南京工業(yè)大學(xué)《機(jī)械設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《機(jī)械設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、對于一種用于制造模具的金屬材料，要求其具有高的耐磨性和熱穩(wěn)定性。以下哪種材料選擇和處理方法最為合適？（）A.選用高速鋼并進(jìn)行淬火回火處理B.選用硬質(zhì)合金并進(jìn)行表面涂層C.選用工具鋼并進(jìn)行滲碳處理D.以上都是2、在金屬材料的疲勞試驗中，疲勞極限是指材料在無限次循環(huán)應(yīng)力作用下不發(fā)生疲勞破壞的（）A.最大應(yīng)力B.最小應(yīng)力C.平均應(yīng)力D.應(yīng)力幅3、一種金屬玻璃材料具有優(yōu)異的性能。以下哪種特點是金屬玻璃通常具有的？（）A.高強(qiáng)度B.高塑性C.良好的導(dǎo)電性D.高韌性4、復(fù)合材料的力學(xué)性能通常優(yōu)于單一材料，那么復(fù)合材料力學(xué)性能的主要特點有哪些？（）A.高強(qiáng)度、高剛度、低密度B.良好的韌性、抗疲勞性、耐腐蝕性C.可設(shè)計性強(qiáng)、性能各向異性D.以上都是5、在高分子材料的成型加工過程中，注塑成型是一種常見的方法。以下哪種高分子材料更適合采用注塑成型？（）A.熱固性塑料B.熱塑性塑料C.橡膠D.纖維增強(qiáng)塑料6、復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成，具有優(yōu)異的綜合性能。對于碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以下關(guān)于其性能特點的描述，正確的是？（）A.強(qiáng)度高、模量高、耐腐蝕性好B.強(qiáng)度低、模量低、耐腐蝕性差C.強(qiáng)度高、模量低、耐腐蝕性好D.強(qiáng)度低、模量高、耐腐蝕性差7、一種陶瓷材料在受到?jīng)_擊載荷時容易發(fā)生斷裂。以下哪種方法可以提高其抗沖擊性能？（）A.引入纖維增韌B.減小晶粒尺寸C.增加孔隙率D.改變晶體結(jié)構(gòu)8、在研究高分子材料的流變性能時，發(fā)現(xiàn)其在不同的剪切速率下表現(xiàn)出不同的流動行為。以下哪種模型可以較好地描述這種流變特性？（）A.牛頓流體模型B.賓漢流體模型C.冪律流體模型D.虎克固體模型9、材料的磁性能包括磁化強(qiáng)度、矯頑力等參數(shù)。對于軟磁材料和硬磁材料，以下關(guān)于其磁性能的描述，正確的是？（）A.軟磁材料矯頑力高，磁化強(qiáng)度低B.軟磁材料矯頑力低，磁化強(qiáng)度高C.硬磁材料矯頑力低，磁化強(qiáng)度高D.硬磁材料矯頑力高，磁化強(qiáng)度低10、在研究陶瓷材料的壓電性能時，發(fā)現(xiàn)其壓電常數(shù)與晶體的極化方向有關(guān)。以下哪種晶體取向的壓電常數(shù)最大？（）A.方向B.方向C.方向D.隨機(jī)方向11、在考察一種用于燃料電池雙極板的材料時，需要同時考慮其導(dǎo)電性、耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。以下哪種材料可能最為合適？（）A.不銹鋼B.石墨C.鈦合金D.以上都不是12、在研究材料的熱膨脹性能時，以下關(guān)于熱膨脹系數(shù)與材料結(jié)構(gòu)關(guān)系的描述，錯誤的是（）A.共價鍵材料的熱膨脹系數(shù)通常較小B.晶體結(jié)構(gòu)對稱性越高，熱膨脹系數(shù)越大C.材料的孔隙率對熱膨脹系數(shù)有影響D.原子間結(jié)合力越強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)越小13、一種金屬間化合物在高溫下具有良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。以下哪種元素組合最有可能形成這種高性能的金屬間化合物？（）A.鋁-鈦B.鐵-鎳C.銅-鋅D.鎂-鋁14、在分析材料的導(dǎo)熱性能時，發(fā)現(xiàn)以下哪種結(jié)構(gòu)的材料導(dǎo)熱各向異性較為明顯？（）A.單晶材料B.多晶材料C.非晶材料D.復(fù)合材料15、對于超導(dǎo)材料，除了臨界溫度，還有臨界磁場和臨界電流密度等參數(shù)。臨界磁場越大，超導(dǎo)材料的應(yīng)用范圍（）A.越窄B.越寬C.不變D.不確定16、對于一種功能陶瓷材料，如壓電陶瓷，其具有將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的特性。以下哪種晶體結(jié)構(gòu)特征是壓電陶瓷能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能的關(guān)鍵？（）A.非中心對稱結(jié)構(gòu)B.密堆積結(jié)構(gòu)C.層狀結(jié)構(gòu)D.立方結(jié)構(gòu)17、在陶瓷材料的性能測試中，抗彎強(qiáng)度是一個重要指標(biāo)。以下哪種測試方法常用于測定陶瓷材料的抗彎強(qiáng)度？（）A.三點彎曲法B.拉伸試驗C.壓縮試驗D.沖擊試驗18、在分析材料的聲學(xué)發(fā)射性能時，發(fā)現(xiàn)以下哪種情況下聲學(xué)發(fā)射信號較強(qiáng)？（）A.材料屈服B.材料斷裂C.材料彈性變形D.材料蠕變19、在材料的疲勞試驗中，應(yīng)力比是一個重要參數(shù)。當(dāng)應(yīng)力比增大時，材料的疲勞壽命通常會？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少20、研究一種新型復(fù)合材料，其由纖維增強(qiáng)體和基體組成。在承受拉伸載荷時，以下哪種情況最能有效地發(fā)揮纖維增強(qiáng)體的作用？（）A.纖維與基體的結(jié)合強(qiáng)度適中B.纖維的長度較短C.纖維的體積分?jǐn)?shù)較低D.纖維的彈性模量低于基體21、在研究一種用于汽車發(fā)動機(jī)的耐熱合金時，發(fā)現(xiàn)其在長期高溫工作環(huán)境下容易發(fā)生組織老化。以下哪種組織變化最有可能是導(dǎo)致老化的主要原因？（）A.碳化物析出B.晶粒長大C.相轉(zhuǎn)變D.孔洞形成22、對于一種新型的超導(dǎo)材料，要提高其臨界電流密度，以下哪種方法可能有效？（）A.引入缺陷B.降低溫度C.增加磁場強(qiáng)度D.減小樣品尺寸23、在研究材料的電導(dǎo)機(jī)制時，發(fā)現(xiàn)一種半導(dǎo)體材料在低溫下主要是由雜質(zhì)電導(dǎo)貢獻(xiàn)。隨著溫度升高，本征電導(dǎo)逐漸起主導(dǎo)作用。以下哪種因素決定了這種轉(zhuǎn)變的溫度？（）A.雜質(zhì)濃度B.禁帶寬度C.載流子遷移率D.晶體結(jié)構(gòu)24、在金屬材料的加工過程中，冷加工和熱加工會對材料性能產(chǎn)生不同影響。冷加工通常會使金屬材料的（）A.強(qiáng)度增加，塑性降低B.強(qiáng)度降低，塑性增加C.強(qiáng)度和塑性都增加D.強(qiáng)度和塑性都降低25、在研究金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)時，面心立方晶格的原子配位數(shù)為12，致密度為0.74。對于體心立方晶格，其原子配位數(shù)和致密度分別是多少？（）A.8和0.68B.12和0.74C.6和0.58D.4和0.34二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）全面分析材料的摩擦學(xué)系統(tǒng)，包括摩擦副、潤滑劑等要素，討論摩擦學(xué)系統(tǒng)的相互作用和影響，以及在機(jī)械設(shè)計中的考慮。2、（本題5分）論述形狀記憶聚合物的性能特點和應(yīng)用領(lǐng)域，分析其與形狀記憶合金的區(qū)別。3、（本題5分）論述不同類型材料（金屬、陶瓷、高分子）的導(dǎo)熱性能差異的原因，分析影響材料導(dǎo)熱性能的主要因素，并說明在實際應(yīng)用中如何選擇合適的導(dǎo)熱材料。4、（本題5分）解釋材料的光學(xué)性能的測試方法和儀器（如分光光度計和反射率測量儀）。分析不同類型材料（如金屬、半導(dǎo)體和絕緣體）的光學(xué)性能特點，并舉例說明在光學(xué)器件中的應(yīng)用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某種陶瓷材料的介電常數(shù)為50，在一個面積為0.02平方米，厚度為5毫米的陶瓷片上加1000伏特的電壓，計算電位移。2、（本題5分）有一長方體的石墨塊，長、寬、高分別為8cm、5cm、2cm，石墨的電阻率為8×10??Ω·m，計算石墨塊的電阻。3、（本題5分）某半導(dǎo)體材料的禁帶寬度為1.8電子伏特，計算其在室溫下的本征電導(dǎo)率。4、（本題5分）有一金屬薄板，面積為0.8m2，厚度為0.8mm，材料的電導(dǎo)率為8×10^6S/m，施加8V的電壓，計算通過薄板的電流。5、（本題5分）有一石英晶體，其壓電常數(shù)為2.3×10?12C/N，施加的壓力為100N，計算產(chǎn)生的電荷量。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入論述材料的超硬材料的性能