加工而得的， 是由纤维素、半纤维素和木质素等组成。树干 是木材的主要部分，由树皮、木质部和髓心三 部分组成。图8－2所示为树干的构造。 (1)质轻 木材由疏松多孔的纤维素和木质素构成。 它的密度因树种不同，一般在0。3一.0．8之间， 比金属、玻璃等材料的密度小得多，因而质轻 坚韧，并富有弹性，在纵向(生长方向)的强 度大，是有效的结构材料，但其抗压、抗弯曲 强度较差。 (2)具有天然的色泽和美丽的花纹 不同树种的木材或同种木材的不同 材区，都具有不同的天然悦目的色泽。如 红松的心材呈淡玫瑰色，边材成黄白色；
杉木的心材成红褐色，边材呈淡黄色等。 又因年轮和木纹方向的不同而形成各种 粗、细、直、曲形状的纹理，经旋切、刨 切等多种方法还能截取或胶拼成种类繁多 的花纹。 (3)具有调湿特性 木材由许多长管状细胞组成。在一定温度和相对湿度下，对空气中的湿气具有吸收和 放出的平衡调节作用。 (4)隔声吸音性 木材是一种多孔性材料，具有良好的吸音隔声功能。 (5)具有可塑性 木材蒸煮后可以进行切片，在热压作用下可以弯曲成型，木材可以用胶、钉、榫眼等 方法比较容易和牢固地接合。 (6)易加工和涂饰 木材易锯、易刨、易切、易打孔、易组合加工成型，且加工比金属方便。由于木材的 管状细胞吸湿受潮，故对涂料的附着力强，易于着色和涂饰。 (7)对热、电具有良好的绝缘性 木材的热导率、电导率小，可做绝缘材料，但随着含水率增大，其绝缘性能降低。
材料及表面处理 化学镀（自催化镀）autocalytic plating 在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。 电镀electroplating 利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。 电铸electroforming 通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。真空镀vacuum plating 真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。 塑料电镀------塑料电镀的特点 塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。它的比重小，耐腐蚀性能良好，成型简便，具有金属光泽和金属的质感，还有导电、导磁和焊接等特性。它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料，而且美观，装饰性强，同时，它还提高了塑料伯的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性，因而塑料电镀金属后，可防止塑料老化，延长塑料件的使用寿命。 随着工业的迅速发展、塑料电镀的应用日益广泛，成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀，其中尤以ABS塑料电镀应用最广，电镀效果最好。 塑料的工艺过程--------塑料制件电镀的主要工艺流程。 塑料制件---机械粗化---化学除油---化学粗化 敏化处理---活化处理---还原处理---化学镍---电镀---成品 塑料电镀的主要工艺流程 1、化学除油 防止塑料变形、溶解，应考虑除油液对塑料的适应性。当用碱性除油液时，应注意使用温度，以防变形；用有机溶剂除油时，应注意其是否有溶解塑料的现象。 2、粗化 为提高结合强度，就得尽可能地增加镀层和基体间的接触面积。粗化的方法有机械粗化法和化学粗化方法两种。机械粗化如喷砂、滚磨、用砂纸打磨等。化学粗化可以迅速地使工件表面微观粗糙，粗化层均匀、细致、不影响工件的外观。 3、敏化处理工业上常用的敏化剂为氯化亚锡或三氯化钛的水溶液。 4、活化处理所谓活化处理，就是将吸附有还原剂的制件浸入含有氧化剂的溶剂中。一般
章节习题及答案 第一章 土的物理性质 1 有一块体积为60 cm 3的原状土样，重 N, 烘干后 N 。 已只土粒比重（相对密度）s G =。求土的天然重度、天然含水量w 、干重度d 、饱和重度 sat 、浮 重度 ’、孔隙比e 及饱和度S r 解：分析：由W 和V 可算得，由W s 和V 可算得d ，加上G s ，共已知3个指 标，故题目可解。 36 3kN/m 5.1710601005.1=??==--V W γ 3 6 3s d kN/m 2.1410601085.0=??==--V W γ 3w s w s kN/m 7.261067.2=?===∴γγγγs s G G %5.2385 .085 .005.1s w =-== W W w 884.015 .17) 235.01(7.261)1(s =-+=-+= γγw e (1-12) %71884 .06 .2235.0s =?=?= e G w S r (1-14) 注意：1．使用国际单位制； 2． w 为已知条件， w =10kN/m 3； 3．注意求解顺序，条件具备这先做； 4．注意各的取值范围。 2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水，
使其含水量增至15%，试问每1000 kg 质量的土料应加多少水 解：分析：加水前后M s 不变。于是： 加水前： 1000%5s s =?+M M （1） 加水后： w s s 1000%15M M M ?+=?+ （2） 由（1）得：kg 952s =M ，代入（2）得： kg 2.95w =?M 注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg ，另外，s w M M w = 。 3 用某种土筑堤，土的含水量w ＝15％，土粒比重G s ＝。分层夯实，每层先填0.5m ，其重度等＝16kN/ m 3，夯实达到饱和度r S ＝85%后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。 解：分析：压实前后W s 、V s 、w 不变，如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ，则压实前后h s 不变，于是有： 2 211s 11e h e h h +=+= （1） 由题给关系，求出： 919.0116 ) 15.01(1067.21)1(s 1=-+??=-+= γγw e 471.085 .015.067.2s 2=?== r S w G e 代入（1）式，得： m 383.05.0919 .01471 .011)1(1122=?++=++= e h e h
地基基础部分 1.土由哪几部分组成？ 土是由岩石风化生成的松散沉积物，一般而言，土是由固体颗粒、液态水和空隙中的气体等三部分组成。 2.什么是粒径级配？粒径级配的分析方法主要有哪些？ 土中土粒组成，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总质量的百分数）来表示，称为土的粒径级配。 对于粒径小于或等于60mm、大于0.075的土可用筛分法，而对于粒径小于0.075的土可用密度计法或移液管法分析。 3.什么是自由水、重力水和毛细水？ 自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水，它可以分为重力水和毛细水。 重力水存在于地下水位一下的土骨架空隙中，受重力作用而移动，传递水压力并产生浮力。毛细水则存在于地下水位以上的孔隙中，土粒之间形成环状弯液面，弯液面与土粒接触处的表面张力反作用于土粒，成为毛细压力，这种力使土粒挤紧，因而具有微弱的粘聚力或称为毛细粘聚力。 4.什么是土的结构？土的主要结构型式有哪些？ 土的结构主要是指土体中土粒的排列和联结形式，它主要分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。 5.土的物理性质指标有哪些？哪些是基本物理性质指标？哪些是换算指标？ P6 6.熟练掌握土的各个物理性质指标的概念，并能够进行相互换算。 P7-8 7.无粘性土和粘性土的物理特征是什么？ 无粘性土一般指具有单粒结构的碎石土和砂土。天然状态下无粘性土具有不同的密实度。密实状态时，压缩小，强度高。疏松状态时，透水性高，强度低。 粘性土粒之间存在粘聚力而使土具有粘性。随含水率的变化可分别划分为固态、半固态、可塑及流动状态。 8.什么是相对密度？ P9 9.什么是界限含水量？什么是液限、塑限含水量？ 界限含水率：粘性土由一种状态转换到另一种状态的分界含水率； 液限：由流动状态转为可塑状态的界限含水率； 塑限：有可塑状态转为半固态的界限含水率； 缩限：由半固态转为固态的界限含水率。 10.什么是塑性指数和液性指数？他们各反映粘性土的什么性质？ P10 11.粗粒土和细粒土各采用什么指标进行定名？ 粗粒土：粒径级配 细粒土：塑性指数
习题 10?1一工字型钢梁，在跨中作用集中力F，已知l=6m，F=20kN，工字钢的型号为20a 解：梁内的最大弯矩发生在跨中kN.m 30 max = M 查表知20a工字钢3 cm 237 = z W 则 MPa 6. 126 Pa 10 6. 126 10 237 10 306 6 3 max max = ? = ? ? = = - z W M σ 10?2一矩形截面简支梁，受均布荷载作用，梁的长度为l，截面高度为h，宽度为b，材料的弹性模量为E，试求梁下边缘的总伸长。 解：梁的弯矩方程为()2 2 1 2 1 qx qlx x M- = 则曲率方程为() () ? ? ? ? ? - = =2 2 1 2 1 1 1 qx qlx EI EI x M x z z ρ 梁下边缘的线应变()()? ? ? ? ? - = =2 2 1 2 1 2 2 qx qlx EI h x h x z ρ ε 下边缘伸长为() 2 3 2 02 2 1 2 1 2Ebh ql dx qx qlx EI h dx x l l z l = ? ? ? ? ? - = = ?? ?ε 10?3已知梁在外力作用下发生平面弯曲，当截面为下列形状时，试分别画出正应力沿横截面高度的分布规律。 解：各种截面梁横截面上的正应力都是沿高度线性分布的。中性轴侧产生拉应力，另一侧产生压应力。 b h
10?4 一对称T 形截面的外伸梁，梁上作用均布荷载，梁的尺寸如图所示，已知l =1.5m ,q =8KN/m ，求梁中横截面上的最大拉应力和最大压应力。 解： 1、设截面的形心到下边缘距离为y 1 则有 cm 33.74 108410 4104841=?+???+??= y 则形心到上边缘距离 cm 67.433.7122=-=y 于是截面对中性轴的惯性距为 4 2323cm 0.86467.24101241033.3841284=? ?? ? ????+?+???? ????+?=z I 2、作梁的弯矩图 设最大正弯矩所在截面为D ，最大负弯矩所在截面为E ，则在D 截面 MPa 08.15Pa 1008.15100.8641033.710778.16 8 231max t,=?=????==--y I M z D σ MPa 61.9Pa 1061.910 0.8641067.410778.168 2 32max c,=?=????==--y I M z D σ 在E 截面上 MPa 40.5Pa 1040.5100.8641067.4100.16 8 232max t,=?=????==--y I M z E σ MPa 48.8Pa 1048.810 0.8641033.7100.168 2 31max c,=?=????==--y I M z E σ 所以梁内MPa 08.15max t,=σ，MPa 61.9max c,=σ C 1.778k
木材基础知识 1、基本术语 针叶材（树）、阔叶材（树）：木材学意义上的分类和植物学不同，它是根据木材纤维构成来分的，即具有导管和木射线的是阔叶材，具有管胞和树脂道的是针叶材。 硬材、软材：通常意义上，木材学中将针叶树材称作软木（SOFT WOOD），将阔叶树材称作硬木（HARD WOOD）。但是贸易中，这种称法往往被误解，硬木会泛指硬度、密度（容积重）比较大的木材，软木则用来泛指硬度、密度（容积重）较小的木材。目前多层实木地板和实木地板的面层的选材以阔叶材为主。 早材：木材在一年的生长周期中，春天和夏天的温度比较高，雨量比较充沛，生长较快，该部分木材称为早材。 晚材：木材在一年的生长周期中，秋天和冬天的温度比较低，雨量稀少，生长较慢，该部分木材称为晚材。 年轮：在一个生长季内，由早材过渡到晚材是渐进的，一般说来早材不如晚材紧密，在木材的横切面上出现一个完整的轮状结构称为年轮。 边材：木材的边部颜色较浅的部分，俗称边材。 芯材：木材芯部颜色较深的部分，俗称芯材。 不同的树种边材和芯材的差异性不同，木材生长速度越慢，生长年代也长，边材和芯材的颜色和材性差异性越大，一般速生材边材和芯材的颜色和材性差异不明显，珍贵树种边材和芯材差异性明显，例如花梨和酸枝等红木其边材颜色很浅，极易腐朽，但芯材颜色深，极耐腐朽。 木材的早材和晚材、边材和芯材的综合影响形成了木材天然的纹理变化和色差。 纤维及纤维形态：纤维形态主要指纤维细胞的长度、宽度、长宽比、壁厚和各种细胞本身的形态特征等。而在植物学中，纤维一词仅指韧皮纤维及被子植物中呈纺锤状的细长细胞。纤维是纤维板的最主要和最有用的部份。 植物纤维细胞的3个主要化学成分和抽提物：纤维素、半纤维素、木素。 纤维素：是组成纤维细胞的骨架和主体，无纤维素不能称之为纤维，因此，纤维素是决定纤维板强度的根本因素。 原料纤维素含量高，意味着原料纤维获得率高，产品的机械强度高。 2、木材的三个切面 横截面：垂直于树干的切面，具有明显的圆形年轮和心材、边材。 径切面：垂直于年轮的切面，在年轮明显的树种中，切面表面常形成许多连续的轴向平行条纹称顺纹。 弦切面：垂直于树干直径的切面，在年轮明显的树种中，切面表面常形成许多抛物线或“V”字形条纹称山纹。 ◆刨切材表面的纹理以顺纹为主，旋切材表面的纹理以山纹为主。 3、基本物理力学参数 密度：木材的质量除以体积的数值，单位：g/㎝3。 抗拉强度：木材受外力拉伸使其纤维滑移，因而产生的抵抗力称为抗拉强度，分为顺纹抗拉强度与横纹抗拉强度。 抗压强度：在短时间内，向木材缓缓施加压缩荷载，木材所能承受的最大能力，分顺纹抗压强度与横纹抗压强度。 抗剪强度：当木材受到大小相等、方向相反的平行力，在其垂直于与力接触面的方向，使物体一部分与另一部分产生的滑移所引起的应力，木材抗剪切应力的能力称为抗剪强度。 含水率：分为绝对含水率与相对含水率，通常指的是绝对含水率，即木材的初重减去木材的绝干重量所得的值，再除以木材的绝干重量，然后乘以100%。 平衡含水率：当木材的吸湿速度与解湿速度接近相等而达到平衡时，木材所具有的含水率称平衡含水率。中国不同的地区平衡含水率差异性很大，一般华南和华东的全年平均平衡含水率为14-16%左右，华北和东北的全年平均平衡含水率为10-12%。 纤维饱和点：湿木材放置在空气中干燥，当自由水蒸发完后，而吸着水尚在饱和状态时称为纤维饱和点。木材的纤维饱和点在30%左右，不同的树种略有差异。 4、木材的特性
工业设计专业材料与工艺课程研究 摘要：从社会发展对工业设计人才的需求出发，以工业设计专业现状与材料及工艺课程特点为切入点，分析了该课程实践部分关于课程深度、实践内容、教师能力和配套资源四个方面存在的问题，并提出了相对应的实践教学改革方法，为现代工业设计教育提供一定的参考。 关键词：材料与工艺课程；工业设计专业；实践教学 １工业设计专业与材料与工艺课程现状 相比其他欧美国家，我国的工业设计发展历史较短，只有３０年左右的时间。目前国内很多高校都开设了工业设计专业，培养了大批工业设计方面的人才。工业设计是一个综合性很强的学科，它本身依托于艺术专业，同时又要求具备一定的机械、材料等专业知识能力。由此可见，工业设计专业具有艺术与理工相结合的特征。因此，要注重学生知识、能力方面的综合性［１］。作为一门在国内发展时间不长的专业，各高校工业设计专业的教学模式相差比较大，一部分偏向工科教学，一部分偏向艺术教学，还有的高校在教学上偏向某一类产品的设计，例如工业设计专业的家具设计方向。不了解材料的属性，材料的加工工艺及技术就会影响到产品材质的选用和产品成型的实现［２］。学生掌握的材料与工艺知识，既要在知识性、学术性上得到合理的体现，学生更应该从实际的设计应用角度来认识相关的材料与工艺知识［３］。通过该课程的学习，学生可以对常用产品设计材料有全面的认识和了解，掌握不同设计材料的特性及加工工艺、成型方法，使学生对材料及加工工艺进行思考和创意，把握新材料和新工艺的发展动态，在设计中适当地选择材料和加工工艺，学会应用材料知识解决设计问题，不断解析产品形态、功能、结构、色彩、材料、工艺之间的关系，把握设计方向。 ２课程现存问题 ２．１课程内容庞杂，深度不够
土力学及地基基础标准预测试卷（一） （考试时间150分钟） 第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效应力的变化 D．自重应力的变化 6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果 ( )
A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定 7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( ) A．β<φB．β=φ C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck 按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为（注：Z 为偏心方向的基础边长） ( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2 10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性 第二部分非选择题 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈____。 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。
木材——材料与工艺 木材的基本特性 木材是由树木采伐后经初步加工而得的，是由纤维素、半纤维素和木质素等组成。树干是木材的主要部分，由树皮、木质部和髓心三部分组成。图8—2所示为树干的构造。 (1)质轻 木材由疏松多孔的纤维素和木质素构成。 它的密度因树种不同，一般在0．3--0．8之间，比金属、玻璃等材料的密度小得多，因而质轻、坚韧、并富有弹性。 在纵向(生长方向)的强度大，是有效的结构材料，但其抗压、抗弯曲强度较差。 (2)具有天然的色泽和美丽的花纹 不同树种的木材或同种木材的不同材区，都具有不同的天然悦目的色泽。如红松的心材呈淡玫瑰色，边材成黄白色；杉木的心材成红褐色，边材呈淡黄色等。 又因年轮和木纹方向的不同而形成各种粗、细、直、曲形状的纹理，经旋切、刨切等多种方法还能截取或胶拼成种类繁多的花纹。 (3)具有调湿特性 木材由许多长管状细胞组成。在一定温度和相对湿度下，对空气中的湿气具有吸收放出的平衡调节作用。 (4)隔声吸音性 木材是一种多孔性材料，具有良好的吸音隔声功能。 (5)具有可塑性 木材蒸煮后可以进行切片，在热压作用下可以弯曲成型，木材可以用胶、钉、榫眼等方法比较容易和牢固地接合。 (6)易加工和涂饰 木材易锯、易刨、易切、易打孔、易组合加工成型，且加工比金属方便。由于木材的管状细胞吸湿受潮，故对涂料的附着力强，易于着色和涂饰。 (7)对热、电具有良好的绝缘性 木材的热导率、电导率小，可做绝缘材料，但随着含水率增大，其绝缘性能降低。 (8)易变形、易燃 木材由于干缩湿胀容易引起构件尺寸及形状变异和强度变化，发生开裂、扭曲、翘曲等弊病。木材的着火点低，容易燃烧。 (9)各向异性 木材是具有各向异性的材料，即使是同树种的木材，因产地、生长条件和部位不同，其物理、化学性质差异很大，使之使用和加工受到一定的限制。 木材的工艺特性 将木材原材料通过木工手工工具或木工机械设备加工成构件，并将其组装成制品，再经过表面处理、涂饰，最后形成一件完整的木制品的技术过程。
土力学与地基基础练习册 习 题 一 一、填空 1．土的物理性质是土的最基本的工程特性。 2．土的结构分为单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构三种。 3．土的构造主要有层理构造和裂隙构造两种。 4．反映土单位体积质量（重力）的导出指标有浮密度、饱和密度和干密度。 5．土的基本指标包括土的密度、土粒相对密度和土的含水量，在试验室中分别用环刀法、比重瓶法和烘干法来测定。 6．土的不均匀系数Ku 越大，曲线越平缓，粒径分布越不均匀。 7. 基底附加压力求得后，可将其视为作用在地基表面的荷载，然后进行地基中的附加应力计算。 8．土粒比重是土粒的质量与同质量相同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比 。用比重瓶方法测定。 9．土的密度是质量与单位体积之比。 四、计算 1. 某粘土的含水量w=36.4%, 液限wL=48%、塑限wp=25.4%，要求： 1).计算该土的塑性指标Ip ； 2).确定该土的名称； 3).计算该土的液性指标IL ； 4).按液性指标数确定土的状态。 解： ] 为粘土;176.224.2548 =-=-=p L p W W I 为可塑态 ;487.06 .224 .254.36=-=-=P P L I W W I
习 题 二 一、填空 1．某点在地下水位以下, 当地下水位下降时该点自重应力将增加;地下水位上升时该点自重应力将减小。 四、计算 1.某构筑物基础如下页图所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN ，偏心距1.31m ，基础埋深为2m ，底面尺寸为4m ×2m 。试求基底平均压力P 和边缘最大压力P max ，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。 解： KPa ab G F P 5.3002 )89.02(32000 3)(2max =?-=+= 89.02 422068031 .1680=???+?=+= G F M e KPa A G F P 1254 320680=+=+=
木材种类大全五 眼下，适用于家具、装饰的树种主要有：水曲柳、东北榆、柳桉、樟木、椴木、桦木、色木、柚木、山毛榉、樱桃木、紫檀、柏木、红豆杉、红松、柞木、黄菠萝、核桃楸、木荷、花梨木、红木、苦楝、香椿、酸枣等。为了准确识别树种，恰如其分地用材，必须充分了解一些常用木材的性能特征。 水曲柳：其树质略硬、纹理直、结构粗、花纹美丽、耐腐、耐水性较好，易加工但不易干燥，韧性大，胶接、油漆、着色性能均好，具有良好的装饰性能，是目前家具、室内装饰用得较多的木材。 柳桉：其材质轻重适中，纹理直或斜而交错，结构略粗，易于加工，胶接性能良好。干燥过程中稍有翘曲和开裂现象。 杨木：我国北方常用的木材，其质细软，性稳，价廉易得。常做为榆木家具的附料和大漆家具的胎骨在古家具上使用。这是所说的杨木亦称“小叶杨”，常有段子般的光泽，故亦称“缎杨”，不是本世纪中才引进的那种苏联杨、大叶杨、胡杨等。杨木常有“骚味”，，比桦木轻软。桦木则有微香，常有极细褐黑色的水浸线。这是二者的差别。 核桃楸：其木材有光泽，纹理直或斜，结构略粗，干燥速度慢，但不易翘曲，木材韧性好，易加工，切削面光滑。弯曲、油漆、胶接性能良好，钉着力强。 黄菠萝：其木材有光泽，纹理直，结构粗，年轮明显均匀，材质松软、易干燥，加工性能良好，材色花纹均很美观，油漆和胶接性能良好，钉着力中等，不易劈裂；耐腐性好，是高级家具、胶合板用材。 柞木：其木材比重大，质地坚硬、收缩大、强度高。结构致密，不易锯解，切削面光滑，易开裂、翘曲变形，不易干燥。耐湿、耐磨损，不易胶接，着色性能良好。目前装饰木地板用得较多。 香樟：其木材具有香气，能防腐、防虫。材质略轻，不易变形，加工容易，切面光滑，有光泽，耐久性能好，胶接性能好。油漆后色泽美丽。白桦：其材质略重而硬，结构细致、力学强度大、富有弹性。干燥过程中易发生翘曲及干裂，胶接性能好，切削面光滑。耐腐性较差，油漆性能良好。 桦木：产东北华北，木质细腻淡白微黄，纤维抗剪力差，易“齐茬断”。其根部及节结处多花纹。古人常用其做门芯等装饰。其树皮柔韧美丽。蒲人对此极有感情，常镶嵌刀鞘弓背等处。唯其木多汁，成材后多变形，故绝少见全部用桦木制成的桌椅 枫木：重量适中，结构细，加工容易，切削面光滑，涂饰、胶合性较好，干燥时有翘曲现象。 樟木：重量适中，结构细，有香气，干燥时不易变形，加工、涂饰、胶合性较好。
二、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 1、相对密实度：将现场土的孔隙比e与该种土所能达到最密实时的孔隙比e min和 最松散时的孔隙比e max相比较的办法，来表示孔隙比e时土的密实度。这种度量密实度的指标称为相对密实度D r。 2、塑性指数：反映了黏性土处于可塑状态的含水量变化的最大范围。 3、液性指数：反映土的天然状态含水量和界限含水量之间相对关系的指标。 4、水力坡降：在单位流程中水头损失的多少表征水在土中渗流的推动力大小， 可以用水力坡降表示。 5、渗透力：单位体积土颗粒所受到的渗流作用力。 6、流土：在向上的渗透水流作用下，表层土局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮、移动的现象称为流土。 7、管涌:在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动．以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗透流速不断增加．较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。 8、理想弹性体：理想弹性体的应力与应变成正比直线关系，且应力卸除后变形 可以完全恢复。 9、均质、各向同性：所谓均质，是指受力体各点的性质相同；各向同性则是指 在同一点处的各个方向上性质相同。 8、自重应力：在修建建筑物以前，地基中由土体本身的有效重量而产生的应力。 9、地基附加应力：指建筑物荷重在土体中引起的附加于原有应力之上的应力。 10、基底压力：建筑物荷载通过基础传递给地基，基础底面传递给地基表面的压力，称基底压力。 11、压缩模量(侧限压缩模量）：土在完全侧限条件下的竖向压应力增量与相应的应变增量之比值（MPa)。 12、土的变形模量E ：土体在无侧限条件下竖向压缩应力与竖向应变之比；变形 模量一般由现场静载荷试验测得。 13、分层总和法：在地基沉降计算深度范围内将地基土划分为若干分层来计算各分层的压缩量，然后求其总和。 14、超固结比OCR ：前期固结应力与现有有效应力之比。 15、固结：孔隙中水和气体向外排出要有一个时间过程，因此土的压缩亦要经过一段时间才能完成，我们把这一与时间有关的压缩过程称为固结。 16、固结度：某一时刻的沉降量和最终沉降量之比。 17、土的抗剪强度：指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的主要力学性质之一。 18、应力路径：在对土体加载的过程中，土体内某点的应力状态有一个不断变化 的过程，应力点在坐标系中移动的轨迹，称为应力路径。 19、土压力：指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。 20、静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力 称为静止土压力E0。 21、主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作 用在墙上的土压力称为主动土压力，一般用Ea表示。 22、被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在 挡土墙上的土压力称为被动土压力，用Ep表示。 23、极限承载力：当地基土体中的剪切破坏的塑性变形区充分开展并形成连续贯 通的滑移面时，地基所能承受的最大荷载，数值上等于地基所能承受的最大
设计材料与成型工艺
金属在产品设计中的运用 金属材料是金属及其合金的总称。金属材料的自然材质美、光泽感、肌理效果构成了金属产品最鲜明、最富感染力并最有时代感的审美特征。它对人的视觉、触觉以直观的感受和强烈的冲击。黄金的辉煌、白银的高贵、青铜的凝重、不锈钢的靓丽……不同材质的特征属性，正是从不同色彩、肌理、质地和光泽中显示其审美个性与特征。 金属表面处理的分类： 表面精加工处理；表面层改质；表层被覆。 表面精加工处理 一、切削和研削 定义：利用刀具或砂轮对金属表面进行加工的工艺。 效果：得到高精度的表面。 二、研磨 定义：是可以达到把金属表面加工成平滑面效果的工艺。 效果：可以得到光面、镜面、梨皮面的效果。 三、表面蚀刻 定义：使用化学酸进行腐蚀而使得金属表面得到的一种斑驳、沧桑装饰效果的加工工艺 原理：用耐药薄膜覆盖整个金属表面，然后用机械或者化学方法除去需要凹下去部分的保护膜，使这部分金属裸露。接着浸入药液中，使裸露的部分溶解而形成凹陷，获得纹样，最后用其他药液去除保护膜。 表面层改质 在热浸镀过的钢材的表面形成高的基底密着性、耐碱性、耐结露锈性、面漆密着性以及耐划伤性均优异的表面改质皮膜层。在对钢材施加的热浸镀金属层表面，趁着其具有活性，使其与下述水性处理液接触，形成表面改质皮膜层。
表面被覆处理 原理: 通过在纪念树表面覆盖一层皮膜，从而改变材料表面的物理化学性质，赋予材料的表面肌理、色彩等。 类别： 一、镀层被覆 定义：利用各种工艺方法在金属材料的表面覆盖其他金属材料的薄膜，从而提高制品的耐蚀性、耐磨性，并调整产品表面的色泽、光洁度以及肌理特征，以提高制品档次。 缺点：镀层色彩单调，对产品大小形状有所限制。 二、涂层被覆 定义：在金属材料的表面覆盖以有机物为主体的涂料层的加工工艺，也被称为涂装。 目的：保护作用；装饰作用；特殊作用--隔热、防辐射、杀菌等。 优点：能赋予产品丰富的色彩和肌理。 缺点：涂层会老化和磨损，容易被划伤导致保护膜破损，使底层金属锈蚀。三、搪瓷和景泰蓝 原理：用玻璃材质覆盖金属表面，然后在800度左右进行烧制而成。 效果：使金属材料表面坚硬，提高制品的耐蚀性、耐磨性。赋予产品表面宝石般的光泽和艳丽的色彩，具有极强的装饰性。 缺点：脆性高，不耐冲击，在急冷急热或变形冲击下，容易脱落。 四、金银错 定义：又称为错金银。市先秦时代发展起来出来的一种用金银装饰青铜器物表面的工艺。 原理：在青铜器表面铸出或者錾刻出所需要的图案，铭文的凹槽，然后嵌入金银丝、片，捶打牢固，再用蜡石错磨，使嵌入的金银丝、片表面与青铜器的表面光滑过渡，最后用清水和木炭进一步打磨，使表面光泽更加光艳。 特点：青铜和金银的不同色泽互相映衬，图案、铭文透出华丽和典雅。 金属产品 一、厨卫用具 不锈钢厨具
第9章地基承载力 一、简答题 1.地基破坏模式有几种？发生整体剪切破坏时p-s曲线的特征如何？ 2.何为地基塑性变形区？ 3.何为地基极限承载力(或称地基极限荷载)？ 4.何为临塑荷载、临界荷载p1/4？ 5.地基破坏型(形)式有哪几种？各有何特点。 6.试述地基极限承载力一般公式的含义。 二、填空题 1.确定地基承载力的方法一般有、、、等。 2.地基极限承载力的公式很多，一般讲有和公式等。(给出任意两个) 3.一般来讲，浅基础的地基破坏模式有三种：、和。 4. 是指地基稳定具有足够安全度的承载力，它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k，且要验算地基变形不超过允许变形值。 三、选择题 1.下面有关P cr与P1/4的说法中，正确的是（）。 A. P cr与基础宽度b无关，P1/4与基础宽度b有关 B. P cr与基础宽度b有关，P1/4与基础宽度b无关 C. P cr与P1/4都与基础宽度b有关 D. P cr与P1/4都与基础宽度b无关 2.一条形基础b=1.2m，d=2.0m，建在均质的粘土地基上，粘土的Υ=18KN/m3，φ=150，c=1 5KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为（） A. 155.26KPa, 162.26KPa B.162.26KPa, 155.26KPa C. 155.26KPa, 148.61KPa D.163.7KPa, 162.26Kpa 3.设基础底面宽度为b，则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=（）的基底压力。 A.b/3 B.> b/3 C. b/4 D.0，但塑性区即将出现 4.浅基础的地基极限承载力是指（）。 A.地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载 B.地基中的塑性区发展到一定范围时的荷载 C.使地基土体达到整体剪切破坏时的荷载 D.使地基土中局部土体处于极限平衡状态时的荷载 5.对于（），较易发生整体剪切破坏。 A.高压缩性土 B.中压缩性土 C.低压缩性土 D.软土 6.对于（），较易发生冲切剪切破坏。 A.低压缩性土 B.中压缩性土 C.密实砂土 D.软土
工业设计中的材料选用分析 摘要：工业设计离不开形形色色材料的支撑，材料的选择与运用将会对最终的工业成品产生一定的影响，因此，在进行工业设计时首先需要做好材料选用分析工作，明确不同类型材料的性能特点，充分考虑工业设计产品最终设计出来的效果，这样才能更好的发挥工业设计的价值和作用。为此，文章尝试结合自身对工业设计的理解，探究材料选用应当遵循的原则，以便设计出更加科学合理的产品，展现工业设计的价值和魅力。 关键词：产品智能化；工业设计；材料；选用分析 工业设计是一项极为复杂的行为，其与设计师的设计理念，材料的选择运用以及设计需求等都存在着千丝万缕的联系，材料选择的好与坏，将会直接对产品的内在以及外观质量等产生影响。如果材料选择不当或者是考虑不周，势必会对产品的后期使用产生消极影响。那么在具体的工业设计中，又该如何科学合理的选用材料呢？下面，笔者将对其进行详细的分析和论述。 一、工业设计中材料选用的功能性因素 任何一种工业产品，在进行设计时，其功能作用的发挥往往是人们最为关心的内容，通常情况下，对功能性因素的分析主要包含有以下方面的内容： （一）材料的安全性能 安全是工业设计中选料选用首先应当考虑的问题，在选择材料时，必须要按照相关标准，正确选择和运用，事先对材料运用期间可能会
出现的各种危险进行预测。如在进行医疗设备设计时，医院中的电疗设备可能会直接与病人的身体部位接触，如果产品设计没有充分考虑到安全方面的问题，那么最终所设计出来的产品，可能会对患者的安全造成较大的危害，医院也容易因此而陷入到医疗纠纷中。因此，在设计者设计产品时，选择材料首先应当考虑选择一些具有抗静电性质的材料，针对设备的暴露位置，如果配置的是普通的平板玻璃，就容易碰撞裂，因此而造成人身伤害事故。在涉笔内部如果选用容易起潮的塑料周晨，这样设备被腐蚀的机率将会大幅度增加，其甚至可能会导致设备的控制器失灵。基于这样的原因，工业设计中材料的选用，最好是结合产品使用需求、使用对象等科学合理的选用[1]。 （二）工业设计的外观需求 不同类型的工业设计由于其性能、用途等存在差异，因此它们的外观设计也可谓是千差万别，产品的外观在很大程度上会受到可见表面的影响。在工业设计中，材料选用环节，产品的外观也是应当重点考虑的因素之一。结合材料的表面效果来看，材料将会对产品的表面光泽、反射率、纹理等产生影响，同时外观还将会对工业设计中所采用的表面涂饰材料与方式、涂饰的外观效果，使用期限内的恶化程度和恶化速度等产生一定的影响。产品外观的形成方式往往是由多种工艺和手段决定的，比如说，浇铸、模铸、冲压、弯折或者是切削，不同类型的材料所能够应用的设计工业方式也手段也存在有一定的差异，因此在具体的工作中，工作人员选用材料必须要慎重，要结合产品的实际外观需求，有选择性有针对性的选择合适的材料，同时还需
一、单选( 每题参考分值2.5分) 1、判别无黏性土的密实程度时，标准贯入试验所用锤的质量为( ) 10kg B. 28kg C. 63.5kg D. 120kg 错误:【C】 引起地面大面积沉降
B. 使土中自重应力减小 C. 使地基承载力降低 D. 使挡土墙的侧压力增大 错误:【A】 3、端承型群桩基础，群桩效应系数η的值为（） 0.8 B. 1.0 C.
1.25 D. 1.67 错误:【B】 4、当地基塑性区的最大开展深度为基础宽度的四分之一时，相应的基底压力记为（） A. B. C. D. 错误:【B】 5、以下类型的挡土墙中，依靠自身重力维持墙体稳定的是（） 重力式挡土墙 B. 悬臂式挡土墙
C. 扶壁式挡土墙 D. 锚杆式挡土墙 错误:【A】 桩基础适用于地基上部土层土质太差而下层土质较好的情况 B. 桩基础适用于存在可液化土层的情况 C. 当上层软弱土层很厚，桩底不能达到坚实土层时，选择桩基础应考虑沉降问题 D.
桥梁及港口工程多采用低承台桩基础 错误:【D】 7、在以下的土中水选项中，可使地基浸湿，使地下室受潮或使地基、路基冻胀的是（） 吸着水 B. 薄膜水 C. 重力水 D. 毛细水 错误:【D】 8、在土的①含水率、②孔隙比、③孔隙率、④饱和度、⑤密度、⑥干密度、⑦相对密度、⑧饱和密度等物理性质指标中，属于实测指标（基本指标）的是（）
①⑥⑧ B. ①③④ C. ①⑤⑦ D. ②⑤⑧ 错误:【C】 9、对浅基础确定基础埋深时必须考虑作用在基础上的荷载的影响，以下说法中 对承受较大水平荷载的基础，如烟囱、水塔等，应适当加大埋深 B.