專業(yè)綜合2(機械學院)

研究生復試筆試考試大綱

第一部分 金屬塑性成形原理

一、考試內(nèi)容

1、應力和應變狀態(tài)分析:

(1)應力狀態(tài)表示、應變狀態(tài)表示;

(2)應力張量、應力張量不變量、應變張量及其主要結(jié)構(gòu);

(3)主應力、主剪應力、最大剪應力;

(4)應力球張量、應力偏張量;

(5)八面體應力、等效應力、等效剪應力;

(6)應力莫爾圓;

(7)應變與相變位移的關系;

(8)應變增量和應變速率張量;

(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)中間主應力的影響;

(4)應變硬化材料的屈服準則;

(5)塑性本構(gòu)關系。

3、真實應力——應變曲線:

(1)拉伸真實應力——應變曲線;

(2)壓縮真實應力——應變曲線。

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、塑性成形問題的應力法解:

(1)主應力法;

(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)平面應變狀態(tài)的基本方程;

(2)漢基應力方程;

(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用。

7、塑性成形問題的上限法和應形功法解:

(1)最大散逸原理;

(2)上限法原理及其在平面應變問題中的應用;

(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原理、反應動力學、熱力學，聚合物的合成方法、以及聚合物的化學反應。要求考生具有抽象思維能力、邏輯推理能力、和綜合運用所學的知識分析問題和解決問題的能力。

1.掌握高分子化學的基本概念;聚合物分類及命名、聚合反應分類及相互關系。

2.掌握從單體結(jié)構(gòu)等因素入手，用熱力學、動力學方法分析單體進行均聚合、共聚合反應的能力。

3.掌握各種連鎖聚合反應(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;單體與引發(fā)劑的匹配、反應速率、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機理的特點，聚合度的控制等。

5.掌握各種共聚合反應的機理、共聚組成的控制等

6.掌握聚合物化學反應的基本特點、主要的聚合物化學反應。

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)與性能關系為主要研究內(nèi)容的一門學科。考試內(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)、力學性質(zhì)、流動性質(zhì)、電學性質(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，橡膠彈性熱力學分析，橡膠的統(tǒng)計狀態(tài)方程，網(wǎng)絡的溶脹

7、蠕變、應力松馳、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

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

高分子化學部分：

1.高分子化學的基本概念

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(△E, △S,T,P)、動力學(空間效應-聚合能力,電子效應-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特征，自由基聚合總體反應特征。

自由基聚合常用引發(fā)劑：種類、分子式、符號、分解反應式、特點;表征引發(fā)劑活性的四個參數(shù)，引發(fā)劑效率，誘導分解，籠蔽效應;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)聚合初期聚合反應速率的推導、三個假設、反應級數(shù)的變化;

(2)聚合中后期的反應速率的研究：自動加速現(xiàn)象，凝膠效應，沉淀效應等。

(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、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、特點、活性陰離子聚合原理、特點及主要應用。

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、假設的運用、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。

線形逐步聚合反應聚合度的控制(理論計算與實施)。

體型逐步聚合：預聚物的主要類型、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.聚合物的化學反應

聚合物的化學反應特征及影響因素。

重要的聚合物的相似轉(zhuǎn)變反應：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：橡膠硫化、過氧化物交聯(lián)、HIPS、ABS、SBS等。

重要的降解反應：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、液晶的特性和應用;

10、聚合物的取向現(xiàn)象、取向機理、取向度的表征和應用;

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和高分子溶液熱力學相關的基本公式;

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狀態(tài)和轉(zhuǎn)變所對應的分子運動情況;

3、 玻璃化轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象、自由體積理論，(一般了解熱力學和動力學理論);

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)晶能力的關系;

6、 等溫結(jié)晶動力學方程和應用;

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、應力松弛現(xiàn)象、滯后現(xiàn)象、力學損耗);

2、 粘彈性的力學模型理論(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疊加原理及應用;

5、 時溫等效原理(WLF方程)及應用;

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)減量之間的關系;

8、 分子運動與動態(tài)力學譜之間的關系;

第八章 聚合物的屈服和斷裂

1、聚合物應力—應變曲線、從該曲線所能獲得的重要信息，以及各種因素對應力—應變曲線影響;

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