材料2002级《材料力学性能》考试答案

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材料物理性能答案

材料物理性能答案材料的物理性能是指材料在物理方面所表现出来的特性和性能。

它包括了材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等多个方面。

在工程实践中，对材料的物理性能有着非常高的要求，因为这些性能直接关系到材料在使用过程中的稳定性和可靠性。

下面将分别对材料的力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能进行详细介绍。

首先，力学性能是材料最基本的性能之一。

它包括了材料的强度、韧性、硬度、塑性等指标。

强度是材料抵抗外部力量破坏的能力，韧性是材料抵抗断裂的能力，硬度是材料抵抗划痕的能力，塑性是材料在外力作用下发生形变的能力。

这些指标直接影响着材料在工程中的使用寿命和安全性。

其次，热学性能是材料在热学方面的表现。

它包括了材料的热膨胀系数、热导率、比热容等指标。

热膨胀系数是材料在温度变化时长度、面积或体积的变化比例，热导率是材料传导热量的能力，比热容是材料单位质量在温度变化时吸收或释放的热量。

这些指标对于材料在高温或低温环境下的稳定性和耐热性有着重要的影响。

再次，电学性能是材料在电学方面的表现。

它包括了材料的导电性、绝缘性、介电常数等指标。

导电性是材料导电的能力，绝缘性是材料阻止电流流动的能力，介电常数是材料在电场中的响应能力。

这些指标对于材料在电子器件、电力设备等方面的应用具有重要的意义。

最后，磁学性能是材料在磁学方面的表现。

它包括了材料的磁化强度、磁导率、矫顽力等指标。

磁化强度是材料在外磁场作用下磁化的能力，磁导率是材料传导磁场的能力，矫顽力是材料磁化和去磁化之间的能量损耗。

这些指标对于材料在电机、变压器等磁性设备中的应用具有重要的作用。

综上所述，材料的物理性能是材料工程中非常重要的一部分。

它直接关系到材料在使用过程中的性能和稳定性，对于材料的选用、设计和应用具有重要的指导意义。

因此，对材料的物理性能进行全面的了解和评价，是材料工程中必不可少的一项工作。

材料级《材料力学性能》考试答案AB

材料级《材料力学性能》考试答案AB贵州大学2007-2008学年第一学期考试试卷 A缺口效应；因缺口的存在，改变了缺口根部的应力的分布状态，浮现：① 应力状态变硬(由单向拉应力变为三向拉应力)；② 应力集中的现象称为缺口效应。

解理台阶；在拉应力作用下，将材料沿某特定的晶体学平面快速分离的穿晶脆性断裂方式称为解理断裂，称该晶体学平面为解理平面；在该解理平面上，常常会浮现一些小台阶，叫解理台阶；这些小台阶有汇聚为大的台阶的倾向，表现为河流状花样。

冷脆转变；当温度T ℃低于某一温度T K 时，金属材料由韧性状态转变为脆性状态，材料的αK 值明显落低的现象。

热疲劳；因工作温度的周期性变化，在构件内部产生交变热应力循环所导致的疲劳断裂，表现为龟裂。

咬合磨损；在摩擦面润滑缺乏时，摩擦面间凸起部分因局部受力较大而咬合变形并密切结合，并产生形变强化作用，其强度、硬度均较高，在随后的相对分离的运动时，因该咬合的部位因结合密切而别能分开，引起其中某一摩擦面上的被咬合部分与其基体分离，咬合吸附于另一摩擦面上，导致该摩擦面的物质颗粒损失所形成的磨损。

二、计算题（共42分,第1题22分，第2题20分）1、向来径为10mm ，标距长为50mm 的标准拉伸试样，在拉力P=10kN 时，测得其标距伸长为50.80mm 。

求拉力P=32kN 时，试样受到的条件应力、条件应变及真应力、真应变。

（14分）该试样在拉力达到55.42kN 时，开始发生明显的塑性变形；在拉力达到67.76kN 后试样断裂，测得断后的拉伸试样的标距为57.6mm ，最小处截面直径为8.32mm ；求该材料的屈服极限σs 、断裂极限σb 、延伸率和断面收缩率。

（8分）解： d 0 =10.0mm, L 0 = 50mm,P 1=10kN 时L 1 = 50.80mm ；P 2=32kN因P 1、P 2均远小于材料的屈服拉力55.42kN ，试样处于弹性变形时期，据虎克得分评分人定律有：P1: P2 =⊿L1:⊿L2 =（L1-L0）:（L2-L0）L2-L0 =(L1-L0)×P2/P1 =0.8 ×32/10 =2.56(mm)=> L2 = 52.56(mm)2 分此刻：F0 =πd02/4 =78.54 mm2由：F2×L2=F0×L0 => F2= F0×L0/L2 =78.54×50/52.56=74.71 (mm2)2 分条件应力：σ= P/F0 =32kN/78.54mm2=407.44Mpa 2分相对伸长：ε= (L2-L0)/L0=(52.56-50)/50= 0.0512 = 5.12% 2分相对收缩：ψ=(F0 –F2)/F0=( 78.54 -74.71)/78.54= 0.0488=4.88%2分真实应力：S=P/F2=32kN/74.71mm2=428.32Mpa 2分真实应变：e =ln(L2/L0)=ln(52.56/50)=0.0499=4.99%= -ψe 2分L k = 57.6mm,d k = 8.32mm, F k =πd K2/4 = 54.37 mm2屈服极限：σS =55.42kN/78.54 mm2 = 705.6MPa 2分断裂极限：σb = 67.76kN/78.54 mm2 = 862.7Mpa 2分延伸率：δ= (L K-L0)/L0= (57.6-50)/50 = 0.152= 15.2% 2分断面收缩率:ψk=(F0-Fk)/F0=(78.54-54.37)/78.54=0.3077= 30.77% 2分2、某大型构件中心有长为4mm的原始裂纹，该构件在频率为50Hz，σMAX=-σMIN =85MPa的周期循环应力下工作，已知该裂纹的扩展速率为：dɑ/dN =C(ΔK )n，其中：n=3，C=2.4×10-16，且知Y=√π，2ɑC=32mm，咨询该构件在此循环应力下能安全工作多长时刻？解：ɑ0 = 4mm/2 = 2mm=0.002m，ɑC=32mm/2 = 0.016m 4分Δσ=σMAX-σMIN=85Mpa-(-85MPa)=170Mpa 2分ΔK = K MAX-K M IN =YσMAX√ɑ- YσMIN√ɑ = Y(σMAX -σMIN)√ɑ= YΔσ√ɑ2分d ɑ/dN= C(ΔK )n => dN=[1/ C(ΔK )n ] d ɑ Nf = ∫0Nf dN =∫ɑ0ɑc [1/ C(ΔK )n ] d ɑ=∫ɑ0ɑc [1/ C(Y Δσ√ɑ)n ]d ɑ= ∫ɑ0ɑc [1/(2.4×10-16 ×π3/2 ×1703 ×ɑ3/2)]d ɑ = 1016/(2.4×3.143/2×1703)∫ɑ0ɑc[1/ɑ3/2] d ɑ=1.523×108×[ (-1)/(3/2-1)] [1/ɑC 1/2 -1/ɑ01/2]=1. 523×108×2(1/0.0021/2-1/0.0161/2) =1.523×108×2×(22.36-7.91) = 4.406×109 (次)10分工作时刻：T=4.406×109/50(Hz)=8.81×107(s) = 8.81×107/3600 (hr) =24479.5hr 2分结论：在该应力条件下，该构件大约可工作24480小时。

材料力学复习题答案

材料力学复习题答案1. 材料力学中，材料的弹性模量（E）表示材料抵抗形变的能力，其单位是帕斯卡（Pa）。

若某材料的弹性模量为200 GPa，试计算该材料在受到10 MPa应力作用下产生的应变。

答案：根据胡克定律，应变（ε）等于应力（σ）除以弹性模量（E），即ε = σ/E。

将给定的数值代入公式，得到ε = 10 MPa / 200 GPa = 0.00005 或5×10^-5。

2. 简述材料在拉伸过程中的四个阶段，并说明各阶段的特点。

答案：材料在拉伸过程中的四个阶段包括弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和断裂阶段。

弹性阶段中，材料在外力作用下发生形变，当外力移除后，材料能恢复原状。

屈服阶段开始时，材料的形变不再与应力成正比，即使应力不再增加，形变也会继续增加。

强化阶段中，材料在屈服后继续承受应力，需要更大的应力才能使形变继续增加。

最后，在断裂阶段，材料因无法承受进一步的应力而发生断裂。

3. 计算圆轴在扭转时的剪切应力。

已知圆轴的直径为50 mm，材料的剪切模量为80 GPa，扭矩为500 N·m。

答案：圆轴在扭转时的剪切应力（τ）可以通过公式τ = T·r/J计算，其中T为扭矩，r为圆轴的半径，J为极惯性矩。

对于直径为50 mm的圆轴，半径r = 25 mm = 0.025 m。

极惯性矩J = π·r^4/2 = π·(0.025)^4/2 ≈ 9.82×10^-6 m^4。

代入公式得到τ = 500 N·m × 0.025 m / 9.82×10^-6 m^4 ≈ 127.6 MPa。

4. 描述梁在弯曲时的正应力和剪切应力的分布规律。

答案：梁在弯曲时，正应力沿着梁的横截面高度线性分布，最大正应力出现在横截面的最外层纤维上，且与中性轴的距离成正比。

剪切应力在梁的横截面上分布不均匀，最大剪切应力出现在中性轴处，向两侧逐渐减小至零。

材料性能学历年真题及答案

材料性能学历年真题及答案(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、名词解释低温脆性：材料随着温度下降，脆性增加，当其低于某一温度时，材料由韧性状态变为脆性状态，这种现象为低温脆性。

疲劳条带：每个应力周期内疲劳裂纹扩展过程中在疲劳断口上留下相互平行的沟槽状花样。

韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

缺口强化：缺口的存在使得其呈现屈服应力比单向拉伸时高的现象。

50%FATT：冲击试验中采用结晶区面积占整个断口面积 50%时所应的温度表征的韧脆转变温度。

破损安全：构件内部即使存在裂纹也不导致断裂的情况。

应力疲劳：疲劳寿命N>105 的高周疲劳称为低应力疲劳，又称应力疲劳。

韧脆转化温度：在一定的加载方式下，当温度冷却到某一温度或温度范围时，出现韧性断裂向脆性断裂的转变，该温度称为韧脆转化温度。

应力状态软性系数：在各种加载条件下最大切应力与最大当量正应力的比值，通常用α表示。

疲劳强度：通常指规定的应力循环周次下试件不发生疲劳破坏所承受的上限应力值。

内耗：材料在弹性范围内加载时由于一部分变形功被材料吸收，则这部份能量称为内耗。

滞弹性: 在快速加载、卸载后，随着时间的延长产生附加弹性应变的现象。

缺口敏感度：常用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸的光滑试样的抗拉强度的比值表征材料缺口敏感性的指标，往往又称为缺口强度比。

断裂功：裂纹产生、扩展所消耗的能量。

比强度：:按单位质量计算的材料的强度，其值等于材料强度与其密度之比，是衡量材料轻质高强性能的重要指标。

.缺口效应：构件由于存在缺口（广义缺口）引起外形突变处应力急剧上升，应力分布和塑性变形行为出现变化的现象。

解理断裂：材料在拉应力的作用下原于间结合破坏，沿一定的结晶学平面(即所谓“解理面”)劈开的断裂过程。

应力集中系数：构件中最大应力与名义应力（或者平均应力）的比值，写为KT。

高周疲劳：在较低的应力水平下经过很高的循环次数后（通常N>105）试件发生的疲劳现象。

材料力学性能考试题及答案

07 秋材料力学性能一、填空：（每空1分,总分25分）1.材料硬度的测定方法有、和。

2.在材料力学行为的研究中，经常采用三种典型的试样进行研究，即、和。

3.平均应力越高，疲劳寿命。

4.材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有,中心处切应力为,表面处。

5.脆性断裂的两种方式为和。

6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；塑性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；7.外力与裂纹面的取向关系不同，断裂模式不同，张开型中外加拉应力与断裂面，而在滑开型中两者的取向关系则为。

8．蠕变断裂全过程大致由、和三个阶段组成。

9．磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为、和腐蚀磨损等。

10．深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。

11．诱发材料脆断的三大因素分别是、和。

二、选择：（每题1分，总分15分）（）1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点a）耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好（）2. 对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强度a)高b)低c) 相等d) 不确定（）3.用10mm直径淬火钢球，加压3000kg，保持30s，测得的布氏硬度值为150的正确表示应为a) 150HBW10／3000／30 b) 150HRA3000／l0／30c) 150HRC30／3000／10 d) 150HBSl0／3000／30（）4.对同一种材料，δ5比δ10a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定（）5.下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。

a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷（）6.下列哪种材料适合作为机床床身材料a) 45钢 b) 40Cr钢 c) 35CrMo钢 d) 灰铸铁（）7.下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直，因而它是最危险的一种断裂方式。

a) 撕开型 b) 张开型 c) 滑开型 d) 复合型（）8. 下列哪副图是金属材料沿晶断裂的典型断口形貌a) b) c) d)（）9.下列哪种材料中的弹性模量最高a) 氧化铝 b) 钢 c) 铝 d) 铜（）10.韧性材料在什么样的条件下可能变成脆性材料a)增大缺口半径 b) 增大加载速度c) 升高温度 d) 减小晶粒尺寸（）11．应力腐蚀门槛值正确的符号为a) K ISCC b) ΔK th c) K IC d) CF（）12．σm=0 ， R=-1 表示下列哪种循环应力a) 交变对称循环 b)交变不对称循环c) 脉动循环 d) 波动循环（）13．为提高材料的疲劳寿命可采取如下措施a)引入表面拉应力b) 引入表面压应力c) 引入内部压应力d) 引入内部拉应力（）14．工程上产生疲劳断裂时的应力水平一般都比条件屈服强度a) 高b) 低 c) 一样 d) 不一定（）15．下列曲线中哪种为脆性材料的应力-应变曲线a) b) c) d)三、判断：（每题1 分，总分15分）（）1.材料的力学行为与材料的力学性能是同一概念。

机械工程材料2002考试卷

1、断裂韧性2、固溶强化3、临界变形度4、再结晶5、时效强化二、选择题（10分）1、制作挖掘机的斗齿最适意的材料为：（a）ZGMn13 (b) GCr15 (c) T10 (d) L Y122、全退火主要适用于：（a）共析钢（b）亚共析钢（c）过共析钢（d）白口铸铁3、用轴承钢GCr15制造零件，若在热压成型后有粗大网状碳化物，应采用________的预备热处理工艺消除之。

(a) 完全退火(b) 正火(c) 完全退火+球化退火(d) 球化退火4、制造一直径为25mm的连杆，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应该选用：(a) 45钢经正火处理(b) 60Si2Mn经淬火+中温回火(c) 40Cr钢经调质处理(d) Cr12钢经淬火+低温回火5、生产中采用等温淬火是为了获得________组织。

（a）马氏体（b）珠光体（c）下贝氏体（d）上贝氏体6、在下列调质钢中，淬透性最好的是：(a) 40 (b) 40Cr (c) 40Mn2 (d) 40MnB7、碳、硅、硫三元素对铸铁石墨的影响是：（a）碳促进石墨化，硅、硫抑制石墨化（b）碳、硅、硫均促进石墨化（c）碳、硅、硫均抑制石墨化（d）上述说法都不对8、塑料的使用状态为：（a）晶态（b）玻璃态（c）高弹态（d）粘流态9、适合制造渗碳零件的钢有：（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A（b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi（d）以上全不是。

10、以铜、锌为主的合金称（）。

(a)黄铜(b)青铜(c)白铜(d)紫铜三、判断题（10分）（）1、在合金结晶过程中析出的初生晶和二次晶均具有相同的晶体结构，但具有不同的组织形态（）2、同一钢材，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好，小件比大件的淬透性好。

（）3、高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布于其基体中。

材料性能学期末考试历年真题及答案.doc

材料性能学期末考试历年真题及答案.doc第⼀套⼀、名词解释（每题4分，共12分）低温脆性疲劳条带韧性⼆、填空题(每空1分，共30分)1、按照两接触⾯运动⽅式的不同，可以将摩擦分为和，按照摩擦表⾯的接触状态分为摩擦、摩擦、摩擦、摩擦、其中摩擦通常严禁出现。

2、材料的韧性温度储备通常⽤符号表⽰，取值在温度范围，对于相同的材料⽽⾔，韧性温度储备越⼤，材料的⼯作温度就越（⾼、低），材料就越（安全，不安全）。

对于承受冲击载荷作⽤的重要机件，韧性温度储备取（上限，下限）。

3、材料的缺⼝越深、越尖锐，材料的缺⼝敏感性就越（⼤、⼩），材料的缺⼝敏感度就越（⼤、⼩），材料的对缺⼝就越（敏感、不敏感）。

低碳钢的拉伸断⼝由、、三个区域组成，该宏观断⼝通常被称为状断⼝。

5、按照应⼒⾼低和断裂寿命对疲劳分类，则N>105,称为周疲劳，⼜称为疲劳；N为102～105，称为周疲劳，⼜称为疲劳。

我们通常所称的疲劳指疲劳。

6、温度升⾼使铁磁性的饱和磁化强度，使剩余磁感应强度，使矫顽⼒。

7、根据材料被磁化后对磁场所产⽣的影响，可将材料分为、、3类。

三、问答题（共20分）1、衡量弹性的⾼低⽤什么指标，为什么提⾼材料的弹性极限能够改善弹性。

2、某种断裂的微观断⼝上观察到河流装花样，能否认定该断裂⼀定属于脆性断裂，为什么？如何根据河流状花样寻找裂纹的源头。

（4分）3、说明K和K的异同。

对⽐K和K的区别，说明K和K中的I的含义。

I IC IC C I IC4、简述影响⾦属导电性的因素。

（6分）四、分析题（共30分）1、⽐较布⽒硬度、洛⽒硬度、维⽒硬度测试原理及压痕特征。

并在以上⽅法中选择适合测量下列材料硬度的⽅法和标尺：渗碳层的硬度分布，淬⽕钢，灰⼝铸铁，氮化层的硬度，⾼速钢⼑具，退⽕的20钢。

（12分）2、什么是⾦属材料的塑性？对于下列材材料的塑性：(1)40CrNiMo调质钢试样，(2)20Cr渗碳淬⽕钢试样，(3)W18Cr4v钢淬⽕回⽕试样，(4)灰铸铁试样，分别选⽤哪种试险机（液压万能材料试验机、扭转试验机），采⽤何种试验⽅法测量。

力学性能二级考试题及答案

力学性能二级考试题及答案一、选择题1. 材料的弹性模量是指在弹性范围内，材料抵抗形变的能力。

以下哪种材料通常具有较高的弹性模量？A. 橡胶B. 铝C. 钢D. 聚氯乙烯答案：C2. 应力和应变的关系可以通过胡克定律来描述，该定律表明在弹性限度内，应力与应变之间的关系是线性的。

请问胡克定律的数学表达式是什么？A. σ = EεB. ε = σ/EC. σ = KεD. ε = Kσ答案：B3. 疲劳是指材料在反复应力作用下逐渐产生并扩展裂纹，最终导致断裂的现象。

以下哪种因素最可能导致材料的疲劳？A. 高温B. 腐蚀C. 持续的交变应力D. 静态过载答案：C4. 冲击韧性是指材料在快速动载荷作用下抵抗断裂的能力。

以下哪种试验常用来评估材料的冲击韧性？A. 拉伸试验B. 硬度试验C. 疲劳试验D. 冲击试验答案：D5. 蠕变是指材料在长时间持续的应力作用下，缓慢且持续的塑性变形现象。

请问蠕变现象最常出现在哪种材料中？A. 低温下的金属材料B. 高温下的金属材料C. 常温下的塑料材料D. 玻璃材料答案：B二、填空题1. 在力学性能测试中，__________试验是用来评估材料在高温条件下的力学性能。

答案：持久2. 材料的硬度是指材料抵抗外物硬压入其表面的能力。

__________硬度是衡量金属硬度的常用方法。

答案：布氏3. 材料的塑性是指材料在受到外力作用时，能够产生永久变形而不立即断裂的性质。

__________试验是用来衡量材料的塑性。

答案：压缩4. 材料的韧性是指材料在受到冲击或突然载荷作用时，能够吸收能量并抵抗断裂的能力。

__________试验常用来测定材料的韧性。

答案：夏比5. 在进行材料的拉伸试验时，应力-应变曲线上的屈服点是指材料开始产生__________的应力值。

答案：塑性变形三、简答题1. 请简述材料的屈服强度和抗拉强度的区别。

答：屈服强度是指材料在拉伸过程中，从弹性变形转变为塑性变形的应力值，此时材料会产生永久变形。

工程材料力学性能-第2版课后习题答案

《工程材料力学性能》课后答案机械工业 2008第2版第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。

1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

2．滞弹性：金属材料在弹性围快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。

3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。

4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。

5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。

韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b 的台阶。

8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。

是解理台阶的一种标志。

9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。

10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。

沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。

11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变2、说明下列力学性能指标的意义。

答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数【P15】3、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：主要决定于原子本性和晶格类型。

合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。

材料力学性能考试答案

《工程材料力学性能》课后答案机械工业出版社2008第2版第一章单向静拉伸力学性能1、试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别？为什么？2、决定金属屈服强度的因素有哪些？【P12】答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。

外在因素：温度、应变速率和应力状态。

3、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。

为什么脆性断裂最危险？【P21】答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。

4、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？【P23】答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。

5、何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。

上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。

6、论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论的局限性。

【P32】1答：二C二2EjS［只适用于脆性固体，也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以 5丿忽略的情况。

第二章金属在其他静载荷下的力学性能一、解释下列名词：(1 )应力状态软性系数——材料或工件所承受的最大切应力T max和最大正应力(T max比J CJ d—值，即：〉二-jmax- --------- 【新书P39旧书P46】a max 2— -0.502 +—)(2)缺口效应——绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。

材料力学课后答案范钦珊

材料力学课后答案范钦珊普通高等院校基础力学系列教材包括“理论力学”、“材料力学”、“结构力学”、“工程力学静力学材料力学”以及“工程流体力学”。

目前出版的是前面的3种“工程力学静力学材料力学”将在以后出版。

这套教材是根据我国高等教育改革的形势和教学第一线的实际需求由清华大学出版社组织编写的。

从2002年秋季学期开始全国普通高等学校新一轮培养计划进入实施阶段新一轮培养计划的特点是加强素质教育、培养创新精神。

根据新一轮培养计划课程的教学总学时数大幅度减少为学生自主学习留出了较大的空间。

相应地课程的教学时数都要压缩基础力学课程也不例外。

怎样在有限的教学时数内使学生既能掌握力学的基本知识又能了解一些力学的最新进展既能培养学生的力学素质又能加强工程概念。

这是很多力学教育工作者所共同关心的问题。

现有的基础教材大部分都是根据在比较多的学时内进行教学而编写的因而篇幅都比较大。

教学第一线迫切需要适用于学时压缩后教学要求的小篇幅的教材。

根据“有所为、有所不为”的原则这套教材更注重基本概念而不追求冗长的理论推导与繁琐的数字运算。

这样做不仅可以满足一些专业对于力学基础知识的要求而且可以切实保证教育部颁布的基础力学课程教学基本要求的教学质量。

为了让学生更快地掌握最基本的知识本套教材在概念、原理的叙述方面作了一些改进。

一方面从提出问题、分析问题和解决问题等方面作了比较详尽的论述与讨论另一方面通过较多的例题分析特别是新增加了关于一些重要概念的例题分析著者相信这将有助于读者加深对于基本内容的了解和掌握。

此外为了帮助学生学习和加深理解以及方便教师备课和授课与每门课材料力学教师用书lⅣ程主教材配套出版了学习指导、教师用书习题详细解答和供课堂教学使用的电子教案。

本套教材内容的选取以教育部颁布的相关课程的“教学基本要求”为依据同时根据各院校的具体情况作了灵活的安排绝大部分为必修内容少部分为选修内容。

每门课程所需学时一般不超过60。

范钦珊2004年7月于清华大学前言为了减轻教学第一线老师不必要的重复劳动同时也为了给刚刚走上材料力学教学岗位的青年教师提供教学参考资料我们将“材料力学”教材中全部习题作了详细解答编写成册定名为“材料力学教师用书”。

材料力学第二版课后答案

材料力学第二版课后答案1. 弹性力学。

1.1. 什么是材料的弹性？材料的弹性是指材料在受力后能够恢复原状的性质。

当外力作用于材料上时，材料会发生形变，但在去除外力后，材料会恢复到原来的形状和尺寸。

1.2. 什么是胡克定律？胡克定律是描述弹性体在弹性变形时，应力和应变之间的关系。

它可以用数学公式表示为，σ = Eε，其中σ表示应力，E表示弹性模量，ε表示应变。

1.3. 什么是杨氏模量？杨氏模量是描述材料抗拉伸性能的指标，它表示单位面积内的拉应力增加一个单位的长度时，材料的伸长量。

杨氏模量的计算公式为，E = σ/ε。

2. 塑性力学。

2.1. 什么是材料的塑性？材料的塑性是指材料在受力后会发生永久性变形的性质。

当外力作用于材料上时，材料会发生塑性变形，去除外力后，材料无法完全恢复原状。

2.2. 什么是屈服点？屈服点是材料在受力过程中，应力-应变曲线上的一个特殊点，表示材料从弹性变形进入塑性变形的临界点。

在屈服点之后，材料会发生永久性变形。

2.3. 什么是材料的硬度？材料的硬度是指材料抵抗外力压入的能力。

硬度测试可以用来评价材料的耐磨性、耐压性等性能，常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、巴氏硬度等。

3. 断裂力学。

3.1. 什么是断裂韧性？断裂韧性是材料抵抗断裂的能力。

它是指材料在受到外力作用时，能够吸收大量的能量而不发生断裂的能力。

3.2. 什么是脆性断裂？脆性断裂是材料在受力过程中，发生迅速、不可逆的断裂现象。

脆性断裂的特点是断裂前往往不伴随明显的塑性变形。

3.3. 什么是韧性断裂？韧性断裂是材料在受力过程中，发生缓慢、可逆的断裂现象。

韧性断裂的特点是断裂前伴随明显的塑性变形，能够吸收大量的能量。

4. 疲劳力学。

4.1. 什么是疲劳寿命？疲劳寿命是指材料在受到交变应力作用下，经过一定次数的循环载荷后发生疲劳断裂的次数。

4.2. 什么是疲劳强度？疲劳强度是指材料在受到交变应力作用下，能够承受的最大应力水平，也可以理解为材料的抗疲劳能力。

工程材料力学性能课后习题答案

工程材料力学性能课后习题答案《工程材料力学性能》〔第二版〕课后答案第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能一、解释以下名词滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。

静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。

弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。

比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。

包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(σP)或屈服强度(σS)增加；反向加载时弹性极限(σP)或屈服强度(σS)降低的现象。

解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。

晶体学平面－－解理面，一般是低指数，外表能低的晶面。

解理面：在解理断裂中具有低指数，外表能低的晶体学平面。

韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象〔冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状〕。

静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。

是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最正确配合。

二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能? 答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。

改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。

三、什么是包申格效应，如何解释，它有什么实际意义?答案：包申格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。

特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。

1包申格效应可以用位错理论解释。

第一，在原先加载变形时，位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，这背应力反作用于位错源，当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时，可使位错源停止开动。

材料力学性能习题及解答库

第一章习题答案一、解释下列名词1、弹性比功:又称为弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。

2、滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。

３、循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性。

4、包申格效应：先加载致少量塑变,卸载,然后在再次加载时,出现σe升高或降低的现象。

5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6、塑性、脆性和韧性：塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久(塑性）变形的能力。

韧性:指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力7、解理台阶:高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶;８、河流花样:当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花样。

９、解理面：晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂,这些平面称为解理面。

1０、穿晶断裂和沿晶断裂：沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,一定是脆断,且较为严重，为最低级。

穿晶断裂裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂，也可能是脆性断裂。

11、韧脆转变：指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在一定条件下,它们是可以互相转化的，这样的转化称为韧脆转变。

二、说明下列力学指标的意义１、E（G）：E（G)分别为拉伸杨氏模量和切变模量，统称为弹性模量，表示产生１00%弹性变形所需的应力。

２、σｒ、σ0．2、σs: σｒ：表示规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。

σ０.2：表示规定残余伸长率为0．２%时的应力。

σs：表征材料的屈服点。

3、σb:韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。

4、ｎ:应变硬化指数,它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力,是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。

５、δ、δｇt、ψ:δ是断后伸长率,它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。

材料2002级《材料力学性能》考试答案

材料2002级《材料力学性能》试卷A答案：一、名词解释：解理断裂：指材料断裂时裂纹沿某特定的晶体学平面扩展而产生的脆性穿晶断裂方式。

冷脆转变：指金属材料在低于某温度后韧性大幅度下降的现象。

磨粒磨损：两摩擦副一方有硬凸起或接触面间夹有硬的质点，并在因相对运动在另一摩擦面上产生切削划痕并导致其物质丢失的现象。

应力腐蚀：金属材料在拉应力及特定的化学介质的共同作用下，产生的早期的、低寿命的、低应力脆性疲劳断裂。

高温蠕变：金属材料在高温和持久载荷的共同作用下，所产生的随时间的增加而增加的塑性变形。

二、一直径为10mm，标距长为50mm的拉伸试样，在拉力P=30kN时，测得其标距伸长为52.872mm。

求材料的弹性模量，和试样此时的条件应力、条件应变及真应力、真应变。

该试样曾在拉力达到35.76kN时，开始发生明显的塑性变形；在拉力达到63.36kN后试样断裂，测得断后的拉伸试样的标距为58.4mm，最小处截面直径为7.16mm；求其屈服极限σs、断裂极限σb、延伸率和断面收缩率。

解：d0 = 10.0mm, F0 =πd02/4 = 78.54 mm2L0 = 50mm, L1 = 52.872mmL k = 58.4mm,d k = 7.16mm, F k =πd K2/4 = 40.26 mm2由：F1×L1=F0×L0=>F1= F0×L0/L1=78.54×50/52.872=74.27 (mm2)条件应力：σ= P/F0 = 30kN/78.54mm2 = 381.97MPa真实应力：S=P/F1 = 30kN/74.27mm2 = 403.93Mpa相对伸长：ε= (L1-L0)/ L0=(52.872-50)/50= 0.0574 = 5.74%相对收缩：ψ=(F0 -F1)/F0=(78.54-74.27)/78.54= 0.0544=5.44%真实应变：e =ln(L1 /L0)=ln(52.872/50)=0.0559=5.59%= -ψe弹性模量：σ= Eε=> E =σ/ε=381.97MPa/5.74%=6.83×103MPa屈服极限：σS =35.76kN/78.54 mm2 = 455.3MPa断裂极限：σb = 63.36kN/78.54 mm2 = 806.7Mpa延伸率：δ= (L K-L0)/ L0= (58.4-50)/50 = 0.168= 16.8%断面收缩率:ψk=(F0-F k)/F0=(78.54-40.26)/78.54=0.487= 48.7%三、一大型板件中心有一宽度为7.8mm的穿透裂纹，其材料的σS=1060MPa，K IC=114MPa.m1/2；板件受920Mpa的单向工作应力，问：(1) 该裂纹尖端的塑性屈服区尺寸(2) 该裂纹尖端的应力场强度因子的大小(3) 该板件是否能安全工作(4) 在该应力下工作该板所允许的最大裂纹尺寸(5) 该板带有此裂纹安全工作所能承受的最大应力解：a = 0.0078m/2=0.0039mK I =Y σ√(a + r y) Y=√πr y= Ro/2= K I2/4√2πσS2联立求解得：K I =Yσ√a/√(1- Y2σ2/4√2πσS2)=√π×920×106×√0.0039/√(1-π×9202×/4√2π×10602)=109.38MPa.m1/2该裂纹尖端的应力场强度因子：K I=109.38 MPa.m1/2该裂纹尖端的塑性屈服区尺寸Ro：Ro=2r y=K I2/2√2πσS2=109.382/2√2π×10602=0.0012m=1.2mm r y =0.60mm=0.0006m因K I=109.38MPa.m1/2 < K IC=114MPa.m1/2故该板件能安全工作；在该工作条件下，板件中所允许的最大裂纹尺寸a C：K I =Yσ√(a + r y)=> K IC =Y σ√(a C + r y)=> a C = K IC2/ Y2σ2 - r y a C = 1142/(π×9202) - 0.00060 = 0.00428 m=4.29mm板件中所允许的最大裂纹尺寸为：2×4.29 mm=8.58mmK I =Y σ√(a + r y)=> K IC =Y σC√(a + r y) =>σC= K IC/ Y√(a + r y) σC= 114/√π√(0.0039 + 0.0006)=958.8 MPa板带有此裂纹安全工作所能承受的最大应力为：958.8 MPa四、简述题：1．什么是低周疲劳？有何特点？定义：特指材料在较高的循环应力作用下导致的低寿命的疲劳破坏。

力学性能二级考试题及答案

力学性能二级考试题及答案一、选择题1.下列哪个选项是描述力学性能的正确定义？A.材料的冲击能力B.材料的硬度指数C.材料在受力下的变形和破坏特性D.材料的强度与韧性的平衡2.弹性模量是衡量材料抵抗变形的能力的一个指标，下列哪个选项是弹性模量的定义？A.压力和应变之间的比例关系B.拉伸过程中的最大应力值C.材料的硬度值D.材料的断裂韧性3.下列哪个选项是描述材料的延展性能的指标？A.弹性模量B.屈服强度C.韧性D.硬度4.弹性极限是衡量材料开始发生塑性变形的极限值，下列哪个选项是弹性极限的另一种称呼？A.断裂强度B.屈服点C.塑性强度D.破裂能量5.下列哪个选项是指材料在受力作用下能够承受的最大应力值？A.屈服强度B.抗拉强度C.断裂强度D.极限强度二、填空题1.形变和破坏特性是描述材料的力学性能方面的主要指标之一，它与材料的________密切相关。

2.________是材料受力下发生的体积压缩变形。

3.________是衡量材料抵抗变短的能力。

4.________是材料能够承受的最大应力值。

5.________是材料开始发生塑性变形的极限值。

1.请简要解释弹性模量和材料的延展性能的关系。

2.请解释屈服强度和极限强度的区别。

3.为什么在材料的设计和选择中，需要考虑材料的力学性能？4.请简要描述材料的脆性和韧性之间的区别和联系。

最佳答案：一、选择题1. C2. A3. C4. B5. B二、填空题1.结构2.压缩应变3.伸长率4.抗拉强度5.屈服强度1. 弹性模量是衡量材料抵抗变形的能力的指标，而延展性能是衡量材料在受力作用下能够产生的形变量的指标。

弹性模量越大，材料的抵抗变形能力越强，延展性能越小。

弹性模量越小，材料的抵抗变形能力越弱，延展性能越大。

2. 屈服强度是指材料开始发生塑性变形的临界点，是一个标志着材料失去弹性恢复能力的重要指标。

极限强度是材料能够承受的最大应力值，它通常出现在材料即将发生破坏时。

力学性能二级考试题及答案

力学性能二级考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性模量E表示的是材料的（）。

A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度答案：A2. 应力-应变曲线的初始斜率表示的是材料的（）。

A. 弹性模量B. 屈服强度C. 抗拉强度D. 延伸率答案：A3. 材料的屈服强度是指材料在（）状态下的应力。

A. 弹性B. 塑性C. 断裂D. 疲劳答案：B4. 材料的疲劳强度是指材料在（）循环载荷作用下的强度。

A. 长期B. 短期C. 静态D. 动态答案：A5. 材料的韧性是指材料在（）过程中吸收能量的能力。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 断裂D. 疲劳答案：C6. 材料的硬度是指材料抵抗（）的能力。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 断裂D. 疲劳答案：B7. 材料的延伸率是指材料在拉伸过程中（）的比值。

A. 断裂后长度与原始长度B. 断裂前长度与原始长度C. 断裂后长度与断裂前长度D. 断裂前长度与断裂后长度答案：A8. 材料的冲击韧性是指材料在（）作用下吸收的能量。

A. 静态载荷B. 动态载荷C. 循环载荷D. 冲击载荷答案：D9. 材料的蠕变是指材料在（）作用下发生的变形。

A. 静态载荷B. 动态载荷C. 循环载荷D. 冲击载荷答案：A10. 材料的疲劳寿命是指材料在（）循环载荷作用下达到疲劳断裂的时间。

A. 长期B. 短期C. 静态D. 动态答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料在拉伸过程中，当应力超过其弹性极限时，材料将发生________。

答案：塑性变形2. 材料的屈服强度是材料在________时的最大应力。

答案：塑性变形3. 材料的疲劳强度通常低于其________强度。

答案：抗拉4. 材料的韧性越高，其在受到冲击时越不容易________。

答案：断裂5. 材料的硬度越高，其抵抗________变形的能力越强。

答案：塑性6. 材料的延伸率越大，表明材料在拉伸过程中的________越好。

工程材料试题

工程材料试题机械2002(本科) 标准答案一、名词解释：(10分)１、调质处理：淬火＋高温回火２、相：化学成分相同，晶体结构相同，并与其它有界面分开均匀的区域３、马氏体：碳在α Fe中的过饱和固溶体4、合金：一种金属与另外金属或非金属材料通过熔炼或烧结构成具有金属性质的新金属材料5、加工硬化：零件塑性变形后强度硬度提高塑性下降的现象二、填空题(34分)1．碳钢中的有益元素是（Mn）、（Si），碳钢中的有害杂质是（P ）、（S ）。

2．20钢属（低碳）钢，其含碳量为（0.2％）；４５钢属（中碳）钢，其含碳量为（0.45％）；Ｔ８钢属（高碳）钢，其含碳量为（0.8％）。

3．按钢中合金元素含量，可将合金钢分为（低合金）钢、（中合金）钢和（高合金）钢。

4．合金钢按用途分类可分为（结构钢）、（工具钢）、和（特殊性能钢）三类。

5．除（Co ）元素外，其他所有的合金元素都使C曲线向右移动，使钢的临界冷却速度（减小）、淬透性提高。

6．除（Mn）、（P）元素以外，几乎所有的合金元素都能阻止奥氏体晶粒长大，起到细化晶粒的作用。

7．合金钢中提高淬透性的常用合金元素为（Cr , Mn），其中作用最强烈的是（B）。

8．调质钢碳含量范围是（0.3%~0.5%），加入Ｃr、Mn等元素是为了提高（淬透性），加入Ｗ、Ｍo是为了（细化晶粒）。

9．４０Ｃr钢属（调质）钢，其碳含量为（0.4％），铬含量为（1％），可制造（齿轮）零件。

10．工具钢按用途可分（刃具钢）、（模具钢）和（量具钢）。

11．高速钢需要进行反复锻造的目的是（击碎碳化物），Ｗ18Ｃr4Ｖ钢采用高温淬火（１２６０℃～１２８０℃）的目的是（溶入合金元素），淬火后在５５０℃～５７０℃回火后出现硬度升高的原因是（二次淬火和沉淀硬化），经三次回火后的显微组织是（Cm+M+A’）。

12．20CrMnTi是（渗碳）钢，Cr、Mn的主要作用是（淬透性），Ti的主要作用是（细化晶粒），热处理工艺是（渗碳＋淬火＋低温回火）。

工程材料力学性能答案

111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111.7决定金属屈服强度的因素有哪些？12内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。

外在因素：温度、应变速率和应力状态。

1.9试举出几种能显著强化金属而又不降低其塑性的方法。

固溶强化、形变硬化、细晶强化1.10试述韧性断裂与脆性断裂的区别。

为什么脆性断裂最危险？21韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。

1.13何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。

上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化1.20断裂强度与抗拉强度有何区别？抗拉强度是试样断裂前所承受的最大工程应力，记为σb；拉伸断裂时的真应力称为断裂强度记为σf; 两者之间有经验关系：σf = σb (1+ψ)；脆性材料的抗拉强度就是断裂强度；对于塑性材料，由于出现颈缩两者并不相等。

1.22裂纹扩展受哪些因素支配？答:裂纹形核前均需有塑性变形；位错运动受阻，在一定条件下便会形成裂纹。

2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222.3试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。

答：单向拉伸试验的特点及应用：单向拉伸的应力状态较硬，一般用于塑性变形抗力与切断强度较低得所谓塑性材料试验。

压缩试验的特点及应用：（1）单向压缩的应力状态软性系数a=2，因此，压缩试验主要用于脆性材料，以显示其在静拉伸时缩不能反映的材料在韧性状态下的力学行为。