数字信号处理复习题带答案 本文关键词：复习题，答案，数字信号处理
数字信号处理复习题带答案 本文简介：1.若一模拟信号为带限信号，且对其抽样满足奈奎斯特条件，则只要将抽样信号通过_____A____即可完全不失真恢复原信号。A、理想低通滤波器B、理想高通滤波器C、理想带通滤波器D、理想带阻滤波器2.下列哪一个单位抽样响应所表示的系统不是因果系统___D__?A、.h(n)=δ(n)+δ(n-10)B
数字信号处理复习题带答案 本文内容：
1.若一模拟信号为带限信号，且对其抽样满足奈奎斯特条件，则只要将抽样信号通过_____A____即可完全不失真恢复原信号。
A、理想低通滤波器
B、理想高通滤波器
C、理想带通滤波器
D、理想带阻滤波器
2.下列哪一个单位抽样响应所表示的系统不是因果系统___D__?
A、.h(n)=δ(n)+δ(n-10)
B、h(n)=u(n)
C、h(n)=u(n)-u(n-1)
D、
h(n)=u(n)-u(n+1)
3.若序列的长度为M，要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列，而不发生时域混叠现象，则频域抽样点数N需满足的条件是_____A_____。
A.N≥M
B.N≤M
C.N≤2M
D.N≥2M
4.以下对双线性变换的描述中不正确的是__D_________。
A.双线性变换是一种非线性变换
B.双线性变换可以用来进行数字频率与模拟频率间的变换
C.双线性变换把s平面的左半平面单值映射到z平面的单位圆内
D.以上说法都不对
5、信号是否为周期信号，若是周期信号，周期为多少？
A、周期N=
B、无法判断
C、非周期信号
D、周期N=14
6、用窗函数设计FIR滤波器时，下列说法正确的是___a____。
A、加大窗函数的长度不能改变主瓣与旁瓣的相对比例。B、加大窗函数的长度可以增加主瓣与旁瓣的比例。C、加大窗函数的长度可以减少主瓣与旁瓣的比例
。D、以上说法都不对。
7.令，，，则的收敛域为
__________。
A、
B、
C、
D、
。
8.N点FFT所需乘法（复数乘法）次数为____D___。
A
、
B、
C、
D、
9、δ(n)的z变换是
A
A.
1
B.δ(w)
C.
2πδ(w)
D.
2π
10、下列系统(其中y(n)是输出序列，x(n)是输入序列)中__
C___属于线性系统。
A.y(n)=x2(n)B.y(n)=4x(n)+6
C.y(n)=x(n-n0)D.y(n)=ex(n)
11、在应用截止频率为Ωc的归一化模拟滤波器的表格时，当实际Ωc≠1时，代替表中的复变量s的应为___B________。
A、Ωc/sB、s/Ωc
C、-Ωc/s
D、s/
12、用窗函数法设计FIR数字滤波器时，在阶数相同的情况下，加矩形窗时所设计出的滤波器，其过渡带比加三角窗时
A
，阻带衰减比加三角窗时
。
A.
窄，小
B.
宽，小
C.
宽，大
D.
窄，大
13、用双线性变换法进行IIR数字滤波器的设计，从s平面向z平面转换的关系为s=___C。
A.
B.
C.
D.
14、序列x(n)=R8(n)，其16点DFT记为X(k)，k=0,1,…,15则X(0)为___D___
。
A.2
B.3
C.4
D.8
15、下面描述中最适合DFS的是___D___
。
A．时域为离散序列，频域也为离散序列
B．时域为离散有限长序列，频域也为离散有限长序列
C．时域为离散无限长序列，频域为连续周期信号
D．时域为离散周期序列，频域也为离散周期序列
16、利用矩形窗函数法设计FIR滤波器时，在理想特性的不连续点附近形成的过滤带的宽度近似等于(
A
)。
A.窗函数幅度函数的主瓣宽度
B.窗函数幅度函数的主瓣宽度的一半
C.窗函数幅度函数的第一个旁瓣宽度
D.窗函数幅度函数的第一个旁瓣宽度的一半
17、下列系统哪个属于全通系统_____A_____。
A.
B.
C.
AB都是
D.
AB都不是
填空：
1、已知一离散系统的输入输出关系为，（其中y(n)为输出，x(n)为输入），试判断该系统的特性D（线性、时不变和因果）
A线性
时变
非因果
B线性，非时变，因果C非线性，时变，因果D线性，时变，因果
2、已知x(n)={1,2,3,2,1;n=0,1,2,3,4},h(n)={1,0,1,-1,0;n=0,1,2,3,4},则x(n)和h(n)的5点循环卷积为
{0，1，3，3，2；n=0，1，2，3，4}
B
。
A{0，1，3，3，3；n=
0,1,2,3,4
}B{0，1，3，3，2；n=
0,1,2,3,4
}C{0，1，4，3，2；n=
0,1,2,3,4
}D{1，1，3，3，2；n=
0,1,2,3,4
}
3、已知一IIR数字滤波器的系统函数为，试判断滤波器的类型（低通、高通、带通、带阻）为
高通
4、已知4阶线性相位FIR系统函数的一个零点为1+j,则系统的其他零点为
1-j
，
(1-j)/2
，
(1+j)/2
。
5、已知序列,则信号的周期为
40
。
6、无限长单位冲激响应滤波器的基本结构有直接Ⅰ型，直接Ⅱ型，__
级联____
和__
并联____四种。
7、用脉冲响应不变法进行IIR数字滤波器的设计，它的主要缺点是
频谱混叠现像
8、因果系统的单位冲激响应h(n)应满足的条件是：当n<0时，h（n）=0______________。
9、如果用采样频率fs
=
1000
Hz对模拟信号xa(t)
进行采样，那么相应的折叠频率应为
________Hz
㈤，奈奎斯特率（Nyquist）为___1000_Hz
10、系统是___因果系统___。
11、时域抽样的信号重建的抽样内插公式中的内插函数为
12、
频域抽样中用N个频率抽样H(k)来恢复X(z)中的插值函数
13、若序列的长度为N，要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列，而不发生时域混叠现象，则频域抽样点数M需满足的条件是N≧M
14、单位抽样响应为的系统为__FIR系统
15、系统是非稳定系统__
16、一个连续时间信号经过理想抽样后，其频谱将以_抽样频率为间隔而重复，即频谱产生周期延拓
17、序列的z变换和收敛域为
18、实序列的离散时间傅里叶变换具有___共轭对称_。
简答及计算、证明题：
1、求离散信号的Z变换；
2．已知
，Roc：，采用围线积分法求出它的Z的反变换。
解：
3、序列x(n)=δ(n)+2δ(n-2)+δ(n-3)+3δ(n-4)，求x(n)*x(n)和x(n)⑤x(n)。
x(n)*x(n)={1
4
6
10
13
6
9；n=0
1
2
3
4
5
6}
x(n)⑤x(n)={7
13
6
10
13；n=0
1
2
3
4}。
4、
线性非时变系统函数为：，，求出相应的单位抽样响应
答案如下：
5、
写出下列系统的差分方程，画出直接型结构，级联型和并联型结构实现。
6、
连续信号：用采样频率采样，写出所得到的信号序列表达式，指出该序列的周期，并说明理论上根据采样定理最小的采样频率为多少赫兹。
7、
一个线性相位的FIR滤波器阶数为7，前4个单位样值响应的取值分别为0.0192，
-0.0788，-0.2341，0.3751，判断线性相位滤波器的类型，并画出其线性相位滤波器结构。
图省略
8、求Z变换的反变换
9、设有限长序列x(n)的长度为200，若用时域抽取法基2FFT计算x(n)的DFT，问：（1）有几级蝶形运算？（2）每级有几个蝶形？（3）第6级的蝶形的碟距是多少？（4）共有多少次复数乘法？
10、
序列x(n)的z变换为，若收敛域包含单位圆，求x(n)在处的DTFT。
11、对周期连续时间信号以采样频率对其进行采样，计算采样信号的DFS系数。
12、具有单位抽样响应的系统，其中b是一个实数，且，则此系统的频率响应为
13、圆周卷积代替线性卷积的条件_(其中N,M分别的含义)、、
14.单位抽样响应为的FIR系统的频率响应是什么？幅频响应和相频响应分别为什么？
15、
给出一个周期序列，求它的离散傅里叶级数。比如说，其中
16、给出一个因果线性移不变系统的可用差分方程比如
17、
假如快速傅氏变换（FFT）处理器的频率分辨能力为Hz，所能允许通过信号的最高频率为Hz，并要求采样点数为2的整数幂。而且未采用其他任何数据处理措施，求：（1）最小记录长度；（2）采样点的最大时间间隔；（3）、在一个记录中的最少点数。
18、
（10分）假设线性非时变系统的单位脉冲响应和输入信号分别用下式表示：，其中，
计算系统的输出信号
19、
判断正弦序列f(k)
=
sin(βk)是否为周期信号，若是，确定其周期。
20、判断下列序列是否为周期信号，若是，确定其周期。
（1）f1(k)
=
sin(3πk/4)
+
cos(0.5πk)
（2）f2(k)
=
sin(2k)
21、
22、求单边指数序列的DTFT。
23、
求图所示周期脉冲序列的离散傅里叶级数展开式
24、求下列矩形脉冲序列的离散傅里叶变换
25、写出一个极点为，其中的二阶全通系统的系统函数，并
画出二阶全通系统的零点极点图。
26、
滤波器的设计
篇2：机械工程材料复习题及参考答案
机械工程材料复习题及参考答案 本文关键词：复习题，机械工程，参考答案，材料
机械工程材料复习题及参考答案 本文简介：中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案机械工程材料一、判断：1、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。()2、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。()3、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。()4、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。()5、合金中，一个晶
机械工程材料复习题及参考答案 本文内容：
中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案
机械工程材料
一、判断：
1、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。
(
)
2、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。
(
)
3、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
(
)
4、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。
(
)
5、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。
(
)
6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。
（
）
7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，
在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。
（
）
8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。
（
）
9、20钢比T12钢的碳含量要高。
（
）
10、再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。
（
）
11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。
（
）
12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺
。
（
）
13、65Mn是合金调质结构钢。
（
）
14、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。
（
）
15、T10A和60号钢均属于高碳钢。
（
）
16、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
（
）
17、位错是实际金属晶体的一种面缺陷。
（
）
18、体心立方晶格的致密度为74%。
（
）
19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。
（
）
20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。
（
）
21、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。
（
）
22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。
（
）
23、65Mn的淬透性比65号钢的淬透性差。
（
）
24、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内发生贝氏体转变。
（
）
25、共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。
（
）
26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。
（
）
27、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。
（
）
28、一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由两相组成。
（
）
29、过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变
。
（
）
30、60钢比T12钢的碳含量要高。
（
）
31、标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。
（
）
32、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。
（
）
33、再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。
（
）
34、当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。
（
）
35、贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物,在转变过程中,碳原子能进行扩散,而铁原子不能进
行扩散。
（
）
36、不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。
（
）
37、高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。
（
）
38、经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。
（
）
39、热加工是指在室温以上的塑性变形加工。
（
）
40、在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳
的增高而减小。
（
）
二、填空题：
1、铁素体的晶体结构为
；奥氏体的晶体结构为
。
2、细化晶粒可以通过
_和______________________两种途径实现。
3、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为
；而
把金属从一种固态晶体结构过渡为另一种固态晶体结构的转变称为
____
。
4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是
，其组成相是________和
。
5、典型铸锭结构的三个晶区分别为：
、
、
。
6、金属晶体中最主要的面缺陷是
和
。
7、用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量
为
。
8、金属材料热加工和冷加工划分是以再结晶温度为界限的。已知铁的T再=600℃，铅的T再=-33℃，那么在室温下，铁的变形加工称为
加工，铅的变形加工称为
加工。
9、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越向
（填“左或右”）。
10、HT200牌号中“HT”表示
，数字”200”表示
。
11、用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈
状，而下贝氏体则呈
状。
12、金属凝固时，
与
之间的差值称为过冷度，冷却速度愈大，凝固时过冷度就愈
。
13、奥氏体是___________
的间隙固溶体，马氏体是_______
_的过饱和固溶体。
14、合金钢的______________比碳钢大，其原因是大部分合金元素都使钢的临界冷却速度__________。
15、按碳的质量分数对碳钢进行分类，可分为
、
、
三类。
16、QT600--3牌号中“QT”表示
，数字”600”表示,”3”表示
。
17、用光学显微镜观察，根据含碳量的多少，马氏体的组织特征有
状，和
状
其中
的力学性能要好。
18、衡量金属材料的塑性好坏有
和
两个参数。
19、渗碳体是___________
的间隙化合物，珠光体的本质是______
_
。
20、铸铁中的石墨有球状、团絮状和______________、______
____等四种。
21、共晶成分的铁碳合金室温平衡组织是
，其组成相是
和
。
三、单项选择：
1、制造弹簧应选用：
（
）
A.T12钢经淬火和低温回火
B.Cr12MoV钢经淬火和低温回火
C.65钢经淬火后中温回火
2、为消除T12钢中的网状碳化物,选用的热处理为。
（
）
A.球化退火
B.正火
C.调质处理
D.回火
3、奥氏体向珠光体的转变是
（
）
A.非扩散型转变
B.扩散型转变
C.半扩散型转变
4、钢经调质处理后获得的组织是
（
）
A.回火马氏体；
B.回火屈氏体；
C.回火索氏体。
5、淬硬性好的钢
（
）
A.具有高的合金元素含量
B.具有高的碳含量；C.具有低的碳含量。
6、制造手用锯条应选用
（
）
A.T12钢经淬火和低温回火；
B.Cr12MoV钢经淬火和低温回火；
C.65钢经淬火后中温回火。
7、固溶体的晶体结构与相同。
（
）
A.溶质
B.溶剂
C.不同于溶剂和溶质的其它晶型
D.a、b、c都有可能
8、T10钢的含碳量为
（
）
A.0.10%
B.10.0%
C.1.0%
D.0.01%
9、钢的回火处理是在：
（
）
A．退火后进行；B．正火后进行；C．淬火后进行。
10、若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将：
（
）
A．降低；
B．提高；
C．不改变。
11、挖掘机的挖斗要求表面具有高耐磨性和高的疲劳强度，最好应选用：（
）
A.20CrMnMo
B.65Mn
C.ZGMn13
D.T8
12、铁碳合金中，随着碳质量百分数的增加，硬度增加，强度。
（
）
a.增加
b.减小
c.不变
d.不确定
13、铁素体的机械性能特点是：
（
）
a.低塑性、高强度
b.高塑性、高强度
c.高塑性、低强度
d.低塑性、低强度
14、钢经低温回火处理后获得的组织是：
（
）
a．回火马氏体；
b．回火屈氏体；
c．回火索氏体。
15、0Cr18Ni9Ti不锈钢中的含Cr量为：
（
）
a．0.18%；
b．1.8%；
c．18%。
16、共析钢过冷奥氏体在350℃-Ms的温度区间等温转变时，所形成的组织是：（
）
a．索氏体；
b．下贝氏体；
c．上贝氏体；
d．珠光体。
四、名词解释题
1、固溶强化：
2、热硬性（红硬性）：
3、调质处理：
4、加工硬化：
5、马氏体：
6、变质处理：
7、冷加工：
8、相：
9、残余奥氏体：
10、本质晶粒度：
11、固溶体：
12、淬硬性：
13、奥氏体：
14、铁素体：
15、同素异构转变：
五、材料判别：
已知下列十种金属材料的牌号（或钢号、代号）请填写到对应的十个名称空格中（可填序号）：
1、40Cr
2、Cr12MoV
3、16Mn
4、1Cr18Ni9Ti
5、5CrNiMo
6、ZG45
7、65
8、H62
9、HT200
10、ZL107
a、低合金结构钢
b、铸造铝合金
c、灰口铸铁
d、碳素铸钢
e、弹簧钢
f、黄铜
g、冷模具钢
h、热模具钢
i、调质钢
j、不锈钢
六、铁碳合金状态图
第1题
(1)在坐标图上填写状态左下角的全部内容；
(2)分析T10A碳钢自1000℃缓冷至常温的组织转变过程；
(3)绘出该钢常温下平衡显微组织示意图；
(4)计算该钢平衡组织中渗碳体与珠光体的相对量。
1000
800
℃
600
400
200
2.11
C%
T10A钢平衡显微组织示意图
第2.题
(1)在坐标图上填写状态左下角的全部内容；
(2)分析含碳0.45%的碳钢自1000℃缓冷至常温的组织转变过程；
(3)绘出该钢常温下平衡显微组织示意图；
(4)计算该钢平衡组织中铁素体与珠光体的相对量。
(5)
试比较45钢和T12钢的机械性能差别并说明原因。
1000
800
℃
600
400
200
2.11
C%
45钢平衡显微组织示意图
七、简答题：
1、某汽车重负荷齿轮选用合金渗碳钢20CrMnMo材料制作，其工艺路线如下：
下料→锻造→热处理①→切削加工→热处理②→热处理③→热处理④→喷丸→磨削加工。
试分别说明上述①②③④四项热处理工艺的名称、目的及热处理后的组织。
2、试各举出一类钢材，说明通过热处理方法，可在室温下得到下列组织：
①粒状珠光体
②针状马氏体
③回火索氏体
④回火马氏体
3、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体有何异同？
4、下列零件或工具用何种碳钢制造，说出其名称、至少一个钢号以及其热处理方法：手锯
锯条、普通螺钉、车床主轴、弹簧钢。
5、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。
6、如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：
1）金属模浇注与砂型浇注；
2）变质处理与不变质处理；
3）铸成薄件与铸成厚件；
4）浇注时采用震动与不采用震动。
7、何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点。
8、以共析钢为例，说明过冷奥氏体在高温（A1—550℃）、中温（550℃—Ms）、低温(Ms以下)三个温度阶段等温转变时，转变的组织及性能特点。
9、对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+渗碳体（网状），其中珠光体占
93%
，问此碳钢的含碳量大约为多少？
10、在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？
11、珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？
12、指出下列名词的主要区别：
1）弹性变形与塑性变形；
2）韧性断裂与脆性断裂；
3）加工硬化与变质处理；
4）热脆与冷脆。
13、为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？
参考答案
一、判断：（对的打√，错的打×）
1-10、××√×√×√××√
11-20、×√×√×√××√×
21-30、√√××√××√××
31-40、××××√××××√
二、填空题：请把答案填在题中横线上。
1、体心立方，面心立方；2、增大过冷度、加入变质剂；3、结晶、同素异构转变；4、珠光体、铁素体、渗碳体；5、表面细晶粒区、中间柱状晶区、内部粗大等轴晶；6、晶界和亚晶界；7、62%；8、冷、热；9、右；10、灰口铸铁、最低抗拉强度；11、羽毛状、针状；12、理论结晶温度、实际结晶温度、大；13、C在γ-Fe、C在α-Fe；14、淬透性、降低；15、低碳钢、中碳钢、高碳钢；16、球墨铸铁、最低抗拉强度、延伸率；17、板条状、针状、板条状；18、伸长率、断面收缩率；19、Fe和C具有复杂结构、铁素体和渗碳体的机械混合物；20、片状、蠕虫状；21、莱氏体、奥氏体、渗碳体。
三、单项选择：
1-10、cabcb,abccb,11-16、cdcacb。
四、名词解释题：
1、固溶强化：在合金中，随溶质原子的加入发生晶格畸变，形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。
2、热硬性（红硬性）：钢在高温下保持高硬度的能力。
3、调质处理：淬火加高温回火。
4、加工硬化：金属塑性变形时，随变形度的增加，强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象。
5、马氏体：碳原子在α-Fe中的过饱和固溶体。
6、变质处理：在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织的处理方法。
7、冷加工：在再结晶温度以下的塑性变形加工方式。
8、相：化学成分相同，晶体结构相同并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。
9、残余奥氏体：过冷奥氏体向马氏体转变时，马氏体转变结束后剩余的奥氏体。
10、本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10℃保温足够时间（3-8小时）后测定的钢中晶粒的大小。
11、固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。
12、淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。
13、奥氏体：奥氏体是碳在中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。
14、铁素体：铁素体是碳在中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。
15、同素异构转变：由于条件（温度或压力）变化引起金属晶体结构的转变，称同素异构转变。
五、材料判别：
a-3；
b-10；
c-9；
d-6；
e-7；
f-8；
g-2；
h-5；
i-1
j-4
。
六、铁碳合金状态图
第1题
答题要点：
解1：
解2：
T10A为过共析钢，在1000℃时其组织为A，冷却下来遇到Acm线时开始析出Fe3CⅡ，继续冷却到共析线时，开始发生共析转变，在共析线以下，其组织为P和Fe3CⅡ
自1000℃缓冷至常温的组织转变过程如下图所示。
解3：T10A钢平衡显微组织示意图。
解4：该钢平衡组织为Fe3C和珠光体P，其相对量可利用杠杆定律求得，为：
6．69－1
P(%)
=
×100%=96%
6.69-0.77
Fe3C(%)=
1－96%=4%
第2题
答题要点：
解1：
解2：
45号钢为亚共析钢，在1000℃时其组织为A，冷却下来遇到GS线时开始析出F继续冷却到共析线时，开始发生共析转变，在共析线以下，其组织为P和F。
解3：45号钢平衡显微组织示意图。
解4：该钢平衡组织为F和珠光体P，其相对量可利用杠杆定律求得，为：
0.45－0.0218
P(%)
=
×100%=58%
0.77-0.0218
F(%)=
1－58%=42%
解5：45号钢的含碳量为0.45%。T12钢的含碳量为1.2%，随含碳量的增加，硬度升高，塑性，韧性下降。所以T12钢的硬度高于45号钢，塑性，韧性差于45号钢。由于T2钢存在网状的二次渗碳体，所以强度不如45号钢。
七、简答题：
1、答题要点：
1）正火的目的：使网状碳化物分解；细化晶粒使组织正常化；消除应力。
正火后的组织：索氏体。
2）渗碳的目的：提高工件表面含碳浓度，经过淬火和回火处理，从而提高表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，使心部保持良好的塑性和韧性。
渗碳不改变组织
3）淬火加热的理论温度：Ac1以上30-50℃。
淬火后的组织：淬火马氏体+残余奥氏体。
4）低温回火的目的是消除淬火应力和提高韧性；
低温回火后的组织：回火马氏体。
2、答题要点：液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织的处理方法。
①
粒状珠光体：T12A等过共析钢，球化退火
②
针状马氏体：65等高碳钢，淬火
③
回火索氏体：45等调质钢，调质处理
④
回火马氏体：T10等工具钢，淬火+低温回火
3、答题要点：都是一种奥氏体，
奥氏体:
碳在中形成的间隙固溶体.
过冷奥氏体:
处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。
残余奥氏体：M转变结束后剩余的奥氏体。
4、答题要点：
手锯锯条采用碳素工具钢制造，如T10A，采用淬火+低温回火
普通螺钉用普通碳素结构钢制造，如Q235，在热轧状态下使用
普通弹簧采用弹簧钢制造，如65Mn,采用淬火+中温回火
车床主轴中碳调质钢制造，如45，采用调质处理
5、答题要点：
冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。
6、答题要点：
金属模浇注比砂型浇注晶粒细小；
变质处理晶粒细小；
铸成薄件的晶粒细小；
浇注时采用震动的晶粒较细小。
7、答题要点：
共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。
包晶反应：指一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另外一种固相的反应过程。
共析反应：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。
共同点：反应都是在恒温下发生，反应物和产物都是具有特定成分的相，都处于三相平衡状态。
不同点：共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应；共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应；而包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反应。
8、答题要点：高温转变组织为珠光体类组织，珠光体为铁素体和渗碳体相间的片层状组织，随转变温度的降低片层间距减小，分别生成P、S、T,这三种组织的片层粗细不同，片层越细，强度硬度越高；
中温转变产物为B,B是含碳过饱和的铁素体与渗碳体的非片层状混合物，按组织形态的不同分为上贝氏体和下贝氏体，下贝氏体的强度硬度高于上贝氏体，塑韧性也较上贝氏体要好。
低温转变产物为马氏体，马氏体是含有大量过饱和碳的α固溶体，马氏体分为板条马氏体和片状马氏体，片状马氏体强度硬度很高但很脆，板条马氏体强度硬度高而塑韧性也较好。
9、答题要点：属于过共析钢。
Wp=93%
=(6.69-
WC)/(6.69-0.77)*100%
则：WC=1.18%
10、答题要点：
①采用的方法：增大过冷度，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。
②变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。
③机械振动。
④搅拌方式。
11、答题要点：
（1）三种。分别是珠光体、索氏体和屈氏体。
（2）珠光体是过冷奥氏体在550℃以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组
成的片层相间的组织。索氏体是在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。屈
氏体是在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。珠光体片间距愈小，相界面
积愈大，强化作用愈大，因而强度和硬度升高，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁
素体一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。
12.
答题要点：
1）在外力的作用下产生变形，当外力拆去后前者可恢复原来的形状及尺寸，而后者却不能。
2）前者在断裂前产生了大量的塑性变形；且在正应力的作用下，金属晶体常发生脆性断裂；在切应力的作用下，则发生韧性断裂。
3）前者是由于变形使强度硬度提高，而塑性韧性降低，后者使晶粒细化，使强度硬度提高，且塑性韧性增加。
4）热脆：S在钢中以FeS形成存在，FeS会与Fe形成低熔点共晶，当钢材在1000℃~1200℃压力加工时，会沿着这些低熔点共晶体的边界开裂，钢材将变得极脆，这种脆性现象称为热脆。
冷脆：P使室温下的钢的塑性、韧性急剧降低，并使钢的脆性转化温度有所升高，使钢变脆，这种现象称为“冷脆”。
13．答题要点：
①晶粒越细，强度硬度逾高，这是因为晶粒越小，单位面积上晶粒的数量越多，晶界的总面积越大，因晶界变形的抗力较大，所以整个金属的强度水平较高。
②晶粒越细，塑性韧性逾好，这是因为晶粒数愈多，金属的总变形量可分布在更多的晶粒内，晶粒间的变形不均匀性减小，使塑性较好；晶界的影响较大，晶粒内部和晶界附近的变形量差减小，晶粒变形也较均匀，所以减小了应力集中，推迟了裂纹的形成和发展，使金属在断裂之前可发生较大的塑性变形。
③由于细晶粒金属的强度较高，塑性较好，所以断裂时需要消耗较大的功，所以韧性较好。
篇3：计算机在材料科学复习题1-19题及答案
计算机在材料科学复习题1-19题及答案 本文关键词：复习题，材料科学，答案，计算机
计算机在材料科学复习题1-19题及答案 本文简介：1、计算机在材料科学中的应用具体体现在哪几个方面？计算机在材料科学中的应用具体体现在哪几个方面？答：（1）计算机用于新材料的设计（2）材料科学研究中的计算机模拟（3）材料工艺过程的优化及自动控制（4）计算机用于数据和图像处理（5）计算机网络在材料研究中的应用：检索信息和互相交流2．计算机模拟的定义是
计算机在材料科学复习题1-19题及答案 本文内容：
1、
计算机在材料科学中的应用具体体现在哪几个方面？计算机在材料科学中的应用具体体
现在哪几个方面？
答：（1）
计算机用于新材料的设计
（2）材料科学研究中的计算机模拟
（3）材料工艺过程的优化及自动控制
（4）计算机用于数据和图像处理
（5）计算机网络在材料研究中的应用：
检索信息和互相交流
2．计算机模拟的定义是什么？材料科学中，可用于数值模拟的物理场有哪几
类？
答：计算机模拟是指建立研究对象的数学模型或描述模型并在计算机上加以体现和试验。
材料科学中，可用于数值模拟的物理场有：温度场、应力场、浓度场。
3．数学模型的定义是什么？按照不同的分类方法数学模型的分类情况怎样？数
学模型的根本作用是什么？
答：数学模型的定义是：利用数学语言对某种事物（系统）的特征和数量关系建立起来
的符号系统。
分类：（1）
按人们的认识过程分类：
描述性模型，解释性模型。
（2）
按建立模型的数学方法分类：
初等模型，微分方程模型，模拟模型等
（3）
按模型的应用领域分类：人口模型，交通模型，水资源模型，环境模型
等。
（4）
按模型的特征分类：
静态和动态模型，确定性和随机模型，离散和连续
性模型，线性和非线性模型等
（5）
按对模型结构的了解程度分类：白箱模型，灰箱模型，黑箱模型。
数
学模型的根本作用是
：将客观事物抽象化、简单化、可推理化，使得人们可用（数
学）逻辑的方法来预见、分析、推理、解决待确定的问题。
4．建立数学模型的基本步骤如何？常用的数学建模方法有哪些？
答：建立数学模型的基本步骤：
a.建模准备－确立建模课题，进行建模筹划。
b.建模假设－建立模型最关键的一步。
c.构造模型－构造出刻画实际问题的模型。
d.模型求解－借助计算机完成对模型的求解。
e.模型分析－对模型求解的数值结果进行分析。
f.模型检验－回到实际中去对模型进行检验。
g.模型应用－将其用于解决实际问题。
常用的数学建模方法：理论分析法、模拟方法、类比分析法
5．
固体的导热方程是怎样的？方程中各项物理量的名称和意义如何？
6．三维瞬态温度场的热量平衡方程是怎样的？它是根据什么导出的？方程中各
项的物理意义如何?
7．当无内热源及稳态时热量平衡方程可简化为何方程？当在某个方向上温度变
化为零时热量平衡方程可简化为何方程？当在某两个方向上温度变化为零时
即一维情况下，稳态热量平衡方程中场变量
T
的通解是怎样的？
答：
2、当在某个方向上如z方向上的温度变化为零时热量平衡方程可简化为：
3、当在某两个方向上如y和z方向上温度变化为零时热量平衡方程可简化为：
稳态热量平衡方程中场变量
T
的通解是：（答案不确定，仅供参考）
8．求解热量平衡方程的定解条件有哪几类？他们各自的物理意义和数学表达式
是怎样的？
答：求解热量平衡方程的定解条件有初始条件和边界条件两大类，边界条件又可分为：
第一类边界条件（即绝热边界条件）；第二类边界条件（即热流边界条件）；第三类
边界条件（即对流边界条件）。初始条件又叫给定温度边界条件。
差分方程式（3)与边界的差分形式一起组成定解问
题的方程组：
－差分方程式
－对流边界条件
－热流边界条件
－绝热边界条件
－给定温度边界条件
解此线性方程组，即可得到各结点的温度值。
各个边界条件表示为差分格式如下：
a.对流边界条件：
b.热流边界条件：
c.绝热边界条件：
d.给定温度边界条件：
补：
9．常用的数值分析方法包括哪两大类？其中，有限差分法是如何简化微分方程
的？其求解步骤是怎样的？
答：常用的数值分析方法包括：有限差分法和有限元法
有限差分法是用差分代替微分,用差商代替微商。原来求解微分方程(组)，变换为差
分方程（组)的求解
求解步骤：1)构成差分格式
2)求解差分方程－－差分方程一般为一多元线性方程组
3)对求得的数值解进行精度与收敛性分析和检验
10．
离散化网格的选择方法有哪些？
答：离散化网格的选择方法有：物理划分法和几何划分法
11.
差分的组成有哪几类？分别是怎样定义的？
答：
1
一阶向前差分：把函数f(x)在每个小区间上的变化量称为f(x)在的一阶向前差分。记为：
2
二阶向前差分
：对一阶向前差分再取一次差分称，记为：
3
一阶向后差分：
4
二阶向后差分：
12.
采用有限差分法求解二维稳态导热问题时，采用不同的差分组成形式（E.g.
向前差分，向后差分，中心差分）得到的任意结点的温度
T
i
，
j
，与相邻点的
温度各自有何关系？如果划分网格时
x，y
轴两方向步长均匀但不相等，则以
上的关系是否仍成立？如果不成立，则应分别写成何式？
答：当划分网格时
x，y
轴两方向步长均匀且相等时，
当划分网格时
x，y
轴两方向步长均匀但不相等时，以上关系不成立，应写成：
13.
掌握如何运用有限差分法求解具体的二维稳态导热问题。
L2
0
L1
x,i
Y,j
绝热
四个边上的边界条件分别为：
a.对流边界条件：
b.热流边界条件：
c.绝热边界条件：
d.给定温度边界条件：
答：二维、无内热源时的稳态热传导微分方程为：
设Δx=Δy＝Δl,Ti,j表示结点(i,j)处的温度，以差分代替微分，以差商代替微商，建立差分方程。
-(1)
-(2)
将(1),(2)代入二维拉普拉斯方程中，得到：
即：
－（3)
中点
右
左
上
下
意义：中点的函数值，为相邻点的平均值。
例题
0.5
0
0.5
x,i
Y,j
1
2
3
4
5
6
7
8
9
P32.利用差分法解Laplace方程第一边值问题，求其温度分布。
解：
边界条件给出边界各点的温度
内部各点满足拉普拉斯方程
－>差分方程：
写出1－9各点的方程，解此线性方程组得出其温度
分布。
T={6.25,12.5,18.75,12.5,25.,37.5,18.75,37.5,56.25}
--通过差分法将二维拉普拉斯方程（微分方程）简化为代数方程组
14.
数学软件
Mathematica
具有哪些功能？
答：
1
将符号运算、数值计算与图形显示结合在一起的数学软件
2
它提供了功能强大的程序设计语言，可以定义用户需要的各种函数。
15.
掌握求近似值语句
N
的用法。
答：“N”是的函数，表示求近似值，可以指定有效位数。
如：
N[Pi,18]
为：
3.14159265358979324
16、
掌握画图语句
Plot
的用法
Mathematica具有强大而灵活的作图能力。
一般的二维图形（一元函数作图）：
如：Plot[
Sin[x],{x,-2Pi,2Pi}]
答：
Mathematica也可以同时作出不同的函数。
如：Plot[
{Sin[x],Sin[2x],Sin[3x]},{x,-2Pi,2Pi}
]
17、掌握求解代数方程语句
Solve
的用法。
答：Solve命令还可以用来求方程组的解。
如：Solve[{2x+y==4,x2+y2==4},{x,y}]
18、掌握求解线性方程组语句
LinearSolve
的用法。
用相应功能解方程
如：Solve[{3x1-2x2+x3==6,x1+10x2-x3==2,-3x1-2x2+x3==0},{x1,x2,x3}]
-－解包含三个变量的方程组
LinearSolve[{{3,-2,1},{1,10,-1},{-3,-2,1}},{6,2,0}]
－－求一个由方程式的解组成的向量
也可以写成：
b={6,2,0}；（在指令后加上“；”，表示运算但不显示结果。）
LinearSolve[m,b]
答：
19、Excel
求解线性方程组的方法有哪些？各类方法是怎样实现其求解功能的？
1)用excel求解线性方程组
a.MDETERM函数－－返回一个数组的矩阵行列式的值；
（数组的行数与列数相同）
b.MINVERSE函数－－返回数组矩阵的逆矩阵；（数组的行数与列数相同）
c.MMULT函数－－返回两数组的矩阵乘积。（数组1的列数必须与数组2的行数相同）
答：
