材料性能与测试-习题集
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材料性能学考试试题一、选择题1.以下哪个不属于材料性能的根本分类?– A. 机械性能– B. 热性能– C. 化学性能– D. 形态性能2.材料的硬度是指材料抵抗塑性变形的能力。
以下哪个硬度测试方法是通过使用金刚石锥尖对材料进行压痕测试的?– A. 佩氏硬度– B. 洛氏硬度– C. 布氏硬度– D. 维氏硬度3.建筑材料的抗压强度是指材料在受到压缩作用下能够承受的最大应力。
以下哪个单位用于表示抗压强度?– A. N/mm^2– B. kg/m– C. J/m^3– D. m/s^24.以下哪个材料是具有良好导电性能的金属?– A. 钼– B. 铝– C. 铅– D. 锌5.温度是影响材料性能的重要因素之一。
以下哪个材料的耐高温性能最好?– A. 聚乙烯– B. 尼龙– C. 涤纶– D. 聚苯乙烯二、填空题1.弹性模量是材料的______________。
2.___________是材料在固态下由热胀造成的体积膨胀。
3.冶金学中,___________是指固态金属晶粒间的界面。
4.断口形貌是材料断裂过程中形成的_____________。
5.碳化钨是一种_____________。
三、简答题1.请简要介绍一下材料的弹性变形和塑性变形的主要差异。
2.请解释一下什么是材料的韧性。
3.请举例说明材料的热膨胀性。
4.解释一下材料的导热性和导电性的区别。
5.什么是材料的耐腐蚀性?四、论述题1.简述材料性能对于材料选择的重要性,并以两个实际材料为例进行论述。
2.请论述材料的机械性能对于工程工程的影响以及如何优化材料的机械性能。
以上就是材料性能学考试试题的内容。
希望这些题目能够对您的学习和考试有所帮助!如需进一步了解每个问题的答案,请参考专业课程或教材。
材料力学性能》课程习题集材料力学性能》课程题集1.解释以下名词:1) 弹性比功:材料在弹性阶段内所吸收的能量与所施加的力之比。
2) 包辛格效应:材料在受到压力时,由于晶格结构的变化而导致的体积变化。
3) 解理面:材料中存在的平面状缺陷,容易引起断裂。
4) 塑性、脆性和韧性:材料的变形能力、断裂形式和抵抗断裂的能力。
5) 解理台阶:材料中解理面上形成的台阶状缺陷。
6) 河流花样:材料中出现的一种特殊断裂形式。
7) 穿晶断裂和沿晶断裂:材料的断裂方式,穿晶断裂为穿过晶粒的断裂,沿晶断裂为沿着晶粒的界面断裂。
2.常用的标准试样有5倍试样和10倍试样,其延伸率分别用σ5和σ10表示,为什么选择这样的表示方法?答:选择这种表示方法是因为延伸率随着应力的增加而逐渐减小,而σ5和σ10则可以表示在不同应力下的延伸率,从而更全面地描述材料的延展性能。
3.某汽车弹簧在未装满载时已变形到最大位置,缺载后可完全恢复到原来状态;另一汽车弹簧使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。
试分析这两种故障的本质及改变措施。
答:第一种故障是弹簧在弹性阶段内发生的变形,可以通过增加弹簧的刚度来解决;第二种故障是弹簧在塑性阶段内发生的变形,需要重新设计弹簧的材料和结构,以提高其抗塑性变形的能力。
4.金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能?答:金属的弹性模量主要取决于其晶格结构和原子键的强度。
它是一个对结构不敏感的力学性能,是因为即使在不同的晶格结构和原子排列方式下,金属的原子键强度也是相似的,从而导致弹性模量的变化不大。
5.今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料,你选择那种材料作为机床机身?为什么?答:选择35CrMo钢作为机床机身材料,因为它具有较高的强度和韧性,能够承受机床的重载和振动,同时具有良好的加工性能和耐磨性。
6.什么是包辛格效应,如何解释,它有什么实际意义?答:包辛格效应是材料在受到压力时,由于晶格结构的变化而导致的体积变化。
材料性能学复习题及答案一、单项选择题1. 材料的弹性模量是指材料在受到外力作用时,应力与应变的比值。
下列哪种材料通常具有较高的弹性模量?A. 橡胶B. 木材C. 钢铁D. 塑料答案:C2. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时,开始发生永久变形的应力值。
下列哪种情况下材料的屈服强度会降低?A. 提高温度B. 降低温度C. 增加材料的纯度D. 进行热处理答案:A3. 疲劳强度是指材料在反复加载和卸载过程中,能够承受的最大应力而不发生断裂的能力。
下列哪种材料通常具有较好的疲劳强度?A. 纯金属B. 合金C. 复合材料D. 陶瓷材料答案:B二、多项选择题1. 影响材料硬度的因素包括哪些?A. 材料的微观结构B. 材料的化学成分C. 材料的加工工艺D. 材料的表面处理答案:ABCD2. 材料的断裂韧性是指材料在受到外力作用时,抵抗裂纹扩展的能力。
下列哪些因素可以提高材料的断裂韧性?A. 增加材料的韧性B. 减少材料的缺陷C. 提高材料的硬度D. 改善材料的微观结构答案:ABD三、判断题1. 材料的塑性是指材料在受到外力作用时,能够发生永久变形而不断裂的性质。
(对)2. 材料的导热系数越高,其导热性能越好。
(对)3. 材料的抗拉强度和屈服强度是相同的概念。
(错)四、简答题1. 简述材料的疲劳破坏过程。
答:材料的疲劳破坏过程通常包括裂纹的萌生、扩展和最终断裂三个阶段。
在反复加载和卸载的过程中,材料内部的微裂纹逐渐扩展,当裂纹扩展到一定程度时,材料的承载能力下降,最终导致断裂。
2. 描述材料的蠕变现象及其影响因素。
答:材料的蠕变现象是指在恒定应力作用下,材料发生持续的塑性变形。
影响蠕变的因素包括应力水平、温度、材料的微观结构和化学成分等。
高应力、高温和材料内部的缺陷都可能加速蠕变过程。
五、计算题1. 已知某材料的弹性模量为200 GPa,当受到100 MPa的应力时,计算其应变值。
答:根据弹性模量的定义,应变值可以通过应力除以弹性模量来计算。
一、填空题(60分)1.金属材料的性能的性能包括和。
2.力学性能包括、、、、。
3.圆柱形拉伸试样分为和两种。
4.低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、、、四个阶段。
5.金属材料的强度指标主要有和。
6.金属材料的塑性指标主要有和。
7.硬度测定方法有、、。
8.夏比摆锤冲击试样有和两种。
9.载荷的形式一般有载荷、载荷和载荷三种。
10.钢铁材料的循环基数为,非铁金属循环基数为。
11.提高金属疲劳强度的方法有和。
12.50HRC表示用“C”标尺测定的硬度值为。
13.150HRW10/1000/30表示用压头直径为的硬质合金球,在kgf试验力作用下,保持s时测得的布氏硬度值为。
14.金属材料的工艺性能包括、、、、。
二、判断题(25分)1.金属的工艺性能是指金属在各种加工中所表现出的性能。
()2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。
()3.拉伸试验时,试样的伸长量与拉伸力总成正比。
()4.屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到Fs时,拉伸力不增加,变形量却继续增加的现象。
()5.拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比,称为断后伸长率,用符号A表示。
()6.现有标准圆形截面长试样A和短试样B,经拉伸试验测得δ10、δ5均为25%,表明试样A的塑性比试样B好。
( )7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
()8.做布氏硬度试验,当试验条件相同时,压痕直径越小,则材料的硬度越低。
()9.洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的的深度来确定的。
()10.洛氏硬度HRC测量方便,能直接从刻度盘上读数,生产中常用于测量退火钢、铸铁和有色金属件。
()11.一般来说,硬度高的金属材料耐磨性也好。
()12.韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。
()13.金属的使用性能包括力学性能、物理性能和铸造性能。
( )14.拉伸试验中拉伸力和伸长量的关系曲线称为力一伸长曲线,又称为拉伸曲线。
材料性能学历年真题及答案(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、名词解释低温脆性:材料随着温度下降,脆性增加,当其低于某一温度时,材料由韧性状态变为脆性状态,这种现象为低温脆性。
疲劳条带:每个应力周期内疲劳裂纹扩展过程中在疲劳断口上留下相互平行的沟槽状花样。
韧性:材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
缺口强化:缺口的存在使得其呈现屈服应力比单向拉伸时高的现象。
50%FATT:冲击试验中采用结晶区面积占整个断口面积 50%时所应的温度表征的韧脆转变温度。
破损安全:构件内部即使存在裂纹也不导致断裂的情况。
应力疲劳:疲劳寿命N>105 的高周疲劳称为低应力疲劳,又称应力疲劳。
韧脆转化温度:在一定的加载方式下,当温度冷却到某一温度或温度范围时,出现韧性断裂向脆性断裂的转变,该温度称为韧脆转化温度。
应力状态软性系数:在各种加载条件下最大切应力与最大当量正应力的比值,通常用α表示。
疲劳强度:通常指规定的应力循环周次下试件不发生疲劳破坏所承受的上限应力值。
内耗:材料在弹性范围内加载时由于一部分变形功被材料吸收,则这部份能量称为内耗。
滞弹性: 在快速加载、卸载后,随着时间的延长产生附加弹性应变的现象。
缺口敏感度:常用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸的光滑试样的抗拉强度的比值表征材料缺口敏感性的指标,往往又称为缺口强度比。
断裂功:裂纹产生、扩展所消耗的能量。
比强度::按单位质量计算的材料的强度,其值等于材料强度与其密度之比,是衡量材料轻质高强性能的重要指标。
.缺口效应:构件由于存在缺口(广义缺口)引起外形突变处应力急剧上升,应力分布和塑性变形行为出现变化的现象。
解理断裂:材料在拉应力的作用下原于间结合破坏,沿一定的结晶学平面(即所谓“解理面”)劈开的断裂过程。
应力集中系数:构件中最大应力与名义应力(或者平均应力)的比值,写为KT。
高周疲劳:在较低的应力水平下经过很高的循环次数后(通常N>105)试件发生的疲劳现象。
材料性能学考卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种材料的弹性模量最大?A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高?A. 铝合金B. 玻璃纤维C. 碳钢D. 陶瓷3. 下列哪种材料的硬度最大?A. 黄铜B. 不锈钢C. 钨D. 铅4. 下列哪种材料的导热系数最高?A. 铜B. 铝C. 铁D. 硅胶5. 下列哪种材料的比热容最大?A. 水泥B. 橡胶C. 石墨D. 空气6. 下列哪种材料的密度最小?A. 聚乙烯B. 聚氨酯C. 聚氯乙烯D. 聚丙烯7. 下列哪种材料的断裂韧性最高?A. 玛瑙B. 玉石C. 钨钢D. 玻璃8. 下列哪种材料的耐磨性最好?A. 高铬铸铁B. 轴承钢C. 铸铝D. 粉末冶金9. 下列哪种材料的抗腐蚀性最好?A. 镍基合金B. 铜镍合金C. 铬镍合金D. 钛合金10. 下列哪种材料的磁导率最高?A. 铁B. 钴C. 镍D. 铅二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料的弹性极限是指材料在受力后,去掉外力仍能恢复原状的______应力。
2. 材料的屈服强度是指材料在受力过程中,产生______变形时的应力。
3. 材料的断裂韧性是指材料抵抗______裂纹扩展的能力。
4. 材料的疲劳极限是指材料在______循环应力作用下,不发生疲劳破坏的最大应力。
5. 材料的导热系数是指在稳态热传导条件下,单位时间内通过单位面积、单位厚度的材料,温度梯度为1K时传递的______。
6. 材料的比热容是指单位质量的材料温度升高1K所需吸收的______。
7. 材料的密度是指单位体积的______。
8. 材料的硬度是指材料抵抗______变形的能力。
9. 材料的耐磨性是指材料在______过程中抵抗磨损的能力。
10. 材料的抗腐蚀性是指材料在______环境中抵抗腐蚀的能力。
三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简要介绍材料性能学的研究内容。
2. 请解释弹性模量、屈服强度和断裂韧性三个力学性能指标的区别。
第一章习题一、名词解释弹性极限,弹性模数,弹性比功,规定非比例伸长应力,屈服强度,规定残余伸长应力,应变硬化指数,断后伸长率,断面收缩率,韧性断裂,脆性断裂,剪切断裂,解理断裂,理论断裂强度,静力韧度。
二、判断题正确用√,错误用×1.材料的弹性模数越大,其弹性越好。
()2.金属材料的显微组织对其弹性模数的影响较小。
()3.材料的理论断裂强度愈高,其抗拉强度也愈高。
()4.材料在韧性断裂过程中都要产生明显的宏观塑性变形。
()5.微孔聚集型断裂不是金属材料韧性断裂的普遍方式。
()三、填空题1.在σ=Eε,τ=Gγ中,E和G分别表示()模量和()模量,它们都是表征材料对()变形的抗力,其值越大,在相同应力下产生的()就越小。
2.材料拉伸屈服时,所对应的应力值称为(),用()表示,试样发生屈服而力首次下降前的最大应力值称为(),屈服伸长对应的水平或曲折线段称为()或()。
3.低碳钢试棒静拉伸断裂后,断口一般为杯锥状,由()、()和()3个区域组成,称为断口特征()。
4.材料发生韧性断裂时,裂纹的扩展过程一般(),要消耗大量的(_)变形功,断口往往呈(_)、(_)。
而脆性断裂多为突然发生的(_)断裂过程,具有很大的()性,宏观上断口(),常呈放射状或(_)状。
5.应变硬化指数n反映材料抵抗继续塑性变形的能力,n=1时,表示材料为完全理想的(),n=0时表示材料没有()能力,大多数金属的n值在()之间。
四、问答题1.材料的弹性模数主要取决于什么因素?通过热处理是否可以大幅度提高钢铁材料的弹性模数?2.举出3种提高金属材料屈服强度的方法,并说明其使材料强化的理由。
4.屈服强度在工程技术上有何用途?5.金属材料的应变硬化有何实际意义?6.试述韧性断裂与脆性断裂的区别,为什么说脆性断裂最危险?7.材料的韧性断裂和脆性断裂在断裂特点及微观断裂机理方面有何不同?8.何为拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口形态的因素有哪些?9.断裂强度σc和抗拉强度σb的意义有何区别?10.说明材料的理论断裂强度和实际断裂强度存在巨大差别的原因。
材料性能与测试习题
绪论
1、简答题
什么是材料的性能?包括哪些方面?
[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为;
第一章单向静载下力学性能
1、名词解释:
弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝
2、简答
1) 材料的弹性模量有那些影响因素?为什么说它是结构不敏感指标?
2) 金属材料应变硬化的概念和实际意义。
3) 高分子材料的塑性变形机理。
4) 拉伸断裂包括几种类型?什么是拉伸断口三要素?如何具体分析实际构件的断裂[提示:参考课件的具体分析实例简单作答]?
3、计算:
1) 已知钢的杨氏模量为210GPa,问直径2.5mm,长度120mm的线材承受450N 载荷时变形量是多少? 若采用同样长度的铝材来承受同样的载荷,并且变形量要求也相同,问铝丝直径应为多少?(E Al=70GPa) 若用W(E=388 GPa)、钢化玻璃(E=345MPa)和尼龙线(E=2.83GPa)呢?
2) 一个拉伸试样,标距50mm,直径13mm,实验后将试样对接起来后测量标距81mm,伸长率多少?若缩颈处最小直径6.9mm, 断面收缩率是多少?
第二章其它静载下力学性能
1、名词解释:
应力状态软性系数剪切弹性模量抗弯强度缺口敏感度硬度
2、简答
1) 简述硬度测试的类型、原理和优缺点?[至少回答三种]
2) 简述扭转实验、弯曲实验的特点?渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学性能常用的方法是什么?
3) 有下述材料需要测量硬度,试说明选用何种硬度实验方法?为什么?
a. 渗碳层的硬度分布,
b. 淬火钢,
c. 灰口铸铁,
d. 硬质合金,
e. 仪表小黄铜齿轮,
f. 高速工具钢,
g. 双相钢中的铁素体和马氏体,
h. Ni基高温合金,
i. Al 合金中的析出强化相,
j. 5吨重的大型铸件,
k. 野外矿物
第三章冲击韧性和低温脆性
1、名词解释:
冲击韧度冲击吸收功低温脆性韧脆转变温度迟屈服
2、简答
1) 缺口冲击韧性实验能评定哪些材料的低温脆性?哪些材料不能用此方法检验和评定?[提示:低中强度的体心立方金属、Zn等对温度敏感的材料,高强度钢、铝合金以及面心立方金属、陶瓷材料等不能]
2) 影响材料低温脆性的因素有哪些?
3、计算:
某低碳钢的摆锤系列冲击实验列于下表,
试计算:
a. 绘制冲击功-温度关系曲线;
b. 试确定韧脆转变温度;
c. 要为汽车减震器选择一种钢,它在-10℃时所需的最小冲击功为10J,问此种钢适合此项应用么?
第四章断裂韧性
1、名词解释:
应力场强度因子断裂韧度低应力脆断
2、简答
a. 格里菲斯公式计算的断裂强度和理论断裂强度差异?奥罗万修正计算适用范围?
b. Kl和KlC的异同?
c. 断裂韧性的影响因素有哪些?如何提高材料的断裂韧性?
3、计算:
a. 有一材料,模量E=200GPa, 单位面积的表面能γS=8 J/m2, 试计算在70MPa的拉应力作用下,该裂纹的临界裂纹长度?若该材料裂纹尖端的变形塑性功γP=400 J/m2,该裂纹的临界裂纹长度又为多少?[利用格里菲斯公式和奥罗万修正公式计算]
b. 已知α-Fe的(100)晶面是解理面,其表面能是2 J/m2,杨氏模量E=200 GPa,晶格常数a0=0.25nm,试计算其理论断裂强度?
c. 马氏体时效钢的屈服强度是2100MPa,断裂韧度66MPa·m1/2,用这种材料
制造飞机起落架,最大设计应力为屈服强度的70%,若可检测到的裂纹长度为2.5mm,试计算其应力强度因子,判断材料的使用安全性。
[提示:假设存在的是小的边缘裂纹,采用有限宽板单边直裂纹模型,2b>>a; 若存在的是穿透裂纹,则应用无限大板穿透裂纹模型计算]
第五章疲劳性能
1、名词解释:
循环应力贝纹线疲劳条带疲劳强度过载持久值热疲劳
2、简答
a. 比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料疲劳断裂的特点?
b. 疲劳断口宏观断口和微观断口分别有什么特征?
c. 列出至少四条提高金属疲劳性能的措施
3、计算:
a. 某材料的应力幅和失效循环周次如下:
试绘制S-N曲线,并确定疲劳极限;如设计要求最少疲劳寿命105次,则许用的最大循环应力是多少?
b. 某压力容器受到升压降压交变应力△σ=120MPa作用,计算得知该容器允许的临界裂纹长度2ac=125mm,检查发现该容器有一长度2a=42mm的周向穿透裂纹,假设疲劳裂纹扩展符合Paris公式,假设疲劳扩展系数C=2×10-10,n =3,试计算该容器的疲劳寿命和循环10万次后的疲劳裂纹长度是多少?
第六章磨损性能
1、名词解释:
磨损接触疲劳
2、简答
a. 简述常见的磨损类型和特点?如何提高材料的耐磨粒磨损抗力?
b. 试从提高材料疲劳强度、接触疲劳、耐磨性观点出发,分析化学热处理时应注意的事项。
c. 简述非金属材料陶瓷、高分子材料的磨损特点?
第七章高温性能
1、名词解释:
蠕变蠕变极限持久强度应力松弛
2、简答
a. 列出至少四个提高金属蠕变性能的措施
b. 高温蠕变变形的机理有哪几种?
3、计算:
稳态蠕变(即蠕变第二阶段)的本构方程ε=A·σn·exp(-Q/RT),某耐热钢538℃下的蠕变系数A=1.16×10-24,n=8,激活能Q=100kcal/mol,R为摩尔气体常数8.31J/mol·K,试计算该钢在500℃时应力150MPa下的蠕变速率;
第八章耐腐蚀性能
1、名词解释:
电化学腐蚀缝隙腐蚀电偶腐蚀钝化
2、简答
a. 为什么说材料的腐蚀是一个自发过程?
b. 原电池和腐蚀原电池的区别是什么?
c. 应力腐蚀断裂的条件和特征是什么?
d. 简述材料氧化腐蚀的测量方法和仪器。
e. 列出至少四种防止金属材料腐蚀的措施。
第九章电性能
1、名词解释:
电介质、极化强度、铁电体、压电效应、热释电效应、热电效应
2、填空题
a. 从极化的质点类型看,电介质的总极化一般包括三部分:________、________、_______ ;从是否消耗能量的角度看,电介质的极化分为________和________两类,其中________是弹性的、瞬时完成的极化,不消耗能量;而______的完成需要一定的时间,是非弹性的,消耗一定的能量。
b. 电介质在电场作用下产生损耗的形式主要有_________和_________两种;当外界条件一定时,介质损耗只与εtgδ有关,而εtgδ仅由_______决定,称为________。
c. 电介质材料在电场强度超过某一临界值时会发生介质的击穿,通常击穿类型可分为_______、_______、__________三类。
d. 铁电体具有________、和________三大特征。
e. 测量电阻常用的方法有、、和。
f. 金属的热电现象包括、和三个基本热电效应。
3、简答题:
a. 简述电介质、压电体、热释电体、铁电体之间的关系。
b. 为什么金属的电阻随温度升高而增大,半导体的电阻随温度升高减小?
c. 表征超导体性能的三个主要指标是什么?目前氧化物高温超导体应用的主要弱点是什么?
e. 一般来说金属的电导率要高于陶瓷和聚合物,请举例说明这个规律并不绝对正确。
第十章磁性能
1、名词解释:
磁化强度矫顽力饱和磁化强度磁导率和磁化率剩余磁感应强度磁畴趋肤效应
2、简答:
a. 物质的磁性可分为几类?各自的特点和区别?
b. 说明冲击法测量材料磁性能的原理.
c. 简述常用的磁性材料分类及其主要特点。
d. 什么是自发磁化?铁磁体形成的条件是什么?有人说“铁磁性金属没有抗磁性”,对么?为什么?
e. 哪些磁性能参数是组织敏感的?哪些是不敏感的?
f. 交变磁化下能量损耗包括哪些?
g. 电子行业用的坡莫合金线圈一般是绕起来以后再退火,为什么不在绕之前退火?[提示:加工对磁性的影响]
3、计算:
a. 铁原子具有2.2波尔磁子,试求铁的饱和磁化强度Ms。
(铁的相对原子质量55.9,密度7.87)
b. 在外场H=5×105A/m下,某材料磁感应强度B=0.63T, 试计算该材料的磁化率和磁导率?属于哪一类磁性?若外场为200A/m下某材料的磁化强度M=1.2×106A/m, 试计算此材料的磁导率、磁化率和磁感应强度?它又属于哪一类磁性?
第十一章热性能
1、名词解释:
热容热膨胀差热分析热导率导温系数
2、简答:
a. 什么叫德拜温度,有什么物理意义?
b. 简述固体膨胀的物理本质
c. 试分析材料的导热机理,金属、陶瓷、透明材料的导热有何差别?
d. 简述热容和热膨胀的关系?。