專業(yè)綜合2(機械學(xué)院)
研究生復(fù)試筆試考試大綱
第一部分 金屬塑性成形原理
一、考試內(nèi)容
1、應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)分析:
(1)應(yīng)力狀態(tài)表示、應(yīng)變狀態(tài)表示;
(2)應(yīng)力張量、應(yīng)力張量不變量、應(yīng)變張量及其主要結(jié)構(gòu);
(3)主應(yīng)力、主剪應(yīng)力、最大剪應(yīng)力;
(4)應(yīng)力球張量、應(yīng)力偏張量;
(5)八面體應(yīng)力、等效應(yīng)力、等效剪應(yīng)力;
(6)應(yīng)力莫爾圓;
(7)應(yīng)變與相變位移的關(guān)系;
(8)應(yīng)變增量和應(yīng)變速率張量;
(9)平面問題和軸對稱問題。
2、屈服準則和本構(gòu)關(guān)系:
(1)兩個屈服準則;
(2)屈服準則的幾何表達——屈服軌跡和屈服表面;
(3)中間主應(yīng)力的影響;
(4)應(yīng)變硬化材料的屈服準則;
(5)塑性本構(gòu)關(guān)系。
3、真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線:
(1)拉伸真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線;
(2)壓縮真實應(yīng)力——應(yīng)變曲線。
4、金屬塑性成形時的摩擦和潤滑:
(1)描述接觸面上摩擦的數(shù)學(xué)模型和影響摩擦的因素;
(2)測定摩擦系數(shù)的方法。
5、塑性成形問題的應(yīng)力法解:
(1)主應(yīng)力法;
(2)鐓粗的變形特點和力能計算。
6、塑性成形問題的滑移線法解:
(1)平面應(yīng)變狀態(tài)的基本方程;
(2)漢基應(yīng)力方程;
(3)滑移線的特性;漢基第一定理及其推論;
(4)塑性區(qū)的邊界條件;
(5)滑移線場的建立;
(6)滑移線的速度場;
(7)滑移線理論在塑性加工中應(yīng)用。
7、塑性成形問題的上限法和應(yīng)形功法解:
(1)最大散逸原理;
(2)上限法原理及其在平面應(yīng)變問題中的應(yīng)用;
(3)變形功法(基本原理)。
8、基本概念辨析
(1)金屬的塑性和變形抗力:塑性和變形抗力(概念);
(2)影響塑性和變形抗力的主要因素:變形溫度;變形速度;
(3)應(yīng)力狀態(tài)。
二、參考書目
1、《金屬塑性成形原理》,俞漢清,陳金德編,機械工業(yè)出版社,1999.10
2、《金屬塑性成形原理》,汪大年主編,機械工業(yè)出版社,1986.11
說明:
1、考試基本內(nèi)容:一般包括基礎(chǔ)理論、實際知識、綜合分析和論證等幾個方面的內(nèi)容。有些課程還應(yīng)有基本運算和實驗方法等方面的內(nèi)容。
2、考試題型:可分填空題、選擇題、計算題、簡答題、論述題等。
第二部分 高分子材料
一、考試的基本要求
高分子化學(xué)部分:
要求考生系統(tǒng)地掌握高分子化合物的基本概念,高分子化合物的合成反應(yīng)原理、反應(yīng)動力學(xué)、熱力學(xué),聚合物的合成方法、以及聚合物的化學(xué)反應(yīng)。要求考生具有抽象思維能力、邏輯推理能力、和綜合運用所學(xué)的知識分析問題和解決問題的能力。
1.掌握高分子化學(xué)的基本概念;聚合物分類及命名、聚合反應(yīng)分類及相互關(guān)系。
2.掌握從單體結(jié)構(gòu)等因素入手,用熱力學(xué)、動力學(xué)方法分析單體進行均聚合、共聚合反應(yīng)的能力。
3.掌握各種連鎖聚合反應(yīng)(自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合、配位聚合、開環(huán)聚合、易位聚合)機理的特點、基元反應(yīng);單體與引發(fā)劑的匹配、反應(yīng)速率、相對分子質(zhì)量、立構(gòu)的控制等。
4.掌握各種逐步聚合反應(yīng)機理的特點,聚合度的控制等。
5.掌握各種共聚合反應(yīng)的機理、共聚組成的控制等
6.掌握聚合物化學(xué)反應(yīng)的基本特點、主要的聚合物化學(xué)反應(yīng)。
7.掌握主要聚合物的合成機理、聚合方法、聚合工藝等。
高分子物理部分:
“高分子物理”是以聚合物為研究對象、以聚合物結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系為主要研究內(nèi)容的一門學(xué)科??荚噧?nèi)容主要包括三個部分:聚合物的結(jié)構(gòu)、聚合物的分子運動、聚合物的各種物理性能。以聚合物結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系為主線、以分子運動為聯(lián)系結(jié)構(gòu)與性能的橋梁,重點考核高分子的鏈結(jié)構(gòu)(包括化學(xué)組成、形狀、形態(tài)、分子量和分子量分布)、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)(包括晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)、取向及織態(tài)結(jié)構(gòu))和各種物理性能(包括溶液性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、流動性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等),并包括聚合物的結(jié)構(gòu)、分子運動、分子量及其分布及各種物理力學(xué)性能的測試方法等。
1、掌握高分子鏈的基本結(jié)構(gòu),構(gòu)造、構(gòu)型與構(gòu)象的基本概念,影響柔性的因素,構(gòu)象的統(tǒng)計分析與計算。
2、掌握聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)(晶態(tài)、非晶態(tài)與液晶態(tài))與取向結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)特點;結(jié)晶度與取向度的定義、計算與測定方法
3、掌握高分子溶液的溶解過程,溶度參數(shù)、第二維利系數(shù)、哈金斯參數(shù)的物理意義,高分子溶液與多組分聚合物的相分離機理。
4、掌握各種平均分子量與分子量分布的定義、計算與測定方法
5、掌握高分子的運動特點,玻璃化轉(zhuǎn)變理論,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、結(jié)晶速度與熔點的基本概念、影響因素、與測定方法
6、橡膠彈性的特點、產(chǎn)生條件,橡膠彈性熱力學(xué)分析,橡膠的統(tǒng)計狀態(tài)方程,網(wǎng)絡(luò)的溶脹
7、蠕變、應(yīng)力松馳、滯后與內(nèi)耗的基本概念、影響因素及表征方法,線性粘彈性模型,時-溫等效原理,動態(tài)力學(xué)譜與次級轉(zhuǎn)變
8、屈服、銀紋、剪切帶、脆韌轉(zhuǎn)變溫度與斷裂的基本概念,格里菲斯斷裂理論,增強與增韌的途徑與機理
9、牛頓流體與非牛頓流體,聚合物的粘性流動曲線,粘度的測定方法與影響因素,聚合物流體的彈性響應(yīng)
10、高分子材料常用加工方法,注射成型工藝原理、擠出成型工藝原理
二.考試的主要內(nèi)容與要求
高分子化學(xué)部分:
1.高分子化學(xué)的基本概念
高分子基本概念,包括單體、高分子、聚合物、低聚物、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元、鏈節(jié)、主鏈、側(cè)鏈、端基、側(cè)基、聚合度、相對分子質(zhì)量等。
基本的聚合反應(yīng)類型,如加成聚合與縮合聚合;連鎖聚合與逐步聚合。
聚合物的主要命名方法。
從不同角度對聚合物進行分類。
2.自由基聚合
運用熱力學(xué)(△E, △S,T,P)、動力學(xué)(空間效應(yīng)-聚合能力,電子效應(yīng)-聚合類型)對單體聚合能力進行分析、判斷。
自由基聚合主要基元反應(yīng)特征,自由基聚合總體反應(yīng)特征。
自由基聚合常用引發(fā)劑:種類、分子式、符號、分解反應(yīng)式、特點;表征引發(fā)劑活性的四個參數(shù),引發(fā)劑效率,誘導(dǎo)分解,籠蔽效應(yīng);引發(fā)劑選擇原則。
聚合速率:表達式、主要影響因素及控制手段,包括:
(1)聚合初期聚合反應(yīng)速率的推導(dǎo)、三個假設(shè)、反應(yīng)級數(shù)的變化;
(2)聚合中后期的反應(yīng)速率的研究:自動加速現(xiàn)象,凝膠效應(yīng),沉淀效應(yīng)等。
(3)相對分子質(zhì)量:表達式、主要影響因素及控制手段,包括:
(4)動力學(xué)鏈長、自由基壽命、聚合度的表達式、鏈轉(zhuǎn)移主要類型及對聚合度的影響、阻聚、緩聚、相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑。
3.離子聚合
陽離子聚合常用單體與引發(fā)劑。
陽離子聚合機理,包括基元反應(yīng)、特點、異構(gòu)化聚合、假陽離子聚合。
陽離子聚合離子對平衡式及其影響因素
陰離子聚合常用單體、引發(fā)劑及單體與引發(fā)劑的匹配
陰離子聚合機理,包括基元反應(yīng)、特點、活性陰離子聚合原理、特點及主要應(yīng)用。
離子聚合活性中心存在形式及活性、離子對平衡及影響因素。
陰離子、陽離子聚合、自由基聚合的比較。
4.配位聚合
聚合物的立體異構(gòu)概念、命名及立構(gòu)規(guī)整度。
基本概念,如配位聚合、絡(luò)合聚合、定向聚合、有規(guī)立構(gòu)聚合,Ziegler-Natta聚合。
Ziegler-Natta催化劑的主要類型(如兩組分催化劑、三組分催化劑、載體型催化劑、茂金屬催化劑、后過渡金屬催化劑)、組成、活性、特點。
了解丙烯單金屬、雙金屬配位聚合機理、二烯烴配位聚合機理。
了解易位聚合。
5.開環(huán)聚合
單體開環(huán)聚合能力分析、常見開環(huán)聚合種類及開環(huán)聚合基本原理。
6.共聚合
共聚合基本概念,共聚物主要類型與命名。
共聚組成微分方程推導(dǎo)、假設(shè)的運用、產(chǎn)生偏差的主要原因。
典型的共聚形式及其共聚組成曲線、特點。
影響共聚組成的主要因素及主要控制方法。
單體與活性中心相對活性判斷、影響因素與基本規(guī)律。
離子型共聚與自由基共聚的比較
7.逐步聚合
逐步聚合反應(yīng)分類及主要產(chǎn)物的合成。
官能團等活性理論。
線形逐步聚合反應(yīng)聚合度的控制(理論計算與實施)。
體型逐步聚合:預(yù)聚物的主要類型、合成、特點;凝膠點的控制(理論計算與實施)。
線形、體型逐步聚合、連鎖聚合的比較。
8.聚合方法
連鎖聚合的主要實施方法:基本組成及作用、特點、典型品種實施例。
逐步聚合的主要實施方法:基本組成及作用、特點、典型品種實施例。
了解其他的聚合實施方法。
各種聚合實施方法的比較與選擇。
常用聚合物的合成。
9.聚合物的化學(xué)反應(yīng)
聚合物的化學(xué)反應(yīng)特征及影響因素。
重要的聚合物的相似轉(zhuǎn)變反應(yīng):纖維素、聚醋酸乙烯、離子交換樹脂等。
重要的聚合度變大的反應(yīng):橡膠硫化、過氧化物交聯(lián)、HIPS、ABS、SBS等。
重要的降解反應(yīng):PMMA、PE、PP、PVC等。
功能高分子的主要類型和合成方法。
高分子物理部分:
第一章 高分子鏈的結(jié)構(gòu)
1、構(gòu)型的概念;
2、構(gòu)象的概念;
3、高分子鏈的柔順性的概念及主要影響因素;
4、均方末端距的幾何計算法;
5、高分子鏈柔順性的表征;
6、晶體和溶液中的構(gòu)象;
第二章 高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)
1、內(nèi)聚能密度的概念;
2、晶體結(jié)構(gòu)的基本概念;
3、各種結(jié)晶形態(tài)和形成條件;
4、聚合物晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型;
5、結(jié)晶度及其測定方法;
6、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型(Yeh兩相球粒模型和Flory無規(guī)線團模型);
7、液晶態(tài)的基本概念;
8、液晶的結(jié)構(gòu)特征和形成條件;
9、液晶的特性和應(yīng)用;
10、聚合物的取向現(xiàn)象、取向機理、取向度的表征和應(yīng)用;
11、高分子合金的概念、相容性和組分含量與織態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系;
12、非相容高分子合金的增容方法和相容性表征;
第三章 高分子溶液
1、高聚物的溶解過程;
2、溶劑的選擇原則;
3、溶解度參數(shù)的概念和測定;
4、Flory—Huggins晶格模型理論的基本假設(shè)和高分子溶液熱力學(xué)相關(guān)的基本公式;
5、互作用參數(shù)(c1)和第二維力系數(shù)(A2)的物理意義;
6、q溶液的含義和q條件;
7、滲透壓的概念及公式的應(yīng)用;
8、高分子溶液及多組分聚合物的相圖和相分離機理;
9、高分子濃溶液在聚合物增塑和溶液紡絲中的應(yīng)用;
10、凝膠與凍膠的概念;
第四章 高聚物的分子量和分子量分布
1、各種平均分子量的統(tǒng)計意義和表達式;
2、分子量分布寬度的表示方法(多分散系數(shù)、多分散指數(shù)、微分分布曲線、積分分布曲線);
3、端基分析法、氣相滲透法、粘度法測分子量的基本原理、基本公式、測試方法、所測分子量的為哪一種平均分子量和分子量范圍;
4、聚合物的沉淀與溶解分級方法、原理,畫出積分分布曲線和微分分布曲線;
5、PC的分離機理、實驗方法、數(shù)據(jù)處理;
第五章 聚合物的轉(zhuǎn)變與松弛
1、 聚合物分子熱運動的主要特點;
2、 模量(或形變)—溫度曲線上的各種力學(xué)狀態(tài)和轉(zhuǎn)變所對應(yīng)的分子運動情況;
3、 玻璃化轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象、自由體積理論,(一般了解熱力學(xué)和動力學(xué)理論);
4、 玻璃化溫度的測定方法和影響因素及調(diào)節(jié);
5、 聚合物的分子結(jié)構(gòu)和結(jié)晶能力的關(guān)系;
6、 等溫結(jié)晶動力學(xué)方程和應(yīng)用;
7、 結(jié)晶聚合物的熔融過程的特點和熔點的影響因素;
第六章 橡膠彈性
1、 橡膠彈性的特點;
2、 通過熱力學(xué)分析掌握橡膠彈性的本質(zhì);
3、 橡膠狀態(tài)方程及一般修正;
第七章 聚合物的粘彈性
1、 聚合物的粘彈性現(xiàn)象和分子機理(包括蠕變現(xiàn)象、應(yīng)力松弛現(xiàn)象、滯后現(xiàn)象、力學(xué)損耗);
2、 粘彈性的力學(xué)模型理論(Maxwell 模型、Kelvin模型和多元件模型);
3、 弛時間譜和推遲時間譜的物理意義;
4、 Boltzmann疊加原理及應(yīng)用;
5、 時溫等效原理(WLF方程)及應(yīng)用;
6、 測定高聚物粘彈性的實驗方法;
7、 儲能模量、損耗模量、損耗角正切、對數(shù)減量之間的關(guān)系;
8、 分子運動與動態(tài)力學(xué)譜之間的關(guān)系;
第八章 聚合物的屈服和斷裂
1、聚合物應(yīng)力—應(yīng)變曲線、從該曲線所能獲得的重要信息,以及各種因素對應(yīng)力—應(yīng)變曲線影響;
2、屈服現(xiàn)象和機理,銀紋、剪切帶的概念,了解屈服判據(jù);
3、聚合物的強度、韌性和疲勞等概念;
4、格里菲斯的脆性斷裂理論;
5、聚合物強度的影響因素、增強方法和增強機理;
6、聚合物韌性的影響因素、增韌方法和增韌機理;
第九章 聚合物的流變性
1、牛頓流體和非牛頓流體
2、聚合物粘性流動的特點
3、聚合物熔體切粘度的測定方法
4、聚合物熔體切粘度的影響因素及分子解釋
5、聚合物熔體的彈性表現(xiàn)
6、擠出成型工藝過程及原理
7、注射成型工藝過程及原理