焊接论文题目大全及答案高中物理
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在我国,电焊操作需要持证上岗,焊工是属于准入类的工种,在技能人员职业资格中,81项工种里准入类的只有五项,焊工就是其中一项,而实际情况确实大部分的行业从业人士都是无证操作。随着技术的不断规范以及行业的相关要求,越来越多的人都想考一个电焊证,考证的优势还是非常大的,首先持证和非持证的薪资待遇相差很大,往往能够达到多出一倍或者更高的级别。因此,关于短期焊工培训的问题自然而然地成为了从业人员都比较关心的问题。焊接作为工业“裁缝”是工业生产中非常重要的加工手段,焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响,那么,焊接技术未来的发展究竟如何呢?行业前景随着生产的发展,焊接广泛应用于宇航、航空、核工业、造船、建筑及机械制造等工业部门,在中国的经济发展中,焊接技术是一种不可缺少的加工手段。进入二十一世纪后,焊接是制造业中的一个重要组成部分,并且发展迅速,因此给焊接产业带来了前所未有的发展机遇,水电焊、氩弧焊、数控等技术类工种在就业日趋艰难的大形势下仍是一枝独秀。目前我国每年消耗钢材3亿吨(焊接结构约2吨),需要焊机约75万台,焊接行业将在今后8~10年会持续保持增长,市场上很多优秀的焊工月薪都过万,薪资也十分可观。
专家系统在焊接领域的应用 专家系统; 焊接; 设备故障;【英文关键词】Expert system; welding; failure of equipment;【摘要】介绍了专家系统的概念、结构、开发工具和建立方法,以及专家系统在焊接领域的应用。专家系统在焊接领域的应用涵盖焊接工艺设计或选择、焊接缺陷或设备故障诊断、焊接成本估算、实时控制、焊接CAD和焊工考试等。【英文摘要】The concept,configuration,developing tool,establishing method and application in welding industry of expert system are The application of expert system in welding industry coveres the design or selection of welding process,diagnosis of weld discontinues or failure of equipment,estimation of welding cost,real time control,welding CAD and examination for welding 【DOI】CNKI:SUN:DHJI2005-10-006【更新日期】2005-12-24【分类号】TP182;【正文快照】前言专家系统是智能控制中的一种。智能控制工程是随着工业自动化的发展而提出的。工业发展的过程经历了劳动密集型、设备密集型、信息密集型和知识密集型等几个阶段。工业自动化始终贯穿其中,自动控制理论已从以传函、频域分析为基础,研究单输入单输出的经典控制理论,发展到以
焊接论文题目大全及答案高中生物物理
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生物工程----21世纪可持续发展必由之路
焊接工艺论文题目大全及答案高中物理
在我国,电焊操作需要持证上岗,焊工是属于准入类的工种,在技能人员职业资格中,81项工种里准入类的只有五项,焊工就是其中一项,而实际情况确实大部分的行业从业人士都是无证操作。随着技术的不断规范以及行业的相关要求,越来越多的人都想考一个电焊证,考证的优势还是非常大的,首先持证和非持证的薪资待遇相差很大,往往能够达到多出一倍或者更高的级别。因此,关于短期焊工培训的问题自然而然地成为了从业人员都比较关心的问题。焊接作为工业“裁缝”是工业生产中非常重要的加工手段,焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响,那么,焊接技术未来的发展究竟如何呢?行业前景随着生产的发展,焊接广泛应用于宇航、航空、核工业、造船、建筑及机械制造等工业部门,在中国的经济发展中,焊接技术是一种不可缺少的加工手段。进入二十一世纪后,焊接是制造业中的一个重要组成部分,并且发展迅速,因此给焊接产业带来了前所未有的发展机遇,水电焊、氩弧焊、数控等技术类工种在就业日趋艰难的大形势下仍是一枝独秀。目前我国每年消耗钢材3亿吨(焊接结构约2吨),需要焊机约75万台,焊接行业将在今后8~10年会持续保持增长,市场上很多优秀的焊工月薪都过万,薪资也十分可观。
1、不锈钢焊接工艺特点奥氏体型不锈钢以18%Cr-8%Ni钢为代表。原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。一般具有良好的焊接性能。但其中镍、钼的含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。另外还易发生б相脆化,在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层,而贫铬层和出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。为避免问题的发生,应采用低碳(C≤03%)的牌号或添加钛、铌的牌号。为防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。一般提倡在室温下含5%以上的δ铁素体。对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和稳定的钢种,并进行适当的焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行焊后热处理,以防止变形和由于析出碳化物和发生δ相脆化。 双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。 对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。 奥氏体不锈钢的焊条选用要点: 不锈钢主要用于耐腐蚀,但也用作耐热钢和低温钢。因此,在焊接不锈钢时,焊条的性能必须与不锈钢的用途相符。不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。 1、一般来说,焊条的选用可参照母材的材质,选用与母材成分相同或相近的焊条。如:A102对应0Cr19Ni9;A137对应1Cr18Ni9Ti。 2、由于碳含量对不锈钢的抗腐蚀性能有很大的影响,因此,一般选用熔敷金属含碳量不高于母材的不锈钢焊条。如316L必须选用A022焊条。 3、奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证力学性能。可通过焊接工艺评定进行验证。 4、对于在高温工作的耐热不锈钢(奥氏体耐热钢),所选用的焊条主要应能满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。 (1)对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,如1Cr18Ni9Ti等,一般均采用奥氏体-铁素体不锈钢焊条,以焊缝金属中含2-5%铁素体为宜。铁素体含量过低时,焊缝金属抗裂性差;若过高,则在高温长期使用或热处理时易形成σ脆化相,造成裂纹。如A002、A102、A137。 在某些特殊的应用场合,可能要求采用全奥氏体的焊缝金属时,可采用比如A402、A407焊条等。 (2)对Cr/Ni<1的稳定型奥氏体耐热钢,如Cr16Ni25Mo6等,一般应在保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时,增加焊缝金属中Mo、W、Mn等元素的含量,使得在保证焊缝金属热强性的同时,提高焊缝的抗裂性。如采用A502、A507。 5、对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不锈钢,则应按介质和工作温度来选择焊条,并保证其耐腐蚀性能(做焊接接头的腐蚀性能试验)。 (1)对于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质,须采用含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳不锈钢焊条。如A137或A002等。 (2)对于含有稀硫酸或盐酸的介质,常选用含Mo或含Mo和Cu的不锈钢焊条如:A032、A052等。 (3)工作,腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备,方可采用不含Ti或Nb的不锈钢焊条。 为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力,采用超合金化的焊材,即焊缝金属中的耐蚀合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2类型的焊接材料(如A022)焊接00Cr19Ni10焊件。 6、对于在低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应保证焊接接头在使用温度的低温冲击韧性,故采用纯奥氏体焊条。如A402、A407。 7、也可选用镍基合金焊条。如采用Mo达9%的镍基焊材焊接Mo6型超级奥氏体不锈钢。 8、焊条药皮类型的选择: (1)由于双相奥氏体钢焊缝金属本身含有一定量的铁素体,具有良好的塑性和韧性,从焊缝金属抗裂性角度进行比较,碱性药皮与钛钙型药皮焊条的差别不像碳钢焊条那样显著。因此在实际应用中,从焊接工艺性能方面着眼较多,大都采用药皮类型代号为17或16的焊条(如A102A、A102、A132等)。 (2)只有在结构刚性很大或焊缝金属抗裂性较差(如某些马氏体铬不锈钢、纯奥氏体组织的铬镍不锈钢等)时,才 考虑选用药皮代号为15的碱性药皮不锈钢焊条(如A107、A407等)。 综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体不锈钢的焊接时焊条选用尤其值得注意,只有这样才能达到针对不同材料实施不同的焊接方法和不同材料的焊条,不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。这样才有可能能达到所预期的焊接质量。 奥氏体不锈钢的缺陷分析及防治措施(一)容易出现热裂纹奥氏体不锈钢在焊接时热裂纹是比较容易产生的缺陷,包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等,特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢更容易产生。 产生原因(1)奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大,结晶时间较长,且单相奥氏体结晶方向性强,所以杂质偏析比较严重。(2)导热系数小,线膨胀系数大,焊接时会产生较大的焊接内应力(一般是焊缝和热影响区受拉应力)。(3)奥氏体不锈钢中的成分如C、S、P、Ni等,会在熔池中形成低熔点共晶。例如, S与Ni形成的Ni3S2熔点为645℃,而Ni- Ni3S2共晶体的熔点只有625℃。 防止措施(1)采用双相组织的焊缝 尽量使焊缝金属呈奥氏体和铁素体双相组织,铁素体的含量控制在3~5%以下,可扰乱奥氏体柱状晶的方向,细化晶粒。并且铁素体可以比奥氏体溶解更多的杂质,从而减少了低熔点共晶物在奥氏体晶界的偏析。(2)焊接工艺措施 在焊接工艺上尽量选用碱性药皮的优质焊条、采用小线能量,小电流、快速不摆动焊,收尾时尽量填满弧坑及采用氩弧焊打底等,可减小焊接应力和弧坑裂。(3)控制化学成分 严格限制焊缝中 S、P等杂质含量,以减少低熔点共晶。(二)晶间腐蚀产生在晶粒之间的腐蚀,其导致晶粒间的结合力丧失,强度几乎完全消失,当受到应力作用时,即会沿晶界断裂。1.产生原因根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450~850℃敏化温度(危险温度区)时,由于 Cr原子半径较大,扩散速度较小,过饱和的碳向奥氏体晶粒边界扩散,并与晶界的铬化合物在晶界形成Cr23C6,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。 防止措施(1)控制含碳量 采用低碳或超低碳(W(C)≤03%)不锈钢焊接焊材。如A002等。(2)添加稳定剂 在钢材和焊接材料中加入Ti、Nb等与C亲和力比Cr强的元素,能够与C结合成稳定碳化物,从而避免在奥氏体晶界造成贫铬。常用的不锈钢材和焊接材料都含有Ti、Nb,如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12MO2Ti钢材、E347-15焊条、H0Cr19Ni9Ti焊丝等。(3) 采用双向组织 由焊丝或焊条向焊缝中熔入一定量的铁素体形成元素,如 Cr、Si、AL、 MO等,以使焊缝形成为奥氏体+铁素体的双相组织,因为Cr在铁素体内扩散速度比在奥氏体中快,因此Cr在铁素体内较快的向晶界扩散,减轻了奥氏体晶界的贫铬现象。一般控制焊缝金属中铁素体含量为5%~10%,如铁素体过多,会使焊缝变脆。(4)快速冷却 因为奥氏体不锈钢不会产生淬硬现象,所以在焊接过程中,可以设法增加焊接接头的冷却速度,如焊件下面用铜垫板或直接浇水冷却。在焊接工艺上,可以采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施,缩短焊接接头在危险温度区停留的时间,以免形成贫铬区。(5)进行固溶处理或均匀化热处理 焊后把焊接接头加热到1050~1100℃,使碳化物又重新溶解到奥氏体中,然后迅速冷却,形成稳定的单相奥氏体组织。另外,也可以进行850~900℃保温2h的均匀化热处理,此时奥氏体晶粒内部的Cr扩散到晶界,晶界处Cr量又重新达到了大于12%,这样就不会产生晶间腐蚀了。(三)应力腐蚀开裂金属在应力和腐蚀性介质共同作用下,发生的腐蚀破坏。根据不锈钢设备与制件的应力腐蚀断裂事例和试验研究,可以认为:在一定静拉伸应力和在一定温度条件下的特定电化学介质共同作用下,现有的不锈钢均有产生应力腐蚀的可能。应力腐蚀最大特点之一是腐蚀介质与材料的组合上有选择性。容易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀主要是盐酸和氯化物含有氯离子的介质,还有硫酸、硝酸、氢氧化物(碱)、海水、水蒸气、H2S水溶液、浓NaHCO3+NH3+NaCl水溶液等介质等。产生原因 应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。 防止措施(1)合理制定成形加工和组装工艺 尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑。 (2)合理选择焊材 焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体。(3)采取合适的焊接工艺 保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平。例如,避免十字交叉焊缝,Y形坡口改为X形坡口、适当减小坡口角度、采用短焊焊道、采用小线能量。(4)消除应力处理 焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。(5)生产管理措施 介质中杂质的控制,如液氨介质中的O2、N2、H2O等、液化石油气中的H2S、氯化物溶液中的O2、Fe3+、Cr6+等、防蚀处理:如涂层、衬里或阴极保护等、添加缓蚀剂。 (四)焊接接头的脆化 奥氏体不锈钢的焊缝在高温加热一段时间后,就会出现冲击韧度下降的现象,称为脆化。焊缝金属的低温脆化(475℃脆化)(1) 产生原因含有较多铁素体的相(超过15%~20%)的双相焊缝组织,经过350~500℃加热后,塑性和韧性会显著下降,由于475℃时脆化速度最快,故称为475℃脆化。对于奥氏体不锈钢焊接接头,耐蚀性或抗氧化性并不总是最为关键的性能,在低温使用时,焊缝金属的塑韧性就成为关键性能。为了满足低温韧性的要求,焊缝组织通常希望获得单一的奥氏体组织,避免δ铁素体的存在。δ铁素体的存在,总是恶化低温韧性,而且含量越多,这种脆化越严重。(2) 防治措施① 在保证焊缝金属抗裂性能和抗腐蚀性能的前提下,应将铁素体相控制在较低的水平,约5%左右。② 已产生475℃脆化的焊缝,可经900℃淬火消除。焊接接头的σ相脆化(1)产生原因奥氏体不锈钢焊接接头在375~875℃温度范围内长期使用,会产生一种FeCr间化合物,称为σ相。σ相硬而脆(HRC>68)。由于σ相析出的结果,使焊缝冲击韧度急剧下降,这种现象称为σ相脆化。σ相一般仅在双相组织焊缝内出现;当使用温度超过800~850℃时,在单相奥氏体焊缝中也会析出σ相。(2)防止措施①限制焊缝金属中的铁素体含量(小于15%);采用超合金化焊接材料,即高镍焊材,并严格控制Cr、Mo、Ti、Nb等元素的含量。②采用小规范,以减小焊缝金属在高温下的停留时间。③对已析出的σ相在条件允许时进行固溶处理,使σ相溶入奥氏体。④把焊接接头加热到1000~1050℃,然后快速冷却。σ相一般在1Cr18Ni9Ti钢中一般不产生。 熔合线脆断 (1)产生原因奥氏体不锈钢在高温下长期使用,在沿熔合线外几个晶粒的地方,会发生脆断现象。(2)防治措施在钢中加入 Mo能提高钢材抗高温脆断的能力。通过以上的分析,只有合理选择以上的焊接工艺措施或焊接材料都可以避免以上焊接缺陷的产生。奥氏体不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的焊接方法都可用于奥氏体不锈钢的焊接。在各种焊接方法中焊条电弧焊具有适应各种位置与不同板厚的优点、应用非常广泛。你可以根据以上的文章进行一下修改就可以了。
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晶 间 腐 蚀随着现代工业的快速发展,不锈钢在现代机械生产加工中得到广泛应用。通常不锈钢指空气中能够抵抗腐蚀的钢。它有两种分类法:一种是按化学成分,分为铬不锈钢和铬镍不锈钢;另一种则按正火状态下钢的组织状态,分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体一铁素体不锈钢等。奥氏体不锈钢是目前应用最广的不锈钢:它以铬、镍为主要合金元素,因具有优良的耐蚀性、力学性能等综合性能,导致它在生产中需求快速地增长,并占据重要的地位。奥氏体不锈钢化学成分类型有Crl8%一Ni9% (18— 8型不锈钢)、C T1 8%一Ni1 2%、C T2 3%一Ni13%、Cr25%一Ni20%等。常用的有1CT18Ni9Ti。奥氏体不锈钢的焊接性从理论上讲,与铁素体、马氏体不锈钢相比,被认为是较好的,它不因温度变化发生相变,对氢脆不敏感,在焊态下接头也有较好的塑性和韧性。但这并不意味着在所有的情况下该钢的焊接质量都能达到较高的使用要求。在役的奥氏体不锈钢焊接结构中,焊后接头出现晶间腐蚀破坏的时有发生,这不仅影响了结构的正常使用和安全性,还给企业造成经济损失。奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题归根结底是与其焊接性相关,然而人们往往对它的认识不足,对它焊接性能不甚了解,选用不当的焊接工艺,而产生晶问腐蚀缺陷,导致具有寿命优势的奥氏体不锈钢早期失效。为此,通过查阅资料将对铬镍奥氏体不锈钢晶间腐蚀缺陷的产生机理进行探讨,并据此开展预防不锈钢晶间腐蚀,提高耐蚀性的初步探讨。2 晶间腐蚀的形成条件 机理典型的18—8 型不锈钢(1C T1 8Ni9Ti)一般是在固溶处理状态下使用,于常温下腐蚀介质中工作,它的耐蚀性能是基于钝化作用:奥氏体不锈钢含有较高的铬,铬易氧化形成致密的氧化膜,能提高钢的电极电位,因此具有良好的耐蚀性能。当含铬量1 8% 、镍量8%时,能得到均匀的奥氏体组织,且含铬和镍量越高,奥氏体组织越稳定,耐蚀性能就越好,故通常没有晶间腐蚀现象。但如经再次加热到450~850℃或在此温度区间工作,并且钢中含碳量超过0.02~0.03% ,又缺少Ti、Nb等能控制碳的元素时,处于腐蚀介质中往往就可以见到晶间腐蚀现象。这说明,晶间腐蚀和钢的成分(碳和碳化物形成元素)有关,还与加热条件有关。现已有一些学说对晶问腐蚀现象做了解释,其中以碳化铬在晶界沉淀为前提的“贫铬理论” 较普遍为人们所接受。铬是决定不锈钢耐蚀性的主要元素,有效含量应超过12%。以含碳量为0.03%的普通18—8型钢为例。室温时的碳的溶解度只有0.02~0.03% ,固溶处理后奥氏体必为碳过饱和,而呈不稳定状态。若经再次中温加热(在450~850℃ 之间), 则过饱和的碳将向晶界扩散,与铬结合而形成Cr23C6或(Cr、Fe)23 C6沉淀于晶界。这时,由于铬的原子半径较大,在晶粒内部的扩散速度较慢,来不及向晶界扩散,故在形成铬的碳化物时,晶界处可能发生铬的“供不应求”现象,致使靠近晶界的晶粒表面一个薄层严重缺铬(铬的有效含量低于1 2%)。当有腐蚀介质作用时,这一缺铬区域将产生明显腐蚀,即晶间腐蚀。Ti、Nb的有利作用在于,可优先与碳结合形成TiC或NbC,消耗掉晶界过饱和的碳,从而防止碳与铬结合,避免缺铬现象发生。所以,含有Ti或Nb的钢一般不具有晶间腐蚀倾向。超低碳不锈钢由于不存在碳的过饱和,就无所谓碳的过饱和析出,因此也不发生晶间腐蚀。加热条件的影响主要是与合金元素的扩散相联系。加热温度低(<450℃)或加热时间短,不利于扩散而难以形成铬的碳化物,不致产生缺铬现象;加热温度较高(> 8 5 0℃),铬的扩散速度加快, “供铬” 条件得到改善, 晶粒表层缺铬现象可以逐步消失;加热时间充分长时,也有利于铬的均匀扩散而不致形成贫铬层。3 晶间腐蚀的预防在了解奥氏体不锈钢晶间腐蚀的形成机理后,据此提出以下几条预防措施:(1)严格控制含碳量碳是造成晶间腐蚀的主要元素,碳含量在0.08%以下时,能够析出碳的数量少;碳含量在0.08%以上时,则析出碳的数量迅速增加。所以常控制母材金属和焊条的含碳量在0.0 8%以下,如0Cr1 8Ni9Ti、A107等。另外,奥氏体钢中含碳量小于0.02% ~0.03%时,全部碳都溶解在奥氏体中,不会产生晶间腐蚀。超低碳不锈钢(如00 Cr 1 8Ni 1 0,A002)的大量应用就是此原理。(2)采用双相组织钢中的合金元素是形成双相组织的主要因素。奥氏体化元素有Ni、C、Mn、N、C U等;而铁素体化元素则有C r、Nb、Ti、M O、V、W 、Si等。当不锈钢中铬与镍的质量分数之比大干1.8时,就会出铁素体组织。调整钢的化学成分,在焊缝中加入铁素体形成元素,就可促使焊缝形成奥氏体加少量铁素体的双相组织。形成双相组织的优势在于,双相组织中的奥氏体,其碳的浓度较大,碳有向铁素体扩散的趋势;而铁素体中铬的浓度较大,铬就有向奥氏体扩散的趋势。奥氏体中的碳和铁素体中的铬都向两相交界处扩散, 由于碳的扩散速度很大,有可能碳首先从奥氏体越过边界与铬形成碳化铬;又由于铬在铁素体里的扩散速度要比在奥氏体中快得多,所以一旦在晶界处出现贫铬层,铬能够较快地从铁素体内部得到补充,而使贫-铬层消失,使奥氏体晶界上析出的碳化铬数量减少、分布不连续,并打乱单一奥氏体柱状晶的方向性,从而避免贫铬层贯穿于晶粒之间构成腐蚀介质的集中通道,降低了晶间腐蚀倾向。形成双相组织有利于防止晶间腐蚀,但也应注意铁素体含量的控制。铁素体含量超过5%时,o相(FeC r金属间化合物)很快形成。o相硬而脆(H RC>6 8),分布在晶界,不仅使焊缝冲击韧性和塑性急剧下降,还将增大晶间腐蚀倾向。因此综合考虑,奥氏体不锈钢焊缝的铁素体数量为4~12%较适宜。实践表明,5%左右的铁素体能获得较满意的抗晶阃腐蚀性能。 (3)添加稳定剂焊接材料中加入钛、铌等与碳的亲和力比铬强的元素,能提高抗晶间腐蚀能力。因此常用焊接材料1Cr18Ni9Ti、A137、A302等,都含有钛或铌。(4)进行固溶处理在焊后把接头加热到1050~1150℃,保温1 h后水淬(图3)。此时晶界碳化铬被全部溶解,部分钛和铌的碳化物也被溶解,使碳重新溶入奥氏体中,然后迅速冷却,使碳来不及析出,形成稳定均一的奥氏体组织,消除晶界处的贫铬层,避免产生晶阃腐蚀。(5)进行均匀化处理将奥氏体不锈钢加热到850~900℃,保温2 h,使晶粒内部的铬也扩散到晶粒边界,使晶界铬的质量分数重新恢复到大于1 2%,从而消除晶界贫铬层。(6)减小焊接线能量在焊接工艺方面,采用小电流,大焊速,短弧,直道焊接。多层多道焊时,层间温度不宜过高,应待先焊的一层完全冷却后(<6 0℃),再进行下一层焊接,且层间接头错开。奥氏体钢的电阻率大(约为碳钢的5倍),导热系数小,焊接电流应比同样直径的低碳钢焊条小1 0~20% 。以手弧焊为例,平焊的焊接电流为焊芯直径的2 5~3 5倍,在立焊或仰焊时,焊接电流还要再减小1 0~30% 。小线能量、小电流、快速焊,冷却速度快,在敏化温度区停留时间短,有利于防止晶间腐蚀;短弧,焊丝或焊条芯中所含对氧亲和力大的合金元素T i、Nb、C r、Al等烧损少,有利于防止晶间腐蚀。 (7)Jjn快接头的冷却焊件焊前不预热,焊后应尽可能加快接头的冷却,如使用铜垫板等,甚至条件允许还可用水冷等强制措施,来减少接头在危险温度的停留时间,防止晶间腐蚀产生。(8)合理安排焊接顺序多层焊和双面焊时,后一条焊缝的热作用可能对先焊焊缝的过热区起到敏化温度加热的作用。为此,双面焊缝中与腐蚀介质接触的一面应尽可能最后焊接。焊缝布局上应尽量避免交叉焊缝,减少焊缝接头。与腐蚀介质接触的焊缝若无法安排最后焊接,则应调整工艺参数,使后焊焊缝的敏化区不与第一面焊缝表面的过热区重合。进一步提高 锈钢焊缝的耐蚀性,则还应严格控制以下几项:(1)为避免损伤不锈钢表面,在坡口两侧刷涂石灰水或商品化的专用防飞溅剂,并在焊后彻底清除飞溅物、残渣;(2)禁止在坡口之外的焊件上随处任意打弧;(3)焊接电缆卡头在工件上要卡紧,以免发生打弧或过烧现象;(4)焊接前、后的处理对产品耐蚀性影响很大:①钢材的贮存及运输应与一般结构钢分开,以免被铁锈等污染;②钢材表面光滑平整,避免碰撞或摩擦损伤,划线下料时不要打冲眼和不用划针;③尽可能用机械加工或等离子弧切割下料,避免用碳弧切割;④封头等零件最好冷压成形,热压 1ooo度 ≈ 6O0度成形时应检查耐蚀性变化,并做相应的热处理;⑤焊接前后热处理时,加热前必须将钢材表面污物洗净,以免加热时产生渗碳。⑥表面处理(磨平、抛光、酸洗、钝化)必须严格遵守操作规程,以表面呈均匀的银白色为宜。奥氏体不锈钢焊接易出现晶间腐蚀缺陷,且存在导热性能差、线膨胀系数大、熔池的流动性差等不利因素,因此只有选择合适的焊接方法、焊接材料,遵循相关的焊接工艺,才能保证奥氏体不锈钢的焊接质量,使其寿命优势得到充分发挥,让它的应用范围进一步扩大。
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专家系统在焊接领域的应用 专家系统; 焊接; 设备故障;【英文关键词】Expert system; welding; failure of equipment;【摘要】介绍了专家系统的概念、结构、开发工具和建立方法,以及专家系统在焊接领域的应用。专家系统在焊接领域的应用涵盖焊接工艺设计或选择、焊接缺陷或设备故障诊断、焊接成本估算、实时控制、焊接CAD和焊工考试等。【英文摘要】The concept,configuration,developing tool,establishing method and application in welding industry of expert system are The application of expert system in welding industry coveres the design or selection of welding process,diagnosis of weld discontinues or failure of equipment,estimation of welding cost,real time control,welding CAD and examination for welding 【DOI】CNKI:SUN:DHJI2005-10-006【更新日期】2005-12-24【分类号】TP182;【正文快照】前言专家系统是智能控制中的一种。智能控制工程是随着工业自动化的发展而提出的。工业发展的过程经历了劳动密集型、设备密集型、信息密集型和知识密集型等几个阶段。工业自动化始终贯穿其中,自动控制理论已从以传函、频域分析为基础,研究单输入单输出的经典控制理论,发展到以
焊接论文题目大全及答案高中物理选修二
高中物理必修一高一知识梳理高一物理知识点归纳第一章运动的描述第一节认识运动机械运动:物体在空间中所处位置发生变化,这样的运动叫做机械运动。运动的特性:普遍性,永恒性,多样性参考系任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系。参考系的选取是自由的。1)比较两个物体的运动必须选用同一参考系。2)参照物不一定静止,但被认为是静止的。质点在研究物体运动的过程中,如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是,把物体简化为一个点,认为物体的质量都集中在这个点上,这个点称为质点。质点条件:1)物体中各点的运动情况完全相同(物体做平动)2)物体的大小(线度)<<它通过的距离质点具有相对性,而不具有绝对性。理想化模型:根据所研究问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化。(为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体)第二节时间位移时间与时刻钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间,就是时刻,时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间,时间在时间轴上对应一段。△t=t2—时间和时刻的单位都是秒,符号为s,常见单位还有min,h。通常以问题中的初始时刻为零点。路程和位移路程表示物体运动轨迹的长度,但不能完全确定物体位置的变化,是标量。从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移,是矢量。物理学中,只有大小的物理量称为标量;既有大小又有方向的物理量称为矢量。只有在质点做单向直线运动是,位移的大小等于路程。两者运算法则不同。第三节记录物体的运动信息打点记时器:通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器。(电火花打点记时器——火花打点,电磁打点记时器——电磁打点);一般打出两个相邻的点的时间间隔是02s。第四节物体运动的速度物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度。平均速度(与位移、时间间隔相对应)物体运动的平均速度v是物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。v=s/t瞬时速度(与位置时刻相对应)瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率(简称速率)即瞬时速度的大小。速率≥速度第五节速度变化的快慢加速度物体的加速度等于物体速度变化(vt—v0)与完成这一变化所用时间的比值a=(vt—v0)/a不由△v、t决定,而是由F、m决定。变化量=末态量值—初态量值……表示变化的大小或多少变化率=变化量/时间……表示变化快慢如果物体沿直线运动且其速度均匀变化,该物体的运动就是匀变速直线运动(加速度不随时间改变)。速度是状态量,加速度是性质量,速度改变量(速度改变大小程度)是过程量。第六节用图象描述直线运动匀变速直线运动的位移图象s-t图象是描述做匀变速直线运动的物体的位移随时间的变化关系的曲线。(不反映物体运动的轨迹)物理中,斜率k≠tanα(2坐标轴单位、物理意义不同)图象中两图线的交点表示两物体在这一时刻相遇。匀变速直线运动的速度图象v-t图象是描述匀变速直线运动的物体岁时间变化关系的图线。(不反映物体运动轨迹)________________________________________2高中物理必修一高一知识梳理高一物理知识点归纳图象与时间轴的面积表示物体运动的位移,在t轴上方位移为正,下方为负,整个过程中位移为各段位移之和,即各面积的代数和。第二章探究匀变速直线运动规律第一、二节探究自由落体运动/自由落体运动规律记录自由落体运动轨迹物体仅在中立的作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(理想化模型)。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响,与物体重量无关。伽利略的科学方法:观察→提出假设→运用逻辑得出结论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广自由落体运动规律自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动,加速度为常量,称为重力加速度(g)。g=8m/s²重力加速度g的方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减少。vt²=2gs竖直上抛运动处理方法:分段法(上升过程a=-g,下降过程为自由落体),整体法(a=-g,注意矢量性)速度公式:vt=v0—gt位移公式:h=v0t—gt²/上升到最高点时间t=v0/g,上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等上升的最大高度:s=v0²/2g第三节匀变速直线运动匀变速直线运动规律基本公式:s=v0t+at²/平均速度:vt=v0+推论:1)v=vt/22)S2—S1=S3—S2=S4—S3=……=△S=aT²3)初速度为0的n个连续相等的时间内S之比:S1:S2:S3:……:Sn=1:3:5:……:(2n—1)4)初速度为0的n个连续相等的位移内t之比:t1:t2:t3:……:tn=1:(√2—1):(√3—√2):……:(√n—√n—1)5)a=(Sm—Sn)/(m—n)T²(利用上各段位移,减少误差→逐差法)6)vt²—v0²=2as第四节汽车行驶安全停车距离=反应距离(车速×反应时间)+刹车距离(匀减速)安全距离≥停车距离刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度追及/相遇问题:抓住两物体速度相等时满足的临界条件,时间及位移关系,临界状态(匀减速至静止)。可用图象法解题。第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系认识形变物体形状回体积发生变化简称形变。分类:按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。按效果分:弹性形变、塑性形变弹力有无的判断:1)定义法(产生条件)2)搬移法:假设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有变化。3)假设法:假设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有变化。弹性与弹性限度物体具有恢复原状的性质称为弹性。撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变。如果外力过大,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。探究弹力产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与恢复方向相同。绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律。F=上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。________________________________________3高中物理必修一高一知识梳理高一物理知识点归纳弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2并联:k=k1+k2第二节研究摩擦力滑动摩擦力两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力f的大小跟正压力N(≠G)成正比。即:f=μNμ称为动摩擦因数,与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。0<μ<1。滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反,与其接触面相切。条件:直接接触、相互挤压(弹力),相对运动/趋势。摩擦力的大小与接触面积无关,与相对运动速度无关。摩擦力可以是阻力,也可以是动力。计算:公式法/二力平衡法。研究静摩擦力当物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫静摩擦力。物体所受到的静摩擦力有一个最大限度,这个最大值叫最大静摩擦力。静摩擦力的方向总与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定,与正压力无关,平衡时总与切面外力平衡。0≤F=f0≤最大静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。fm=μ0•N(μ≤μ0)静摩擦有无的判断:概念法(相对运动趋势);二力平衡法;牛顿运动定律法;假设法(假设没有静摩擦)。第三节力的等效和替代力的图示力的图示是用一根带箭头的线段(定量)表示力的三要素的方法。图示画法:选定标度(同一物体上标度应当统一),沿力的方向从力的作用点开始按比例画一线段,在线段末端标上箭头。力的示意图:突出方向,不定量。力的等效/替代如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力。根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的关系。实验:平行四边形定则:P58第四节力的合成与分解力的平行四边形定则力的平行四边形定则:如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。合力的计算方法:公式法,图解法(平行四边形/多边形/△)三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。设F为F1、F2的合力,θ为F1、F2的夹角,则:F=√F1²+F2²+2F1F2cosθtanθ=F2sinθ/(F1+F2cosθ)当两分力垂直时,F=F1²+F2²,当两分力大小相等时,F=2F1cos(θ/2)1)|F1—F2|≤F≤|F1+F2|2)随F1、F2夹角的增大,合力F逐渐减小。3)当两个分力同向时θ=0,合力最大:F=F1+F24)当两个分力反向时θ=180°,合力最小:F=|F1—F2|5)当两个分力垂直时θ=90°,F²=F1²+F2²分力的计算分解原则:力的实际效果/解题方便(正交分解)受力分析顺序:G→N→F→电磁力第五节共点力的平衡条件共点力如果几个力作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫做共点力。________________________________________4高中物理必修一高一知识梳理高一物理知识点归纳寻找共点力的平衡条件物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。多力亦是如此。正交分解法:把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上,利于处理多个不在同一直线上的矢量(力)作用分解。第六节作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一物体对它的作用力,这种相互作用力称为作用力和反作用力。力的性质:物质性(必有施/手力物体),相互性(力的作用是相互的)平衡力与相互作用力:同:等大,反向,共线异:相互作用力具有同时性(产生、变化、小时),异体性(作用效果不同,不可抵消),二力同性质。平衡力不具备同时性,可相互抵消,二力性质可不同。牛顿第三定律牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体,与物体的质量、运动状态无关。二力的产生和消失同时,无先后之分。二力分别作用在两个物体上,各自分别产生作用效果。第四章力与运动第一节伽利略理想实验与牛顿第一定律伽利略的理想实验(见P76、77,以及单摆实验)牛顿第一定律牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。——物体的运动并不需要力来维持。物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。惯性是物体的固有属性,与物体受力、运动状态无关,质量是物体惯性大小的唯一量度。物体不受力时,惯性表现为物体保持匀速直线运动或静止状态;受外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。第二、三节影响加速度的因素/探究物体运动与受力的关系加速度与物体所受合力、物体质量的关系(实验设计见B书P93)第四节牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律:物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。a=k•F/m(k=1)→F=k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。国际单位制中k=1。当物体从某种特征到另一种特征时,发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。极限分析法(预测和处理临界问题):通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端,从而把临界现象暴露出来。牛顿第二定律特性:1)矢量性:加速度与合外力任意时刻方向相同2)瞬时性:加速度与合外力同时产生/变化/消失,力是产生加速度的原因。3)相对性:a是相对于惯性系的,牛顿第二定律只在惯性系中成立。4)独立性:力的独立作用原理:不同方向的合力产生不同方向的加速度,彼此不受对方影响。5)同体性:研究对象的统一性。第五节牛顿第二定律的应用解题思路:物体的受力情况⇋牛顿第二定律⇋a⇋运动学公式⇋物体的运动情况第六节超重与失重超重和失重物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象(视重>物重),物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象(物重<视重)。只要竖直方向的a≠0,物体一定处于超重或失重状态。________________________________________5高中物理必修一高一知识梳理高一物理知识点归纳视重:物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(仪器称值)。实重:实际重力(来源于万有引力)。N=G+ma(设竖直向上为正方向,与v无关)完全失重:一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,达到失重现象的极限的现象,此时a=g=8m/s²。自然界中落体加速度不大于g,人工加速使落体加速度大于g,则落体对上方物体(如果有)产生压力,或对下方牵绳产生拉力。第七节力学单位单位制的意义单位制是由基本单位和导出单位组成的一系列完整的单位体制。基本单位可任意选定,导出单位则由定义方程式与比例系数确定的。基本单位选取的不同,组成的单位制也不同。国际单位制中的力学单位国际单位制(符号~单位):时间(t)~s,长度(l)~m,质量(m)~kg,电流(I)~A,物质的量(n)~mol,热力学温度~K,发光强度~cd(坎培拉)1N:使1kg的物体产生单位加速度时力的大小,即1N=1kg•m/s²。常见单位换算:1英尺=12英寸=3048m,1英寸=540cm,1英里=6093km。```附:力学知识点归纳第一章定义:力是物体之间的相互作用。理解要点:(1)力具有物质性:力不能离开物体而存在。说明:①对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体。②并非先有施力物体,后有受力物体(2)力具有相互性:一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。说明:①相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触。②力的大小用测力计测量。(3)力具有矢量性:力不仅有大小,也有方向。(4)力的作用效果:使物体的形状发生改变;使物体的运动状态发生变化。(5)力的种类:①根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。②根据效果命名:如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。说明:根据效果命名的,不同名称的力,性质可以相同;同一名称的力,性质可以不同。重力定义:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。说明:①地球附近的物体都受到重力作用。②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。③重力的施力物体是地球。④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。(1)重力的大小:G=mg说明:①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大。②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系。③在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。(2)重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面)说明:①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心。②重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系。(3)重心:物体所受重力的作用点。重心的确定:①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上。②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。说明:①物体的重心可在物体上,也可在物体外。②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。③引入重心概念后,研究具体物体时,就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替。________________________________________6高中物理必修一高一知识梳理高一物理知识点归纳弹力(1)形变:物体的形状或体积的改变,叫做形变。说明:①任何物体都能发生形变,不过有的形变比较明显,有的形变及其微小。②弹性形变:撤去外力后能恢复原状的形变,叫做弹性形变,简称形变。(2)弹力:发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力。说明:①弹力产生的条件:接触;弹性形变。②弹力是一种接触力,必存在于接触的物体间,作用点为接触点。③弹力必须产生在同时形变的两物体间。④弹力与弹性形变同时产生同时消失。(3)弹力的方向:与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。几种典型的产生弹力的理想模型:①轻绳的拉力(张力)方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。②点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。③平面与平面接触,弹力方向垂直于平面,且指向受力物体;球面与球面接触,弹力方向沿两球球心连线方向,且指向受力物体。(4)大小:弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx,k是劲度系数,表示弹簧本身的一种属性,k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关,而与运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应根据运动情况,利用平衡条件或运动学规律计算。摩擦力(1)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。说明:①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。②摩擦力具有相互性。ⅰ滑动摩擦力的产生条件:A两个物体相互接触;B两物体发生形变;C两物体发生了相对滑动;D接触面不光滑。ⅱ滑动摩擦力的方向:总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反。说明:①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”②滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。ⅲ滑动摩擦力的大小:F=μFN说明:①FN两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力。应具体分析。②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,无单位。③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动。ⅴ滚动摩擦:一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。(2)静摩擦力:两相对静止的相接触的物体间,由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。说明:静摩擦力的作用具有相互性。ⅰ静摩擦力的产生条件:A两物体相接触;B相接触面不光滑;C两物体有形变;D两物体有相对运动趋势。ⅱ静摩擦力的方向:总跟接触面相切,并总跟物体的相对运动趋势相反。说明:①运动的物体可以受到静摩擦力的作用。②静摩擦力的方向可以与运动方向相同,可以相反,还可以成任一夹角θ。③静摩擦力可以是阻力也可以是动力。ⅲ静摩擦力的大小:两物体间的静摩擦力的取值范围0<F≤Fm,其中Fm为两个物体间的最大静摩擦力。静摩擦力的大小应根据实际运动情况,利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算。说明:①静摩擦力是被动力,其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡,在取值范围内是根据物体的“需要”取值,所以与正压力无关。②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数(选学)Fm=μsFN。ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动的趋势。对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学的重要方法,受力分析的程序是:发不了那么多,你再问几次,我继续发
56.电磁感应现象Ⅰ 只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,如果电路不闭合只会产生感应电动势。 这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,是1831年法拉第发现的。57.感应电流的产生条件Ⅱ1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化,因此研究磁通量的变化是关键,由磁通量的广义公式中 ( 是B与S的夹角)看,磁通量的变化 可由面积的变化 引起;可由磁感应强度B的变化 引起;可由B与S的夹角 的变化 引起;也可由B、S、 中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,可以产生感应电动势,感应电流,这是初中学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3、产生感应电动势、感应电流的条件:导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体内就产生感应电动势;穿过线圈的磁量发生变化时,线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分,或者线圈是闭合的,就产生感应电流。从本质上讲,上述两种说法是一致的,所以产生感应电流的条件可归结为:穿过闭合电路的磁通量发生变化。58.法拉第电磁感应定律 楞次定律Ⅱ ①电磁感应规律:感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。 ——当长L的导线,以速度 ,在匀强磁场B中,垂直切割磁感线,其两端间感应电动势的大小为 。 如图所示。设产生的感应电流强度为I,MN间电动势为 ,则MN受向左的安培力 ,要保持MN以 匀速向右运动,所施外力 ,当行进位移为S时,外力功 。 为所用时间。 而在 时间内,电流做功 ,据能量转化关系, ,则 。 ∴ ,M点电势高,N点电势低。 此公式使用条件是 方向相互垂直,如不垂直,则向垂直方向作投影。 ,电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。 如上图中分析所用电路图,在 回路中面积变化 ,而回路跌磁通变化量 ,又知 。 ∴ 如果回路是 匝串联,则 。 公式 。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2) 只与穿过电路的磁通量的变化率 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。公式二: 。要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(l^B )。2) 为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度(即l为导体实际长度在垂直于B方向上的投影)。公式三: 。注意: 1)该公式由法拉第电磁感应定律推出。适用于自感现象。2) 与电流的变化率 成正比。 公式 中涉及到磁通量的变化量 的计算, 对 的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S不变, 磁感应强度发生变化, 由 , 此时 , 此式中的 叫磁感应强度的变化率, 若 是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则 , 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。 严格区别磁通量 , 磁通量的变化量 磁通量的变化率 , 磁通量 , 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量 , 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率 表示磁通量变化的快慢, , 大, 不一定大; 大, 也不一定大, 它们的区别类似于力学中的v, 的区别, 另外I、 也有类似的区别。 公式 一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同, 对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况, 如何求感应电动势?如图1所示, 一长为l的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度 匀速转动, 转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为B, 求AC产生的感应电动势, 显然, AC各部分切割磁感线的速度不相等, , 且AC上各点的线速度大小与半径成正比, 所以AC切割的速度可用其平均切割速度, 即 , 故 。 ——当长为L的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B的平面内,以角速度 匀速转动时,其两端感应电动势为 。 如图所示,AO导线长L,以O端为轴,以 角速度匀速转动一周,所用时间 ,描过面积 ,(认为面积变化由0增到 )则磁通变化 。 在AO间产生的感应电动势 且用右手定则制定A端电势高,O端电势低。 ——面积为S的纸圈,共 匝,在匀强磁场B中,以角速度 匀速转坳,其转轴与磁场方向垂直,则当线圈平面与磁场方向平行时,线圈两端有最大有感应电动势 。 如图所示,设线框长为L,宽为d,以 转到图示位置时, 边垂直磁场方向向纸外运动,切割磁感线,速度为 (圆运动半径为宽边d的一半)产生感应电动势 , 端电势高于 端电势。 边垂直磁场方向切割磁感线向纸里运动,同理产生感应电动热势 。 端电势高于 端电势。 边, 边不切割,不产生感应电动势, . 两端等电势,则输出端M.N电动势为 。 如果线圈 匝,则 ,M端电势高,N端电势低。 参照俯示图,这位置由于线圈长边是垂直切割磁感线,所以有感应电动势最大值 ,如从图示位置转过一个角度 ,则圆运动线速度 ,在垂直磁场方向的分量应为 ,则此时线圈的产生感应电动势的瞬时值即作最大值 即作最大值方向的投影, ( 是线圈平面与磁场方向的夹角)。 当线圈平面垂直磁场方向时,线速度方向与磁场方向平行,不切割磁感线,感应电动势为零。 总结:计算感应电动势公式:
选修1系列目录选修1-1目录第一章电场电流一、电荷库仑定律二、电场三、生活中的静电现象四、电容器五、电流和电源六、电流的热效应第二章磁场一、指南针与远洋航海二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁场对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变流电四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究:电在我家中第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现二、电磁波谱三、电磁波的发射和接收四、信息化社会五、课题研究:社会生活中的电磁波选修1-2目录第一章分子动理论内能一、分子及其热运动二、物体的内能三、固体和液体四、气体第二章能量的守恒和耗散一、能量守恒定律二、热力学第一定律三、热机的工作原理四、热力学第二定律五、有序、无序和熵六、课题研究:家庭中的热机第三章核能一、放射性的发现二、原子与原子核的结构三、放射性衰变四、裂变和聚变五、核能的利用第四章能源的开发与利用一、热机的发展与应用二、电力和电信的发展和应用三、新能源的开发四、能源和可持续发展五、课题研究:太阳能综合利用的研究选修2系列选修2-1目录第一章电场直流电路电场电源多用电表闭合电路的欧姆定律电容器第二章磁场磁场磁性材料安培力与磁电式仪表洛伦兹力和显像管第三章电磁感应电磁感应现象感应电动势电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机交变电流的产生和描述变压器三相交变电流第五章电磁波通信技术电磁场电磁波无线电波的发射、接收和传播电视移动电话电磁波谱第六章集成电路传感器晶体管集成电路电子计算机传感器选修2-2目录第一章物体的平衡共点力平衡条件的应用平动和转动力矩和力偶力矩的平衡条件刚体平衡的条件物体平衡的稳定性第二章材料与结构物体的形变弹性形变与范性形变常见承重结构第三章机械与传动装置常见的传动装置能自锁的传动装置液压传动常见机构机械第四章热机热机原理热机效率活塞式内燃机蒸汽轮机燃气轮机喷气发动机第五章制冷机制冷机的原理电冰箱空调器选修2-3目录第一章光的折射光的折射折射率全反射光导纤维棱镜和透镜透镜成像规律透镜成像公式第二章常用的光学仪器眼睛显微镜和望远镜照相机第三章光的干涉、衍射和偏振机械波的衍射和干涉光的干涉光的衍射光的偏振第四章光源与激光光源常用照明光源激光激光的应用第五章放射性与原子核天然放射现象原子结构原子核衰变放射性同位素的应用射线的探测和防护第六章核能与反应堆技术核反应和核能核裂变和裂变反应堆核聚变和受控热核反应
高中物理 模块综合检测检测试题 选修3-1一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.下述说法中不正确的是( )A.根据E=F/q,可知电场中某点的场强与电场力成正比B.根据E=kq/r2,可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比C.根据场强叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强D.电场线就是点电荷在电场中运动的轨迹解析:选ACD电场强度是反映电场性质的物理量,它只与产生它的电荷有关,而与放入其中的检验电荷所受的力及其电荷量无关;且场强为矢量,遵循矢量相加的平行四边形定则,所以合场强可以小于分场强;而电场线是为了描述电场而假设出来的一种工具,和电荷运动的轨迹是完全不同的两个概念.2.门电路的真值表如下,它是( )输入 输出A B Q0 0 00 1 01 0 01 1 1A“或”门电路 B.“非”门电路C.“与”门电路 D.“与非”门电路解析:选C由表可得只有当两输入端都成立时输出端才成立,这是与门的特性,所以C正确.3.如图所示,把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后,灯泡均正常发光,且两个电路的总功率相等.则这两个电路中的U甲、U乙,R甲、R乙之间的关系,正确的是( )A.U甲>2U乙 B.U甲=2U乙C.R甲=R乙 D.R甲=2R乙解析:选B设灯的阻值为R,正常发光时电流为I,由于两个电路的总功率相等,所以I2·R甲=(2I)2·R乙,即R甲=4R乙;由P=U甲·I=U乙·2I可知,U甲=2U乙,故选项B正确.4.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为5 A和0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为0 A和0 V.则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )A.电动机的内电阻为2 ΩB.电动机的内电阻为5 ΩC.电动机的输出功率为30 WD.电动机的输出功率为8 W解析:选A当电动机不转动时,电动机消耗的电功率等于热功率,电压表与电流表示数的比值就是电动机的电阻,即R=I(U)=2 Ω,选项A正确、B错误;当电动机正常工作时,电动机的输出功率为P出=UI-I2R=22 W,选项C、D错误.5.在如图所示的实验电路中,当滑动变阻器R0的滑动触头向右端滑动时( )A.L1变暗,L2变亮,L3变亮B.L1变暗,L2变暗,L3变亮C.L1变暗,L2变暗,L3变暗D.L1变亮,L2变暗,L3变亮解析:选B触头向右滑,滑动变阻器有效电阻变大,电路中电流变小,L1变暗,且内电压减小,并联电路两端电压变大,流过L3的电流变大,L3变亮,流过L2的电流变小,L2变暗,所以B正确.6.下图四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点.其中电势和场强都相同的是( )解析:选BA图中a、b两点电势相同,场强大小相同,但方向不同.B图中a、b两点场强大小与方向、电势均相同.C图中a、b两点场强相同,电势不同.D图中a、b两点电势、场强大小相同,场强方向不同,只有B正确. 7.如图所示,A、B两板间加速电压为U1,C、D两板间偏转电压为U一个静止的α粒子(2(4)He)自A板起相继被加速、偏转,飞离偏转电场时的最大侧移为C、D板间距离的一半,则它的出射速度的大小为( )A.2 (U1+U2)(e) B (2U1+U2)(e)C.2 (U1+U2)(e) D (2U1+U2)(2e)解析:选B在加速电场中由动能定理得:qU1=2(1)mv0(2)在偏转电场中,由动能定理得:2(1)qU2=2(1)mv2-2(1)mv0(2)解得:v= (2U1+U2)(e)8.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,下列说法中正确的是( )A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=I2(U1)C.对应P点,小灯泡的电阻为R=I2-I1(U1)D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积解析:选ABD斜率随电压的增大而减小,故电阻增大,A对.对应P点,R=I2(U1),B对,C错.由于功率P=UI,故功率数值上等于矩形PQOM的面积,D对.9.先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻阻值Rx,已知两电路的路端电压恒定不变,若按图甲所示电路测得电压表示数为6 V,电流表示数为2 mA,那么按图乙所示电路测得的结果应有( )A.电压表示数为6 V,电流表示数为2 mAB.电压表示数为6 V,电流表示数小于2 mAC.电压表示数小于6 V,电流表示数小于2 mAD.电压表示数小于6 V,电流表示数大于2 mA解析:选D由串联电路与并联电路的知识可知,在图乙接法中,Rx与电压表V并联之后的电阻小于Rx,故Rx两端电压减小,电流表两端电压增大,流过电流表的电流增大,D对.10.有一个已充了电的电容器,若使它的电荷量减少3×10-6 C,则其电压降为原来的3(1),则下列说法正确的是( )A.电容器原来的电荷量是9×10-6 CB.电容器原来的电荷量是5×10-6 CC.电容器原来的电压可能是5 VD.电容器原来的电压可能是5×10-7 V解析:选BCD由题意知U(Q)=U/3(Q-3×10-6 C),解得Q= 5×10-6 C.当U1=5 V时,C1=U1(Q)=5(5×10-6) F=9 μF;当U2=5×10-7 V时,C2=U2(Q)=5×10-7(5×10-6) F=9 F二、实验题(本题共2小题,共16分.按题目要求作答)11.(6分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中.(1)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“分压”或“限流”)(2)用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,使该装置可以更好、更准确地完成实验;(3)描绘出伏安特性曲线如图,其弯曲的主要原因是________________________________.解析:(1)由于描绘伏安特性曲线时电压要从零开始变化,所以滑动变阻器用分压式接法(2)小灯泡电阻较小,电流表用外接法,补充的线见下图(3)因为电压越高,相同时间内灯丝产生的热量越多,灯丝温度升高,灯丝电阻增大.答案:(1)分压 (2)图见解析 (3)灯丝电阻随电压的增大而增大12.(10分)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9 Ω,当作标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=6 A,内阻rg=1 Ω)和若干导线.(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图甲中器件的连接方式,画线把它们连接起来.(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录.当电阻箱的阻值R=6 Ω时,其对应的电流表的示数如图乙所示,处理实验数据时,首先计算出每个电流值I的倒数I(1);再制作R-I(1)坐标图,如图所示,图中已标注了(R,I(1))的几个与测量值对应的坐标点.请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图上.(3)在图上把描绘出的坐标点连成图线.(4)根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=________ V,内电阻r=________ Ω解析:根据闭合电路欧姆定律,测量电源的电动势和内电阻,需要得到电源的路端电压和通过电源的电流,在本实验中没有电压表,但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表,测量电源的路端电压,通过电流表的电流也是通过电源的电流,所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可.实物图的连接如图所示.由闭合电路欧姆定律有:E=I(R+r+rg),解得R=E·I(1)-(r+rg),根据R-I(1)图线可知:电源的电动势等于图线的斜率,内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻.得E=5 V r=3 Ω答案:(1)(2)见解析 (3)如图所示(4)5(46~54) 3(25~35)三、计算题(本题共4小题,共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量m=2 kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=3 kg,棒与导轨间的动摩擦因数μ=5,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?(g取10 m/s2)解析:棒受的安培力水平向左,由左手定则知,棒中电流由a流向b,(2分)对棒受力分析如图有F安=T+f(2分)而f=μmg(1分)T=Mg(1分)F安=IlB(2分)解得I=2 A.(2分)答案:2 A 由a到b14.(10分)电动势E=6 V,内阻r=5 Ω的电源和一台线圈电阻为R=2 Ω的电动机连接,电动机正常工作,这时电动机两端的电压U=5 V.求:(1)电动机输入的电功率P1和电动机输出的机械功率P2;(2)电源的总功率P和电源的效率η解析:(1)根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir得干路电流为I=r(E-U)=5(6-5) A=2 A(2分)电动机的输入功率P1=UI=5×2 W=10 W(2分)电动机的输出功率P2=UI-I2R=2 W.(2分)(2)电源的总功率P=IE=2×6 W=12 W(2分)电源的效率η=E(U)×100%=6(5)×100%=3%(2分)答案:(1)P1=10 W P2=2 W(2)P=12 W η=3%15.(12分)在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m;(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?解析:(1)由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷.(2分)粒子由A点射入,由C点飞出,其速度方向改变了90°,则粒子轨迹半径R=r(1分)又qvB=mR(v2)(2分)则粒子的比荷m(q)=Br(v)(1分)(2)粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60°角,故AD弧所对圆心角60°,粒子做圆周运动的半径R′=rcot30°=r(2分)又R′=qB′(mv)(1分)所以B′=3(3)B(1分)粒子在磁场中飞行时间:t=6(1)T=6(1)×qB′(2πm)=3v(3πr)(2分)答案:(1)负电 Br(v)(2)3(3)B3v(3πr)16.(12分)如图所示,在x<0且y<0的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B大小为2×10-4 T,在x>0且y<0的区域内存在与x轴负方向成45°角向上方向的匀强电场.已知质量m为60×10-27 kg的质子从x轴上的M点沿与x轴负方向成45°角向下垂直射入磁场,结果质子从y轴的N点射出磁场而进入匀强电场,经电场偏转后打到坐标原点O,已知==l=2 m.不计质子的重力,带电量e=60×10-19 C,求:(1)质子从射入匀强磁场到O点所用的时间;(2)匀强电场的场强大小.解析:(1)设带电粒子射入磁场时的速度大小为v,由于带电粒子垂直射入匀强磁场带电粒子在磁场中做圆周运动,圆心位于MN中点O′,由几何关系可知,轨道半径r=lcos45°=2 m(2分)又Bqv=mr(v2)(2分)所以v=m(Bqr)=6×10-27(2×10-4×6×10-19×2) m/s=4×103 m/s(1分)设带电粒子在磁场中运动时间为t1,在电场中运动的时间为t2,总时间为t,t1=2(T)=Bq(πm)(1分)t2=v(lcos45°)(1分)联立解得t=Bq(πm)+v(lcos45°)=07×10-4 s(1分)(2)带电粒子在电场中做类平抛运动,设加速度为a,则lsin45°=2(1)at2(2)(2分)a=m(Eq)(1分)解得E=ql(4mv2sin45°)=6 V/(1分)答案:(1)07×10-4 s(2)6 V/m