材料与成型工艺复习题(一)

材料与成型工艺复习题（一）

1、阐述材料与工业设计的关系。

（1）材料是工业设计的物质基础；

由于任何产品都是由材料组合而成，任何设计都必须建立在可选用材料的基础上，因此设计师在提出符合美学的造型设计时，必须同时考虑现有材料是否可以通过特定的制作工艺达到设计要求。

（2）材料与工业设计相互促进；

（3）材料科学是工业设计的基础

设计师在进行工业产品设计时，不仅要有造型美学上的考虑，还要考虑设计的合理性和可行性。也就是说材料除了满足美学要求外，能否满足使用性能、加工工艺、价格合理、环境友好等各方面的要求，象移动电话的外壳要考虑一定的韧性，以免不小心掉在地上摔裂，洗衣机的外壳要考虑在潮湿的环境下不会生锈等。对于工业产品还要考虑的性能诸如：强度、硬度、韧度、耐磨性和光泽等。另外，设计能否实现还要看能否通过一定的成形加工技术完成对材料的加工。

2、产品设计选材及成型原则有哪些？

（1）使用性原则

主要考虑满足产品本身功能、性能。包括材料的常规力学性能、疲劳断裂性能、抗复杂环境侵蚀的性能，对特殊机电产品采用特殊材料，如压电陶瓷材料、功能梯度材料、各种纳米材料等的特殊性能。材料性能指标往往受当前材料科学发展的局限，设计选材时必须了解材料的各种特性。

（2）工艺性原则

在设计阶段考虑材料的可加工性可以提高产品的经济性、减少能耗和不利副产品的产生。例如，使用粉末冶金成形技术制造齿轮等外形复杂、加工精度要求高的部件，在强度和寿命要求可以满足的情况下能够显著提高工效、降低成本。

（3）性价比原则

材料的价格性能比是制约设计选材的一个重要因素。但在全生命周期设计中应当全面分析材料的使用效能。

（4）环保性原则

绿色环保材料应该能够提高效能，延长生命周期，减低产品的淘汰率；减少

对环境有破坏和污染材料的使用，避免使用有毒材料；材料的使用单纯化、少量化，尽量避免多种不同材料混合使用；选用废弃后能自然分解并为自然界吸收的材料；选用可回收或者能重复使用的材料等。

（5）美学性原则

3、产品的美学型原则包括哪些？

工业产品的美主要体现在两个方面，一个是产品外在的感性形式所呈现的美，称为"形式美"，另一个是产品内在结构的和谐、有秩序而呈现出的美，称为"技术美"。无论外在易感知的形式美，还是内在不易感知的技术美，两者的要素是相互联系的。当把这两方面的要素有机结合时，就可以达到产品真正的美。

形式美是指构成事物的外在属性（如形、色、质等）及其组合关系所呈现出来的审美特性，它是人类在长期劳动中所形成的审美意识。在产品造型设计中必须遵循这些规律，加以灵活运用。任何艺术作品，离开形式美，美就会失去魅力，不能起到感染人的作用。

形式美首先展示的是材质美。在人类社会漫长的发展历史中，人们总是在不断地发现、发明新的材料，并利用它们来创造周围的一切。这些造物的材料在人类文明进程中，往往被赋予了文化内涵和美学属性，不同材质蕴涵着不同的情感，它们构成了五光十色的大千世界。

4、简述工程材料的分类及主要用途。

工程材料有各种不同的分类方法。若将工程材料按化学成分可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。工程材料被广泛的应用到人类活动的各个不同领域，为人类的生产、生活服务。

5、什么是金属材料的力学性能？其衡量指标有哪些？说明其含义。

是指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能。

常用的力学性能主要有：强度、塑性、硬度、刚度、弹性、韧性和疲劳强度等。

强度：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。

塑性：是指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，即材料断裂前的塑性变形的能力。

硬度是指材料的软硬程度，亦即抵抗硬物压入或划伤的能力。

刚度：是指材料抵抗变形的能力（这种变形往往指弹性变形）。

弹性：是指材料受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形状的性质。

韧性：就是材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。

疲劳强度：是指材料在无数次循环应力作用下仍不断裂的最大应力，用以表现材料抵抗疲劳断裂的能力。

6、什么是比强度？比强度越大说明什么问题？材料的强度值与密度值之比。比强度越大说明材料质轻，强度高。

7、金属材料的性能包括和。使用性能和工艺性能

8、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括、和性能等。力学性能、物理和化学性能

9、金属材料的工艺性能是指材料对各种加工工艺适应的能力，它包括、、、和等。液态成形性（铸造性能）、塑性成形性（锻造性能）、连接成形性（焊接性能）、切削加工性能和热处理工艺性能。

10、根据载荷作用性质不同，载荷可分为、、等三种。静载荷、冲击载荷、疲劳载荷。