计算冶金物理化学习题
习题1
1.计算浓度为1.0×10-6M的醋酸溶液的平衡pH,醋酸的电离常数: Ka=1.8×10-5.
(HAC=H++AC-)
2.在同一张图上, 画出一个多元体系平衡pH图,该平衡pH是各物种总浓度对数的函数.（列出
物质）
3.考察Na2CO3-H2O体系,计算所有物种的平衡浓度,平衡浓度是Na2CO3总浓度的函数.
参考: F. S. Nakayama, Hydrolysis of sodium Carbonate, J.Chem. Educ., 47,67,(1970)
4.修改程序1-6,使之能用于求解酸, 碱混合体系的平衡问题,例如一个溶液中HCl的浓度是
aM,NH3的浓度是bM,三乙醇胺的浓度是cM.
参考:M .J. D. Brand, A general method for the solution of polynomial equations in H+ion concentration, J. Chem. Educ. 53,771(1976)
5.讨论溶液平衡
MX(s)=M z++X z-Ksp=a Mz+.a Xz-
试证明25℃时,在C摩尔1:1电解质溶液中,盐MX的溶解度是方程:
F(S)=2logS-1.018Z2Z2S+C -logKsp的一个根,假定满足Debye-Huckel 极限定理,选择一系列难溶盐,画出溶解度-离子强度图.（X）
6.编写一个程序, 求解在含有HCl的溶液中, CuCl溶解度的最小值.(
CuCl=Cu+Cl
K=[Cu+]*[Cl-]=1.628*10-7[Cl]T=[Cl]cu+[Cl]h S=[Cu+]*(37.5+64)/10 [Cl-]T=0.1+[Cl-]=0.1+[Cu+] [Cu+](0.1+[Cu+])=1.628E-7
X(0.1+x)=1.628e-7
F(x)=x2+0.1x-1.628e-7
牛顿法
7.编写一个程序,用自由能极小值方法求解平衡问题.
参考: S. Davidson, Iterative method of solving equilibrium problem by free-energy minimization. J. Chem. Educ. 50,299(1973)
8.化学反应的平衡浓度
一氧化碳与氢按以下反应生成甲醇
CO+2H2=CH3OH
现有1mol CO与2mol H2的混合物, 在t=590℃, P=3.04×107Pa下进行反应并达到平衡,(K f=1.393×10-15 （正反应速率常数）,K r=0.43（逆反应）), 求CH3OH在平衡气相中的摩尔分数.
C1=K f*Pco*P2H2 正反应速率C2=Kr*P CH3OH 逆反应速率
K=P CH3OH/( Pco*P2H2 )=Kf/Kr
PV=nRT
9.配合平衡计算
将0.1mol/L Cu(NH3)42+溶于0.1mol/L氨水中, 试问所得溶液中Cu2+的离子浓度为多少,设Cu(NH3)42+的不稳定常数（电离常数）为4.6×10-14. 例题4
K=[Cu][NH]/[CuNH]
10.求1mol/L[Ni(NH3)6](NO3)2溶液中Ni2+的浓度,已知配合反应Ni(NH3)2+6=Ni2++6NH3的不稳定
常数为K d=5.7×10-9.
Kd=[Ni][NH]6/ [Ni(NH)] NH=1-Ni(NH)=Ni
Ni+Ni(NH)=1
F(Ni)=6^6*[Ni]^7+Kd*[Ni]-kd
F’(x)=7*6*x^6+kd
11.求0.2mol/L HF溶液的pH值. 已知HF的离解常数K=7.2×10-4.
例题5 H+包括水中的
12.推导浓度为C的一元弱酸水溶液中氢离子浓度的表达式.(①考虑水的离解,②不考虑水的离
解)并分别计算苯酚(K=1.004×10-10)和硝基苯(K=7.096×10-8)两种酸在浓度为1mol/L和1×10-4mol/L时的pH.
阴阳离子都给出则考虑电中性
13.已知氨分解反应式为:
NH3=0.5N2+1.5H2
在450℃时平衡常数Kp=0.1132×108(Pa), 计算总压为3.039×107Pa时,氨最多能分解的百分数.
习题二
1．已知反应2NO3=NO+O2的平衡常数K与标准焓变ΔH及温度T(K)之间的关系如下：
lnK=-ΔH/RT+C
实验测定t=97℃时K=0.508×10-6，t=27℃时，K=9.79×10-11，计算t=50℃时的平衡常数。
例题1
2．已知CH3Cl, C2H5Cl,HCN及NH3的混合物元素分析结果为（wt%）
C H Cl
18.71% 11.38% 35.68%
计算混合物中各物质的质量百分数。
例题 2
C x1
H x2
N x3
Cl x4
(1/51.45)*x1+(2/64.45)*x2+(1/27)*x3+(0/17)*x4=0.1871/12
(3/51.45)*x1+(5/64.45)*x2+(1/27)*x3+(3/17)*x4=0.1138/1
(0/51.45)*x1+(0/64.45)*x2+(1/27)*x3+(1/17)*x4=0.3423/14
(1/51.45)*x1+(1/64.45)*x2+(0/27)*x3+(0/17) *x4=35.68/34.5
3．二组分溶液中两个组分的活度系数r1, r2与其摩尔分数x1, x2间的关系符合Margulls方程lnr1=(A+2(B-A)x1)x22
lnr2=(B+2(A-B)x2)x12
其中A，B为两个经验常数。X1+X2=1
已知丙酮-氯仿溶液测定数据如下：（t=35.17℃），x1=0.486时,r1=0.813, r2=0.782,求x1=0.200时，r1,r2为多少？
习题三
1. 定压下在无相变发生时的温度范围内，热容Cp与温度T间的关系表示为：
Cp=b0+b1T+b2T2+b3/T+b4lnT (J.mol-1)
请编写程序依下式求ΔH
?=?2
1T T C p d T H 取T 1=10，T 2=50，b 0=12.4, b 1=2.25, b 2=0.34, b 3=80.6, b 4=24.3, 试计算并打印ΔH （单位为kJ.mol -1）
积分
2. 物质在温度T 1至温度T 2间的熵变化ΔS=S T2-S T1 可表示为(若T 1-T 2内无相变)
??==-=?21
2112ln ln ln T T P T T P T T T d C dT T C S S S 已知Pb(固态)在15K 时的S 15=2.4J.K -1.mol -1, 在15K 至1000K 间的Cp 数据如下表,试求熔点T=601K 时固态铅的熵S 601. S 601=S 15+ΔS=ΔS+积分
3. 物质发生熔化时, 熵的变化ΔS 可用下式计算:
ΔS=ΔH 熔/T 熔
式中ΔH 熔和T 熔分别表示熔化热和熔点, 已知Pb 的熔化热为4.75KJ.mol -1, 请根据上题设的
数据和计算结果,按下式计算1000K 时液态Pb 的熵S 1000
?+?+=10006016011000dT T
C T H S S P 熔熔 离散点 4. 设某反应由以下基元反应组成
相应的速率方程为
]][[][]][[][])[][(2
1][]][[][][][332213221C A k dt D d C A k dt C d B k A k dt B d C A k B k A k dt
A d ==--=+-=-
已知:k 1=2.3×10-4, k 2=4.6×10-6, k 3=1.2×10-5; 且t=0时, [A]=2, [C]=1, [B]=[D]=0. 试求t=2, 4, 6, …, 20时, A, B, C, D 的浓度[A], [B], [C], [D].
F （0）=-（k1*y[0]-k2*y[1]+k3*y[0]*y[2]）
F(1)=0.5*(k1*y[0]*y[0]-k2*y[1])
F(2)=-k3*y[0]*y[2]
F(3)=
5. 按照晶体热容的Debye 理论,晶体的摩尔热容Cv 可按下式计算:
?-???? ??=T
u u D D du e e u T R Cv θθ0243)
1(9
式中θD为Debye特征温度, R为气体常数(R=8.314J.K-1.mol-1).计算θD /T分别为2, 4, …, 24 时的Cv/3R值. 已知Cu的θD =313K,计算T=100K时铜的Cv.
钢结构计算题-答案完整
《钢结构设计原理计算题》 【练习1】两块钢板采用对接焊缝(直缝)连接。钢板宽度L= 250mm厚度t=10mm。 根据公式f t w移项得： l w t N l w t f t w (250 2 10) 10 185 425500N 425.5kN 【变化】若有引弧板，问N ? 解：上题中l w取实际长度250,得N 462.5kN 解：端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f w2 0.7 6 300 1.22 160 491904N 侧焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f f w4 0.7 6 (200 6) 160 521472N 最大承载力N 491904 521472 1013376N 1013.4kN 【变化】若取消端焊缝，问N ? 解：上题中令N30 , l w1200 2 6,得N 弘505.344 kN 2t，即250-2*10mm。 300mm 长 6mm。求最大承载力N 钢材米用Q 235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准, 2 185N /mm。试求连接所能承受的最大拉力N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度l w取实际长度减去 【练习2】两截面为450 14mm的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽度 410mm中间留空10mm),厚度8mm 钢材Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w160N / mm2，静态荷载，h f
【练习3】钢材为Q 235,手工焊，焊条为E43, f f 160N/mm"，静态荷载。双角钢2L125X8采用三面围焊和节点板连接，h f 6mm，肢尖和肢背实际焊缝长度 均为250mm等边角钢的内力分配系数0.7，k20.3。求最大承载力N —｝心｝\2LI25x8 解： 端焊缝所能承担的内力为： N30.7h f l w3 f f f" 2 0.7 6 125 1.22 160 204960N 肢背焊缝所能承担的内力为： N10.7h f l w1f f w20.7 6 (2506) 160327936N 根据N1 N3 k1N —3 2 1N31204960 得: N(N13)(3279360 960 )614880N K120.72【变化】若取消端焊缝，问 解：上题中令N3614.88kN N ? 0，l w1 250 2 6，得N 456.96kN 【练习4】钢材为Q 235，手工焊，焊条为E43, f f w 已知F 120kN，求焊脚尺寸h f (焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去 2 160N / mm，静态荷载。 2h f ) 解：设焊脚尺寸为h f，焊缝有效厚度为h e 0.7h f 将偏心力移 到焊缝形心处，等效为剪力V= F及弯矩在剪力作用下： 3 120 10 342.9 M=Fe h e l w 在弯矩作用下: M M f W f , 2 0.7h f 250 120 103150 2 h f 1234 2 (N / mm ) IK W f 1 代入基本公式 h f 2 (N /mm ) 得: (1234 )2 (342.9)2 (1.22h f)( h f) 1068 160 h f 可以解得：h f6.68mm，取h f h f mi n 1.5 14 5.6mm h f 【变化】上题条件如改为已知h 7 mm。 h 12 f max 14.4mm，可以。 f 8mm，试求该连接能承受的最大荷载N 12
2016年云南昆明理工大学冶金物理化学考研真题A卷
2016年云南昆明理工大学冶金物理化学考研真题A 卷 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(共15小题, 每小题2分，合计30分) 1、对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。 ( 1 ) Q ； ( 2 ) Q ＋W ； ( 3 ) W ( Q = 0 )； ( 4 ) Q ( W = 0 )。 2、某坚固容器容积100 dm 3 ，于25℃，101.3 kPa 下发生剧烈化学反应，容器内压力、温度分别升至5066 kPa 和1000℃。数日后，温度、压力降至初态（25℃和101.3 kPa ），则下列说法中正确的为：（ ）。 ( 1 )该过程?U = 0，?H = 0 ( 2 )该过程?H = 0，W ≠0 ( 3 )该过程?U = 0，Q ≠0 ( 4 )该过程W = 0，Q ≠0 3、如图，把隔板抽走后，左右两侧的两种气体（可视为理想气体）发生混合，则混合过程的熵变为（ （选填 （1）0.416 J ·K ； （2）41.6 J ·K ；（3）4.16 J ·K -1 ； （4）－4.16 J ·K -1 ） 4、1 mol 理想气体经一等温可逆压缩过程，则：（ ）。 (1) ?G > ?A ； (2) ?G < ?A ； (3) ?G = ?A ； (4) ?G 与?A 无法比较。 5、已知在298 K 时有下列热化学方程： (1) Zn(s ) + O 2 (g) == ZnO(s)，?r H ,1 = －351.4 kJ ·mol -1 ； (2) Hg(l) + O 2 (g) == HgO (s)，?r H ,2 = －181.6 kJ ·mol -1 ； 则 Zn(s ) + HgO (s) == ZnO(s) + Hg(l)反应的标准摩尔焓变?r H 为（ ）。 （1）260.8 kJ ·mol -1 ； （2）－169.8 kJ ·mol -1 ； （3）169.8 kJ ·mol -1 ； （4）－260.6 kJ ·mol -1 。 6、物质的量为n 的理想气体等温压缩，当压力由p 1变到p 2时，其?G 是：（ ）。 （选填 (1) ； (2) ； (3) ； (4) ） 7、1000 K 时 ,CO (g) + 2 1O 2 (g) == CO 2(g ) 其K 1= 5.246×1012 ； C(s) + CO 2(g) == 2CO(g) 其 K 2= 1.719×10 -5
钢结构基本原理课后习题与答案完全版
2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的-关系式。 tgα'=E' f 0f 0 tgα=E 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα =+-=+- 2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =?2'1000/E N mm = f 0 σF 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5 2350.001142.0610y f E ε= = =? 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （2）B 点： 卸载前应变：0.025F εε==
卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=- = 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06' c y F f E σεε-=- =+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=- = 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-= 2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 （2）损伤累积破坏 指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。 （3）脆性破坏 脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小（一般小于屈服点fy ）的破坏。 （4）疲劳破坏 指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。 （5）应力腐蚀破坏 应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。 （6）疲劳寿命 指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。 2.6 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上A 点正应力为21120/N mm σ=，2280/N mm σ=-，B 点的正应力
钢结构考试计算题
1、试验算图示焊缝连接的强度。已知作用力F=150kN(静力荷载)，手工焊，E43 型焊条，w f f =160N/mm 2。(12分) 0.78384A =??()1 0.786W =?截面内力：150,33V KN M KN m ==? 3 2 1501034.9/4300.8 F e F N mm A τ?=== 6 23310119.9/275251.2 M f M N mm W σ ?===故该连接可靠 2、如图所示一梁柱的端板连接，钢材为Q235，采用M20C 级普通螺栓，该连接 所受的偏心力F=150kN ，试验算其连接的强度是否满足要求。 （2 170/b t f N mm =，17.66e d mm =）(12分) 解：偏心距e=80mm ，核心距： ()2221 4801608010160 i y mm ny ρ?+= = =?∑ e ρ=，为小偏心 2 245170416504 b b e t t d N f N π= =?=… () 11222 150000150000801603000010480160b b t t i F Fey N f N N n y ??=+=+=<+∑
3、图示简支梁，不计自重，Q235钢，，受压翼缘有做够约束能保证整体稳定，均布荷载设计值为50kN/m ，荷载分项系数为1.4，f =215N/mm 2。问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。已知： 25N/mm 1006.2,3845,250][?=== E EI ql l x ωω(16分) x x -10×150 -10×150 －8×500 解：截面几何特征值： ()3341 150520142500 278433333.312x I mm = ?-?= 3 1070897.4/2 x x I W mm h ==…截面抗弯强度：取 1.05x γ= ()1 1.450363158M kN m =??=?6 2231510280.1/295/1.051070897.4x x x M N mm f N mm W σγ?===<=?，满足要求 445 5550600011384384 2.0610278433333.30.068250 x ql EI ω??===>??? 梁刚度不满足要求… 1、试设计如图所示角钢与连接板的连接角焊缝。轴心力设计值N ＝900k N （静力荷载）。钢材Q235，焊条E43系列。（采用三面围焊）(12分 ) 解： 由构造要求，定10f h mm =…正面角焊缝受力 330.720.76125 1.22160204960w f w f f N h l f N β=∑=?????= 肢背焊缝所能承担的内力为： 3 11110.720.7101600.79000.5204.965275202 w f w f w N N h l f l k N kN N =∑=????=- =?-?=得：1235.5w l mm =，取124020260w l mm =+=，满足构造要求 肢尖焊缝所能承担的内力为： 120.720.7101600.39000.5204.96167520w f w f w N h l f l kN kN N =∑=????=?-?=得：274.8w l mm =，取1752095w l mm =+=，满足构造要求
钢结构习题测验集(含答案)
《钢结构》 一、单选题 1.钢结构最大的优点在于（）。 A.塑性和韧性好 B.接近匀质等向体 C.钢材具有可焊性 D.钢材强度高自重轻 2.钢结构的最大缺点是（）。 A.造价高，不经济 B.防火性能差 C.耐腐蚀性能差 D.脆性断裂 3.在其他条件（如荷载、跨度等）相同的情况下，自重最轻的是（）。 A.木结构 B.钢筋混凝土结构 C.钢结构 D.砖石结构 4.钢材的性能因温度而变化，在负温范围内钢材的塑性和韧性（）。 A.不变 B.降低 C.升高 D.稍有提高，但变化不大 5.钢结构表面长期承受某一温度下的辐射热时，需加隔热保护层。该温度是（）。 A.150°C B.250°C C.320°C D.600°C 6.大跨度结构应优先选用钢材，其主要原因是（）。 A.钢结构具有良好的装配性 B.钢材的韧性好 C.钢材接近各项均质体，力学计算结果与实际结果最符合 D.钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料 7.钢中主要的有害元素是（）。 A.硫、磷、碳、锰 B.硫、磷、硅、锰 C.硫、磷、氮、氧 D.硫、磷、硅、碳 8.钢中硫和氧的含量超过限值时，会使钢材（）。 A.变软 B.热脆 C.冷脆 D.变硬 9.在常温和静载作用下，焊接残余应力对下列哪一项无影响（）。 A．强度B．刚度 C．低温冷脆D．疲劳强度 10.在钢构件中产生应力集中的因素是（）。 A．构件环境温度的变化B．荷载的不均匀分布 C．加载的时间长短D．构件截面的突变 11.目前结构工程中钢材的塑性指标，最主要用（）表示。 A.流幅 B.冲击韧性 C.可焊性 D.伸长率 12.进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按（）计算。 A.荷载标准值 B.荷载设计值 C.考虑动力系数的标准荷载 D.考虑动力系数的设计荷载 13.对于承受静荷常温工作环境下的钢屋架，下列说法不正确的是（）。 A.可选择Q235钢 B.可选择Q345钢 C.钢材应有负温冲击韧性的保证 D.钢材应有三项基本保证 14.在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是（）的典型特征。 A.脆性破坏 B.塑性破坏
2013年冶金物理化学考研试题
2013年冶金物理化学考研试题
北京科技大学2013年硕士学位研究生入学考试试题 ======================================================================== ===================================== 试题编号：809 试题名称冶金物理化学（共7 页）适用专业：冶金工程、冶金工程（专业学位） 说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 考试用具：无存储功能计算器。 ======================================================================== ===================================== 此试卷包含两部分：其中第一部分适用于冶金工程（不含生态学）考生，第二部分仅适用于生态学考生。 第一部分（适用于冶金工程<不含生态学>考生） 1、简要回答下列问题（第1-8小题每题7分，第9小题14分，共70分） 1）当铁液中组元i的浓度趋于零时，试推导以纯物质标准态的活度及活度系数与以1%标准态的活度及活度系数的关系。 2）对如下反应 （SiO2）+2[C]=[Si]+2CO (1) △G10=a1-b1T SiO2，（S）+2[C]=[Si]+2CO (2) △G20=a2-b2T 在T≤1873K时，讨论△G10与△G20的关系。 3）用热力学原理分析氧势图（Ellingham图）上，为什么标准状态下低位置的金属元素可以还原高位置的氧化物？ 4）描述二元系规则溶液的活度系数的计算方法，并与Wagner模型计算进行对
钢结构计算题(含答案)
1、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图所示。在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。 解： ①计算焊缝截面处的内力 m kN m kN qab M ?=?-???== 8.1036)]4.20.6(4.22402 1 [21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-?=?? ? ??-= ② 计算焊缝截面几何特征值： () 464331028981000240103225012 1 mm mm I W ?=?-??= () 363610616.5516102898mm mm W W ?=÷?= ()363110032.250816250mm mm S W ?=??= ()363110282.325010500mm mm S S W W ?=??+= ③ 计算焊缝强度 查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v = 2 266max /185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=??? ? ????==σ
2 26 63max /125/3.1610 10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=?????==τ 2max 01/9.1786.1841032 1000mm N h h =?==σσ 26 6 311/1.1010 10289810032.210144mm N t I VS w W W =?????==τ 折算应力： 22222121/5.2031851.11.1/8.1791.1039.1783mm N f mm N w t =?=<=?+=+τσ 2、设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽a =240mm ，厚度 t =10mm ，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设计值N =550kN 。 解： （1）确定盖板尺寸 为了保证施焊，盖板b 取为b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度 mm t 6200210 2401=??≥ 取 t1=6mm (2) 计算焊缝
冶金物理化学研究方法 知识点总结-任翠东
《冶金物理化学研究方法》知识点总结：（个人总结，仅供参考） 绪论部分 1. 实验研究工作的分类、阶段划分及特点、程序 第一章误差分析与数据处理 1.误差及误差分类，产生原因及特点 2.误差的表示与计算 3.几种可疑观测值的舍弃原则 4.有效数字及运算规则，取舍规则 5.课后习题 第三章实验设计 1.优选实验设计（单因素、双因素） 2.正交试验设计（重点，可能考计算题） 包括正交设计实验安排，正交表极差分析（参考《冶金实验研究方法》56-59页），方差分析，显著性检验（参考《冶金实验研究方法》64页例题）。 3.课后习题 第五章固体电解质电池及其应用 1.氧化物固体电解质的制备 2.氧化物固体电解质电池的工作原理 3.固体电解质传感器的类型及应用，着重看例题，测算物质的ΔGo值、定氧或定硅传感器、（重点，可能考计算题，参考《冶金实验研究方法》118-123页例题） 4.课后习题 第六章温场获得与测量（参考上传至群共享的PPT） 1.低温场的获得 2.高温场的获得（获得方法、几种常用的电热体材料） 3.电阻炉设计是重点，会画示意图、根据温度及气氛选择合适电热体、正确选择热电偶、选择合适耐火材料及保温材料（参考《冶金实验研究方法》137页电阻炉设计实例，可能考计算题）
4.可以把群共享PPT打印出来做为考试资料。 5.课后习题 第8章气体净化及气氛控制（参考上传至群共享的PPT） 1.几种常用气体的特征及制取方法 2.常用气体的净化方法及气体净化剂 3.混合气配制 4.课后习题 笔记，群共享PPT（打印版），上课课件（可以考在手机里），计算器。 30号晚上7点准时考试，大家一定不要迟到！ 最后祝大家都考个好成绩！
北京科技大学 冶金物理化学 第二章 作业答案汇编
P317 8 计算氧气转炉钢熔池(受热炉衬为钢水量的10%)中，每氧化0.1%的[Si]使钢水升温的效果。若氧化后SiO 2与CaO 成渣生成2CaO ?SiO 2（渣量为钢水量的15%），需要加入多少石灰（石灰中有效灰占80%），才能保持碱度不变（0.81kg ）,即;增加的石 灰吸热多少?(答案：1092.2kJ)欲保持炉温不变，还须加入矿石多少kg? 已知：2229822;97.07kJ/mol r SiO CaO CaO SiO H +=??=- 钢的比定压热容p,0.84kJ /(K kg)st C =；炉渣和炉衬的比定压热容 p,, 1.23kJ /(K kg) sl fr C =;矿石的固态平均比热容p,ore 1.046kJ /(K kg)C =;矿石熔化潜热 fus ore 209.20/H kJ kg ?=; 2r [Si]2[O](SiO ) ; H -600kJ/mol +=?≈ 221r [Si]O (SiO ) ;H = 28314kJ/kgSi , H 792.792kJ/mol +=?-?≈- 解： 221 [Si]O (SiO ) ;H = 28314kJ/kgSi +=?- 硅氧化所产生的化学热不仅使钢水升温，而且也使炉渣、炉衬同时升温。忽略其他的热损失。设有钢水质量m st ,根据 p,p,p,()st st sl sl fr fr Q c m c m c m t =++? 11p,p,p,p,p,p,11 p,p,p,p,p,p,0.1%0.1%0.1% 10%15%(10%15%) 0.1%28314 = 0.84 1.2310%st st st sl sl fr fr st st sl sl fr fr st st st st sl st fr st st st sl fr m H Q t c m c m c m c m c m c m m H m H c m c m c m m c c c ????== ++++??????= = ?+??+???+?+??+?+- 1.2315% = 24.67 K ?-，升温 硅的氧化反应是放热反应，所以钢水升温约24.67K 。 方案一： 过剩碱度：氧化后SiO 2与CaO 成渣生成2CaO ?SiO 2,即渣中的（CaO ）减少，碱度减小，减少的量是与氧化后SiO 2结合CaO 的量。所以需要增加石灰，使得碱度不变。 工程碱度：氧化后的SiO 2使得(SiO 2)增多，（CaO ）不变，碱度减小，所以需要增加石灰。 2(CaO) 3(SiO ) w R w = =
钢结构习题附答案
钢结构的材料 1. 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是______的典型特征。 脆性破坏塑性破坏强度破坏失稳破坏 2. 建筑钢材的伸长率与______标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。 到达屈服应力时到达极限应力时试件断裂瞬间试件断裂后 3. 钢材的设计强度是根据______确定的。 比例极限弹性极限屈服点极限强度 4. 结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用______表示。 流幅冲击韧性可焊性伸长率 5. 在钢结构房屋中，选择结构用钢材时，下列因素中的______不是主要考虑的因素。 建造地点的气温荷载性质钢材造价建筑的防火等级 6. 热轧型钢冷却后产生的残余应力______。 以拉应力为主以压应力为主包括拉、压应力拉、压应力都很小 7. 型钢中的钢和工字钢相比，______。 两者所用的钢材不同前者的翼缘相对较宽前者的强度相对较高两者的翼缘都有较大的斜度 8. 钢材内部除含有Fe、C外，还含有害元素______。 N,O,S,P N,O,Si Mn,O,P Mn,Ti 9. 有二个材料分别为3号钢和16Mn钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，焊条应选用______型。
E43E50 E55 T50 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需______指标。 低温屈服强度低温抗拉强度低温冲击韧性疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件______无关。 应力集中低温影响残余应力弹性模量 12.普通碳素钢标号C3表示______。 甲类平炉3号沸腾钢乙类氧气顶吹3号沸腾钢特类平炉3号沸腾钢丙类平炉3号镇静钢 13. 3号镇静钢设计强度可以提高5%，是因为镇静钢比沸腾钢______好。 脱氧炉种屈服强度浇注质量 14. 钢材的理想σ－ε曲线（包括考虑焊接应力和不考虑焊接应力）是______。 A B C D 15. 普通碳素钢强化阶段的变形是______。 完全弹性变形完全塑性变形弹性成分为主的弹塑性变形塑性成分为主的弹塑性变形 16. 下列因素中，______与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 钢材屈服点的大小钢材含碳量负温环境应力集中
钢结构计算题-答案完整
《钢结构设计原理计算题》 【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准， 2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。 根据公式 w t w f t l N
【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622001?-=w l ,得kN N N 344.5051==
钢结构试题含规范标准答案
一、选择题（每题2分） 1.大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B） A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 2、钢材的设计强度是根据 C 确定的。 A、比例极限； B、弹性极限； C、屈服强度； D、极限强度。 3.钢结构的承载能力极限状态是指（ C ） A.结构发生剧烈振动 B.结构的变形已不能满足使用要求 C.结构达到最大承载力产生破坏 D.使用已达五十年 4、某构件发生了脆性破坏，不经检查可以肯定下列问题中 A 对该破坏无直接影响。 A、钢材的屈服点过低； B、构件的荷载增加速度过快； C、存在冷加工硬化； D、构件有构造原因引起的应力集中。 5.钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之比fu/fy反映的是钢材的 A ) A.强度储备 B.弹塑性阶段的承载能力 C.塑性变形能力 D.强化阶段的承载能力 6、Q235钢按照质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高，其分类依据是 C 。 A、冲击韧性； B、冷弯试验； C、化学成分； D、伸长率。 7. 钢号Q345A中的345表示钢材的（ C ） A.fp值 B.fu值 C.fy值 D.fvy值 8.钢材所含化学成分中，需严格控制含量的有害元素为( C ) A.碳、锰 B.钒、锰 C.硫、氮、氧 D.铁、硅
9、同类钢种的钢板，厚度越大， A 。 A、强度越低； B、塑性越好； C、韧性越好； D、内部构造缺陷越少。 10.对于普通螺栓连接，限制端距e≥2d0的目的是为了避免( D ) A.螺栓杆受剪破坏 B.螺栓杆受弯破坏 C.板件受挤压破坏 D.板件端部冲剪破坏 11、以下关于应力集中的说法中正确的是 B 。 A、应力集中降低了钢材的屈服强度 B、应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制 C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆 D、应力集中可以提高构件的疲劳强度 12.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( C ) A.E55型 B.E50型 C.E43型 D.H10MnSi 13.在搭接连接中，为了减小焊接残余应力，其搭接长度不得小于较薄焊件厚度的( A ) A.5倍 B.10倍 C.15倍 D.20倍 14、图示连接中高强度螺栓群受弯后的旋转中心为。 A、a点； B、b点； C、c点； D、d点。 15.如图所示两端铰支理想轴心受压构件Ix/Iy≥4，其临界压力Ncr为( D ) A.π2EIx/(2b2) B.π2EIx/b2 C.π2EIy/(4b2) D.π2EIy/b2 16. 承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接( B )
钢结构计算题(含答案)
1、某6m 跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在的设计值）如图所示。在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。 解： ①计算焊缝截面处的力 m kN m kN qab M ?=?-???== 8.1036)]4.20.6(4.22402 1 [21 ()[]kN kN a l q V 1444.2324021=-?=?? ? ??-= ② 计算焊缝截面几何特征值： () 464331028981000240103225012 1 mm mm I W ?=?-??= () 363610616.5516102898mm mm W W ?=÷?= ()363110032.250816250mm mm S W ?=??= ()363110282.325010500mm mm S S W W ?=??+= ③ 计算焊缝强度 查附表得2/185mm N f w t = 2/125mm N f w v = 2 266max /185/6.18410616.5108.1036mm N f mm N W M w t W =<=??? ? ????==σ
2 26 63max /125/3.1610 10289810282.310144mm N f mm N t I VS w v w W W =<=?????==τ 2max 01/9.1786.1841032 1000mm N h h =?== σσ 26 6 311/1.1010 10289810032.210144mm N t I VS w W W =?????==τ 折算应力： 22222121/5.2031851.11.1/8.1791.1039.1783mm N f mm N w t =?=<=?+=+τσ 2、设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽a =240mm ，厚度t =10mm ，钢材为Q235钢，焊条为E43，手工焊，轴力设计值N =550kN 。 解： （1）确定盖板尺寸 为了保证施焊，盖板b 取为b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度 mm t 6200210 2401=??≥ 取 t1=6mm (2) 计算焊缝 按构造要求确定焊角高度hf
钢结构计算题集
钢结构设计原理计算题 第3章 连接 1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知：连接承受静力荷载设计值300P kN =， 240N kN =，钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2160w f f N mm =，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去10mm 。 2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P 。已知：钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2/160mm N f w f =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。 2 解：120P 53M ,P 53V ,P 54N ?=== p 33.0290 67.0210p 54A N 3e N =????==σ p 25.0290 67.0210p 53A N 3e N =????==τ p 61.029067.06 1210120p 53W M 23f M =??????==σ 题2图 题1图 1
2w f 222V 2M N mm /N 160f )P 25.0()22 .1P 61.0P 33.0()()22.1(=≤++=τ+σ+σ kN 5.197P ≤ 3、图示角焊缝连接，承受外力kN N 500=的静载，mm h f 8=，2160mm N f w f =，没有采用引弧板，验算该连接的承载力。 3 解：400,300x y N kN N kN == 23 65.90) 82410(87.0210400mm N l h N w e x f =?-????==∑σ 23 98.67)82410(87.0210300mm N l h N w e y f =?-????==∑τ w f f f f f mm N ≤=+=+222227.10098.67)22 .165.90()(τβσ 4、计算图示角焊缝连接中的f h 。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF ，焊条为E43型，2 160mm N f w f =，偏离焊缝形心的两个力kN F 1801=，kN F 2402=，图中尺寸单位：mm ，有引弧板。 4解：将外力1F ，2F 移向焊缝形心O ，得： kN F N 1801==；kN F V 2402== kN F F M 0902401201809012021=?-?=?-?= 题3图
北科大试题
2001北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题 考试科目：金属学A 适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。 说明：1.试题必须写在答题纸上。 2.统考生做1--10题；单考生做1--7题和11--13题。 1.名词解释：（每小题2分，共10分） （1）单胞和复合单胞（2）金属键（3）代位固溶体（4）位错（5）偏聚和有序化 2.判断对错：（10分） 3.以液态无限互溶、固态有限溶解并具有共晶反应的二元相图为例说明二元相图是制作方法和二元相图的一般几何规律。（10分） 4.结晶后的组织中产生显微偏析的原因是什么？采用什么措施能减少和消除偏析。（10分） 5.什么是晶界？讨论晶界在多晶体形变过程中的作用。（10分） 6.什么是相界面？复合合金形变的特点是什么？（10分） 7.说明使多晶体晶粒细化能使材料的强度提高、韧性增加的原因。（10分） 8.简要叙述马氏体转变的一般特点。（10分） 9.要想获得粗大的再结晶晶粒可采取什么措施，说明原因。（10分） 10.简述固态相变在相变阻力、新相形核、新相成长方面的特点。（10分） 11.什么叫再结晶？什么是再结晶温度？简要描述再结晶过程。（10分） 2002北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题 考试科目：金属学A 适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。 说明：1.试题必须写在答题纸上。 2.统考生做1--9题；单考生做1--6题和10--12题。 一.名词解释（20分，每个2.5分） （1）点阵畸变（2）柏氏矢量（3）相图（4）过冷度 （5）形变织构（6）二次再结晶（7）滑移系（8）孪生 二.画出立方晶系中（111）面、（435）面。写出立方晶系空间点阵特征。（10分） 三.铸锭的一般组织可分为哪几个区域？写出其名称。并简述影响铸锭结晶组织的因素。（10分） 四.画图并简述形变过程中位错增殖的机制。（10分） 五.写出菲克第一定律的数学表达式，并说明其意义。简述影响扩散的因素。（10分） 六.简述形变金属在退火过程中显微组织、存储能及其力学性能和物理性能的变化。（10分） 七.简述固态相变与液态相变的相同点与不同点。（10分） 八.画出铁碳相图，标明相图中各特征点的温度与成分，写出相图中包晶反应、共晶反应与共析反应的表达式。（10分） 九.分析再过程中行核和张大与凝固过程中的行核和张大有何不同点。（10分） 十.分析含碳量0.12%的铁碳合金的结晶过程。（10分）（单考生做） 十一.简述铸锭的宏观偏析。（10分）（单考生做） 十二.简述金属晶体中缺陷的类型。（10分）（单考生做） 2003北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题 考试科目：金属学A 适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。 说明：带三角板等，统考生做1--11题；单考生做1--7题和12--15题。 1.名词解释： （1）刃型位错和螺型位错模型（2）晶界与界面能 （3）同分凝固与异分凝固（4）形变织构
钢结构计算题集
第3章 连接 1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知：连接承受静力荷载设计值300P kN =， 240N kN =，钢材为Q235BF ，焊条为E43型， 2160 w f f N mm =，设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去 10mm 。 2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载P 。已知：钢材为Q235BF ，焊条为E43型，2 /160mm N f w f =，考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为mm 290。 2 解：120P 5 3 M ,P 53V ,P 54N ?=== p 33.029067.0210p 54 A N 3 e N =????==σ p 25.0290 67.0210p 53 A N 3 e N =????==τ p 61.029067.06 1210120p 53 W M 2 3 f M =??????==σ 2w f 222V 2M N mm /N 160f )P 25.0()22 .1P 61.0P 33.0()()22.1(=≤++=τ+σ+σ kN 5.197P ≤ 3、图示角焊缝连接，承受外力kN N 500=的静载，mm h f 8=，2 160mm N f w f =，没有采用引 弧板，验算该连接的承载力。 题2图 题1图 1
3 解：400, 300x y N kN N kN == 23 65.90)82410(87.0210400mm N l h N w e x f =?-????==∑σ 23 98.67) 82410(87.0210300mm N l h N w e y f =?-????==∑τ w f f f f f mm N ≤=+=+222227.10098.67)22 .165.90()( τβσ 4、计算图示角焊缝连接中的f h 。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF ，焊条为E43型，2 160mm N f w f =，偏离焊缝形心的两个力kN F 1801=，kN F 2402=，图中尺寸单位：mm ，有引弧板。 4解：将外力1F ，2F 移向焊缝形心O ，得： kN F N 1801==；kN F V 2402== kN F F M 0902401201809012021=?-?=?-?= f f w e f h h l h N 5362407.02101803= ????==∑σ f f w e f h h l h V 714 2407.02102403= ????==∑τ 0.1=f β则：
钢结构计算题集
钢结构设计原理计算题 第3章连接 1、试计算题1图所示角焊缝连接的焊脚尺寸。已知：连接承受静力荷载设计值 P=300kN , N =240kN ,钢材为Q235BF 焊条为E43型，=160N∕mm 2 ,设计算焊缝长度为实际焊缝长度减去 10mm 。 1 - -- .?. J J_< .4?. y y 240x1(? 591 t = - = --------------- = --- .? 2x07Λz x(3{X)-10) ? Γ V 300XIa l 739 t — ' — ----------- ≡ 'A t 2x07?z x(300-10) ? )2÷tτr )2=J( L22? 7Qi yr =l ?QΛr mnr hf 2mm I tn - 1占- L5? 10 = 4.7MW [Zr Zm - I2j -1.2 X 8 - 9.6furn ：.HUi f = 6tmi] 题1图 2、计算如2题图所示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷载 P 。已知：钢材为 Q235BF 焊条为E43 型，f f w =160N∕mm 2 ,考虑到起灭弧缺陷，每条角焊缝计算长度取为 290mm 。 1 4 3 3 2 解：N = —P,V =-P,M =—P 120 5 5 5 N A 4 3 P 10 3 5 0.33p 2 0.7 6 290 IP 10 3 A e 2 0.7 6 290 =0.25p M W f 3 3 P 120 10 3 —5 0.61p 2 - 0.7 6 2902 6 卄 If)
M =F 1 120 -F 2 90 =180 120 - 240 90 = 0kN P El97.5kN 3、图示角焊缝连接，承受外力 N =500kN 的静载，h f =8mm , f f w ^160N mm 2 ,没有采用引 弧板，验算该连接的承载力。 I i I / 1 T ? 3 N=500kN \ / ------ 4、计算图示角焊缝连接中的 h f 。已知承受动荷载，钢材为Q235-BF,焊条为E43型，=160N mm 2 ， N = F 1 =180kN ； V = F 2 =240kN N M σ +σ 1.22 )2 ( V ) 2 (OSPEP)2 (0?25P)2"W∕60N∕mm 1.22 N X ■— h e l W 400X 103 2 0.7 8 (410-2 8) N y V IhJ w 300X 103 2 0.7 8 (410 - 2 8) -67.98N / mm 偏离焊缝形心的两个力 F 1 =180kN ，F 2 =240kN ,图中尺寸单位: mm 有引弧板。 4解：将外力F 1， F 2移向焊缝形心O,得: -90.65 =( 90.65 )2 67.982 、1.22 -100.7 < f W f