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10年湖南⼤学材料科学基础真题2010年材料科学基础真题⼀、名词解释（任选6题，每题5分，共30分）1.施密特（Schmid）因⼦：拉伸变形时，能够引起晶体滑移的分切应⼒t的⼤⼩取决于该滑移⾯和晶向的空间位置（）。
t与拉伸应⼒σ间的关系为：被称为取向因⼦，或称施密特因⼦，取向因⼦越⼤，则分切应⼒越⼤。
2.相图杠杆定律：某⼀成分的⼆元合⾦在某温度时，处于⼆元相图的两相区内，则两相之间的质量⽐可⽤“杠杆法则”求得。
在此温度处做⼀条⽔平线与该两相区的相界线相交，两个交点内⽔平线被合⾦的成分垂线分成两段，两相的质量⽐与这两线段的长度成反⽐，⽤相对百分数表⽰，这个现象好像⼒学中的杠杆，所以称为“杠杆定律”。
3.位错滑移：指在外⼒作⽤下，位错线在期滑移⾯（即位错线与伯⽒⽮量b 构成的晶⾯）上的运动，结果导致晶体永久变形。
4.包晶反应：在结晶过程先析出相进⾏到⼀定温度后新产⽣的固相⼤多包围在已有的旧固相周围⽣成。
5.玻璃的⽹络修饰体：6.肖特基（Schttky）空位：当晶格热振动时，⼀些能量⾜够⼤的原⼦离开其平衡位置，跃迁到晶体的表⾯，并在原正常格点上留下空位。
7.⾮均匀形核：熔融液体冷却过程中，依附于母相中某种界⾯上的形核过程。
8.晶向族：对称关系（原⼦排列和分布，⾯间距）相同的各组等同晶⾯，称⼀个晶⾯族，⽤{hkl}表⽰。
⼆、简答题（任选6题，每题10分，合计60分）1.说明离⼦晶体、共价晶体和⾦属晶体中原⼦间的键合特征。
影响原⼦间成键类型的重要因素有哪些？2.如何根据材料的键能曲线来判断材料的弹性模量、膨胀系数的⼤⼩？3.结合具体实例简要说明热塑性塑料和热固性塑料的结构与性能差异。
4.写出图a所⽰⽴⽅晶胞中画斜线晶⾯的晶⾯指数和图b中带箭头晶向的晶向指数。
5.简要说明晶体结构与空间点阵的关系。
答：两者之间的关系可⽤“空间点阵+基元=晶体结构”来描述。
空间点阵只有14种，基元可以是⽆穷多种，因⽽构成的具体的晶体结构也有⽆穷多种。
湖南大学2011年招收攻读硕士学位研究生入 学 考 试 试 题招生专业名称：力学、机械工程、材料科学与工程考试科目代码：812 考试科目名称：材料力学 1、（20分）如图所示，直径d ＝16mm 的钢制圆杆AB ，与刚性折杆BCD 在B 处铰接，当D 处受水平力F 作用时，测得杆AB 的纵向线应变0009.0=ε。
已知钢材拉伸时的弹性模量GPa E 210=。
试求：（1）力F 的大小；（2）D 点的水平位移。
题1图2、（20分）作图示梁的剪力图和弯矩图。
题2图3、（20分）图（a ）所示的简支梁，已知梁长l ，弯曲截面系数Z W 和材料许用应力[]σ。
试求：（1）允许载荷[]1F ；（2）为提高梁的承载能力，加辅助梁CD ，其材料及截面尺寸与主梁相同（图（b ）），按主梁AB 的强度条件，求许可载荷[]2F ，并求[][]12F F 。
题3图4、（20分）某点应力状态如图示，试求该点的主应力。
题4图5、（15分）如图所示，具有中间饺B 的等截面梁AD 的D 端用拉杆DE 悬挂着。
已知梁和拉杆材料的弹性模量GPa E 200=，拉杆的横截面积2100mm A =，梁横截面的惯性矩461010mm I z ⨯=，试求梁中截面B 和截面C 的挠度。
题5图6、（20分）图示等圆截面水平直角折杆，横截面直径为d ，承受铅直均布载荷q ，材料的弹性模量为E ，切变模量为G 。
试求：（1）危险截面的位置；（2）画出危险点的应力状态；（3）第三强度理论的最大相当应力；（4）截面C 的铅直位移。
题6图7、（20分）刚性水平梁有1、2两根同材料的杆支承，杆1两端固定，截面为正方形，边长为a ，杆2两端铰支，截面为圆形，直径为d ，设材料的弹性模量为E ，两杆均属于细长杆。
试求a 和d 的比值为何值时此结构设计最合理。
题7图8、（15分）正交折杆ABC放置于水平面内，已知梁的弯曲刚度为EI，扭转刚度为GI及杆的拉压刚度P为EA。
湖南省第四届大学生力学竞赛综合试题材料力学部分一、轴向拉力为P 的箱型薄壁截面杆，已知材料的弹性模量E 和泊松比ν，则在A-A 截面上的C 、D 两点间的距离改变量CD ∆＝ 。
（5分）二、一矩形截面b h ⨯的等直杆，承受轴向拉力F 作用，若在杆受力前，其表面画有直角ABC ∠，且BC 边与杆轴线的夹角为030α=，杆材料的弹性模量为E ，泊松比为ν，则杆受力后，线段BC 的变形AB ∆=，（3分）直角ABC∠的改变量为ABC γ∠= ，（3分）角α的改变量为α∆= 。
（4分）三、图示杆（不考虑自重）下端与固定端约束距离为∆。
在中点受到静力F 作用，在线弹性范围内，力的作用点的最终位移为δ。
那么，在以下三种情况下，计算杆所储存的应变能V ε。
（结果请用c 、δ和∆表示，其中c=EA/l ，EA 为杆的拉压刚度，l 为杆的长度）。
（1）∆=0时，V ε = ；（4分） （2）∆≠0且δ<∆时， V ε = ；（3分） （3）∆≠0且δ>∆时，V ε = 。
（5分）四、已知四分之一的圆截面对形心c z 轴的惯性矩4(2)/256zc I d π=-，则截面对形心c y 轴的惯性矩yc I ＝ 。
（5分）姓名： 学校： 准考证号：密 封 线bhFA BCα五、图示三根圆钢具有相同的长度l与直径d，材料的弹性模量与切变模量为E与G，一端固定于刚性固定平面N1之上，呈等边三角形，各边长为a，另一端固联于与N1平行的刚性平面N2上，如在平面内作用一力偶M k，则（1）当直径d较大而长度l较小时，略去弯曲效应的影响，平面N2的转角θ= ；（5分）（2）当直径d<<l时，平面N2的转角θ= ；（6分）六、图示梁AB左端固定，右端自由，在其中点D连接一长度为a的拉杆CD，自由端下方竖直放置刚度系数为k的弹簧，弹簧顶端与梁自由端有一微小间隙δ。
已知梁与杆的弹性模量均为E，梁的弯曲刚度为EI，杆的拉压刚度为EA，且I=a2A/2，则在自由端作用铅垂方向集中力P。
