复合材料力学答案（精选8篇）
评分标准 拉伸实验报告
一、实验目的（1分）1.测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。2.测定铸铁的强度极限σb。3.观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（p－δl曲线）。4.比较低碳钢与铸铁的力学特性。
二、实验设备（1分）
机器型号名称电子万能试验机
测量尺寸的量具名称游标卡尺 精度 0.02 mm
三、实验数据（2分）
四、实验结果处理（4分）?s??b? psa0pba0 ＝300mpa 左右 ＝420mpa 左右 ＝20～30％左右＝60～75％左右 ?? l1?l0 ?100％ l0a0?a1 ?100％ a0 ?＝
五、回答下列问题（2分，每题0.5分）
1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。略
2、画出拉伸曲线图。
3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？ 相同 延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。压缩实验报告
一、实验目的（1分）
1.测定压缩时铸铁的强度极限σb。
2.观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。
二、实验设备（1分）
机器型号名称电子万能试验机（0.5分）
测量尺寸的量具名称 游标卡尺 精度 0.02 mm（0.5分）
三、实验数据（1分）
四、实验结果处理（2分）?b? pb =740mpaa0 左右
五、回答下列思考题（3分）
1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。略 2.绘出两种材料的压缩曲线。略
3.为什么在压缩实验时要加球形承垫？ 当试件的两端稍有不平行时，利用试验机上的球形承垫自动调节，可保证压力通过试件的轴线。
4.对压缩试件的尺寸有何要求？为什么？ 1? h0 ?3 d0 试件承受压缩时，上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受阻，导致测得的抗压强度比实际偏高。试件越短，影响越明显。若试件过长，容易产生失稳现象。5.铸铁的压缩破坏形式说明了什么？ 铸铁的抗剪能力低于抗压能力。
测定弹性模量e实验报告
一、实验目的（1分）
1.测定常用金属材料的弹性模量ｅ
二、实验设备（1分）
机器型号名称 电子万能试验机
测量尺寸的量具名称 游标卡尺精度 0.02 mm 引伸计标距 50 mm
三、实验数据（2分）
四、实验结果处理（3分）e? fnl0（约a0?l 200gpa）
五、画出f??l曲线图（1分）
六、讨论题（2分）1.试件尺寸和形式对测定e有无影响？ 无影响 弹性模量e是只与材料有关的量，与其他量无关。
2.影响实验结果的因素是什么？为何要用等量增载法进行实验？ 扭转实验报告
一、实验目的（1分）
1.观察低碳钢和铸铁的变形现象及破坏形式。2.测定低碳钢的剪切屈服极限?s和剪切强度极限?b。3.测定铸铁的剪切强度极限?b。
二、实验设备（1分）
机器型号名称 电子扭转试验机 选择量程：钢 nm 精度 nm 铸铁 nm 精度 nm 测直径量具名称 游标卡尺 精度 0.02 mm
三、实验数据和计算结果（6分）
四、回答下列问题（2分）
1.画出低碳钢和铸铁试件实验前、后的图形。篇二：材料力学实验报告标准答案
力 学 实 验 报 告
标 准 答 案
一、拉伸实验报告标准答案
实验目的： 见教材。实验仪器 见教材。实验结果及数据处理： 例:(一)低碳钢试件
强度指标: ps=__22.1___kn屈服应力 ζs= ps/a __273.8___mpa p b =__33.2___kn强度极限 ζb= pb /a __411.3___mpa 塑性指标: a?a1l1-l ?100%? 68.40 % 伸长率???100%? 33.24 %面积收缩率??al 低碳钢拉伸图:
（二）铸铁试件1 强度指标: 最大载荷pb =__14.4___ kn 强度极限ζb= pb / a = _177.7__ m pa 问题讨论：
1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。.二、压缩实验报告标准答案
实验目的：见教材。实验原理： 见教材。
实验数据记录及处理： 例：(一)试验记录及计算结果2 问题讨论：
1、分析铸铁试件压缩破坏的原因.答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。
2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同? 结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料? 答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。
通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。
三、拉压弹性模量e测定试验报告 3 实验目的： 见教材。实验仪器： 见教材。实验数据记录及处理：
（一）碳钢试件尺寸
计算长度l =__100___mm直 径d =__10___mm 截面面积a =___78.5____mm2平均(δa1)=平均(δa2)=(??1)?(?a2)＝ 左右两表读数差平均值:(?a)? 2平均伸长增量(δl)=__________mm 碳钢弹性模量 e? ?p?l ? mpa(?l?a)问题讨论：
1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么? 答: 弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。4篇三：材料力学实验报告 实验一拉伸实验
一、实验目的
1．测定低碳钢(q235)的屈服点?s，强度极限?b，延伸率?，断面收缩率?。2．测定铸铁的强度极限?b。
3．观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。4．熟悉试验机和其它有关仪器的使用。
二、实验设备
1．液压式万能实验机；2．游标卡尺；3．试样刻线机。
三、万能试验机简介
具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成；
1）加载部分，利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。
2）测控部分，指示试件所受载荷大小及变形情况。
四、试验方法
1．低碳钢拉伸实验（1）用画线器在低碳钢试件上画标距及10等分刻线，量试件直径，低碳钢试件标距。（2）调整试验机，使下夹头处于适当的位置，把试件夹好。
（3）运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。观察屈服现象。（4）打印外力和变形的关系曲线，记录屈服载荷fs=22.5kn，最大载荷fb =35kn。（5）取下试件，观察试件断口: 凸凹状，即韧性杯状断口。测量拉断后的标距长l1，颈缩处最小直径d1低碳钢的拉伸图如图所示 图1-4 低碳钢拉伸曲线 2．铸铁的拉伸
其方法步骤完全与低碳钢相同。因为材料是脆性材料，观察不到屈服现象。在很小的变形下试件就突然断裂（图1-5），只需记录下最大载荷fb=10.8kn即可。?b的计算与低碳钢的计算方法相同。
六、试验结果及数据处理 表1-2 试验前试样尺寸
表1-3 试验后试样尺寸和形状
根据试验记录，计算应力值。低碳钢屈服极限?s? fsa0 ?fba0 22.5?1078.54?35?1078.54 3 ?286.48mpa 3 低碳钢强度极限 ?b? ?445.63mpa 低碳钢断面收缩率?? a0?a1 a0l1?l0 l0 ? ?100%? 78.54?28.27 78.54 ?64% 低碳钢延伸率 ???100%? 3 125?100100 ?25% 铸铁强度极限 ?b? fba0 10.8?1078.54 ?137.53mpa 2
七、思考题
1． 根据实验画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线。略
2． 根据实验时发生的现象和实验结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有什么不同? 答：低碳钢是典型的塑性材料，拉伸时会发生屈服，会产生很大的塑性变形，断裂前有明显的颈缩现象，拉断后断口呈凸凹状，而铸铁拉伸时没有屈服现象，变形也不明显，拉断后断口基本沿横截面，较粗糙。
3． 低碳钢试样在最大载荷d点不断裂，在载荷下降至e点时反而断裂，为什么？ 答：低碳钢在载荷下降至e点时反而断裂，是因为此时实际受载截面已经大大减小，实际应力达到材料所能承受的极限，在最大载荷d点实际应力比e点时小。3 实验二 压缩实验
一、实验目的
1． 测定低碳钢的压缩屈服极限和铸铁的压缩强度极限。2． 观察和比较两种材料在压缩过程中的各种现象。
二、实验设备、材料
万能材料试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁压缩试件。
三、实验方法
1． 用游标卡尺量出试件的直径d和高度h。
2． 把试件放好，调整试验机，使上压头处于适当的位置，空隙小于10mm。3． 运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。
4． 对低碳钢试件应注意观察屈服现象，并记录下屈服载荷fs=22.5kn。其越压越扁，压到一定程度（f=40kn）即可停止试验。对于铸铁试件，应压到破坏为止，记下最大载荷 fb =35kn。打印压缩曲线。
5． 取下试件，观察低碳钢试件形状: 鼓状；铸铁试件，沿45?~55?方向破坏。f△l 图2-1低碳钢和铸铁压缩曲线
四、试验结果及数据处理 表2-1 压缩实验结果 4 低碳钢压缩屈服点 ? ?s fsa0fba0 ? 22000 ??10/4 60000 2 ?280.11mpa 铸铁压缩强度极限 ? ?b ? ??10/4 2 ?763.94mpa
五、思考题
1.分析铸铁破坏的原因，并与其拉伸作比较。
答：铸铁压缩时的断口与轴线约成45?角，在45?的斜截面上作用着最大的切应力，故其破坏方式是剪断。铸铁拉伸时，沿横截面破坏，为拉应力过大导致。2.放置压缩试样的支承垫板底部都制作成球形，为什么？ 答：支承垫板底部都制作成球形自动对中，便于使试件均匀受力。
3.为什么铸铁试样被压缩时，破坏面常发生在与轴线大致成45?~55?的方向上？ 答：由于内摩擦的作用。
4.试比较塑性材料和脆性材料在压缩时的变形及破坏形式有什么不同？ 答：塑性材料在压缩时截面不断增大，承载能力不断增强，但塑性变形过大时不能正常工作，即失效；脆性材料在压缩时，破坏前无明显变化，破坏与沿轴线大致成45?~55?的方向发生，为剪断破坏。
木塑复合材料是一种环保型生物质材料,它性能优越, 兼具木材和塑料的特点,对环境无污染,还可充分利用林场加工剩余的木屑、竹材以及其它废弃边角料和可回收的热塑性塑料等[1,2,3],是我国近年来重点发展的一种新型材料。目前国内外对木塑复合材料的研究广泛,例如,Sonia等[4]、Kamal等[5]、Oksman等[6]、张文杰[7]、宋永明等[8]对其相容性进行了相关研究;胡圣飞等[9]、薛平等[10]、曾石等[11]在其成型工艺及流程工艺方面都有深入研究。我国竹子资源非常丰富, 产量位列世界第一,竹材具有生长周期短,再生能力强,竹纤维的成本低,力学性能好,吸湿透气性能强,抗菌、抗紫外线的特点[12,13,14,15]。以竹粉为增强材料、塑料为基体材料制备的竹塑复合材料为木塑复合材料一种,该材料轻质高强、耐腐蚀性能、抗湿膨胀性能良好,可应用于地板、家具、天花板、包装箱、土木工程建设中[16,17,18]。
尽管竹塑复合材料优点多,但同样存在刚性较高(由竹粉引起)、韧性较差等缺点,实际使用过程中容易破裂[19,20], 因此对其进行增韧改性意义重大,但目前对竹塑复合材料增韧方面的研究较少。本实验以竹粉为增强体,高密度聚乙烯为基体,马来酸酐接枝聚乙烯为偶联剂,不同含量的POE为增韧剂制备竹塑复合材料,并进行力学性能和动态力学性能测试,分析研究不同增韧剂含量对竹 塑复合材 料的增韧 效果。
1实验
1.1材料
竹粉,粒径小于等于0.18mm,浙江临安市明珠竹木粉有限公司;高密度聚乙烯(HDPE),型号8008,福建联合石油化工有限公司;马来酸酐接枝聚乙烯(Maleic anhydride grafted polyethylene,MAPE),美国陶氏CPZ-2012,马来酸酐含量8%;聚烯烃弹性体(POE),型号7467,美国陶氏化学公司。
1.2仪器设备
密炼机,型号S(X)-1L-K,常州苏研科技有限公司;强力破碎机,型号PC-400A,潮州市龙河塑胶有限公司;塑料注射成型机,型号HY-500,宁波海鹰塑料机械有限公司;微机控制电子万能试验机,型号CMT 6104,深圳市新三思计量技术有限公司;摆锤冲击试验机,型号ZBC-25B,深圳市新三思材料检测有限公司;动态热力学分析仪,型号242E,德国耐驰仪器制造有限公司。
1.3实验方法
1将竹粉放入恒温干燥箱于80 ℃干燥24h;2每组试验总量360.0g,按表1设定的成分比例称取HDPE、MAPE、 POE,在温度为170.0 ℃、转速为40r/min的密炼机中混合3min;3加入108.0g竹粉(总量的30%)混合密炼10~15 min,取出冷却;4将冷却后的竹塑复合材料在粉碎机中破碎, 得小颗粒物料备用;5将破碎的颗粒物料在射嘴温度185 ℃, 一段温度180℃,二段温度170℃注塑成型,制成标准试件。
1.4性能表征
1.4.1力学性能测试
拉伸强度在室温条件下利用万能力学试验机按国家标准GB/T 1040.4-2006[21]测试,设定试验 机测试速 度为10 mm/min,试样的原始标距为115mm。
弯曲强度在室温条件下利用万能力学试验机按国家标准GB/T 9341-2008[22]测试,设定试验机测试速度为10mm/ min,试样长度为80mm,试样跨度为64mm。
冲击强度在室温条件下利用摆锤冲击试验机按国家标准GB/T 1043.1-2008[23]测试。
各组试验测试3次取平均值。
1.4.2动态热力学分析
动态机械热分析 (Dynamic thermomechanical analysis, DMA)测量的是粘弹性材料的力学性能与时间、温度或频率的关系。利用动态机械热分析可以反映复合材料中添加材料与基体材料之间的相互作用和相容性。试验设置力范围为(4±4)N,升温速率为2~3K/min,振幅为20μm,初始温度25 ℃,终止温度80 ℃,测量频率 选1.00 Hz、2.50 Hz、 5.00Hz进行测定。
2结果与分析
2.1不同POE含量对竹塑复合材料力学性能的影响
表2为不同POE含量的复合材料的拉伸强度、弯曲强度与冲击强度。从表2中可以看出,随着POE含量的增加, 复合材料的冲击强度增加,但拉伸强度和弯曲强度减小。这说明增韧剂POE的加入,增大了复合材料的冲击韧性,但降低了拉伸性能与弯曲性能。这是因为随着POE的加入,当复合材料受到冲击时,基体中的POE作为应力集中点产生大量微小裂纹,随后在基体中支化吸收大部分冲击能,而大量微小裂纹之间相互干扰阻碍了裂纹的进一步扩展,使复合材料的韧性得到提高。另一方面,由于POE颗粒的强度和模量比HDPE低,当加入POE后,复合材料的结晶度随之降低,因此复合材料的拉伸强度和弯曲强度均随着POE含量的增加而降低。
2.2动态热力学分析
2.2.1不同频率对竹塑复合材料储能模量的影响
图1为POE在不同频率下对竹塑复合材料储能模量的影响。从图1中可以看出,随着扫描频率的增加,竹塑复合材料的储能模量增加,这是因为竹塑复合材料的黏弹性与温度、时间和频率有关,当对材料施加一定频率的压力时,材料内部的高分子链段会发生重排,储能模量会随着时间延长而降低,而动态热力学分析仪的储能模量是根据一定时间段内测得的,因此,频率越高,测定的时间段越短,所测的储能模量越高。
2.2.2不同频率对竹塑复合材料损耗因子的影响
图2为POE在不同频率下对竹塑复合材料损耗因子的影响,损耗因子tand为所测的损耗模量与储能模量的比值E″/E′,它的峰值表示复合材料的玻璃化转变温度。从图2中可以看出,POE增韧的竹塑复合材料的玻璃化转变温度在72 ℃左右,随着频率的增加,损耗因子降低,这是因为频率变大时,损耗模量测定的时间变短,所测的损耗模量较小,所以复合材料的损耗因子随频率的增加而降低。
2.2.3不同POE含量对竹塑复合材料储能模量的影响
材料的储能模量可以表征材料的刚度,储能模量越大, 材料的刚度越大。图3为不同POE含量对竹塑复合材料储能模量的影响。从图3中可以看出,随着POE含量的增加, 竹塑复合材料的储能模量减小,材料的韧性增强,当POE的含量为40%韧性最强。但由于复合材料的刚度变小,其力学性能(拉伸性能和弯曲性能)下降,这也可以从力学性能分析中得到。这是因为随着POE的加入,HDPE基体的韧性增加,反映在复合材料的力学性能上即复合材料的韧性增强。
2.2.4不同POE含量对竹塑复合材料损耗因子的影响
图4为不同POE含量对竹 塑复合材 料储能模 量的影响。从图4中可以看出,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的tand峰对应的温 度升高,即玻璃化 转变温度 升高,当POE含量为0%、10%、20%时玻璃化转变温度变化不大,而当POE含量增加到30%、40%时,复合材料的玻璃化转变温度明显升高。这是因为随着POE含量的增加,刚性的竹粉所占比例下降,对应的复合材料的玻璃化转变温度升高,韧性增强,当POE含量为40%竹塑复合材料韧性最强。
3结论
(1)力学性能结果表明,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的冲击韧性增强,但拉伸强度和弯曲强度降低。
(2)动态热力学分析表明,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,刚度减小,拉伸强度和弯曲强度降低;
(3)该材料适用于耐力学冲击但对拉伸强度和弯曲强度要求不高的情况下所使用的材料。
摘要：为研究增韧剂聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)对竹粉/高密度聚乙烯复合材料(竹塑复合材料,BPC)的增韧作用,制备了高性能竹塑复合材料。在竹塑复合材料中分别添加不同含量的POE制备试样,对制备的试样进行力学性能测试和动态热力学分析。力学性能测试结果表明,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的冲击强度明显增大,但拉伸强度和弯曲强度均减小,当POE含量为40%时,竹塑复合材料的冲击强度最好;动态热力学分析结果表明,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,当POE含量为40%时,竹塑复合材料的韧性最强。
关键词：材料力学；国内外；新材料
材料力学，也就是研究构成工程器件物质内部受力情况的一门学科。其研究特点是将宏观的问题放到微观世界去解决，从而搭建解决材料变形、扭转等一系列问题。首先，力学知识最先起源于人类对自然现象的观察和生产劳动过程中的经验积累。而材料力学的起源如果要追溯则应追溯到古代房屋建筑上去。在古中国的宫殿建筑中，由于那是皇权的象征，所以材料的选用在符合审美的需求的基础上最重要的是要使材料在预定年限内不会出现断裂。只是很可惜，在古中国没有形成一套完整的系统。而在西方世界的意大利，意大利科学家为了解决建筑船舶和水闸所需要的梁的尺寸问题，进行了一系列实验，并于1638年提出梁的强度计算公式。但是受到材料力学的发展限制，他所得到的答案并不完全正确。后来英国科学家胡克发表了重要的胡克定律，这才奠定了材料力学的基础。自从18世纪起，材料力学才开始沿着科学的方向发展。
一、材料力学在国内外的发展
新材料是指新出现或正在发展中的、具有传统材料所不具有的优异性能的材料。它主要包括电子信息、光电、超导材料；生物功能材料；能源材料和生态环境材料；高性能陶瓷材料及新型工程塑料；粉体、纳米、微孔材料和高纯金属及高纯材料；表面技术与涂层和薄膜材料；复合材料；智能材料；新结构功能助剂材料、优异性能的新型结构材料等。新材料产业包括新材料及其相关产品和技术装备。与传统材料相比，新材料产业技术高度密集、更新换代快、研究与开发投入高、保密性强、产品的附加值高、生产与市场具有强烈的国际性、产品的质量与特定性能在市场中具有决定作用。新材料的应用范围非常广泛，发展前景十分广阔，其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。
二、在国内外的发展
综观全世界，新材料产业已经渗透到国民经济、国防建设和社会生活的各个领域，支撑着一大批高新技术产业的发展，对国民经济的发展具有举足轻重的作用，成为各个国家抢占未来经济发展制高点的重要领域。主要发达国家都十分重视新材料产业投入和发展。
1.美国政府在1991至1995年的《国家关键技术报告》中就将材料科学与技术列为重要的研究领域。自1996年以后，该计划的制定方式有所变化，由DARPA（国防高级研究计划局）提出年度修改方案交国会审议，近年有关材料的立项列入到《国防领域的研究、开发、实验及评估计划》中的61101E子项（国防研究科学，该子项包括信息科学、电子科学和材料科学三大领域）和62712E（材料与电子技术，该子项包括材料加工技术、微电子器件技术、低温电子器件技术和军用医疗与损伤技术四个领域）中，主要预算合计为15亿美元左右。在新材料的单项方面，美国2000年制定的国家纳米技术计划被列为第一优先科技发展计划。
2.德国自1994年就启动了跨世纪国家级新材料研究计划，实施周期为1994—2003年。该计划目标是通过产品创新和技术创新，在新材料制造装备、加工和应用三个方面确保德国的国际领先地位；进入21世纪后，德国在9大重点发展领域均将新材料列为首位，通过开发新材料以确保资源和环境；德国还将纳米技术列为科研创新的战略领域。3、日本一直十分重视材料技术的发展，把开发新材料列为国家高新技术的第二大目标，认为新材料技术是推动21世纪创新和社会繁荣的主导力量。在日本新的5年“科学技术基本计划”，重点发展的材料技术包括：分析和控制微粒、分子、原子、电子等微观结构技术；高纯化和功能组合技术；功能性结构材料技术；使材料具有特殊功能的表面处理技术；应用计算机设计和制造材料的技术等。
二、新材料的应用和成就
1.促进了一批新材料产业的形成和发展，初步形成了完整的新材料体系一是在电子信息材料领域形成了直径200毫米（8英寸）硅单晶抛光片、纯镓和高纯镓、水平砷化镓晶片等半导体材料产业，以及新型超长余辉发光材料和制品、氮化镓基高度发光材料与发光器件、彩色终端显示用荧光粉、纳米级掺稀土基因——氧化硅玻璃复合光放大功能材料、偏光片彩色感光材料等显示发光材料产业；二是在电池和电池材料方面形成了包括锂离子电池、方型锂离子电池、锂离子电池极板材料、锂离子电池用六氟磷酸锂、镍氢动力电池正极新材料、动力电池储能材料等在内的完整产业链； 三是在稀土永磁材料的研究开发与应用上，发明了在国际上处于领先水平的钕铁氮新型永磁材料；四是在稀土提取及相关产品方面形成了我国的特色产业，如高纯稀土金属铈、钍、高纯氧化铕、重稀土金属、稀土复合氧化物燃烧催化剂等；五是在新型高分子材料方面形成了改性MC尼龙管材和管件、特种工程塑料聚醚酮树脂、光盘级聚碳酸酯、特性氨纶纤维、高分子功能材料热缩细管与母排保护套管等产品系列。
2.支持了具有高性能、高附加值产品的高技术项目，开辟了新的材料产业领域 大连路明科技集团有限公司自主开发研制的高效长余辉稀土发光材料，该材料具有环保、节能、高效蓄能等特点，可广泛应用于消防安全、建筑安装、交通运输、纺织服装以及军事领域，引发了新型自发光产业的诞生与发展。西北有色金属研究院承担的“耐热钕铁硼稀土永磁材料”，该种材料的研制成功将改变我国钕铁硼永磁材料在低水平基础上的重复建设、互相制约的局面，使我国的钕铁硼永磁材料产业发展走上高技术、高效益的健康发展之路。福州大学光催化研究所承担的光催化功能材料及系列产品产业化前期关键技术研究项目，研制出了新型固体超强酸化催化剂，产品属国内首创，达到国际领先水平，具有广阔的市场前景。
表 题1的压力梯度数据 井号 油层中部实测静压，106Pa 油层中部海拔，m 1 9.0-940 2 8.85-870 3 8.8-850 4 8.9-880 已知原油的相对密度0.8，原始油水界面的海拔为－950m，试分析在哪个井附近形成低压区。
解：
将4口井的压力折算成折算压力进行比较 =9.0×10 6+0.8×103×9.8×(950－940)=9.08MPa =9.0×10 6+0.8×103×9.8×(950－870)=9.48MPa =9.0×10 6+0.8×103×9.8×(950－850)=9.58MPa =9.0×10 6+0.8×103×9.8×(950－880)=9.45MPa 由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。
2．某油田有一口位于含油区的探井，实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa，油层中部海拔为－1000m。位于含水区有一口探井，实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa，地层中部海拔－1300m。已知原油的相对密度为0.85，地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。
解：由于未开采之前，油层中的油没有流动，所以两口探井的折算压力应相等，设为油水界面的海拔高度，则：
由可得：-1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m 3．某油田在开发初期钻了五口探井，实测油层中部原始地层压力资料见表2。表 题3的压力梯度数据 井号 油层中部原始压力，106Pa 油层中部海拔，m 1 7.4-820 2 8-900 3 8.3-940 4 8.95-1025 5 9.5-1100 后来又钻了一口井，已知其油层中部海拔为－980m，试根据已有资料推算此井油层中部原始地层压力。
解：
由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线，从图上查得当海拔为-980m时，此井的油层中部原始地层压力为8.6m。
7．在重力水压驱动方式下，某井供给边界半径为250m，井半径为10cm，供给边界上压力为9MPa，井底流压为6MPa。井底流压为6MPa，原始饱和压力为4.4MPa，地层渗透率是0.5×10-12m2，原油体积系数为1.15。相对密度为0.85，粘度为9×10-3Pa·s，油层厚度为10m。
(1)求出距井中心0.2m，0.5m，1m，10m，50m，100m，200m处压力值。
(2)画出此井的压力分布曲线。
(3)求该井日产量。
解：
已知：re=250m，rw=0.1m，pe=9×106Pa，pwf=6×106Pa，pi=4.4×106Pa，K=0.5×10-12m2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s，h=10m。
由平面径向流压力公式可知 代入数据化简可得 p=0.38lnr+7 ①计算结果如下表 r(m)0.2 0.5 1 10 50 100 200 p(MPa)6.3 6.7 6.8 7.77 8.38 8.65 8.91 由产量公式可得 地面的产量 化为以质量表示的产量 =0.117×10-2×0.85×1000=0.99kg/s=85.5t/d 日产量为85.5t。
8．注出开发油田的井距为500m，地层静止压力为10.8MPa。油层厚度为15m，渗透率为0.5×10-12m2。地下流体粘度为9mPa·s，体积系数为1.15。原油相对密度为0.85，油层孔隙度为0.2，油井半径为10cm。
(1)若油井日产量为60t，井底压力多大？(2)供油区范围内平均地层压力为多大？(3)距井250 m 处的原油流到井底需要多少时间？ 解：
已知：re=250m，rw=0.1m，pe=10.8×106Pa，pwf=6×106Pa，K=0.5×10-12m2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s，h=15m,，B=1.15。
质量流量：
地上的体积流量：
地下的体积流量：
①由平面径向流流量公式（裘比公式）可知 从中解得pwf=9.4MPa ②由平均压力公式 =10.71MPa ③在距井250m处取一个的微元，则此处的流量（1）（2）由（1）（2）可得 代入数据分离变量积分 即 ：
积分得t=19.9年 或者 =19.9年 距井250m处的原油流到井底需要19.9年。
9．重力水压驱动油藏，油层厚度为10m，渗透率为0.4×10-12m2，地下原油粘度为9mPa·s，原油体积系数1.15，地面原油相对密度为0.85。某井单井供油面积为0.3km2，油井折算半径为10-2m。油层静止压力为10.5MPa，流动压力为7.5MPa，求此井日产油量。
解：
已知：rw=0.01m，pe=10.5×106Pa，pwf=7.5×106Pa，K=0.4×10-12m2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s，h=10m，B=1.15，供油面积为0.3km2 由供油面积可得油层的供油半径 πre2=0.3×106m2 供给半径为re=309m 由平面径向流流量公式可得原油的地下体积流量 =0.809×10-3 地面原油的体积流量 =0.704×10-3 质量流量为 =0.704×10-3×0.85×103=0.599kg/s=51.71t/d 此井日产油量为51.71吨。
10．油层和油井参数如题9，当油井以每天40t的产量生产时，井底压力为多少？ 解：
已知：
rw=0.1m，pe=10.5×106Pa，K=0.4×10-12m2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s，h=10m，B=1.15，re=309m,qm=40t/d=0.46kg/s 原油的地面体积流量 原油的地下体积流量 由平面径向流流量公式可得原油的地下体积流量 解得井底流压 井底压力为。
11．某井用198mm钻头钻开油层，油层部位深度从2646.5m到2660.5m，油井是射孔完成，射孔后进行了试油，试油结果见表3。
表 题11的第一次试油结果 油嘴 mm 日产量 井口压力 井底压力 油 t/d 气 103m3/d 气油比 m3/t 油压 MPa 套压 MPa 流动压力 MPa 原始地层压力 MPa 6 97.2 24.3 250 10.3 11.7 26.6 29.0 5 80.0 20.0 250 11.2 12.2 27.2 ―― 3 40.0 4.9 122 12.3 13.2 28.0 ―― 据岩芯分析含碳酸盐，并进行酸化。酸化后又进行第二次试油，其结果见表4，已知此井供油半径为300m，油井半径为0.1m，原油体积系数为1.12，相对密度为0.85。
(1)画出两次试油指示曲线。
(2)求出酸化前后地层流动系数。
(3)分析增产措施是否有效。
表 题11的第二次试油结果 油嘴 mm 日产量 井口压力 井底压力 油 t/d 气 103m3/d 气油比 m3/t 油压 MPa 套压 MPa 流动压力 MPa 原始地层压力 MPa 3 55.1 6.1 111 12.6 13.4 28.2 29.0 4 90 13.2 147 12.2 13.1 27.7 ―― 5 115.7 19.7 170 11.9 12.8 27.5 ―― 6 150.2 36.8 245 11.2 12.4 26.8 ―― 7 162.1 58.7 362 10.4 12.1 26.55 ―― 解：
已知：
h=2660.5-2646.5=14m，re=300m，rw=0.1m，B=1.12，γ=0.85。
第一次试油压差与产量数据如下表：
ΔP(MPa)2.4 1.8 1 q(t/d)97.2 80.0 40.0 第二次试油压差与产量数据如下表：
ΔP(MPa)0.8 1.3 1.5 2.2 2.45 q(t/d)55.1 90 115.7 150.2 162.1 由表格中数据画得试油指示曲线 由平面径向流流量公式 得到关于流动系数的计算公式 ①在第一次试油指示曲线上任取一点得到压差与流量为 Δp=1.4MPa，q=60t/d 原油的地面体积流量 原油的地下体积流量 代入流动系数计算公式可得流动系数为 ②在第二次试油指示曲线上任取一点得到压差与流量为 Δp=1.2MPa，q=80t/d 原油的地面体积流量 =1.1×10-3 原油的地下体积流量 代入流动系数计算公式可得流动系数为 酸化前底层流动系数为，酸化后底层流动系数为，从试油指示曲线可以看出，第二次试油指示曲线的斜率大于第一次试油指示曲线的斜率，所以增产措施有效。
12．某井稳定试井结果见表5。
表 题12的稳定试井结果 q，t/d 5 10 13 15 18 Δp，MPa 1.0 2.01 2.57 3.01 3.8 已知：油层厚度为8m，地下原油粘度为8.7mPa·s；
地面原油相对密度为0.85，体积系数为1.2。油井供油面积为0.3km2，油井有效半径为10cm。求油层的渗透率及流动系数。
解：
已知：rw=0.1m，γ=0.85，μ=8.7×10-3Pa·s，h=8m，B=1.2，供油面积为0.3km2 由供油面积可得油层的供油半径 供给半径为re=309m 根据试井结果画出试井指示曲线 在图上任取一点得到压差与流量为 Δp=2.4MPa，q=12t/d 由平面径向流流量公式 得到关于流动系数的计算公式 原油的地面体积流量 原油的地下体积流量 代入流动系数计算公式可得流动系数为 代入粘度、油层厚度可得渗透率 油层的流动系数为，渗透率为。
13．某井距直线供给边界距为250m，地层厚度为8m，渗透率为0.3×10-12m2，地下原油粘度为9×103mPa·s，生产压差为2MPa，油井半径为0.1m。
(1)求此井产量（地下值）。
(2)若供给边界是半径为250m的圆时，此井产量为多少？与直线供给边界情况下的产量有百分之几的差？ 解：
已知：
rw=0.1m，K=0.3×10-12m2，μ=9×10-3Pa·s，h=8m，d=250m，Δp=2×106Pa, ①由直线供给边界流量的计算公式 ②当re=250m时，由平面径向流流量公式 直线供给边界时的产量为0.39×10-3m3/s，re=250m圆形供给边界的产量为0.43×10-3m3/s，相差的百分比为10.26%。
14．直线供给边界一侧有两口生产井，如图2所示。供给边界上的压力pe为10MPa，地层厚度h为5m，渗透率K为1μm2。地下原油粘度2×10-3mPa·s原油体积系数B为1.2，地面原油相对密度为0.9，油井半径为0.1m。当两口井各以50t/d生产时，两井的井底压力各为多少？ 图题14的示意图 解：
已知：rw=0.1m，pe=10×106Pa，K=1×10-12m2，γ=0.9，μ=2×10-3Pa·s，h=5m，B=1.2，b=600m,qm=50t/d=0.58kg/s，d=400 根据镜像反映法，在直线供给边界的对称位置处反映出与生产井性质相同的井，如图。
原油的地下产量 由势的叠加原理，可得一号井的井底势值为(1)边界上的势值为(2)对式(1)(2)联立求解，求得产量公式为 或 代入数据可得 解得 pwf=9.53MPa 由于两口井的参数相同供给情况相同所以第二口井的井底压力也为pwf=9.53MPa。
两井的井底压力均为9.53MPa。
15．直线断层一侧有两口生产井，如图3所示。已知地层边界上的压力为10×106Pa，供给边界半径为10km。地层厚度为10m，渗透率为0.5×10-12m2，地下原油粘度为9×10-3 Pa·s，原油体积系数为1.15，地面原油相对密度为0.85。油井半径为10cm，井底压力均为7.5×106Pa。求出两口井的各自产量。
图题15的示意图 解：
已知：
rw=0.1m，pe=10×106Pa，K=0.5×10-12m2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s，h=10m，B=1.15,re=10000m, pwf=7.5×106Pa 根据镜像反映法，在断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井，设断层同侧的两口井的距离为，断层两侧的两口井的距离为，1号井距断层的距离为，2号井距断层的距离为，则：
由势的叠加原理得1号井的井底势值为：
(1)2号井的井底势值为：
(2)边界上的势值为(3)对式(1)(2)(3)联立求解，求得产量公式为 代入数据 折算成地面的产量 =0.303kg/s=26.18t/d =0.31kg/s=26.82t/d 两口井的产量分别为26.18t/d，26.82t/d。
16．两断层相交成120º角，在角分线上有一口生产井，如图4所示。地层与油井参数均同上题一样。求此井的日产量。
图题16的示意图 解：
已知：rw=0.1m，pe=10×106Pa，K=0.5×10-12m2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s，h=10m，B=1.15,re=10000m, pwf=7.5×106Pa 根据镜像反映法，在两条断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井，则d=100m，由势的叠加原理可得生产井出的势为：
若供给边界与各井的距离均为，则供给边界处的势为：
则 因为 所以井的产量为：
代入数据得 折算成地面的产量 日产量为。
17．两断层相交成直角，其中有一口生产井，如图5所示。写出此井产量计算公式。
图 题17的示意图 解：
根据镜像反映法，在两条断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井，由势的叠加原则可得生产井的势值为：
(1)若供给边界与各井的距离均为，则供给边界处的势为：
(2)则 因为 所以井的产量为：
18．带状油田中有三排生产井，一排注水井，如图6所示。已知：各排井井距均为500m，井的半径均为0.1m，注水井排到第一排生产井距离为L1＝1100m，生产井排间的排距L2＝L3＝600m。油层厚度16m。渗透率为0.5×10-12m2。地下原油粘度9×10-3Pa·s，体积系数为1.12，相对密度为0.8。注水井井底压力为19.5×106Pa，若各排生产井井底压力均为7.5×106Pa，井数均为16口，求各排井产量及每口井平均产量。
图 题18的示意图 解：
已知：rw1=rw2=rw3=rw4=0.1m，piwf=19.5×106Pa，K=0.5×10-12m2，γ=0.8，μ=9×10-3Pa·s，h=16m，pwf1=pwf2=pwf3=pwf4=7.5×106Pa，B=1.12，L1=1100m，L2=L3=600m，井距d=500m，n 1=n2=n3=n4=16 由井距和每排井数求出井排长度 渗流外阻：
渗流内阻：
根据电路图和多支路的电学定律列出方程。
代入数据解得 解得，折算成地面的产量 各排井的平均产量 每口井的平均产量 各排井的产量分别为1697.14t/d、648t/d、302.4t/d，各排每口井的平均产量106.07 t/d、40.5 t/d、18.9 t/d。
19．若上题（18题）中保持每排生产井的单井产量为50m3/d。各生产井排井底压力为多少？ 解：
已知：
rw1=rw2=rw3=0.1m，pe=19.5×106Pa，K=0.5×10-12m2，γ=0.8，μ=9×10-3Pa·s，h=16m，B=1.12，L1=1100m，L2=L3=600m，n 1=n2=n3=16，q=50m3/d=0.57×10-3m3/s，Q1 =Q2=Q3=qn=0.57×10-3×16=9.26×10-3m3/s，piwf=19.5×106Pa，井距d=500m。
由井距和每排井数求出井排长度 渗流外阻：
渗流内阻：
根据电路图和多支路的电学定律列出方程。
代入数据解得 联立方程解得，各生产井排井底压力分别为12.42MPa、10.86MPa、10.08MPa。
20．圆形油藏半径r1、r2、r3的圆上布置三排生产井，如图7所示。已知第一排井井数为18口，第二排井井数为11口，第三排井井数为4口。油井半径均为10cm，供给边界半径re＝3km，r1＝1500m、r2=900m、r3=300m。油层厚度10m，渗透率为0.5×10-12m2。地下原油粘度为9×10-3Pa·s。供给边界上的压力为12×106Pa，各排井底压力均保持7.5×106Pa。原油体积系数为1.2，地面原油相对密度为0.85，求各排井的产量及单井产量。
图 题20的示意图 解：
已知：
re=3000m, r1＝1500m、r2=900m、r3=300m，pe=12×106Pa，K=0.5×10-12m2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s，h=10m，B=1.2，pwf1=pwf2=pwf3=7.5×106Pa，rw1=rw2=rw3=0.1m，n 1=18，n2=11，n3=4。
井距分别为 则 d1=261.65m，d2=256.9m，d1=235.5m 渗流外阻：
=198×106 =146×106 =315×106 渗流内阻：
根据电路图和多支路的电学定律列出方程。
代入数据 解得：，折算成地面的产量 各排井的平均产量 各排井的产量分别为734.4t/d、220.32t/d、48.96t/d，各排每口井的平均产量40.8 t/d、20.03t/d、12.24 t/d。
21．带状油藏两排注水井中间布三排生产井，如图8所示。已知各排井井距均为500m，油井半径为10cm，L1＝L4＝1100m，L2＝L3＝600m。各排井数均为20口。油层厚度为20m，渗透率为0.5×10-12 m2，地下原油粘度为9mPa·s，注水井井底压力为19.5MPa，油井井底压力为7.5MPa。原油体积系数为1.2，地面原油相对密度为0.85，求各排井的产量和各排井单井平均产量。
图 题21的示意图 解：
已知：rw1=rw2=rw3=rw4=rw5=0.1m，piwf=19.5×106Pa，K=0.5×10-12m2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s，h=20m，pwf1=pwf2=pwf3=7.5×106Pa，B=1.2，L1＝L4＝1100m，L2=L3=600m，井距d=500m，n 1=n2=n3=niw=20 由井距和每排井数求出井排长度 渗流外阻：
渗流内阻：
根据电路图和多支路的电学定律列出方程。
代入数据：
解得：
，，折算成地面的产量 各排井的平均产量 各排井的产量分别为3041.64t/d、1946.16t/d、3041.64t/d，各排每口井的平均产量152.082t/d、97.308t/d、152.082t/d。
22．证明流函数和势函数满足拉普拉斯方程。
23．某封闭油藏面积A为30km2，油层厚度h为10m，孔隙度为0.2。原始地层压力pi为12MPa；
饱和压力pb为8MPa，岩石压缩系数Cf为2×10-41/MPa，原油的压缩系数Co为2×10-41/MPa。地面原油密度为850kg/m3，原油体积系数Bo为1.2。求该油藏依靠弹性能采出的油量。
解：
已知：A=30×106m2，h=10m，=0.2，pi =12×106Pa，pb=8×106Pa，Cf =2×10-101/Pa，Co=2×10-101/Pa，ρ=850 kg/m3，Bo=1.2。
依靠弹性能采出的油量即弹性储量 N=πhre2CtΔp 总压缩系数：
Ct= Cf+Co=2×10-10+2×10-10=4×10-101/Pa 由油藏面积求得供给半径：
re2===9.55×106m2 代入方程 N=πhre2CtΔp =3.14×10×9.55×106×0.2×4×10-10×(12×106-8×106)=959.584×102m3 折算成地面原油的产量：
油藏依靠弹性能采出的油量为6.8×107t。
24．封闭油藏面积A为10km2，油层厚度h为15m，孔隙度为0.2。油层导压系数η为0.1545 m2·Pa/（Pa·s），渗透率K为0.5μm2，原油在地下的粘度µo为9mPa·s，地面原油密度为850kg/m3，体积系数Bo为1.2。原始地层压力pi为12 MPa，饱和压力pb为8MPa，求该油藏弹性储量。
解：
已知：A=10×106m2，h=15m，=0.2，pi =12×106Pa，pb=8×106Pa，ρ=850 kg/m3，Bo=1.2。η=0.1545 m2·Pa/（Pa·s），K=0.5×10-12m2，µo=9×10-3Pa·s。
有导压系数的定义：
求得：
=1.8×10-91/Pa 由油藏面积求得供给半径：
re2===3.18×106m2 N=πhre2CtΔp =3.14×15×3.18×106×0.2×1.8×10-9×(12×106-8×106)=215.68×103m3 折算成地面原油的产量：
该油藏弹性储量为1.5×105t。
25．某井控制的地质储量N为134×104t，原始地层压力和饱和压力差为Δp为4MPa，油层内含油饱和度So为0.8，束缚水饱和度Sw为0.2。原油压缩系数Co为7×10-41/MPa，束缚水压缩系数Cw为3×10-41/MPa，岩石压缩系数为Cf为2×10-41/MPa，油层孔隙度为0.2，求该井弹性采收率。
解：
已知：N=134×104t，Δp=4×106Pa，So=0.8，Sw=0.2，Co=7×10-101/Pa，Cw=3×10-101/Pa，Cf=2×10-101/Pa，=0.2。
地质储量 N =πhre2 井的弹性储量 N1=πhre2CtΔp 则弹性采收率 总的压缩系数 Ct= So Co+ Sw Cw+ Cf =0.8×7×10-10+0.2×3×10-10+2×10-10=8.2×10-101/Pa 代入得 =8.2×10-10×4×106=32.8% 该井的弹性采收率为32.8%。
26．在弹性驱动方式下，某探井以30t/d的产量投入生产，试求此井生产30d时井底流动压力为多少？已知原始地层压力pi为11MPa，原油体积系数为1.32，地下原油粘度µ为3mPa·s。渗透率K为0.5μm2，地层厚度h为10m，总压缩系数为Ct=为3×10-41/MPa，油井半径rw为0.1m，地面原油密ρo为850kg/m3，油层孔隙度为0.2。
解：
已知：qm=30t/d=0.35kg/s，pi=11×106Pa，B=1.32，µ=3×10-3 Pa·s，K=0.5×10-12m2，h=10m，Ct=3×10-41/MPa=3×10-101/Pa，rw=0.1m，ρo=850 kg/m3，=0.2。
在弹性驱动下压力还没有传播到边界，可以看作是无限大地层的一口井，其压力与时间的变化规律：
原油的地下产量 =0.54×10-3m3/s 导压系数 =2.8m2·Pa/（Pa·s）代入数据 解得：
pwf(t=30d)=10.45MPa 此井生产30d时井底流动压力为10.45MPa。
27．由于压力表灵敏度的原因，只有当压力降超过0.2×105Pa时才能在压力表上反应出来。如果距上题中的探井500m处有一口停产井，问需要多少时间才能在停产井中看到探井投产的影响，油层及油井参数同题26。
解：
已知：qm=30t/d=0.35kg/s，pi=11×106Pa，B=1.32，µ=3×10-3 Pa·s，K=0.5×10-12m2，h=10m，Ct=3×10-41/MPa=3×10-101/Pa，rw=0.1m，ρo=850 kg/m3，=0.2，Δp=0.2×105Pa。
对于无界定产条件下有 则 其中 =2.8m2·Pa/（Pa·s）=0.54×10-3m3/s 代入数据 即：
查得 =0.37 解得 t=0.7d 需要0.7天才能在停产井中看到探井投产的影响。
28．弹性驱动油藏中有四口井。第一口井以20t/d生产，第二口井以40t/d生产，第三口井以80t/d注入水。第四口井距这三口井均为500m，没有进行生产。当这三口井生产五天时，第四口井井底压力变化多少？已知地层原始压力为11MPa，原油体积系数为1.32，粘度为3mPa·s，地层渗透率为0.5μm2，油层厚度为10m，总压缩系数为3×10-41/MPa，孔隙度为0.2，地面原油密度为0.85t/m3。(本题不考虑油水差别)。
解：
已知：qm1=20t/d=0.23kg/s，qm2=40t/d=0.46kg/s，qm3=-30t/d=-0.35kg/s，pi=11×106Pa，B=1.32，µ=3×10-3Pa·s，K=0.5×10-12m2，h=10m，Ct=3×10-41/MPa=3×10-101/Pa，ρo=850 kg/m3，=0.2。
有叠加原理可知 其中：
=2.8m2·Pa/（Pa·s）r1=r2=r3=500m t1=t2=t3=432000s 计算=0.052查得=-2.4679 =0.36×10-3m3/s =0.71×10-3m3/s =-0.54×10-3m3/s =0.062MPa 当这三口井生产五天时，第四口井井底压力变化为0.062Mpa。
29．某弹性驱动油藏有一口探井以20t/d投入生产，生产15d后距该井1000m处又有一新井以40t/d产量投入生产。问：当第一口井生产30d时井底压力降为多少？已知地层渗透率为0.25μm2，油层厚度为12m，总压缩系数为1.8×10-41/MPa。地下原油粘度9mPa·s，体积系数1.12，地面原油相对密度为0.85，油井半径均为0.1m，孔隙度为0.25。
解：
已知：qm1=20t/d=0.23kg/s，qm2=40t/d=0.46kg/s，B=1.12，µ=9×10-3 Pa·s，K=0.25×10-12m2，h=12m，Ct=1.8×10-41/MPa=1.8×10-101/Pa，γ=0.85 kg/m3，=0.25，rw=0.1m，t1=30d=2.592×106s，t2=15d=1.296×106s。
有叠加原理可知 其中：
=0.62m2·Pa/（Pa·s）计算=0.311查得=-0.8815 =0.3×10-3m3/s =0.61×10-3m3/s 代入得 =1.54MPa 当第一口井生产30d时井底压力降为1.54MPa 30．某油田开发初期进行矿场试验，研究利用原油和地层的弹性能采油时油井和地层动态变化规律。未来井网为500×600m2，地层导压系数为0.15m2·Pa/（Pa·s），地层厚度为20m，原始地层压力为10MPa，饱和压力为6MPa，地层渗透率为0.5μm2，地下原油粘度为9mPa·s，地面原油密度为0.85t/m3，原油体积系数为1.12。某井产量保持为20t/d，此井半径为0.1m。问：
（1）当油井生产时间为1d，10d，50d，100d，200d，300d时油井井底压力及供油边界上的压力各为多少？（2）绘制井底压力及边界压力动态曲线。
31．弹性驱动油藏某井组有一口井注水井，三口生产井和一口观察井。已知地层厚度为10m，渗透率为0.4×10-12m2，原油粘度为2×10-3Pa·s。体积系数为1.12，导压系数为102 cm2·Pa/（Pa·s）。各井距观察井的距离及投产时间见表6。
表题31的各井距观察井的距离及投产时间 井别 井号 投产时间 产量，m3/d 距观察井距离，m 生产井 1 1991-1-20 50 340 生产井 2 1991-4-8 70 580 生产井 3 1991-8-25 100 520 生产井 4 1991-5-1 300 400 试确定：到1991年12月31日观察井中压力下降为多少？(不考虑油水差别)32．某探井油层中部实测压力恢复试井资料见表7。
表题32的某探井油层中部实测压力恢复试井资料 Δt，min 0 10 30 60 100 150 200 250 300 435 pws，MPa 7.26 7.55 8.02 8.41 8.64 8.75 8.79 8.81 8.83 8.87 已知该井关井有产量为28t/d，油井完井半径为10cm。地下原油粘度为9mPa·s，体积系数为1.12，地面原油相对密度为0.85。油层厚度为8.6m，总压缩系数为3.75×10-41/MPa，孔隙度为0.2。试确定：
（1）油层流动系数和渗透率。
（2）油层导压系数。
（3）油井的有效半径及表皮系数。
33．试用霍纳公式处理题32中的压力数据，推算地层压力和计算油层参数。已知关井累 积产量为986t，其余数据与题32相同。
34．某井关井测得压力恢复数据见表8。表题34的某井关井测得压力恢复数据 Δt，min 0 10 30 60 100 150 200 250 300 350 400 480 Pws(Δt)，MPa 7.13 7.4 7.8 8.4 8.6 8.67 8.72 8.76 8.79 8.82 8.84 8.87 已知关井前的稳定产量为32t/d，油井供油面积为0.3km2，油层有效厚度为18.5m。试确定油层的流动系数；
并用松Ⅰ法推算油层中部静止压力。
35．某油藏油水两相渗流时含水率与含水饱和度的关系见表9。
表 题35的某油藏油水两相渗流时含水率与含水饱和度的关系 Sw 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 fw 0 0.03 0.115 0.64 0.93 0.99 1 已知该油藏束缚水饱和度为0.2。试用图解法确定水驱油前缘含水饱和度值和两相区中平均含水饱和度值。
36．测得某油藏油、水相对渗透率数据见表10。
表题36的某油藏油、水相对渗透率数据 Sw 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.75 0.8 0.9 1.0 Kro 1.0 1.0 1.0 0.94 0.8 0.44 0.16 0.045 0 0 0 0 Krw 0 0 0 0 0.04 0.11 0.20 0.30 0.36 0.44 0.68 1.0 已知地下原油粘度3.4×10-3 Pa·s，地下水的粘度为0.68×10-3 Pa·s，请：
（1）绘制油水相对渗透率曲线。
（2）绘制fw～Sw关系曲线。
（3）确定束缚水饱和度残余油饱和值。
（4）确定水驱油前缘含水饱和度和两相区中平均含水饱和度值。
37．某油藏原始地层压力等于饱和压力，油藏一开发即处于溶解气驱状态。油藏以500m的井距均匀布井。已知原始地层压力为102MPa，井的半径10cm，地层厚度10m，孔隙度0.2，渗透率为0.2×10-12m2。原始含油饱和度为1，地面原油相对密度为0.85，天然气的粘度为0.015×10-3 Pa·s。油气相对渗透率曲线资料见表11，油气的物理性质与压力的关系见表12。
试确定：
（1）当地层压力为10.2MPa，井底流压为8MPa时油井的产量。
（2）绘出地层平均压力，油气比与含油饱和度关系曲线。
表 题37的油气相对渗透率曲线资料 含油 饱和度 油的相对 渗透率 气的相对 渗透率 含油 饱和度 油的相对 渗透率 气的相对 渗透率 1.00 1.000 0.000 0.70 0.295 0.140 0.95 0.875 0.000 0.65 0.215 0.225 0.90 0.750 0.000 0.60 0.150 0.350 0.85 0.625 0.010 0.50 0.050 0.660 0.80 0.500 0.030 0.40 0.000 0.865 0.75 0.400 0.070 0.30 0.000 1.000 表题37的油气的物理性质与压力的关系 地层压力，MPa 原油体积系数 溶解油气比 原油粘度，mPa·s 10.2 1.241 87.4 1.21 9.5 1.230 82.5 1.23 9.0 1.220 79.0 1.27 8.5 1.210 75.5 1.29 8.0 1.202 73.0 1.30 7.5 1.193 68.5 1.31 7.0 1.183 65.5 1.35 6.5 1.174 61.5 1.39 6.0 1.164 58.0 1.42 5.0 1.145 51.0 1.50 4.0 1.127 44.0 1.62 3.0 1.108 36.5 1.90 2.0 1.090 28.5 2.30 1.0 1.060 17.5 3.05 0.0 1.000 0.0 4.60 38．某溶解气驱油藏以井距400m的井网均匀布井。原始地层压力为10.2MPa，从相对渗透率曲线及有关资料得到：
Kro/(µoBo)= 10-4p+1×10-3 某井井底流动压力为8MPa，油层厚度为5m，油井半径为10cm，油的相对密度为0.84，地层绝对渗透率为0.2×10-12m2，求油井的产量。
39．某气井进行稳定试井，其试井资料见表13。请用二项式、指数式确定气井的产气方程及绝对无阻流量。
表 题39的某气井稳定试井资料 工作制度 地层压力，MPa 井底压力，MPa 产气量，km3/d 1 9.54 9.326 34.25 2 ―― 9.049 68.29 3 ―― 8.88 86.32 4 ―― 8.52 118.78 40．某气井以56km3/d的产量生产了90天后井测得井底压力变化见表14。
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1、水力学中的一维流动是指（）
A、恒定流动；
B、均匀流动；
C、层流运动；
D、运动要素只与一个坐标有关的流动。
参考答案：D 您的答案：D
2、有压管道的管径 D与管流水力半径的比值 D/ R=（）
A、8 ；
B、4 ；
C、2 ；
D、1。
参考答案：B 您的答案：B
3、在水力学中，单位质量力是指（）
A、单位面积液体受到的质量力；
B、单位体积液体受到的质量力；
C、单位质量液体受到的质量力；
D、单位重量液体受到的质量力。
参考答案：C 您的答案：C
4、在平衡液体中，等压面与质量力（）
A、重合；
B、平行；
C、斜交；
D、正交；
参考答案：D 您的答案：D
5、属于有压流动的水流为（）
A、有压涵管水流；
B、河道中的水流；
C、射流 2 ；
D、无压涵管中的水流。
参考答案：A 您的答案：A
6、已知液体流动的沿程水力摩擦系 数 l 与 边壁相对粗糙度和雷诺数 Re 都有关，即可以判断该液体流动属于（）
A、层流区；
B、紊流光滑区；
C、紊流过渡粗糙区；
D、紊流粗糙区
参考答案：C 您的答案：C
7、测量水槽中某点水流流速的仪器有（）
A、文丘里计
B、毕托管
C、测压管
D、薄壁堰
参考答案：B 您的答案：B
8、牛顿内摩擦力的大小与流体的（）成正比
A、速度；
B、角变形；
C、角变形速率
D、压力
参考答案：C 您的答案：C
9、流量一定时，管径沿程减小，测压管水头线（）
A、可能沿程上升也可能沿程下降；
B、总是与总水头线平行；
C、只能沿程下降；
D、不可能低于管轴线
参考答案：C 您的答案：C
10、可以用来测量液体中任意两点压强差的液柱式测压计为（）
A、测压管；
B、U 形水银测压计；
C、比压计；
D、真空测压计
参考答案：C 您的答案：C
11、当液体与压力体位于曲面的同侧时，P z的方向为（）
A、竖直向上；
B、竖直向下；
C、水平方向；
D、与受压面有一定的角度
参考答案：B 您的答案：B
12、理想液体和实际液体的主要区别是（）
A、压缩性；
B、粘滞性；
C、惯性；
D、万有引力特性
参考答案：B 您的答案：B
13、潜体平衡的稳定条件是（）
A、重心位于浮心之下；
B、重心位于浮心之上；
C、与重心和浮心的位置无关；
D、无确定规律
参考答案：A 您的答案：A
14、恒定流时，流线与迹线（）
A、重合；
B、相交；
C、平行；
D、正交
参考答案：A 您的答案：A
15、圆管均匀流中同一过水断面各点测压管水头为（）
A、常数；
B、管轴线处最大；
C、管轴线处最小；
D、无法确定
参考答案：A 您的答案：A
16、产生水头损失的内因是（）
A、液体粘滞性；
B、纵向固体边界的影响；
C、横向固体边界的影响；
D、气体边界影响
参考答案：A 您的答案：A
17、层流与紊流的主要区别是（）
A、涡体的形成；
B、液体质点混掺；
C、边界层分离；
D、惯性力
参考答案：B 您的答案：B
18、紊动使流速分布均匀化的原因是（）
A、动量传递；
B、粘性底层的存在；
C、涡体的形成；
D、附加切应力的形成
参考答案：A 您的答案：A
19、层流时，沿程水头损失与速度的（）成比例
A、1 次方；
B、1.75 次方；
C、1.85 次方；
D、2 次方
参考答案：A 您的答案：A
20、液体中某点的绝对压强为 100kN/m 2，则该点的相对压强为（）
A、1 kN/m 2
B、2 kN/m 2
C、5 kN/m 2
D、10 kN/m 2
参考答案：B 您的答案：B
第2套
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1、渗流模型与真实渗流流速存在以下关系()。
A、相等；
B、渗流模型比真实渗流流速大；
C、渗流模型比真实渗流流速小；
D、不确定。
参考答案：C 您的答案：C
2、明渠恒定均匀流，单位总机械能沿程()
A、增大；
B、减小；
C、不变；
D、没有确定规律。
参考答案：B 您的答案：B
3、明渠恒定均匀流，断面比能沿程()
A、增大；
B、减小；
C、不变；
D、没有确定规律。
参考答案：C 您的答案：C
4、在明渠中不可以发生的流动是（）
A、恒定均匀流；
B、恒定非均匀流；
C、非恒定均匀流；
D、非恒定非均匀流。
参考答案：C 您的答案：C
5、在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。
A、均匀缓流；
B、均匀急流；
C、非均匀缓流；
D、非均匀急流。
参考答案：D 您的答案：D
6、闸孔出流的流量 Q与闸前水头的 H（）成正比。
A、1 次方
B、2 次方
C、3/2 次方
D、1/2 次方
参考答案：D 您的答案：D
7、渗流研究的对象是（）的运动规律。
A、重力水；
B、毛细水；
C、气态水；
D、薄膜水。
参考答案：A 您的答案：A
8、宽顶堰流量系数的最大值为()
A、0.3
B、0.385
C、0.502
D、0.75
参考答案：B 您的答案：B
9、明渠恒定均匀流只能在()渠道上发生
A、正坡；
B、逆坡
C、平底
D、以上都不对
参考答案：A 您的答案：A
10、根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为().A、溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰
B、自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰
C、三角堰、梯形堰和矩形堰
D、薄壁堰、实用堰和宽顶堰
参考答案：D 您的答案：D
11、佛劳德数表示()
A、惯性力与重力的对比关系
B、惯性力与粘滞力的对比关系
C、惯性力与表面张力的对比关系
D、惯性力与弹性力的对比关系
参考答案：A 您的答案：A
12、堰流的流量 Q与堰前水头的 H（）成正比。
A、1 次方
B、3/2 次方
C、2 次方
D、1/2 次方
参考答案：B 您的答案：B
13、矩形断面水力最佳断面的宽深比是（）
A、β =2 ；
B、减小；
C、不变；
D、没有确定规律。
参考答案：A 您的答案：A
14、一长直矩形断面渠道，糙率为 0.02，底宽为 5 米，流量为 40 立方米 / 秒，其临界水深为（）
A、1.87m ；
B、2.40m ；
C、1.56m ；
D、2.11m。
参考答案：A 您的答案：A
15、水跃的消能系数越大，水跃的消能效率就()
A、越小；
B、越高；
C、不变；
D、不一定。
参考答案：B 您的答案：B
16、棱柱体明渠中能发生壅水曲线的区域为()
A、A 区和 C 区；
B、B 区和 C 区；
C、A 区和 B 区；
D、不一定。
参考答案：A 您的答案：A
17、根据泄水建筑物下游水深为 ht 和收缩断面水深的共轭水深 hC ″ 的对比关系，远驱式水跃衔接为()
A、h C ″ ＝ h t ；
B、h C ″ ＜ h t ；
C、h C ″ ＞ h t ；
D、不一定。
参考答案：C 您的答案：C
18、棱柱体地下河槽中没有临界底坡的原因是()
A、速度水头非常小，没有临界水深；
B、速度水头非常小，断面比能为零；
C、没速度水头非常小，断面比能非常大；
D、以上都不对
参考答案：A 您的答案：A
19、底宽为 1.5m 的矩形明渠，通过的流量 Q=1.5m 3 /s，渠中水深 h= 0.4m，则该处水流的流态为()
A、缓流；
B、急流；
C、临界流；
D、不一定
参考答案：B 您的答案：B
20、可以用作流量量测的堰为()
A、薄壁堰；
B、实用堰；
C、宽顶堰；
D、低堰
参考答案：A 您的答案：A
第3套
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1.图示容器中有两种液体，密度ρ2 >ρ1，则 A、B 两测压管中的液面必为（）。
A.B管高于A管
B.A管高于B管
C.AB两管同高
D.无法确定
参考答案：B 您的答案：B
2.紊流的断面流速分布规律符合（）。
A.对数分布
B.椭圆分布
C.抛物线分布
D.直线分布
参考答案：A 您的答案：A
3.盛水容器a和b的测压管水面位置如图所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则pa和pb的关系是（）。
A.pa > pb
B.pa < pb
C.pa = pb
D.无法确定
参考答案：A 您的答案：A
4.层流断面流速分布规律符合（）。
A.对数分布
B.直线分布
C.抛物线分布
D.椭圆分布
参考答案：C 您的答案：C
5.佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数。（）
A.急流和缓流
B.均匀流和非均匀流
C.层流和紊流
D.恒定流和非恒定流
参考答案：A 您的答案：A
6.紊流中粘滞底层厚度σ比绝对粗糙高度Δ大得多的壁面称为（）。
A.光滑面
B.过渡粗糙面
C.粗糙面
D.以上答案均不对
参考答案：A 您的答案：A
7.水泵的扬程是指（）。
A.水泵提水高度
B.水泵提水高度+吸水管的水头损失
C.水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失
D.以上答案均不对
参考答案：B 您的答案：B
8.共轭水深是指（）。
A.水跃的跃前水深与跃后水深
B.溢流坝下游水流收缩断面水深
C.均匀流水深
D.临界水深
参考答案：A 您的答案：A
9.根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（）。
A.数值相等
B.数值不等
C.仅水平方向数值相等
D.铅直方向数值最大
参考答案：A 您的答案：A
10.下列物理量中，有量纲的数为（）。
A．佛汝德数Fr
B.沿程阻力系数λ
C．渗流系数k
D.堰流流量系数m 参考答案：C 您的答案：C
11.缓坡明渠中的均匀流是（）。
A.缓流
B.急流
C.临界流
D.可以是急流或缓流
参考答案：A 您的答案：A
12.平衡液体的等压面必为（）。
A.水平面
B.斜平面
C.旋转抛物面
D.与质量力正交的面
参考答案：D 您的答案：D
13.同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（）。
A.增大
B.减小
C.不变
D.不一定
参考答案：A 您的答案：A
14.下列物理量中，单位为 的物理量是（）。
A.运动粘滞系数（运动粘度）
B.体积弹性系数
C.流量模数
D.单位质量力
参考答案：B 您的答案：B
15.流体运动粘滞系数的单位是（）。
A.Pa.s
B.m2/s
C.N/mD.N.s 参考答案：B 您的答案：B
16.在U型水银压差计装置中A点与B、1、2三点的测压管水头的正确关系是（）。
A.B.C.D.参考答案：B 您的答案：B
17.水跃是明渠水流由（）。
A.急流向急流过渡的水力现象
B.缓流向缓流过渡的水力现象
C.急流向缓流过渡的水力现象
D.缓流向急流过渡的水力现象
参考答案：C 您的答案：C
18.在渗流模型中假定（）。
A.土壤颗粒大小均匀
B.土壤颗粒排列整齐
C.土壤颗粒均为球形
D.土壤颗粒不存在
参考答案：D 您的答案：D
19.判别水流是层流还是紊流，可以用（）。
A.牛顿数
B.欧拉数
C.佛汝德数
D.雷诺数
参考答案：D 您的答案：D
20.理想液体与实际液体最主要的区别是（）。
A.不可压缩
B.不能膨胀
C.没有表面张力
D.没有粘滞性
参考答案：D 您的答案：D
第4套
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1.液体中某点发生真空时，该点的（）。
A.绝对压强为负值
B.相对压强为负值
C.绝对压强小于相对压强
D.绝对压强大于大气压强
参考答案：B 您的答案：B
2.渗流模型中渗流流速u与真实渗流u0的相对大小为（）。
A.u＜u0
B.u＝u0
C.u＞u0
D.不确定
参考答案：A 您的答案：A
3.关于明渠均匀流，不正确的表述是（）。
A.流线为一簇相互平行的直线
B.过水断面上的流速分布及平均流速沿程不变
C.过水断面的形状、尺寸及水深沿不变
D.总水头线与水面线重合
参考答案：D 您的答案：D
4.图示封闭容器内，液面压强p0与当地大气压强pa的关系为（）。
A.p0＞pa
B.p0＝pa
C.p0＜pa
D.无法确定
参考答案：C 您的答案：C
5.雷诺试验主要是研究（）。
A.层流与紊流
B.渐变流与急变流
C.缓流与急流
D.均匀流与非均匀流
参考答案：A 您的答案：A
6.液体流动规律总是（）。
A.从高处流向低处
B.从压强大处流向压强小处
C.从流速大处流向流速小处
D.从单位机械能大处流向单位机械能小处
参考答案：D 您的答案：D
7.同一种液体的粘滞系数值随温度的升高而（）。
A.增大
B.不变
C.减小
D.不一定
参考答案：C 您的答案：C
8.按长管计的串联管道，无支流分出，则各管段的（）。
A.流量相等
B.切应力相等
C.水力坡度相等
D.沿程水头损失相等
参考答案：A 您的答案：A
9.地下河槽的浸润曲线共有（）。
A.2条
B.4条
C.6条
D.12条
参考答案：B 您的答案：B
10.紊流粘性底层厚度δ随雷诺数Re的减小而（）。
A.减小
B.不变
C.增大
D.不一定
参考答案：C 您的答案：C
11.图示容器内盛有两种不同容重的液体，作用在容器壁面上的静水压强分布图应为（）。
A.B.C.D.参考答案：B 您的答案：B
12.影响水的运动粘滞系数的主要因素为（）。
A.水的温度
B.水的容量
C.当地气压
D.水的流速
参考答案：A 您的答案：A
13.均匀流的总头线与测压管水头线的关系是（）。
A.互相平行的直线
B.互相平行的曲线
C.互不平行的直线
D.互不平行的曲线 参考答案：A 您的答案：A
14.置于容器内只受重力作用、静止的、连通的、同一种液体，等压面为（）。
A.水平面
B.斜平面
C.旋转抛物面
D.容器壁面
参考答案：A 您的答案：A
15.某输水管道长度L=1000m，若发生水击时水击波速a=1000m/s，则水击相长为（）。
A.1秒
B.2秒
C.3秒
D.4秒
参考答案：B 您的答案：B
16.液体中某点的绝对压强为4m水柱压，则该点的真空度为（）。
A.4m水柱压
B.6m水柱压
C.-4m水柱压
D.-6m水柱压
参考答案：B 您的答案：B
17.图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为ρ1，ρ2，则有（）。
A.B.C.D.参考答案：A 您的答案：A
18.宽顶堰堰流在淹没溢流的条件下，堰上水流为（）。
A.缓流
B.临界流
C.急流
D.不确定
参考答案：A 您的答案：A
19.判别水流是层流还是紊流，可以用（）。
A.雷诺数
B.欧拉数
C.佛汝德数
D.牛顿数
参考答案：A 您的答案：A
20.有压管中各断面测压管水头线到该断面中心的距离即为该断面的（）。
A.中心点压强水头
B.中心点位置水头
C.测压管水头
D.平均流速水头
参考答案：A 您的答案：A
1.用同种金属制成质量相等的实心金属球和金属盒各一个，把球放在封闭的盒内，它们恰好悬浮在水中，若把球与盒用细线相连，在水中静止时仍有1/6的体积露出水面，此时绳的拉力为20N。求：(1)金属的密度;(2)空心金属盒的体积;(3)剪断绳子，静止时金属盒露出水面的体积是多少?
解:(1)把球放在封闭的盒内，它们恰好悬浮在水中,则ρ水V盒=2(m盒) ①
若把球与盒用细线相连，在水中漂浮,则5/6ρ水V盒+ρ水V球=2(m盒)②
①②联立为方程组 得出ρ球=m/V球=3g/cm^3
(2)由于金属球在绳子作用下静止可知三力平衡,则20N+ρ水V球=m盒=ρ球V球,可 求出V球=1cm^3
由ρ水V盒=2m =2ρ球V球 求出V盒=6cm^3
(3)剪断绳子,有ρ水(V盒-V露)=m可求出V露=3cm^3
2.坦克越过壕沟时,有一个简便办法:坦克上备有气袋,遇到壕沟时把气袋放下去,给气袋充气后,坦克通过壕沟就像走平地一样,设坦克的质量为4*10四次方KG,履带著地面积为5m2,当坦克的前一半履带压在气袋上时,坦克对气袋的压强是多大(设坦克前后是对称的)?
解： F=(1/2)G=(1/2)mg=1/2×4×10000Kg×9.8N/Kg=196000N
P=F/S=196000N/[1/2×5m2]=78400Pa
解析：坦克的前一半履带压在气袋上时,这是干扰条件,此时作用在气袋的压力是重力的一半,受力面积也是总面积的一样,所以压强不变.
3.刘家峡水电站的水库大坝高147m,当水库水位为130m时,坝底受到的水的压强是多大?
解：坝底压强 P=ρgh =1.0×103`×9.8×130=1274000pa
(提示：水深是130m，与水库大坝高度无关。)
4.一辆东风载重汽车，加上所装货物共重80000N,要匀速驶上长80m，高10m的斜坡，若摩擦阻力为5000N，汽车上坡时的牵引力至少为多大?
解:(1)假如没有摩擦力,则根据F牵*L=G得F牵*80m=80000N*10m解得:F牵=10000N ,而本题摩擦力为5000N,所以实际所需的力为10000N+5000N=15000N
(2)若按高中知识来求,则先求出“下滑力”为:80000N*(10m/80m)=10000N ,“摩擦力”加上“下滑力(即沿斜面向下的重力分量)”就是所求牵引力的最小值:
10000N+5000N=15000N
5.底面积为s1=200平方厘米的圆柱形容器内放有横截面积为s2=5平方厘米的平底试管,内装有沙子，试管和沙子总质量为40g，若再向试管中加入60g的沙子,试管将下降多少?(设装有沙子后试管仍漂浮，且水不溢出)
解:设原来试管浸在水中的长度为h1,后来浸在水中的长度为h2
试管漂浮：ρ水g*(S2)*(h1)=(m1)g
加入沙子后：ρ水g(*S2)*(h2)=(m2)*g
二式相减，得试管将下降的高度为
△h=h2-h1=(m2-m1)g/(ρ水gS2)=0.06*10/[1000*10*5*10^(-4)]=0.12m=12cm
6.边长是a的正方体木块漂浮在密度为ρ的液体中时,木块底部所处深度为H.边长为2a的同一种材料制成的正方体木块,漂浮在同一种液体时,底部所处深度是多少?
解:由于木块漂浮,所以F浮=G
对于第一个木块来说: ρ (a^2*H) =a^3 * ρ 木 (1)
对于第二个木块来说:ρ [2a)^2*H1)]=[(2a)^3 ]* ρ 木 (2)
解(1)(2)得第二个木块底部所处深度:H1=2H
7.载重共1000N的气球在竖直方向上匀速下降时受到空气向上的浮力900N。若从气球中抛掉一些重物后，气球能在竖直方向上匀速上升。(设空气阻力和浮力大小不变) (1)气球受到的空气阻力多大? (2)需抛掉多少牛顿的重物?
解:(1)1000N-900N=100N
这是因为气球下降时受到的阻力方向是向上的,这个阻力与浮力的合力则与重力是平衡力
(2)200N
这是因为气球上升时所受到的`阻力是向下的,这时阻力与重力的合力与浮力是平衡力,即900N=100N+重力,故得重力为800N,而1000N-800N=200N
8.一艘质量为1500吨的轮船,装上5×10^3吨货物后刚好载满.
⑴它此时受到的浮力是多少?
⑵轮船的排水量分别是多少?
解:(1)因为漂浮,所以F浮=G总=mg=(1500吨+5×10^3吨)×9.8牛/千克=63700000牛
(2)轮船的排水量指轮船排开的水的总质量根据阿基米德原理F浮=G排,而轮船处于漂浮状态,则根据二力平衡知识可以判断:F浮=G总,,从而可以确定G排=G总,所以m排=m总=1500吨+5×10^3吨=6500吨
9.一弹簧秤称得一铝块，示数为2.7N;放入水中，部分浸入，示数为2N，求液面上的体积。
解：由力的平衡可知： F浮=2.7N-2N=0.7N
由阿基米德浮力定律可知： 0.7N=ρ水V排g，则V排=0.7N/(ρ水g)
则液面上的体积为：V=V总-V排=(m铝/ρ铝)-V排，
而m铝g=G铝，则V=(G铝/(ρ铝g))-F浮/(ρ水g)
代入G铝=2.7N，ρ铝=2.7×10^3kg/m^3，g=10N/kg，F浮=(2.7-2)N，ρ水=1×10^3kg/m^3，
计算得V=3×10^(-5)m^3=30cm^3
答：液面上的体积为30cm^3
10.一架不等臂天平，将物体放在左盘，称得为16g，放在右盘称得为20g，求物体的真实质量。
解:设左边力臂为L1,右边力臂为L2,根据杠杆的平衡条件
得:mg*L1=16g*g*L2(等号右边两个g中前者表示克,后者表示9.8N/Kg) (1)
mgL2=16ggL1 (2)
由(1)(2)解得:真实质量为8√5克(表示根号5的8倍)
11.用手将一小石块完全浸入水中时它受到的浮力为2N,.当放手后小石块的沉浮情况如何?
解：小石块的体积为：V石=V排=F浮/ρg=2N/(10N/Kg)/1000kg/m3=0.0002立方米
小石块的密度为：ρ石=m/gV=2N/(10N/Kg*0.0002立方米)=1000kg/m3 由于这个小石块的密度与水相等,所以小石在静止时必然处于悬浮状态.
12. 放在水平桌面上的一容器重4.2N，，容器上部是边长5cm的立方体，下部是边长10cm的立方体，若向容器内注入1.1kg水。(g取10N/kg)求：(1)这个装着水的容器对桌面的压强多大?(2)容器底部所受水的压强多大?(3)容器底部所受水的压力多大?
解：(1)要按固体压强的求法:P=F/S=G/S=(mg+G杯)/S
= (1.1kg*10N/kg+4.2N)/(10cm*10cm) =1520Pa
(2)要按液体压强的方法来求:P水=ρgh =1000Kg/m3*10N/kg*(10cm+5cm) =1500Pa
(3)F水=P水*S
=1500Pa*(10cm*10cm)
1 材料制备
泡沫铝采用淮北虹波泡沫金属材料厂制作的开孔泡沫铝, 孔隙率为1.5mm, 2.0mm, 2.3mm。用于压缩实验的圆柱形试样采用线切割方法制得, 试件尺寸为φ27mm×10mm。通过称重的方式, 所用试件的误差不超过2%。环氧树脂为双酚-A型环氧树脂 (E-44) , 产自山东肥城德源化工有限责任公司。固化剂为T-31。硅橡胶采用无锡市锡兴有机硅材料厂生产的HC704胶黏剂。将硅橡胶、环氧树脂和固化剂按4:9:1比例用天平称取, 然后混合拌匀[2], 采用渗流和真空挤压法, 将混合料填充到泡沫铝孔隙中。待其未完全固化前, 对泡沫铝表面进行处理, 使其表面平整且无多余混合料。
2 实验方法
试验在WE-I000液压式万能试验机上进行, 对填充改性环氧树脂的泡沫铝试样进行压缩, 选取试验的加载速率3mm/s, 加载量和压缩位移通过传感器输入计算机中, 对采集的数据进行处理, 绘制出压缩应力-应变曲线。材料采用3个试样进行试验, 采用这三个的平均压缩应力-应变为最后试验结果并对改性泡沫铝分析和讨论。
3 实验结果及分析
静态压缩应力-应变试验结果如图1所示, 曲线呈明显的三个阶段:线弹性变形阶段、塑性屈服平台阶段和致密化阶段。在线弹性变形阶段, 应力与应变呈线性关系;当应变增大到屈服点时, 试样发生塑性变形, 此后, 随应变的增加, 应力的增大缓慢, 应力-应变曲线呈现为屈服平台, 此时对应的应力称为平台应力。然后, 应力随应变的增加快速增大, 进入致密化阶段。改性泡沫铝的屈服强度达到了60MPa以上。使得其平台应力大大提升, 具有较好的力学性能。
由图1可知:孔径1.5mm的泡沫铝复合材料的屈服强度大于孔径2.0mm和2.3mm的泡沫铝复合材料。泡沫铝复合材料的压缩强度随孔径的增加而减小。孔径大小对泡沫铝复合材料压缩性能的贡献为:在一定的范围内, 泡沫铝复合材料孔径越大压缩强度越小。
由图2可看出泡沫铝复合材料的破坏形态。在泡沫铝的周围挤压出来填充的高分子材料。说明:在破坏中, 泡沫铝起了骨架作用, 承受的压力由泡沫铝和填充的高分子材料一起承担。高分子材料具有一定的韧性, 在变形时可发生大变形, 故而在周围被挤压出来。
4 结论
⑴改性的泡沫铝准静态压缩过程呈现出3阶段: (1) 线弹性变形阶段; (2) 塑性屈服平台阶段阶段; (3) 致密化变形阶段。屈服强度比纯泡沫铝的屈服强度提高了4-5倍。
⑵在一定的范围内, 泡沫铝复合材料孔径越大压缩强度越小。泡沫铝复合材料的压缩强度随孔径的增加而减小。
⑶高分子材料大变形性能使得泡沫铝复合材料的力学性能保持着泡沫铝的性能特点, 并且大大提高了泡沫铝原有的性能。●
参考文献
[1]程和法.铝/硅橡胶交织复合材料压缩力学行为的研究.甘肃工业大学学报, 第29卷第4期2003.12
关键词：材料力学；双语教学；教学方式
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671-0568（2012）11-0052-03
人类社会呈现全球化、信息化和国际化的发展趋势，英语已经成为当今高素质人才的必备条件。在这种形势下，双语教学应运而生了，它不仅是培养新型世纪人才的需要，也是提高英语教学听说水平、更好地适应未来社会的需要，更是现代大学教育理念的要求。材料力学是高等学校大部分工科学生必修的专业基础课，在培养学生对工程问题的分析和解决能力方面有其特有的优势。但是，目前其双语教学的研究和实践还只是处在探索阶段。在一门很重要的基础课材料力学中实行双语教学，是培养学生能力、提高学生素质、拓展学生视野的重要措施，是我国高校教育与国际接轨、迎接全球化挑战和教育改革发展的必然趋势。[1-3]
一、双语教学的必要性与可行性
对材料力学的部分内容进行双语教学，可使学生在力学的学习过程，有一个更为丰富和国际化的语言层面，可扩大力学和外语学习实践的时空。它不仅可培养学生的外语思维能力，拓宽外语的学习环境，解决公共外语学习与专业应用之间的脱节，更重要地是可拓展学生的专业知识和分析问题的能力。因为，一些原版英语教材不同于国内多年来使用的教材，学生可从中学到不同以往的分析和解决问题的方式方法。双语教学为学生提供了真实的语言环境，通过双语学习，能同时提高学生的专业水平和英语水平，提高他们的学习兴趣和学习积极性。如果课堂上的板书或PPT是英语，学生的思想就不敢走神，注意力非常集中，课堂的教学气氛会很好。当然，材料力学部分内容的双语教学也可改进教师的教学思想和方法。
经过多年的外语学习，大部分学生的现有英语水平已经比较高，能熟练地阅读和理解外文资料，所欠缺的只是专业方面的知识。如果通过在双语环境中的学习，对原版教材进行消化吸收，加之大部分的中文讲授，学生一般都能理解材料力学的基本知识和解决问题的基本方法。而且，授课教师一般都是高学历水准，英文水平较高，加上准备充分的英文PPT课件和板书，在材料力学课堂实行双语教学是完全可行的。
二、教学方式的探索
在材料力学的日常教学中，应主要着力于提高学生学习兴趣，以顺利运用双语教学。还可运用多种方式为双语教学提供更有力的支持。
1.课堂的前期准备工作
教师在课前备课时，应适应双语教学的需要，根据课中教学的内容，搜集相关专业知识的外语资料，如采用查阅外语图书、上互联网搜寻等方式，多方面准备外语教学的资料，特别是专业知识需要的专业术语的外语表述，并且做到“知其然，知其所以然”，弄清专业术语外语表述的成词规律，以及该词或者词组的由来，以便在教学中让学生更加清晰、充分了解该知识。
2.课中双语的有机结合
课堂教学传授学生专业知识时，适时穿插外语表述，将专业术语的外语表述及成词规律、词或词组以及物质结构的由来等贯穿课堂之中。如“材料力学”为“mechanics of materials”，“受力分析”为“FBD（free body diagram）”，“梁弯曲”为“bending beam”，并加入科学家的英语介绍。如讲应力圆时，就讲Christian Otto Mohr，Professor of Engineering Mechanics Stuttgart Polytechnikum，Otto Mohr became one of Europe's most decorated engineers of the 19th century.He entered Hannover Polytechnical Institute at the age of 16。既活跃了气氛，增强了课堂中学生的学习兴趣，又扩大知识面，增进学生在专业知识方面的外语水平，增强了课堂的教学效果。但是，应当注意以汉语为主，不能越俎代庖，以外语为主角，否则，课堂效果必然会适得其反。
3.心理的把握与双语的结合
对于学生来讲，双语教学的引入可能产生两方面的心理影响。一个方面，学生对新生事物的好奇心可能导致他们产生更浓厚的学习兴趣，在双语教学中产生更加深刻的心理影响，从而促进该学科的学习。但是另一方面，也可能因为在双语教学中，对外语的肤浅了解，或者说对外语的学习不够深刻，造成上课过程中听不懂，从而造成厌学情绪，恶性循环，势必造成课堂教学质量的下降。因此，在双语教学过程中，教师应当注意及时掌握学生的心理状况，适时调整双语教学的内容和双语在课堂中的分量比例，以适应学生的心理变化，达到双语教学的最佳效果。[4,5]
4.部分课后作业用英语布置
选取国外优秀教材的优秀实例，将其布置为作业，完全用英语表述，一方面满足学生对国外教材好奇的心理，让其了解国外大学生的水平。另一方面，由于是在课后时间，学生有大量时间对专业词汇和不认识的单词进行查阅，补充了上课时间不够、一时难以吸收的弊端，并给出英文答案，以更好地理解。如在扭转时就布置了以下作业，学生很感兴趣。A hollow cylindrical steel shaft is 1.5m long and has inner and outer diameters respectively equal to 40 and 60 mm.（a)What is the largest torque that can be applied to the shaft if the shearing stress is not to exceed120MPa？（b）What is the corresponding minimum value of the shearing stress in the shaft？（c）What torque should be applied to the end of the shaft to produce a twist of 2°？Use the value G=77GPa for the modulus of rigidity of steel.
在工程力学的双语教学中，采用“课堂穿插讲授，课后作业阅读”形式，主要以培养学生的兴趣为主，扩大学生在学习中的知识面，拓展学生综合素质的教学方式。在整个教学过程中，以汉语为主，以外语为辅，对一些专业性术语的外语表述进行介绍，并提供相关术语中外语名词的由来及成语规律，穿插有关外语故事等，培养学生学习兴趣，提高在课外搜寻相关外语资料的积极性，从学生自身的积极主动性出发，达到专业知识与语言的双赢。
三、教学效果及问题探讨
通过课堂教学和课后与学生的座谈，发现材料力学采用部分内容双语教学后，学生上课学习的劲头更大，下课看起书来更加用心，能自觉地查阅相关英文资料，掌握英文专业知识，拓宽了知识面，开阔了视野，提高了分析解决问题的能力。在期终考试中，双语教学班级的高分率、及格率均高于非双语教学的班级。可见，采用双语教学，学生对材料力学基本理论同样得到掌握。
双语教学中也存在一些问题：①缺乏配套的教材。现行教材还没有为双语教学量身定做的版本，课题组成员只好努力地寻找资料，自编教材，“找米下鍋”。这样既不规范，也增加了教师的负担。②缺乏高素质的教师队伍。双语教学是指除母语学科用母语教学外，其它学科的教学都用非母语，而且只能用一种非母语语言，因此双语教学对教师的要求非常高，不仅专业要精深，英语要好，还要求能用英语表述专业知识，解析专业词汇，但目前这样的人才却很少。尽管大部分教师英语水平较高，但全用英语授课仍感到力不从心。③学生的英语水平有待提高。武汉科技大学虽然是一本院校，但随着招生规模的不断扩大，生源质量相对变差，用英语讲述到位，学生真正理解也非易事。因此，双语教学要有一个循序渐进的过程，让学生有一个较长的适应阶段。④缺乏合理的评价机制。评价机制的改革是实施双语教学的保证。要真正实施双语教学，就必须改变旧有的评价手段和评价办法，形成良好的评价机制，鼓励学生向多元化发展，惟有这样，双语教学才能落到实处。建立合理的评价体系，学生在双语教学中所付出的努力，才可能得到科学公正的反映，学生双语学习的积极性也才能持久。
四、结语
通过对双语教学在材料力学教学中运用的探索与实践，证明了双语教学对学生的英语水平的提高是有帮助的，实施双语教学是必要的，有益的，可行的。但是，面对一些亟需解决的问题：如缺乏配套的教材、缺乏高素质的教师队伍、学生的英语水平还有待提高、缺乏合理的评价机制，等等，还有待今后实践中的不断探索。任何事物都是发展着的，双语教学亦然。在外语教学水平逐步提高、学生自身外语水平逐步提高进而运用自如的情况下，以目前这种“培养兴趣”为主的教学方式，必然不能适应新形势的需要，应当有新的双语教学方式来替代，把材料力学的双语教学提高到一个新的层面，真正达到融会贯通的程度。
参考文献：
[1]苗张木.材料力学双语教学方式探讨[J].交通高教研究,2004,(2).
[2]殷波,刘平．《材料力学》双语教学的实践与研究[J].高教论坛,2006,(3).
[3]尹明静.浅谈化学教学中的双语教学[J].当代教育论坛(学科教育研究),2007,(8).
[4]郭晶等．《材料力学》多媒体与双语组合教学的研究[J].高教论坛,2010,(11).
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