专业综合2(机械学院)

研究生复试笔试考试大纲

第一部分 金属塑性成形原理

一、考试内容

1、应力和应变状态分析:

(1)应力状态表示、应变状态表示;

(2)应力张量、应力张量不变量、应变张量及其主要结构;

(3)主应力、主剪应力、最大剪应力;

(4)应力球张量、应力偏张量;

(5)八面体应力、等效应力、等效剪应力;

(6)应力莫尔圆;

(7)应变与相变位移的关系;

(8)应变增量和应变速率张量;

(9)平面问题和轴对称问题。

2、屈服准则和本构关系:

(1)两个屈服准则;

(2)屈服准则的几何表达——屈服轨迹和屈服表面;

(3)中间主应力的影响;

(4)应变硬化材料的屈服准则;

(5)塑性本构关系。

3、真实应力——应变曲线:

(1)拉伸真实应力——应变曲线;

(2)压缩真实应力——应变曲线。

4、金属塑性成形时的摩擦和润滑:

(1)描述接触面上摩擦的数学模型和影响摩擦的因素;

(2)测定摩擦系数的方法。

5、塑性成形问题的应力法解:

(1)主应力法;

(2)镦粗的变形特点和力能计算。

6、塑性成形问题的滑移线法解:

(1)平面应变状态的基本方程;

(2)汉基应力方程;

(3)滑移线的特性;汉基第一定理及其推论;

(4)塑性区的边界条件;

(5)滑移线场的建立;

(6)滑移线的速度场;

(7)滑移线理论在塑性加工中应用。

7、塑性成形问题的上限法和应形功法解:

(1)最大散逸原理;

(2)上限法原理及其在平面应变问题中的应用;

(3)变形功法(基本原理)。

8、基本概念辨析

(1)金属的塑性和变形抗力:塑性和变形抗力(概念);

(2)影响塑性和变形抗力的主要因素：变形温度;变形速度;

(3)应力状态。

二、参考书目

1、《金属塑性成形原理》，俞汉清，陈金德编，机械工业出版社，1999.10

2、《金属塑性成形原理》，汪大年主编，机械工业出版社，1986.11

说明：

1、考试基本内容：一般包括基础理论、实际知识、综合分析和论证等几个方面的内容。有些课程还应有基本运算和实验方法等方面的内容。

2、考试题型：可分填空题、选择题、计算题、简答题、论述题等。

第二部分 高分子材料

一、考试的基本要求

高分子化学部分：

要求考生系统地掌握高分子化合物的基本概念，高分子化合物的合成反应原理、反应动力学、热力学，聚合物的合成方法、以及聚合物的化学反应。要求考生具有抽象思维能力、逻辑推理能力、和综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。

1.掌握高分子化学的基本概念;聚合物分类及命名、聚合反应分类及相互关系。

2.掌握从单体结构等因素入手，用热力学、动力学方法分析单体进行均聚合、共聚合反应的能力。

3.掌握各种连锁聚合反应(自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合、开环聚合、易位聚合)机理的特点、基元反应;单体与引发剂的匹配、反应速率、相对分子质量、立构的控制等。

4.掌握各种逐步聚合反应机理的特点，聚合度的控制等。

5.掌握各种共聚合反应的机理、共聚组成的控制等

6.掌握聚合物化学反应的基本特点、主要的聚合物化学反应。

7.掌握主要聚合物的合成机理、聚合方法、聚合工艺等。

高分子物理部分：

“高分子物理”是以聚合物为研究对象、以聚合物结构与性能关系为主要研究内容的一门学科。考试内容主要包括三个部分：聚合物的结构、聚合物的分子运动、聚合物的各种物理性能。以聚合物结构与性能关系为主线、以分子运动为联系结构与性能的桥梁，重点考核高分子的链结构(包括化学组成、形状、形态、分子量和分子量分布)、凝聚态结构(包括晶态、非晶态、液晶态、取向及织态结构)和各种物理性能(包括溶液性质、力学性质、流动性质、电学性质等)，并包括聚合物的结构、分子运动、分子量及其分布及各种物理力学性能的测试方法等。

1、掌握高分子链的基本结构，构造、构型与构象的基本概念，影响柔性的因素，构象的统计分析与计算。

2、掌握聚合物的凝聚态结构(晶态、非晶态与液晶态)与取向结构的基本结构特点;结晶度与取向度的定义、计算与测定方法

3、掌握高分子溶液的溶解过程，溶度参数、第二维利系数、哈金斯参数的物理意义，高分子溶液与多组分聚合物的相分离机理。

4、掌握各种平均分子量与分子量分布的定义、计算与测定方法

5、掌握高分子的运动特点，玻璃化转变理论，玻璃化转变温度、结晶速度与熔点的基本概念、影响因素、与测定方法

6、橡胶弹性的特点、产生条件，橡胶弹性热力学分析，橡胶的统计状态方程，网络的溶胀

7、蠕变、应力松驰、滞后与内耗的基本概念、影响因素及表征方法，线性粘弹性模型，时-温等效原理，动态力学谱与次级转变

8、屈服、银纹、剪切带、脆韧转变温度与断裂的基本概念，格里菲斯断裂理论，增强与增韧的途径与机理

9、牛顿流体与非牛顿流体，聚合物的粘性流动曲线，粘度的测定方法与影响因素，聚合物流体的弹性响应

10、高分子材料常用加工方法，注射成型工艺原理、挤出成型工艺原理

二.考试的主要内容与要求

高分子化学部分：

1.高分子化学的基本概念

高分子基本概念，包括单体、高分子、聚合物、低聚物、结构单元、重复单元、单体单元、链节、主链、侧链、端基、侧基、聚合度、相对分子质量等。

基本的聚合反应类型，如加成聚合与缩合聚合;连锁聚合与逐步聚合。

聚合物的主要命名方法。

从不同角度对聚合物进行分类。

2.自由基聚合

运用热力学(△E, △S,T,P)、动力学(空间效应-聚合能力,电子效应-聚合类型)对单体聚合能力进行分析、判断。

自由基聚合主要基元反应特征，自由基聚合总体反应特征。

自由基聚合常用引发剂：种类、分子式、符号、分解反应式、特点;表征引发剂活性的四个参数，引发剂效率，诱导分解，笼蔽效应;引发剂选择原则。

聚合速率：表达式、主要影响因素及控制手段，包括：

(1)聚合初期聚合反应速率的推导、三个假设、反应级数的变化;

(2)聚合中后期的反应速率的研究：自动加速现象，凝胶效应，沉淀效应等。

(3)相对分子质量：表达式、主要影响因素及控制手段，包括：

(4)动力学链长、自由基寿命、聚合度的表达式、链转移主要类型及对聚合度的影响、阻聚、缓聚、相对分子质量调节剂。

3.离子聚合

阳离子聚合常用单体与引发剂。

阳离子聚合机理，包括基元反应、特点、异构化聚合、假阳离子聚合。

阳离子聚合离子对平衡式及其影响因素

阴离子聚合常用单体、引发剂及单体与引发剂的匹配

阴离子聚合机理，包括基元反应、特点、活性阴离子聚合原理、特点及主要应用。

离子聚合活性中心存在形式及活性、离子对平衡及影响因素。

阴离子、阳离子聚合、自由基聚合的比较。

4.配位聚合

聚合物的立体异构概念、命名及立构规整度。

基本概念，如配位聚合、络合聚合、定向聚合、有规立构聚合，Ziegler-Natta聚合。

Ziegler-Natta催化剂的主要类型(如两组分催化剂、三组分催化剂、载体型催化剂、茂金属催化剂、后过渡金属催化剂)、组成、活性、特点。

了解丙烯单金属、双金属配位聚合机理、二烯烃配位聚合机理。

了解易位聚合。

5.开环聚合

单体开环聚合能力分析、常见开环聚合种类及开环聚合基本原理。

6.共聚合

共聚合基本概念，共聚物主要类型与命名。

共聚组成微分方程推导、假设的运用、产生偏差的主要原因。

典型的共聚形式及其共聚组成曲线、特点。

影响共聚组成的主要因素及主要控制方法。

单体与活性中心相对活性判断、影响因素与基本规律。

离子型共聚与自由基共聚的比较

7.逐步聚合

逐步聚合反应分类及主要产物的合成。

官能团等活性理论。

线形逐步聚合反应聚合度的控制(理论计算与实施)。

体型逐步聚合：预聚物的主要类型、合成、特点;凝胶点的控制(理论计算与实施)。

线形、体型逐步聚合、连锁聚合的比较。

8.聚合方法

连锁聚合的主要实施方法：基本组成及作用、特点、典型品种实施例。

逐步聚合的主要实施方法：基本组成及作用、特点、典型品种实施例。

了解其他的聚合实施方法。

各种聚合实施方法的比较与选择。

常用聚合物的合成。

9.聚合物的化学反应

聚合物的化学反应特征及影响因素。

重要的聚合物的相似转变反应：纤维素、聚醋酸乙烯、离子交换树脂等。

重要的聚合度变大的反应：橡胶硫化、过氧化物交联、HIPS、ABS、SBS等。

重要的降解反应：PMMA、PE、PP、PVC等。

功能高分子的主要类型和合成方法。

高分子物理部分：

第一章 高分子链的结构

1、构型的概念;

2、构象的概念;

3、高分子链的柔顺性的概念及主要影响因素;

4、均方末端距的几何计算法;

5、高分子链柔顺性的表征;

6、晶体和溶液中的构象;

第二章 高分子的聚集态结构

1、内聚能密度的概念;

2、晶体结构的基本概念;

3、各种结晶形态和形成条件;

4、聚合物晶态结构模型;

5、结晶度及其测定方法;

6、非晶态结构模型(Yeh两相球粒模型和Flory无规线团模型);

7、液晶态的基本概念;

8、液晶的结构特征和形成条件;

9、液晶的特性和应用;

10、聚合物的取向现象、取向机理、取向度的表征和应用;

11、高分子合金的概念、相容性和组分含量与织态结构的关系;

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、高聚物的溶解过程;

2、溶剂的选择原则;

3、溶解度参数的概念和测定;

4、Flory—Huggins晶格模型理论的基本假设和高分子溶液热力学相关的基本公式;

5、互作用参数(c1)和第二维力系数(A2)的物理意义;

6、q溶液的含义和q条件;

7、渗透压的概念及公式的应用;

8、高分子溶液及多组分聚合物的相图和相分离机理;

9、高分子浓溶液在聚合物增塑和溶液纺丝中的应用;

10、凝胶与冻胶的概念;

第四章 高聚物的分子量和分子量分布

1、各种平均分子量的统计意义和表达式;

2、分子量分布宽度的表示方法(多分散系数、多分散指数、微分分布曲线、积分分布曲线);

3、端基分析法、气相渗透法、粘度法测分子量的基本原理、基本公式、测试方法、所测分子量的为哪一种平均分子量和分子量范围;

4、聚合物的沉淀与溶解分级方法、原理，画出积分分布曲线和微分分布曲线;

5、PC的分离机理、实验方法、数据处理;

第五章 聚合物的转变与松弛

1、 聚合物分子热运动的主要特点;

2、 模量(或形变)—温度曲线上的各种力学状态和转变所对应的分子运动情况;

3、 玻璃化转变的现象、自由体积理论，(一般了解热力学和动力学理论);

4、 玻璃化温度的测定方法和影响因素及调节;

5、 聚合物的分子结构和结晶能力的关系;

6、 等温结晶动力学方程和应用;

7、 结晶聚合物的熔融过程的特点和熔点的影响因素;

第六章 橡胶弹性

1、 橡胶弹性的特点;

2、 通过热力学分析掌握橡胶弹性的本质;

3、 橡胶状态方程及一般修正;

第七章 聚合物的粘弹性

1、 聚合物的粘弹性现象和分子机理(包括蠕变现象、应力松弛现象、滞后现象、力学损耗);

2、 粘弹性的力学模型理论(Maxwell 模型、Kelvin模型和多元件模型);

3、 弛时间谱和推迟时间谱的物理意义;

4、 Boltzmann叠加原理及应用;

5、 时温等效原理(WLF方程)及应用;

6、 测定高聚物粘弹性的实验方法;

7、 储能模量、损耗模量、损耗角正切、对数减量之间的关系;

8、 分子运动与动态力学谱之间的关系;

第八章 聚合物的屈服和断裂

1、聚合物应力—应变曲线、从该曲线所能获得的重要信息，以及各种因素对应力—应变曲线影响;

2、屈服现象和机理，银纹、剪切带的概念，了解屈服判据;

3、聚合物的强度、韧性和疲劳等概念;

4、格里菲斯的脆性断裂理论;

5、聚合物强度的影响因素、增强方法和增强机理;

6、聚合物韧性的影响因素、增韧方法和增韧机理;

第九章 聚合物的流变性

1、牛顿流体和非牛顿流体

2、聚合物粘性流动的特点

3、聚合物熔体切粘度的测定方法

4、聚合物熔体切粘度的影响因素及分子解释

5、聚合物熔体的弹性表现

6、挤出成型工艺过程及原理

7、注射成型工艺过程及原理