《材料结构与性能》习题

材料结构与性能练习第一章能承受1，25厘米长的圆形杆，直径2.5毫米，轴向张力4500N。如果将直径细拉为2.4mm，则询问：1)设置拉伸变形后，圆杆的体积在拉伸后寻找长度。2)此张力下的实际应力和实际变形；3)在此拉伸下名义应力和名义变形。比较和讨论上述计算结果。有2，1晶体系统，S14。3，在图1.27所示的相同材料范例中，寻找点a的应力场和应变场。4、陶瓷体积百分比为95%的Al2O3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa)，计算上下弹性系数。如果陶瓷包含5%的气孔，则估计上下弹性系数。5、绘制两个图形，说明应力松弛与时间的关系，以及变形缓和与时间的关系。注意：如果t=0、t=和t=(或 )，则为纵坐标。6、1 Al2O3晶体圆柱(图1.28)、直径3mm、临界剪切强度c=130MPa等轴向张力f，获得固定滑动系统所需的张力值，如图所示。也计算滑动曲面上的法向应力。第二章1、熔融石英的结合强度，估算的表面能量为1.75j/m2；设定为；Si-O的平衡原子间距为1.610-8厘米；是。弹性系数值为60 75GPa。2、熔融石英玻璃性能参数：e=73gpa=1.56j/m2；理论强度。如果材料具有最大长度的内部止裂槽，并且该内部止裂槽垂直于作用力的方向，则计算由此产生的强度减少系数。3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁方法的计算公式：哇是一件事。4、陶瓷三点弯曲试样，如图2.41所示，拉面上有跨距中间的垂直切口。如果E=380GPa，=0.24，请求出k c的值，然后将极限负载设定为50 。计算此材料的断裂表面能量。5，一个钢板接收350 MPa的长拉伸应力，例如垂直于拉伸应力方向的材料的中心贯穿缺陷，长度8mm(=2c)。该钢的屈服强度为1400MPa，计算塑料区域大小r0与裂纹半长度c的比率。讨论利用此试件查找K c值的可能性。6、陶瓷零件有与拉伸应力垂直的边裂纹，例如边裂纹长度： 2mm。0.049mm；2m，分别寻找上述三种情况的临界应力。此材料的破坏性设定为1.62mpm2。讨论多个结果。7、绘制力与期望寿命的关系曲线。材料是ZTA陶瓷零件，温度为900，k c为10MPam2，慢速裂纹扩展指数N=40，常数A=10-40，y。设定保证实验应力的力的两倍。8、根据本章图2.28所示的透明氧化铝陶瓷的强度和孔隙度的关系，求出实验表达式。9、弯曲强度数据为782、784、866、884、884、884、890、915、922、922、927、942、944、1012和1023MPa找到双参数webbermode数和三参数webbermode数。第三章1，在室温(298K)和高温(1273K)下计算莫来石陶瓷的摩尔热容量值，并与安都伦-伯蒂定律进行比较。2、证明固体材料的热膨胀系数不会因均匀分布的气孔而改变。3，掺杂固溶体和两相陶瓷的热导率随体积分数的不同有什么不同4，康宁1723玻璃(硅酸铝玻璃)=0.021j/(cm c)；=4.610-6/c；p=7.0千克/mm2；e=6700千克/mm2；=0.25。求第一和第二热冲击破坏阻力。5、热机部件由热导率=0.184j/(cm c)、最大厚度=120mm的反应烧结氮化硅制成。如果表面传热系数h=0.05 J/(cm2s)，则假定几何系数S=1，以估计最大允许热冲击的温差。第四章1、入射光通过具有小入射角I和折射角r的透明玻璃板。通过后，光强度系数证明为(1-m)2。玻璃对光的衰减不计其数。2，透明AL2O3板厚度1mm用于测量光的吸收系数。光通过板厚时，其强度下降15 84chu，计算吸收和散射系数之和。第五章1、无机材料绝缘电阻测量试样外径=50mm，厚度d=2mm，电极尺寸见图5.55。D1=26mm，D2=38mm，D3=48mm，另一侧为整个电极。用直流三端电极法测量。(1)请画出测量试验体电阻率和表面电阻率的接线图。(2)用500V直流电源计算试验体的电阻为250M，表面电阻为50m，计算材料的电阻率和表面电阻率。2、用数学回归分析实验测量离子导体的电导率和温度相关数据：(1)在测量温度范围内尝试电导激活能量表示。(2) T1=500K，1=10-9(T1=1000K，2=10-6(计算电导激活能量值。3、在价带中由铅带产生的电和原子产生的孔参与电导的固有电导体。这里的电子数n可以近似如下：N=nextp (-EP/2kt)其中n是状态密度，k是玻尔兹曼常量，t是绝对温度。回答以下问题：(1) N=1023cm-3，k=8.610-5eVK-1设置时，Si(Eq=1.1eV)，TiO2(Eq=3.0eV)为室温(20)(2)半导体的电导率 (-1cm-1)可以表达如下=新其中n是载波速度(cm-3)，e是载波电荷(电子电荷1.610-19C)，是移动速率(cm2V-1s-1)。电子(e)和孔(h)均为载流量。=nees hin e nhes hin h假定Si的移动速度e=1450(cm2V-1s-1)，h=500(cm2V-1s-1)，并且不随温度变化。寻找室温在20 和500 下Si的电导率。4，根据费米狄拉克分布函数，半导体中的电子具有特定能级E的允许状态概率f(E)为：F(E)=1 exp(E-EF)/kT-1EF是费米级别，电子存在概率的二分之一的能量级别。图5.56所示的波段结构是固有