2013年西北工业大学080502材料学考研大纲

　　题号:873
　　《结构有限元分析基础》
　　考试大纲
　　一、考试内容：
　　线弹性有限元素法的基本方法及原理，涉及的基本元素包含：杆元；梁元；平面板元。
　　具体内容包括：
　　1.基本概念：刚度矩阵特性；几何、物理、平衡基本关系式；有限元解题的基本步骤。
　　2.计算分析：坐标变换；杆系结构结点位移、结点力、内力、支反力求解。
　　3.形状函数及位移函数：形状函数性质；用插值法求元素的形状函数；位移函数收敛准则。
　　4.面积坐标：面积坐标定义；用面积坐标求单元形状函数。
　　5.结构对称性：利用对称性及反对称性简化结构，给出简化后的位移边界条件；对称性及反对称性应用。
　　6.等效载荷：计算集中力、面力、体力等效结点载荷。
　　7.等参变换：等参变换基本思想；等参变换条件。
　　8.边界条件的处理：删行删列法；置大数法；置1法；斜支撑问题。
　　9.矩阵带宽：带宽定义；结点编号与刚度矩阵带宽的关系。
　　二、参考书目
　　李亚智，赵美英，万小朋编，《有限元法基础与程序设计》，科学出版社，2004年1月

　　题号：832
　　《材料科学基础》考试大纲
　　一、考试内容
　　1.工程材料中的原子排列
　　（1）原子键合，工程材料种类；
　　（2）原子的规则排列：晶体结构与空间点阵，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。
　　（3）原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。
　　2.固体中的相结构
　　（1）固溶体：分类、性能及影响固溶度的因素；
　　（2）金属间化合物：分类、性能及特征；
　　（3）陶瓷晶体相：分类、结构、性能及特征；
　　（4）玻璃相：性能、特征及形成条件。
　　3.凝固与结晶
　　（1）结晶的基本规律；
　　（2）结晶的基本条件；
　　（3）晶核的形成：形核能量变化，临界晶核，形核功，形核率；
　　（4）晶体的长大：长大条件，液固界面结构，长大机制，温度梯度，晶体形态；
　　（5）凝固理论的应用。
　　4.二元相图：
　　（1）相图的基本知识；
　　（2）二元匀晶相图、共晶相图及包晶相图：二元合金的平衡凝固及非平衡凝固，凝固过程中的成分变化及偏析，成分过冷与固溶体组织，共晶体形成机理及其形态，杠杆定律；
　　（3）二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用；
　　（4）Fe-C相图分析及平衡凝固；
　　（5）铸锭组织与偏析。
　　5.材料中的扩散：
　　（1）扩散定律及其应用；
　　（2）扩散的微观机理，影响扩散的因素；
　　（3）扩散的热力学理论；
　　（4）反应扩散。
　　6.塑性变形：
　　（1）单晶体的塑性变形；
　　（2）多晶体的塑性变形；
　　（3）合金的塑性变形；
　　（4）冷变形金属的组织与性能。
　　7.回复与与结晶：
　　（1）冷变形金属在加热时的变化；
　　（2）回复：机制，热力学，动力学，应用，影响因素；
　　（3）再结晶：机制，热力学，动力学，应用，影响因素；
　　（4）再结晶后晶粒长大：机制，热力学，动力学，应用及组织控制，影响因素；
　　（5）金属的热变形，超塑性。
　　二、参考书目
　　1.《材料科学基础》（第二版），刘智恩，西北工业大学出版社，2003
　　2.《材料科学基础》，胡庚祥，蔡珣，上海交通大学出版社，2000
　　3.《材料科学基础》，石德珂，西安交通大学出版社，2000
　　4.《材料科学基础》，潘金生，仝健民，清华大学出版社，1998
　　三、课程网站
　　http://jpkc.nwpu.edu.cn/jp2004/07/index.htm
　　题号：841
　　《材料力学》
　　考试大纲
　　一、考试内容
　　1.了解材料力学的任务，同相关学科的关系,变形固体的基本假设。熟悉截面法和内力、应力、变形、应变。了解单向应力状态的本构关系.
　　2.掌握轴力与轴力图,直杆横截面及斜截面的应力,圣维南定理,应力集中的概念；材料拉伸和压缩时的力学性能,应力-应变曲线；拉压杆强度条件和刚度条件,安全因素及许用应力；拉压变形,胡克定律,弹性模量,泊松比；拉压超静定问题,温度及装配应力。
　　3.熟悉剪切及挤压的概念和实用计算。掌握切应力互等定律,剪切胡克定律。
　　4.掌握扭矩及扭矩图,圆轴扭转的应力和应变,扭转强度及刚度条件。了解矩形截面及薄壁杆件扭转。
　　5.掌握静矩与形心的概念,组合截面的一次矩与形心计算,截面二次矩,平行移轴公式。
　　6.熟悉平面弯曲内力概念，掌握剪力，弯矩方程，剪力图和弯矩图及q-Q-M的微分关系,熟悉利用微分关系画梁的剪力和弯矩图。掌握平面刚架和曲杆的内力图。
　　7.掌握弯曲正应力公式,矩形截面弯曲切应力计算,弯曲强度条件。了解薄壁截面梁的弯曲切应力；提高梁的弯曲刚度的措施。
　　8.熟悉挠曲轴及其近似微分方程,积分法求梁的位移,叠加法求梁的位移,梁的刚度校核。了解提高梁的弯曲刚度的措施.
　　9.掌握应力状态的概念,平面应力状态下应力分析的解析法及图解法,广义胡克定律。了解体积应变,三向应力状态下应变能、体积改变能、畸变能的概念.
　　10.熟悉强度理论的概念,破坏形式的分析,脆性断裂和塑性屈服。掌握最大拉应力理论,最大拉应变理论，最大切应力理论,畸变能密度理论。了解莫尔强度理论。
　　11.掌握组合变形下杆件的强度计算；斜弯曲，拉弯组合变形，弯扭组合变形。
　　12.掌握压杆稳定的概念,细长压杆临界载荷的欧拉公式,临界应力、经验公式、临界应力总图,压杆的稳定校核。了解安全因素法，提高稳定性的措施的概念。
　　13.掌握杆件变形位能计算，卡氏定律，莫尔定律，图形互乘法，用力法解超静定问题。熟悉功的互等定律。了解位移互等定律。
　　14.熟悉变形比较法，力法的正则方程，对称条件的应用。
　　15.熟悉构件作等加速度运动和匀速转动的应力计算。掌握冲击应力和变形计算。了解冲击韧度，提高构件抗冲击能力措施的概念。
　　16.了解疲劳破坏的概念,S-N曲线及材料的疲劳极限,影响构件疲劳极限的主要因素,提高构件疲劳强度的措施。
　　二、参考书目
　　1.苟文选，《材料力学I、II》，西北工业大学出版社，2010
　　2.刘鸿文，《材料力学，上、下册》高等教育出版社，2001
　　3.单辉祖，《材料力学》高等教育出版社，2000
　　题号：855
　　《高分子化学》考试大纲
　　一自由基聚合
　　1.适合自由基聚合单体的结构特点，常用引发剂及氧化还原体系的分解机理。
　　2.自由基聚合机理：四种基元反应（链引发、链增长、链终止和链转移），能按照给定条件，写出各基元反应的化学式。
　　3.动力学：（1）自由基一级热分解动力学；（2）不同引发方式的聚合反应动力学方程，计算给定单体转化率所需反应时间；（3）动力学链长的计算；（4）熟悉某些因素（如温度、物料浓度、基元反应速率等）对聚合速率及分子量的影响规律。
　　4.自由基反应的阻（缓）聚机理，能写出一些常见的阻聚剂（如醌类、酚类、硝基苯）的阻聚反应式。
　　二自由基共聚合（主要是二元共聚）
　　1.共聚物组成方程的推导方法（重点是d[M]-[M]和F1-f1两个方程）和特定条件下（r1,r2确定）组成方程的简化形式。
　　2.r1=r2=1;r1=r2=0;r1<1,r2<1；r1>1,r2>1;r1<1,r2>1;r1>1,r2<1六种共聚物组成曲线图，恒比点出现的条件和计算公式。
　　3.共聚物组成随转化率升高的变化规律，当竟聚率给定后，根据初始投料情况（f1=(f1）恒，f1>（f1)恒和f1<（f1)恒）提出控制共聚物组成保持均匀的措施。
　　4.单体与自由基的相对活性。
　　5.按Q-e方程计算竟聚率，根据两种单体在Q-e图上的相对位置判断其共聚方式。
　　三聚合方法
　　1.四种聚合方法(本体、溶液、悬浮、乳液)的基本配方，工艺特点，产品质量等。
　　2.悬浮聚合的分散，保护及成粒机理。
　　3.乳液聚合的胶束机理，恒粒期的动力学处理。
　　四离子聚合
　　1.适合正、负离子聚合的单体结构特点。
　　2.正、负离子聚合常用的引发体系。
　　3.正、负离子聚合机理。（链引发、增长、终止、转移等基元反应）
　　4.溶剂对中心离子对形态的影响，进而影响聚合速率和大分子链结构的规整性。
　　5.活性大分子概念，利用活性大分子制备一些带官能团的大分子（遥爪大分子）。
　　6.开环聚合单体的结构特点，几种常见环单体（如环醚，环酰胺，环酯）的聚合机理。
　　五配位聚合
　　1.齐格勒-拉塔引发剂的基本组成及化学反应。
　　2.齐格勒-拉塔引发剂引发的配位聚合机理（单金属，双金属模型）和定位机理。
　　3.共轭二烯配位聚合机理。
　　六逐步聚合
　　1.线型缩聚机理（链开始，链增长，平衡，封端终止等）。
　　2.线型缩聚过程中可能发生的副反应（降解，交换反应）。
　　3.密封体系（副产物完全不排除）等官能团数投料，产物分子量与平衡常数的关系。
　　4.开放体系（副产物未完全排除）等官能团数投料，产物分子量与平衡常数，副产物残留浓度之间的关系。
　　5.非等官能团数投料，不考虑副产物的影响，产物的分子量与官能团过量状况，反应程度P之间的关系[三种情况：aRa+bR?b，一种单体过量；aRa+bR?b+R″b（少量），aRb+R?b（少量）]
　　6.体型缩聚配方及工艺特点。
　　7.用卡罗译斯方法或统计法估算凝胶点PC.
　　七聚合物的化学反应
　　1.大分子化学反应的分类与特点。
　　2.大分子降解反应机理（热降解，光降解，氧与光共同作用下降解）。
　　3.聚合物老化机理，实质及防老化的措施。
　　八综合知识
　　1.大分子的分类及结构特点，大分子的化学结构与物性的关系。
　　2.大分子的多分散性表征，聚合机理对多分散性的影响。
　　3.比较连锁反应与逐步反应的特点。
　　4.单体结构与聚合机理的关系（给出若干单体和若干引发剂，能正确组配并说明按何种机理聚合）。
　　5.准确表述常用专业术语。
　　主要参考书
　　1.潘祖仁，高分子化学（第三版），化学工业出版社，2003
　　2.林尚安等，高分子化学，科学出版社，1998
　　3.潘才元，高分子化学，中国科技大学出版社，1997
　　4.周其凤等，高分子化学，化学工业出版社，2001
　　题号：862
　　《高分子物理》考试大纲
　　一、考试内容
　　（一）高分子链的结构
　　1．高分子的分子内原子间与分子间的相互作用，键合力、范德华力和氢键，内聚能密度。
　　2．高分子链的近程结构，高分子链的键接方式，支化和交联，高分子链的构型，端基。
　　3．高分子链的柔性，高分子中单键的内旋转与柔性，高分子链柔性的表征，高分子链柔性与结构的关系，高分子链的统计构象。
　　（二）高分子的聚集态结构
　　1．高聚物的结晶结构与结晶形态，部分结晶高聚物的结构模型和结晶度。
　　2．高取物的结晶过程与结晶速率，结晶能力与结构的关系，影响结晶过程的因素。
　　3．结晶高聚物的熔限与熔点，影响高聚物熔点的因素。
　　4．高聚物的取向单元，取向方式和取向高聚物的特点，取向度。
　　5．共混高聚物的组份与特点。
　　（三）高聚物的分子运动及力学状态
　　1．高聚物分子运动的特点，运动单元的多重性，高分子运动的松弛过程。
　　2．线型非晶态高物、结晶高聚物、体型高聚物的力学状态。
　　3．高聚物的玻璃化转变，玻璃化温度，影响玻璃化温度的因素。
　　4．高聚物的流动机理及高聚物向粘流态转变。
　　5．玻璃态和结晶态高聚物的分子运动。
　　6．高聚物的耐热性及提高耐热性的途径。
　　（四）高聚物的高弹性和粘弹性
　　1．描述材料形变性能的基本物理量。
　　2．高聚物的高弹性的特点与本质，平衡高弹态的热力学分析和统计理论。
　　3．高聚物的静态粘弹性，蠕变，应力松弛，蠕变和应力松弛的影响因素。
　　4．高聚物的动态粘弹性，滞后和内耗，动态模量，多重转变，动态力学性能的测试。
　　5．高聚物粘弹性的理论，玻尔兹曼叠加原理，时温等效原理。
　　（五）高聚物的屈服与断裂
　　1．高聚物的应力－应变特性。
　　2．高聚物的屈服与冷拉现象，剪切带。
　　3．高聚物的银纹现象，银纹与裂纹的区别与联系。
　　4．高聚物的断裂方式，脆性断裂与韧性断裂，断裂过程与断面形貌。
　　5．高聚物的断裂的理论强度与实际强度，脆性断裂的破坏准则，能量准则和临界应力强度因子。
　　6．影响高聚物强度和韧性的因素。
　　（六）高聚物熔体的流变性
　　1．流变学的基本概念，各种流动方式和液体的基本流变性。
　　2．高聚物熔体的切流动特征，高聚物熔体的流动曲线和流动机理。
　　3．高聚物熔体的切粘度的测定方法和影响高聚物熔体切粘度的因素。
　　（七）高聚物的电性能
　　1．高聚物的介电性，介电常（系）数，介电损耗，影响介电性的因素。
　　2．高聚物的介电松弛，介电松弛谱，科尔－科尔图，高聚物驻极体和热释电流法。
　　（八）高分子溶液
　　1．高聚物的溶解过程，溶解的热力学解释，溶剂的选择原则。
　　2．柔性链高分子溶液热力学
　　3．交联高聚物的溶胀
　　（九）高聚物分子量及分布的测定
　　1．高聚物分子量的测定，高聚物分子量的统计意义。
　　2．高聚物分子量分布的测定。
　　二、参考书目
　　1、何曼君，张红东，陈维孝，董西侠，《高分子物理》第三版，复旦大学出版社，2008年
　　2、金日光，《高分子物理》第三版，化学工业出版社，2007年
　　3、焦剑，雷渭媛，《高聚物结构、性能与测试》，化学工业出版社，2003年

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