2015年南京航空航天大学080203机械设计及理论考研大纲

1．物体的受力分析
力、刚体、平衡的概念，静力学公理，约束和约束力，分离体，受力图。
2.平面汇交力系与平面力偶系
力的投影，平面汇交力系的合成与平衡，平面力对点的矩，平面力偶理论。
3．平面任意力系
力线平移定理，平面力系简化理论，主矢，主矩，平面任意力系的平衡方程及其应用，物体系统的平衡，平面桁架。
4.空间任意力系
空间汇交力系，空间力对点的矩和对轴的矩，空间力偶理论，空间力系简化理论，主矢，主矩，空间任意力系的平衡方程及其应用，重心。
5.摩擦
摩擦角与滚动摩阻的概念，考虑摩擦的平衡问题。
6.点的运动学
点的运动的矢量法，直角坐标法和自然法。
7.刚体的基本运动
刚体的平移及其特征，刚体的定轴转动。
8.点的合成运动
绝对、相对和牵连运动，点的速度合成定理，点的加速度合成定理。
9.刚体平面运动
平面运动的概念，平面图形上两点速度关系式，速度投影定理，速度瞬心法，平面图形上两点加度关系式。
10.刚体运动的合成
刚体平动与平动的合成，刚体绕平行轴转动的合成。
11.质点运动微分方程
动力学基本定律，质点运动微分方程及其应用。
12.动量定理和质心运动定理
动量、冲量，动量定理，质心运动定理。
13.动量矩定理
质点和质点系的动量矩，动量矩定理，刚体定轴转动微分方程，刚体平面运动微分方程。
14.动能定理
力的功及其计算，理想约束的概念。质点系和刚体的动能及其计算，质点系的动能定理及其应用，势能，机械能守恒。动力学基本 定理综合应用。
15.达朗贝尔原理
达朗贝尔原理，动静法，刚体惯性力系的简化，动静法的应用，刚体绕定轴转动时的动平衡问题。
16.虚位移原理
自由度，广义坐标，约束方程，虚位移的概念，虚位移原理及其应用，用广义坐标表示的虚位移原理，广义力。
17.动力学普遍方程和拉格朗日方程
动力学普遍方程，拉格朗日方程及其应用。
18.机械振动基础
单自由度系统的自由振动，衰减振动和强迫振动，临界转速，隔振。

一、课程的基本要求
要求对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练的计算能力、一定的分析能力。
二、课程的基本内容和要求
1 拉伸、压缩与剪切
掌握拉（压）杆的内力、应力、位移、变形和应变概念，直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力。掌握单向拉压的胡克定律，掌握材料的拉、压力学性能。掌握强度条件的概念及进行拉压强度和刚度计算。掌握轴向拉伸或压缩时的变形能，拉伸、压缩静不定问题，温度应力和装配应力。
2 扭转
掌握纯剪概念，剪切胡克定律，切应力互等定理。掌握圆轴扭转的内力，圆轴扭转应力和变形，建立强度和刚度条件，会进行扭转强度和刚度的计算。
3 弯曲内力
掌握平面弯曲内力概念，能够计算较复杂受载下的内力，会利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系画内力图。
4 弯曲应力
掌握弯曲正应力和弯曲切应力概念，掌握弯曲强度计算。
5 弯曲变形
掌握弯曲变形有关概念，会用积分法求和叠加法求弯曲变形，会解简单静不定梁。
6 应力和应变分析 强度理论
这是本课程的重点和难点。要求很好掌握平面应力状态下的应力分析方法，包括二向应力状态分析——解析法，二向应力状态分析——图解法；掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力的概念；正确理解广义胡克定律并熟练运用；正确理解常用强度理论及其应用。
7 组合变形
掌握组合变形和叠加原理，掌握拉伸或压缩与弯曲的组合，扭转与弯曲的组合，及其它组合变形下杆件的强度计算，会进行复杂受载下杆件强度的分析。
8 能量方法
掌握外力功与弹性应变能的概念，会用互等定理，卡氏定理，虚功原理，单位载荷法，莫尔积分，计算莫尔积分的图乘法计算位移（掌握任一种方法即可）。
9 静不定结构
掌握用力法解静不定结构的方法，会利用对称及反对称性质，掌握一次、二次超静定问题的计算。
10 动载荷
掌握动载荷问题中动静法的应用，杆件受冲击时的动荷系数、动应力和动变形的计算。
11 压杆稳定
掌握压杆稳定的概念，掌握两端铰支细长压杆的临界压力，其他支座条件下细长压杆的临界应力，欧拉公式的适用范围，经验公式和压杆的柔度的概念。会进行压杆稳定性计算。
12 平面图形的几何性质
掌握截面几何性质，重点掌握静矩、惯性矩、惯性积等概念和平行移轴公式。

力学：质点运动的描述，圆周运动，相对运动，牛顿运动定律，质心和质心运动定理，动量定理和动量守恒定律，功、动能和动能定理，保守力，势能，质点系的功能原理，保守力与非保守力，势能，机械能守恒定律，质点系的角动量和角动量守恒定律；刚体的定轴转动，力矩，刚体的转动惯量、定轴转动定律、定轴转动中的功能关系、角动量定理和角动量守恒定律。
热学：理想气体状态方程，理想气体的压强和温度，能均分定理，理想气体的内能，麦克斯韦速率分布律、，热力学第一定律以及对理想气体准静态过程的应用，循环过程，卡诺循环，热力学第二定律。
电磁学：库仑定律，电场强度，电场强度通量和高斯定理，电场强度与电势梯度的关系，电容器的电容，静电场中的电介质，有电介质时的高斯定理，电位移，静电场的能量；磁感应强度，毕奥-萨伐尔定律，稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理，带电粒子在电场和磁场中的运动，磁场对载流导线的作用，磁场强度，有介质时的安培环路定理；电磁感应定律，动生电动势，感生电动势和感生电场，自感应和互感应，磁场的能量。
振动和波动：简谐运动，一维谐振动的合成，平面间谐波的波函数，波的能量和强度，波的叠加原理，波的干涉、驻波，多普勒效应。
光学：杨氏双缝干涉，光程和光程差，薄膜干涉，迈克耳孙干涉仪，单缝夫琅禾费衍射，圆孔夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领，光栅衍射，光的偏振状态，起偏和检偏，马吕斯定律，反射和折射时光的偏振。

总体要求：
熟悉和掌握无机化学的基本理论和基本概念，能熟练运用基本知识进行有关计算。包括：物质结构和存在形式、化学变化的宏观规律、四大平衡体系、元素的变化规律、物质结构与性质的关系、主要的反应方程式等。
考试内容：
1. 以指定参考书为基础，考试内容注重考查考生对于"无机化学"课程所涉及的基本概念和基本理论的掌握程度，综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力；
2. "第十八章 f区元素"不纳入考试范围；
3. "第十章 固体结构"中"球的密堆积"不纳入考试范围；
4. 考题类型可以是判断题、选择题、填空题、证明题、论证题、计算题等形式。

考试内容：以金属材料为主线（兼顾高分子与陶瓷相关内容），主要考核材料的结构、相图与相变、晶体缺陷、表面与界面、固体中的扩散以及材料的形变与再结晶等内容。
第1章 晶体学基础
晶体点阵和空间点阵，布拉菲点阵，晶向指数和晶面指数，晶带定理，晶体对称性的基本概念。
第2章 固体材料的结构
原子键合及其特性，典型金属的晶体结构，合金相的晶体结构；
陶瓷材料的典型结构，硅酸盐的结构；
高分子的近程结构、远程结构及聚集态结构。
第3章 固体中的扩散
扩散定律及其应用，扩散微观理论与机制，柯肯达尔效应，影响扩散的因素，反应扩散。
第4章 凝固
液态金属的结构，高分子溶液，纯金属的凝固，固溶体合金的凝固，共晶合金的凝固，铸锭组织与凝固技术。

第5章 相图
相图基础知识；
二元相图（铁碳相图是重点）；
三元相图(三元共晶相图和三元相图小结是重点)。

第6章　固态相变的基本原理，不考
第7章　晶体缺陷
点缺陷、位错的基本知识，位错的运动，位错的弹性性质与交互作用，位错的生成与增殖，实际晶体中的位错，FCC晶体中位错反应的一般表示

第8章　材料表面与界面
晶体中的界面结构，界面能量，晶体中界面的偏聚与迁移
第9章 金属材料的变形与再结晶
金属的塑性变形的微观机制，滑移系与滑移的临界分切应力，合金的塑性变形与强化
第10章 非金属材料的应力-应变行为与变形机制
陶瓷材料的应力-应变行为，高聚物的分子运动与转变，高聚物的高弹性和粘弹性，高聚物的应力－应变行为

一、机械原理（约50分）
（1）机械原理研究的对象和内容；
（2）平面机构的组成和运动简图的绘制，平面机构自由度的计算（复合铰链、局部自由度和虚约束的分析），平面机构的组成原理及结构分析；
（3）移动副、螺旋副、转动副中的摩擦和自锁；机械的效率与自锁的关系；
（4）平面四杆机构的基本类型及其演化，平面连杆机构的工作特性；
（5）齿轮机构的优缺点；齿廓啮合基本定律及共轭齿廓，渐开线的形成、特性及渐开线齿廓的啮合，渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数和尺寸计算，渐开线直齿圆柱齿轮的啮合过程、正确啮合条件、中心距、连续传动的条件。
二、振动基础部分（约50分）
（1）单自由度系统、二自由度系统振动方程的建立方法；
（2）单自由度系统、二自由度系统自由振动响应、简谐激励响应、瞬态激励响应的求解方法；
（3）刚度、质量、阻尼（阻尼比）、频率、周期、振型等定义和计算方法；
（4）振型正交性、模态叠加法、频响函数、单位脉冲响应函数基本概念及理论。
三、单片机基础部分（约50分）
（1）单片机的基本概念、特点、发展情况及基本类型；
（2）51系列单片机内部结构及其引脚功能，51单片机中的处理器、存储器、并行I/O口及定时计数器、串行I/O、单片机中断系统、复位状态与基本复位电路；
（3）单片机的指令系统中的各类操作指令及其应用，单片机汇编语言程序结构和编程方法，编写一定难度的汇编语言程序。

电工技术部分
（1）电路的基本概念和基本定律
（2）电路的分析方法
（3）电路基本定理
（4）正弦稳态分析
（5）非正弦周期电流电路
（6）电路的暂态分析
（7）磁路和铁心线圈电路
（8）交流电动机
（9）继电接触器控制系统
电子技术部分
（1）半导体二极管和三极管
（2）基本放大电路
（3）集成运算放大器
（4）正弦波振荡电路
（5）直流稳压电源
（6）门电路和组合逻辑电路
（7）触发器和时序逻辑电路

一、工程材料部分（约50分）
（1）工程材料的力学性能：强度与塑性、硬度、冲击韧性；
（2）工程材料及其分类、原子键合及不同键合材料的特性；
（3）金属的结构与结晶：金属的晶体结构、实际金属中的晶体缺陷；金属的结晶、晶粒度的控制与细晶强化；
（4）金属的塑性变形和再结晶：塑性变形与加工硬化、温度对变形金属结构与性能的影响、金属的热加工与冷加工；
（5）有色金属（铝、钛、铜）及其合金基本性能与特点，高聚物的结构、物理与力学状态、基本性能与特点。
二、振动基础部分（约50分）
（1）单自由度系统、二自由度系统振动方程的建立方法；
（2）单自由度系统、二自由度系统自由振动响应、简谐激励响应、瞬态激励响应的求解方法；
（3）刚度、质量、阻尼（阻尼比）、频率、周期、振型等定义和计算方法；
（4）振型正交性、模态叠加法、频响函数、单位脉冲响应函数基本概念及理论。
三、单片机基础部分（约50分）
（1）单片机的基本概念、特点、发展情况及基本类型；
（2）51系列单片机内部结构及其引脚功能，51单片机中的处理器、存储器、并行I/O口及定时计数器、串行I/O、单片机中断系统、复位状态与基本复位电路；
（3）单片机的指令系统中的各类操作指令及其应用，单片机汇编语言程序结构和编程方法，编写一定难度的汇编语言程序。

本课程内容主要包括电工电子基础，微机原理与及接口技术以及自动控制原理基本知识。主要分为以下几部分：
电工技术部分
（1）电路的基本概念和基本定律
（2）电路的分析方法
（3）电路基本定理
（4）正弦稳态分析
（5）电路的暂态分析
电子技术部分
（1）半导体二极管和三极管
（2）基本放大电路
（3）集成运算放大器
（6）触发器和时序逻辑电路
微机原理与接口技术
（1）微处理器结构
（2）存储器
（3）输入与输出
（4）I/O接口技术
自动控制原理
（1）自动控制的一般概念
（2）控制系统的数学模型
（3）线性系统的时域分析法：系统稳定性的定义与判断法则；劳斯稳定判据；控制系统时域动态性能指标的定义与计算扰动误差；减小稳态误差的措施。
（4）线性系统的根轨法
（5）线性系统的频域分析法：频率特性的概念及图示法；频率特性的计算；开环频率特性的绘制；开环系统幅相曲线绘制；开环对数曲线绘制；奈奎斯特稳定判据；串联超前、迟后校正网络的设计。