古代铜压尺

篇一:《中国古代冶铜的发展》

中国古代冶铜的发展史

冶铜术的兴起是在新石器时代晚期的龙山文化时期。古代文献有不少关于禹铸九鼎的传说，夏代已能熔铸青铜。 第一：从纯铜到青铜

距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即天然铜，它的特点是锻锤出来的，属于纯铜。由此炼成都铜太软，容易弯曲，并且很快就钝，接着人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜。由此中国进入了青铜时代。

第二：夏商时石范法以及陶范铸成

居住在今河南濮阳的昆吾族，就是以制陶、铸铜著称的一个部落。把铸铜和制陶联系在一起，表明冶铜术确是在制陶技术发展的基础上兴起的。

夏代已进入青铜时代。河南偃师二里头出土的早商青铜器有铜镞、铜凿、铜铃等小件工具与器物，并且有铜爵数件，说明当时青铜冶铸技术已具一定水平。

商代中期，青铜铸造技术进一步发展，以郑州二里岗为代表，已有爵、斝、鼎、盉等成组礼器。1974年郑州张寨出土的方鼎两件，一重62.25公斤，另一重84.25公斤，已是相当大型的铜铸件，经检验为铅青铜铸成，含铅17％，锡3.6％，熔铜设备是用内外涂抹草拌泥的大口陶尊和陶缸。

盘庚迁殷后，以安阳殷墟为中心，铸铜技术臻于鼎盛。瑰丽壮伟的司母戊大鼎是典型代表。它重达87.5公斤，是上古最重的青铜铸件，投入铜料在千斤以上。能够成功地熔铸这样的大型器物，说明殷代手工业生产具有较大规模。

第三：分铸法

有些商周青铜器之所以能获得复杂的形状，关键在使用了分铸法，或先铸器身再在器上合范铸出附件（如器把、兽头等），或先铸好附件，再镶嵌在陶范内与器身一起铸作成器，工艺构思十分巧妙。

第四：单一到综合运用到冶铜技术

到了春秋时期，特别是春秋中叶以后，由于生产力的进一步发展，表现于青铜冶铸技术也有重大的变化，即从原先较为单一

的范铸技术转变为综合运用浑铸、铸接、失蜡法、铸焊（锡焊、铜焊），红铜镶嵌、错金银等多种金属技术的新工艺系统，代表性产品有曾侯乙大型编钟群和青铜尊、盘等。就制作方式来说，先铸附件后铸器身的分铸形式有很大发展，成为主流。这种方法利于分工合作，因而有较高的生产率，器件的结合也较为牢固，是适合于社会生产的要求的。同时，在器形、纹饰方面有不少新的变化，突破了殷商西周的传统格局，如新郑彝器就突出地表现了。

到战国时期更发展了印模、叠铸等批量生产技术，不少器物壁薄轻巧，质朴无华，更为实用。这一时期有关青铜冶铸的文献纪述明显增多。《考工记》除记载“攻金之工”六种及其具体分工以外，又详述编钟部位名称、尺度比例、熔铸铜器时的火色变化和“六齐”合金配比。后者被誉为世界最早见于文字记载的合金配制法则，实物检验表明，这一法则是具有科学性和客观实在性的。又如《荀子〃强国篇》以“刑范正、金锡美、工冶巧、火齐得”为获得优质铸件的四大工艺要素；《吕氏春秋〃别类篇》提出“金柔锡柔，合二柔以为刚”的观点，都是人们通过长期实践对青铜冶铸技术具有规律性认识的反映。

第五：湿法炼铜

在炼铜中的另一项重要成就是湿法炼铜，也叫胆铜法。这是利用炼丹家所发现的铁对铜离子的置换反应，进行冶铜的方法。其工艺过程是把硫酸铜或碳酸铜（古称曾青、胆矾、石胆等）溶于水，使成胆水，然后投铁块于溶液中，因铁的化学性能比铜活泼，铁离子会置换出铜来。这是世界上最早的湿法冶金，在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，晋葛洪《抱朴子内篇〃黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。宋代已用此法进行大规模的炼铜生产。 综上所述：尽管我国的冶铜技术晚于欧洲和西亚1000多年，但进步神速，我国有世界上最大的青铜器，而在春秋时期青铜器冶炼达到了高峰，我国的冶铜技术是世界冶炼史上不可或缺的一页。

篇二:《材料力学习题答案》

第二章 轴向拉伸与压缩

2-1 试求图示直杆横截面1-1、2-2、3-3上的轴力，并画出轴

2-2 图示中部对称开槽直杆，试求横截面1-1和2-2上的正应力。

(

(b)

解： 1．轴力

由截面法可求得，杆各横截面上的轴力为 FNF14kN 2．应力 11FN14103AMPa175MPa 11204 F22N14103AMPa350MPa 2220104

5-1

2-3 图示桅杆起重机，起重杆AB的横截面是外径为20 mm、内径为18 mm的圆环，钢丝绳BC的横截面面积为10 mm2。试求起重杆AB和钢丝绳

2-4 图示由铜和钢两种材料组成的等直杆，铜和钢的弹性模量分别为E110 G和E2210 GPa。若杆的总伸长为0Pa

Δl0.126 mm，试求载荷F和杆横截面上的应力。

=2kN

解：

1．横截面上的应力 由题意有

l1Fl1Fll2

2E E1AE2AE21

由此得到杆横截面上的应力为

l0.126

MPa15.9MPa 

12

E1E2100103210103

ll1l2

解： 1．轴力

取节点B为研究对象，受力如图所示，

Fx0： FNBCFNABcos30Fcos450 Fy0： FNABsin30Fsin450

由此解得： FNAB2.83kN， FNBC1.04kN 2．应力

起重杆横截面上的应力为

FNAB2.83103

ABMPa47.4MPa 

AAB

2021824

钢丝绳横截面上的应力为

FNBC1.04103

BCMPa104MPa

ABC10

2．载荷

FA15.9

5-2



4

402N20kN



2-5 图示阶梯形钢杆，材料的弹性模量E200 GPa，试求杆横截面上的最大正应力和杆的总伸长。 2-6 图示电子秤的传感器为一空心圆筒形结构，圆筒材料的弹性模量E200 GPa。在秤某一沿圆筒轴向作用的重物时，测得筒壁产生的轴向线应变

49.8106

解：

1．最大正应力

由于杆各横截面上的轴力相同，故杆横截面上的最大正应力发生在BC段的任一横截面上，即

FN40103

maxMPa127.3M Pa

ABC2

204

2．杆的总伸长

FlFl

llABlBCABBC

EAABEABC 

FlABE

2dAB

解：

圆筒横截面上的轴力为 FNG 由胡克定律

G 

EEA

可以得到此重物的重量为

G EA



FlBC

2dBC

E44

440103400800 mm0.57mm

200103402202

4FE

lABlBC2d2

ABdBC 

49.8106200103

20kN



4

80280922N



5-3

3-2 图示油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。已知油缸内径D350 mm，油压p1 MPa。若螺栓材料的许用应力[]40 MPa，试求螺栓的内径。

第三章 材料的力学性质 拉压杆的强度计算

3-1 图示水压机，若两根立柱材料的许用应力为[]80 MPa，试校核立柱的强度。

解：

立柱横截面上的正应力为

F2600103A804

MPa59.7MPa[]

所以立柱满足强度条件。

解：

由于内压的作用，油缸盖与缸体将有分开的趋势，依靠六个螺栓将它们固定在一起。

油缸盖受到的压力为

FpD2

4

由于6个螺栓均匀分布，每个螺栓承受的轴向力为

F1D2

FN66p4

由螺栓的强度条件

1D2 Fp

NAd2pD26d2

≤[] 4

可得螺栓的直径应为 d≥p6[]D1640

350 mm22.6mm

5-4

3-3 图示铰接结构由杆AB和AC组成，杆AC的长度为杆AB长度的两倍，横截面面积均为A200 mm2。两杆的材料相同，许用

3-4 承受轴力FN160 kN作用的等截面直杆，若任一截面上的切应力不超过80 MPa，试求此杆的最小横截面面积。 应力[]160 MPa。试求结构的许用载荷[F]。

解：

由Fx0： FNACsin30FNABsin450 可以得到：

FNAC2FNABFNAB

即AC杆比AB杆危险，故

FNAC[]A160200 N32kN

F1

NAB2FNAC162kN 由Fy0： FNABcos45FNACcos30F0 可求得结构的许用载荷为 [F]43.7kN

解：

由切应力强度条件

F

max2N2A

≤[]

可以得到

A≥FN2[]160103

280mm21000mm2

5-5

篇三:《中国古代典型青铜铸件的分析》

中国古代青铜分析论文

姓名： 胡金龙

班级： 1381042

导师： 刘华英

二零一五年六月十六日

中国古代典型青铜铸件的分析

青铜器起源与断代

中国古代青铜器源远流长，绚丽璀璨，有着永恒的历史价值与艺术价值。传世和近年发现的大量青铜器表明，青铜器自身有着一个完整的发展演变系统。自夏、商、周至秦、汉整个青铜器发展史，大约可以分为十三期：即夏为二里头文化期，商、西周、春秋各为早中晚三期，战国分作早期和中、晚二期。秦、汉为青铜器发展史的余辉。

青铜文化在世界各地区都有发展，这是因为青铜作为工具和器皿的原料有其优越性：自然界存在着天然的红铜，因此铜也是人类最早认识的金属之一，但其硬度低，不适合制作生产工具，所以，在生产中发挥的作用不大。后来，人们又发现了锡矿石，并学会了提炼锡，在此基础上人们认识到添加了锡的铜即青铜。

青铜比红铜具有更大的优越性：第一，青铜硬度大；第二，青铜溶液流动性好，凝固时铸造收缩率很小；第三，青铜的化学性能稳定，耐腐蚀，可以长期使用和保存；第四，青铜合金熔点较低，青铜器坏了以后，可以回炉重铸。总而言之，青铜就是以铜为主的一种合金。古代青铜主要是铜与锡的合金，此外也有铜与锡、铅的合金。青铜在古代原来的颜色大多是黄金色的，由于经过长期腐蚀，古代青铜器的表面往往生成一层青绿色锈，所以今天称之为青铜。【1】 中国古代青铜器制造技术

一、青铜的作用与分类

古代青铜的用途与类型：基本分为青铜礼器、青铜兵器、青铜工具和农具四大类。

1、青铜礼器：礼器是宗庙中和宫室中陈设的器物，用于各种祭祀、典礼中。古人认为礼器是国之重器。

2、青铜兵器：青铜兵器是商周时代军队作战的重要装备，铸造数量庞大种类繁多。青铜钺于夏晚期一直用到战国时期，青铜剑成为春秋晚期至战国最为流行的。青铜胄最初见于商代晚期，形似帽型，顶有一管，用来保护耳部和颈部。

3、青铜工具：青铜的使用首先是铸造生产工具，在生活中广泛使用，主要有斧、斤、凿、锯等。

4、青铜农具：在商周时代的农耕中，普遍使用青铜农具，目前发现较少因{古代铜压尺}.

为青铜珍贵，青铜农具可以改铸，一般不做陪葬品。主要有耒、耜、铲、锛、锸、耨、镰等。

二、中国古代青铜器的成分

合金的化学成分是决定合金性能的重要因素之一。

不同的青铜器件对性能的要求不同，因此合金组元的含量不同。

《周礼·考工记》中指出：

“金有六齐：

六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐。

五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐。

四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐。

三分其金而锡居一，谓之大刃之齐。

五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐。{古代铜压尺}.

金锡半，谓之鉴燧之齐”。

这六种不同成分青铜合金配方指出了青铜合金的性能随其配方比不同而引起变化的规律。用以指导制造不同的器具。【2】

三、中国古代青铜的冶铸

铸造：将金属熔炼成符合要求的液体并浇进铸型，冷却凝固、得到有预定形状尺寸和性能的铸件的工艺过程。

（一）冶铸过程

中国古代制造器青铜器主要分为采冶和铸造两大工艺过程。第一步是采冶，首先分别采取铜矿石与锡矿石，然后分别冶炼出红铜和锡。第二步是合金铸造，分为合金、制范、浇铸三方面。

在商代发明了分铸法，并得到了广泛的应用。在春秋时期进一步有发明了焊接法。这是将分别铸好的青铜器附件，用锡镴（锡铅合金）焊接在一起。

（二）熔炼方法【2】

古人炼铜的方法：1、偶然得铜2、堆烧法3、坩埚炼铜4、竖炉炼铜。 古人利用熔炼过程中火焰状态和颜色来判断炉况，控制熔炼。《考工记》中总结为：“凡铸金之状，金与锡黑浊之气竭，黄白次之;黄白之气竭，青白次之；青白之气竭青气次之，然后可铸也”。

熔炼初期：

炉气为还原性气氛，其中含有氢、一氧化碳和碳氢化合物，燃烧时会冒黑烟。 熔炼中期：

由于氧化物、硫化物的发挥而生成“黄白之气”。

熔炼末期：

随着温度、蒸汽压升高，金属蒸发加快，同时铜合金中的杂质也随温度升高发生烧损，加上燃料充分燃烧，故此阶段火焰呈微蓝色的“青白之气”。 浇注前：

温度进一步升高，铜液中其他杂质烧损很大，杂质烧损后成为精炼，炉火达到“纯青”，可以浇注。

（三）铸造方法与选材

古代青铜器的主要采用泥范铸造和失蜡铸造。

泥范铸造基本流程：制范—>熔炼—>浇注—>修整—>加工—>成品。

铸型材料工艺性能：一定的湿强度、良好的可塑性、一定的干强度、较高的耐火度、良好的退让性、低的发气性、高的透气性。

失蜡法就是首先在泥作的内范的外面敷上一层虫蜡，用这层虫蜡作成欲铸的青铜器的原大模型；其次用调好的细泥浆淋上去，最终形成泥质外范；最后由浇铸口将青铜溶液注入，冷却凝固即可。

这是中国古代青铜冶铸工艺的一部分，中国古代青铜冶铸工艺还包括高超的表面装饰技术。高度发达的中国古代青铜冶铸工艺是灿烂的中国古代青铜文化的技术基础。中国是世界上最早进入青铜时代的国家之一，青铜器种类繁多、多制瑰丽、花纹繁缛、制作精湛，充分体现了中国青铜器特有的艺术魅力和鲜明的民族风格，更构成了中国无可替代的青铜文化。

【参考文献】

【1】李先登.商周青铜文化.中国文化小百科第026册.

【2】中国古代青铜器课件7. 2012.6.

篇四:《材料力学习题答案1》

材料力学习题答案1

2.1 试求图各杆1-1、2-2、3-3 截面上的轴力，并作轴力图。

解：(a) F1140302050kN，F22

302010kN，F3320kN



(b) F11F

，F22FF0，F33F

(c) F110，F22

4F，F334FF3F

轴力图如题2. 1 图( a) 、( b ) 、( c) 所示。

2.2 作用于图示零件上的拉力F=38kN，试问零件内最大拉应力发生在哪个截面上? 并求其值。

解 截面1-1 的面积为

A1502220560mm

2



截面2-2 的面积为

A215155022840mm

2



因为1-1截面和2-2 截面的轴力大小都为F，1-1截面面积比2-2 截面面积小，故最大拉应力在截面1-1上，其数值为：

max

FNA1

FA1

3810560{古代铜压尺}.

3

67.9MPa

2.9 冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压工件时连杆接近水平位置，承受的镦压力F=1100kN。连杆截面是矩形截面，高度与宽度之比为

hb

1.4。材料为45钢，许用应力

58MPa，试确定截面尺寸h及b。

解 连杆内的轴力等于镦压力F，所以连杆内正应力为

FA

。

FAFbh

，将

hb1.4

根据强度条件，应有代入上式，解得

bhb



0.1164m116.4mm

由

1.4，得h162.9mm

所以，截面尺寸应为b116.4mm，h162.9mm。

2.12 在图示简易吊车中，BC为钢杆，AB为木杆。木杆AB的横截面面积

A1100cm，许用应力

2

钢杆17MPa；

2

BC的横截面面积A2

1

6cm{古代铜压尺}.

，许用拉应力

160M

Pa

。试求许可吊重F。

解 B铰链的受力图如图(b)所示，平衡条件为

FF

x

0， 0，

FNFN

BC

cos30F





NAB



0 （1）

yBC

sin30F

0 （2）

解（1）、（2）式，得

FNBC

2F

，FNAB

 (３)

(1) 按照钢杆的强度要求确定许可吊重

钢杆的强度条件为：2

由上式和(３)式可得

F

FNBC2

12



FNBCA2



2

2

A2

12

16010610

64

48000N48kN



(2) 按木杆的强度要求确定许可吊重 木杆的强度条件为：1由上式和(３)式可得

F

FNABA1



1

1A1

710

6

10010

4

40415N40.4kN

比较上述求得的两种许可吊重值，可以确定吊车的许可吊重为F40.4kN。

2.14 某铣床工作台进给油缸如图(a)所示，缸内工作油压p2MPa，油缸内径D= 75mm，活塞杆直径d=18mm。已知活塞杆材料的许用应力50MPa，试校核活塞杆的强度。

解 活塞杆的受力图(b)所示，由平衡条件可得其承受的拉力为：

FN

pDd

2

2



4

活塞杆的应力：

pDd

2

2



d24





FNA



4{古代铜压尺}.

pDd

2

2



d

2



2100.0750.018

6

2

2



0.018

2

32700000Pa32.7MPa

与许用应力50MPa比较可知，活塞杆可以安全工作。

2.18 变截面直杆的受力如图(a)所示。已知：

A18cm，A24cm，E200GPa

2

2

。求杆的总伸长

l。

解 杆的轴力图如图(b)所示，各段的伸长分别为：

l1

FN1l1EA1

，l2

FN2l2EA2

则总的伸长为{古代铜压尺}.

ll1l2

FN1l1EA1

FN2l2EA2



2010