习题第一章材料的力学性能

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机械工程材料练习题参考答案

机械工程材料练习题参考答案第一章工程材料的力学性能2.有一钢试样，其直径为10mm，标距长度为50mm，当拉伸力达到18840N时试样产生屈服现象；拉伸力加至36110N时，试样产生颈缩现象，然后被拉断；拉断后标距长度为73mm，断裂处直径为6.7mm，求试样的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。

解:由题中条件及计算公式得σs =Fs/So=18840/（*102/4）=240(N/mm2)σb=Fb/So=36110/（*102/4）=460(N/mm2)δ=(L1-L0)/L0×100%=(73-50)/50=46%ψ=(S0-S1)/S0×100%={*102/4)- *4)}/（*102/4）=/100=%答:试样的Re=240(N/mm2)、Rm=460(N/mm2)、δ=46%、ψ=%。

4．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。

哪种方法合理为什么（参见教材第6页）第二章工程材料的基本知识第一部分金属的晶体结构与纯金属的结晶1.常见的金属晶体结构有哪几种α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构，分别指出其配位数、致密度、晶胞原子数、晶胞原子半径。

（参见第二章第一节）2.配位数和致密度可以用来说明哪些问题答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。

晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。

3.晶面指数和晶向指数有什么不同答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[]uvw；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为() hkl。

4.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。

工程材料徐自立主编课后习题答案

工程材料徐自立主编课后习题答案第一章材料的性能1-1什么是金属材料的力学性能？金属材料的力学性能包含哪些方面?所谓力学性能，是指材料抵抗外力作用所显示的性能。

力学性能包括强度刚度硬度塑性韧性和疲劳强度等1-2什么是强度？在拉伸试验中衡量金属强度的主要指标有哪些？他们在工程应用上有什么意义？强度是指材料在外力作用下，抵抗变形或断裂的能力。

在拉伸试验中衡量金属强度的主要指标有屈服强度和抗拉强度。

屈服强度的意义在于：在一般机械零件在发生少量塑性变形后，零件精度降低或其它零件的相对配合受到影响而造成失效，所以屈服强度就成为零件设计时的主要依据之一。

抗拉强度的意义在于：抗拉强度是表示材料抵抗大量均匀塑性变形的能力。

脆性材料在拉伸过程中，一般不产生颈缩现象，因此，抗拉强度就是材料的断裂强度，它表示材料抵抗断裂的能力。

抗拉强度是零件设计时的重要依据之一。

1-3什么是塑性？在拉伸试验中衡量塑性的指标有哪些？塑性是指材料在载荷作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。

拉伸试验中衡量塑性的指标有延伸率和断面收缩率。

1-4什么是硬度？指出测定金属硬度的常用方法和各自的优缺点。

硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。

生产中测定硬度最常用的方法有是压入法，应用较多的布氏硬度洛氏硬度和维氏硬度等试验方法。

布氏硬度试验法的优点：因压痕面积较大，能反映出较大范围内被测试材料的平均硬度，股实验结果较精确，特别适用于测定灰铸铁轴承合金等具有粗大经理或组成相得金属材料的硬度；压痕较大的另一个优点是试验数据稳定，重复性强。

其缺点是对不同材料需要换不同直径的压头和改变试验力，压痕直径的测量也比较麻烦；因压痕大，不宜测试成品和薄片金属的硬度。

洛氏硬度试验法的优点是：操作循序简便，硬度值可直接读出；压痕较小，可在工件上进行试验；采用不同标尺可测定各种软硬不同的金属厚薄不一的式样的硬度，因而广泛用于热处理质量检验。

其缺点是：因压痕较小，对组织比较粗大且不均匀的材料，测得的结果不够准确；此外，用不同标尺测得的硬度值彼此没有联系，不能直接进行比较。

武汉理工大学复试工程材料习题

第一章金属材料的力学性能一、选择题1.表示金属材料屈服强度的符号是（）。

A.σeB.σsC.σbD.σ-12.表示金属材料弹性极限的符号是（）。

A.σeB.σsC.σbD.σ-13.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（）。

A.HBB.HRC.HVD.HS4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。

A.强度B.硬度C.塑性D.弹性二、填空1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（）或（）的能力。

2.金属塑性的指标主要有（）和（）两种。

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（）和（）三个阶段。

4.常用测定硬度的方法有（）、（）和维氏硬度测试法。

5.疲劳强度是表示材料经（）作用而（）的最大应力值。

三、是非题1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。

2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。

3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。

四、改正题1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。

2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。

3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。

4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。

5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。

五、简答题1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σS、σ0.2、HRC、σ-1。

2.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σb、δ5、HBS、a kv。

第二章金属的晶体结构一、选择题1. 每个体心立方晶胞中包含有（）个原子。

A.1B.2C.3D.42. 每个面心立方晶胞中包含有（）个原子。

A.1B.2C.3D.43.属于面心立方晶格的金属有（）。

A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒C.γ-Fe,铜D.γ-Fe,钒4.属于体心立方晶格的金属有（）。

A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬C.γ-Fe,铝D.γ-Fe,铬5.在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（）。

完整版材料力学性能课后习题答案整理

材料力学性能课后习题答案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。

脆性：指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力韧性：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.因与大理石断裂类似.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内.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 P153、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。

工程材料12345章练习题g1

工程材料12345章练习题第1章工程材料的性能一、填空题1 ．零件在工作条件下可能受到的负荷及作用有（ ) , ( ) , ( ）。

2 ．材料常用的塑性指标有（）和（）两种，其中用（）表示塑性更接近材料的真实变形。

3 ．检验淬火钢成品件的硬度一般用（ ) ，而布氏硬度适用于测定（）材料的硬度。

4 ．零件的表面加工质量对其（）性能有很大影响。

5 ．在外力作用下，材料抵抗（）和（）的能力称为强度。

屈服强度与（）的比值，在工程上称作（）。

6 ．表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ ) ，其单位是（）。

7 ．金属材料的工艺性能有（ ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( ）等。

二、选择题1 ．在设计汽车缸盖螺钉时应选用的强度指标是（）。

a .σeb . σsc . σ0.2d . σb2 ．有一碳钢制作的支架刚性不足，解决的办法是（）。

a ．用热处理方法强化b ．另选合金钢c ．增加横截面积d ．在冷塑性变形状态下使用3 ．材料在服役过程中的使用温度（）。

a ．应在其韧脆转变温度以上b ．应在其韧脆转变温度以下c ．与其韧脆转变温度相等d ．与其韧脆转变温度无关4 ．长轴类零件在热处理后进行冷校直，可能会造成力学性能指标降低，主要是( ）。

a . σb b . σ-1c ．δd . HB5 ．在零件图样上出现如下几种硬度技术条件的标注，其中正确的是（）。

a . HB159b . 180～210HBc . 800HVd . 10～17HRC三、判断题1 ．工业中所用金属材料均有明显的屈服现象。

（ )2 ．同种材料不同尺寸的试样所测得的延伸率相同。

（ )3 ．强度高的材料其密度和熔点也就大。

（ )4 ．零部件对材料性能的要求不仅要满足力学性能且要充分考虑其理化性能和工艺性能。

（ )5 ．目前金属材料仍旧是制造业中的主要工程材料，但高分子材料、陶瓷材料和复合材料的应用也日益增大。

（ )四、综合分析题1 ．在设计机械时哪两种强度指标用得较多？为什么？2 ．设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？材料的E 越大，其塑性越差，这种说法是否正确？为什么？第2345 章一、填空题1 ．晶体与非晶体最根本的区别是（ ) , ( ) , ( ）。

《材料物理性能》习题解答

《材料物理性能》习题解答材料物理性能习题与解答吴其胜盐城工学院材料工程学院2007，3目录1 材料的力学性能 (2)2 材料的热学性能 (12)3 材料的光学性能 (17)4 材料的电导性能 (20)5 材料的磁学性能 (29)6 材料的功能转换性能 (37)1材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。

解：根据题意可得下表由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。

1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3.5×109 N/m 2，能伸长多少厘米?解：拉伸前后圆杆相关参数表体积V/mm 3 直径d/mm 圆面积S/mm 2 拉伸前1227.2 2.5 4.909 拉伸后1227.22.44.524 1cm 10cm40cmLoad Load)(0114.0105.310101401000940000cm E A l F l El l ==??===?-σε0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =?==-σ名义应力0851.0100=-=?=A A l lε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =?==-σ真应力1-3一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。

解：根据可知：1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。

证：1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。

机械工程材料_习题集答案

作业01 力学性能参考答案一、下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？1. 紧固螺栓使用后发生塑性变形。

( 屈服强度 )2. 齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。

( 疲劳强度 )3. 汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。

( 冲击韧度 )4. 不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。

( 塑性 )5. 齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。

( 硬度 )二、下列现象与哪一个力学性能有关？1. 铜比低碳钢容易被锯割。

( 硬度 )2. 锯条易被折断，而铁丝不易折断。

( 塑性 )p151-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC 、90HRB 、800HV 、240HBS ，试比较这四种材料硬度的高低。

答： 45HRC →HV ： 90HRB →HB ： 183901307300HRB 1307300HB ≈-=-=所以，800HV ＞45HRC ＞240HBS ＞90HRB作业02a 金属结构与结晶参考答案一、判断题（ × ）1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。

（ × ）2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。

二、选择题（ b ）1. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：a. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度（ b ）2. 为细化晶粒，可采用：a. 快速浇注b. 加变质剂c. 以砂型代金属型（c ）3. 晶体中的位错属于：a. 体缺陷b. 面缺陷c. 线缺陷d. 点缺陷三、填空题1. 晶体与非晶体结构上的最根本的区别是，晶体内原子排列是：（有规则、周期性的）。

2. γ-Fe的一个晶胞原子数=（4 ）。

3. α-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：体心立方：（α-Fe、V ）；面心立方：（Al、Cu、Ni ）；密排六方：（Mg、Zn ）4. 实际金属晶体中存在：（点、线、面）三种缺陷，引起晶格（畸变）。

5. 结晶过程是靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是：（形核）和（晶核长大）。

1材料的力学性能(答案)

第一章材料的力学性能一、选择题1、fsd表示( B )A、钢筋抗压强度设计值；B、钢筋抗拉强度设计值；C、钢筋抗拉强度标准值2、C30混凝土中的“ 30”表示(A )A、混凝土的立方体抗压强度标准值fcu,k 30MP a .?B、混凝土的轴心抗压强度标准值fck 30MP a .?C、混凝土的轴心抗拉强度标准值ftk 30MP a3、混凝土的强度等级以(A )表示A、混凝土的立方体抗压强度标准值fcu，k;B、混凝土的轴心抗压强度标准值fck;C、混凝土的轴心抗拉强度标准值ftk4、测定混凝土的立方体抗压强度标准值fcu ,k，采用的标准试件为( A )A、150mm 150mm 150mm ；B、450mm 150mm 150mm ；450mm 450mm 450mmC、5、测定混凝土的轴心抗压强度时,试件涂油和不涂油相比，( B ) 的测定值大。

A、涂油；B不涂油;C、一样大6、钢筋混凝土构件的混凝土的强度等级不应低于( A ) 。

A、C20；B、C25；C、C307、钢筋混凝土构件中的最大的粘结力出现在( A ) 。

A、离端头较近处；B、靠近钢筋尾部；C、钢筋的中间的部位8、预应力混凝土构件所采用的混凝土的强度等级不应低于( C) 。

A、C20；B、C30；C、C40二、问答题1、检验钢筋的质量主要有哪几项指标？答：对软钢有屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能。

对硬钢有极限强度、伸长率、冷弯性能。

2、什么是钢筋的屈强比？它反映了什么问题？答：屈强比为钢筋的屈服强度与极限强度的比值。

它反映结构可靠性的潜力及材料的利用率。

3、如何确定混凝土的立方体抗压强度标准值？它与试块尺寸的关系如何？答：按标准方法制作、养护的边长为150mm勺立方体在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

试件尺寸越小，抗压强度值越高。

4、为什么要有混凝土棱柱体抗压强度这个力学指标？它与混凝土立方体抗压强度有什么关系？答：钢筋混凝土受压构件中棱柱体多于立方体，所以棱柱体抗压强度比立方体抗压强度能更好地反映受压构件中混凝土的实际强度。

(完整版)《无机材料物理性能》课后习题答案

《材料物理性能》第一章材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。

解：由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。

1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。

若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。

解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。

则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。

0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=AA l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =⨯+⨯=+=上限弹性模量)(1.3238405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量1-11一圆柱形Al 2O 3晶体受轴向拉力Ff 为135 MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力。

解：1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞和t = 时的纵坐标表达式。

τ解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程：Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程：以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。

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。

机械工程材料习题解答

机械工业出版社《机械工程材料》习题解答第一章金属材料的力学性能P20—211.拉伸试样的原始标距为50mm，直径为10mm，拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若断后的标距为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求该材料伸长率A和断面收缩率Z的值（计算结果保留两位小数）。

已知：L0=50mm ；L u= 79mm；d0=10mm ；d1 =4.9mm求：A=？和Z=？解：1）、A=（L u- L0）/L0×100%=（79-50）/50×100%=58%2）、A0=（π/4）d02=(3.14/4)×102=78.5mm2A u =( π/4)d12=(3.14/4)×4.92=18.8mm2Z=（A0- A u）/ A0×100%=（78.5-18.8）/78.5×100%=76%答：该材料伸长率为58%、断面收缩率为76%。

2．现有原始直径为10mm圆形长、短试样各一根，经拉伸试验测得伸长率A11.3、A均为25%。

求两试样拉断后的标距长度，两试样中哪一根的塑性好？已知：d0=10mm、A11.3=A=25%，L10=10d0=10×10=100mm、L5=5 d0=5×10=50mm求L u10、L u5解：依据A=（L u- L0）/ L0×100%，推导出L u =（1+A）L0则L u10=（1+A）L10=（1+25%）×100=125mmL u5=（1+A）L5= (1+25%)×50=62.5mm短试样拉伸时应该比长试样大20%，所以长试样塑性好。

答：长、短两试样拉断后的标距长度分别为125、62.5mm，长试样塑性好。

3.一根直径2.5mm，长度3m的钢丝，承受4900N载荷后有多大的弹性变形？已知：d0=2.5mm,L0=3m=3000mm,F=4900N,E=210000Mpa求△L解：S0=（π/4）d02=（3.14/4）×2.52=4.9mm2σ=F/ S0=4900/4.9=1000Mpa,ε =σ/E=1000/210000=4.8×10-3。

结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案

结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为_______________和____________ 。

2、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为_______ 时的应力作为假定的屈服点，即______________ o3、碳素钢可分为______ 、_______ 和_______ 。

随着含碳量的增加，钢筋的强度_______ 、塑性。

在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为____________ 。

4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是_______ 、_________ 、5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为6光面钢筋的粘结力由__________ 、 _________ 、________ 三个部分组成。

7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越___________ 、直径越_____ 、混凝土强度越________ ，则钢筋的锚固长度就越长。

8、混凝土的极限压应变包括_______ 和__________ 两部分。

____________ 部分越大，表明变形能力越________ ，_________ 越好。

9、混凝土的延性随强度等级的提高而_______ 。

同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所__________ ，最大压应力值随加荷速度的减小而________ 。

10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力________ ，钢筋的应力______ 。

11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力________ ，钢筋的应力________ 。

12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力__________ ，钢筋的应力________ 。

二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。

第一章材料的力学性能

第一章材料的力学性能一、名词解释1、力学性能：材料抵抗各种外加载荷的能力，称为材料的力学性能。

2、弹性极限：试样产生弹性变形所承受的最大外力，与试样原始横截面积的比值，称为弹性极限，用符号σe表示。

3、弹性变形：材料受到外加载荷作用产生变形，当载荷去除，变形消失，试样恢复原状，这种变形称为弹性变形。

4、刚度：材料在弹性变形范围内，应力与应变的比值，称为刚度，用符号E表示。

5、塑性：材料在外加载荷作用下，产生永久变形而不破坏的性能，称为塑性。

6、塑性变形：材料受到外力作用产生变形，当外力去除，一部分变形消失，一部分变形没有消失，这部分没有消失的变形称为塑性变形。

7、强度：材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力，称为强度。

8、抗拉强度：材料在断裂前所承受的最大外加拉力与试样原始横截面积的比值，称为抗拉强度，用符号σb表示。

9、屈服：材料受到外加载荷作用产生变形，当外力不增加而试样继续发生变形的现象，称为屈服。

10、屈服强度：表示材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力，即材料抵抗微量塑性变形的能力，用符号σs表示。

11、σ0.2：表示条件屈服强度，规定试样残留变形量为0.2％时所承受的应力值。

用于测定没有明显屈服现象的材料的屈服强度。

12、硬度：金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力，即材料抵抗局部塑性变形的能力，称为硬度。

13、冲击韧度：材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力，称为冲击韧度，用符号αk表示。

14、疲劳：在交变载荷作用下，材料所受的应力值虽然远远低于其屈服强度，但在较长时间的作用下，材料会产生裂纹或突然的断裂，这种现象称为疲劳。

15、疲劳强度：材料经无数次应力循环而不发生断裂，这一应力值称为疲劳强度或疲劳极限，用符号σ-1表示。

16、蠕变：材料在高温长时间应力作用下，即使所加应力值小于该温度下的屈服极限，也会逐渐产生明显的塑性变形直至断裂，这种现象称为蠕变。

17、磨损：由两种材料因摩擦而引起的表面材料的损伤现象称为磨损。

材料力学性能课后习题

弯强度）；（3）τs（材料的扭转屈服点）；（4） τs （抗扭强度）；（5） τp （扭转比例极限）；（6） σbn（抗拉强度）；（7）HBS（压头为淬火钢球的材料的布氏硬度）；（8）HBW：压头为硬质合金球的材料的布氏硬度；（9）HRA（材料的洛氏硬度）；HRB（材料的洛氏硬度）；HRC（材料的洛氏硬度）；（10）HV（材料的维氏硬度）；（ 11 ） HK（材料的努氏硬度）；（ 12）HS（材料的肖氏硬度）；（13）K（理论应力集中系数）；（14）NSR （缺口敏感度） 3.今有如下零件和材料等需测定硬度，试说明选用何种硬度试验方法为宜：（1）渗碳层的硬度分布----HK 或-显微 HV（2）淬火钢-----HRC（3）灰铸铁-----HB（4）鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体-----显微 HV 或者 HK （5）仪表小黄铜齿轮-----HV（6）龙门刨床导轨 -----HS（肖氏硬度）或 HL(里氏硬度)（7）渗氮层 -----HV（8）高速钢刀具-----HRC（9）退火态低碳钢-----HB（10）硬质合金-----HRA 4.说明几何强化现象的成因，并说明其本质与形变强化有何不同 5.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。试验特点应用范围方法温度、应力状态和加塑性变形抗力载速率确定，采用光拉和切断强度较滑圆柱试样，试验简伸低的塑性材单，应力状态软性系料。数较硬。应力状态软，一般都脆性材料，以能产生塑性变形，试观察脆性材料压样常沿与轴线呈 45º 在韧性状态下缩方向产生断裂，具有所表现的力学切断特征。行为。测定铸铁、铸弯曲试样形状简单，造合金、工具操作方便；不存在拉钢及硬质合金伸试验时试样轴线与等脆性与低塑力偏斜问题，没有附性材料的强度加应弯和显示塑性的力影响试验结果，可曲差别。也常用用试样弯曲挠度显示于比较和鉴别材料的塑性；弯曲试渗碳和表面淬样表面应力最大，可火等化学热处灵敏地反映材料表面理机件的质量缺陷。和性能。用来研究金属应力状态软性系数为在热加工条件 0.8，比拉伸时大，易下的流变性能于显示金属的塑性行和断裂性能，为；试样在整个长度评定材料的热上的压力加工型，塑性变形时均匀，没并未确定生产扭有紧缩现象，能实现条件下的热加转大塑性变形量下的试工工艺参数提验；较能敏感地反映供依据；研究出金属表面缺陷和及或检验热处理表面硬化层的性能；工件的表面质试样所承受的最大正量和各种表面应力与最大切应力大强化工艺的效体相等。果。第三章 1.缺口会引起哪些力学响应？答：材料截面上缺口的存在，使得在缺口的根部产生应力集中、双向或三向应力、应力集中和应变集中，并试样的屈服强度升高，塑性降低。 2.比较平面应力和平面应变的概念。答：平面应力：只在平面内有应力，与该面垂直方向的应力可忽略，例如薄板拉压问题。平面应变：只在平面内有应变，与该面垂直方向的应变可忽略，例如水坝侧向水压问题。具体说来：平面应力是指所有的应力都在一个平面内，如果平面是 OXY 平面，那么只有正应力 σx，σy，剪应力 τxy(它们都在一个平面内)，没有 σz， τyz， τzx。平面应变是指所有的应变都在一个平面内，同样如果平面是 OXY 平面，则只有正应变 εx，εy 和剪应变 γxy，而没有 εz，γyz，γzx。 3.如何评定材料的缺口敏感性：答：材料的缺口敏感性，可通过缺口静拉伸、偏斜拉伸、静弯曲、冲击等方法加以评定。 7. 何谓低温脆性？哪些材料易表现出低温脆性？工程上，有哪些方法评定材料低温脆性？答：在低温下，材料由韧性状态转变为脆性状态的现象称为低温脆性。只有以体心立方金属为基的冷脆金属才具有明显的低温脆性，如中低强度钢和锌等。而面心立方金属，如铝等，没有明显的低温脆性。工程上常采用低温脆性通常用脆性转变温度，能量准则，断口形貌准则，断口变形特征准则评定。 8. 说明为什么焊接船只比铆接船只易发生脆性破坏？答：焊接容易在焊缝处形成粗大金相组织气孔、夹渣、未熔合、未焊透、错边、咬边等缺陷，增加裂纹敏感度，增加材料的脆性，容易发生脆性断裂。 10.细化晶粒尺寸可以降低脆性转变温度或者说改善材料低温韧性，为什么？答：晶界是裂纹扩展的阻力；晶界增多有利于降低应力集中，降低晶界上杂质度，避免产生沿晶界脆性断裂。所以可以提高材料的韧性。第四章 1.解释下列名词：低应力脆断：高强度、超高强度钢的机件，中低强度钢的大型、重型机件在屈服应力以下发生的断裂；（2）I 型裂纹：拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的裂纹。（3）应力强度因子 KI：在裂纹尖端区域各点的应力分量除了决定于位置外，尚与强度因子有关，对于某一确定的点，其应力分量由确定，越大，则应力场各点应力分量也越大，这样就可以表示应力场的强弱程度，称为应力场强度因子。 “I”表示 I 型裂纹。（4）裂纹扩展 K 判据：裂纹在

《材料力学性能》课程习题集

《材料力学性能》课程习题集材料力学性能第一章习题1．解释下列名词：（1）弹性比功；（2）包申格效应；（3）解理面；（4）塑性、脆性和韧性；（5）解理台阶；（6）河流花样；（7）穿晶断裂和沿晶断裂。

2．常用的标准试样有5倍试样和10倍试样，其延伸率分别用σ5和σ10表示，说明为什么σ5>σ10。

3．某汽车弹簧，在未装满载时已变形到最大位置，缺载后可完全恢复到原来状态；另一汽车弹簧，使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，而且塑性变形量越来越大。

试分析这两种故障的本质及改变措施。

4、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5、今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料，你选择那种材料作为机床机身？为什么？6、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义7、产生颈缩的应力条件是什么要抑制颈缩的发生有哪些方法8、为什么材料的塑性要以延伸率这两个指标来度量它们在工程上各有什么实际意义9、试用位错理论解释：粗晶粒不仅屈服强度低，断裂塑性也低；而细晶粒不仅使材料的屈服强度提高，断裂塑性也提高。

10、延性断口有几部分组成？其形成过程如何？11、板材宏观脆性断口的主要特征是什么？如何根据断口特征寻找断裂源？12、简述延性断裂过程中基体和第二相的作用，其形态对材料韧性水平有何关系。

13、由Hall-Petch关系式和解理断裂表达式讨论晶粒尺寸细化在强韧化中的作用。

14、为什么材料发生脆断要先有局部的塑性变形试从理论上给予解释，并从试验上举出一两个实验结果证明上述的论点是正确的。

n15．试证明对可用Hollmon关系S=Kε描述其真应力－真应变关系的材料，其条件抗拉强n度σb＝Ke式中e＝2.71816．一直径为2.5mm，长为200mm的杆，在载荷2000N作用下，直径缩小为2.2mm,试计算：(1)杆的最终长度；(2)在该载荷作用下的真应力S与真应变εe；(3)在该载荷作用下的条件应力σ与条件应变δ。

材料力学性能学练习习题及答案

答：高分子材料的强度和模数强烈的依赖于温度和加载速率。加载速率一定时，随温度的升高，高分子材料的会从玻璃态到高弹态再到粘流态变化，其强度和模数降低；而在温度一定时，玻璃态的高聚物又会随着加载速率的降低，加载时间的加长，同样出现从玻璃态到高弹态再到粘流态的变化，其强度和模数降低。时间和温度对材料的强度和模数起着相同作用称为时=温等效原理。四、计算题：
cos cos
（ 1） [001]方向与[111]滑移方向的夹角 λ：
cos
12 12 12
2 2 2 12 12 12 2 2 2

0 1 0 1 1 1 1 1 111 3
[001]方向与 (110) 面法线方向夹角 υ：
0 1 0 1 1 1 1 1 111 3
cos cos 70
1 1 28.6MPa 2 3
在 (111)面上的 [101] 方向的分切应力应为 28.6Mpa。 [001]方向与 [110] 滑移方向的夹角 λ：
cos
12 12 12
1．金属单晶体的塑性变形方式。答滑移和孪生 2．什么是滑移系？产生晶面滑移的条件是什么？写出面心立方金属在室温下所有可能的滑移系。答：滑移系是一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。产生晶面滑移的条件是在这个面上的滑移方向的分切应力大于其临界分切应力。 3．试述Zn、 α -Fe、Cu等几种金属塑性不同的原因。答：Zn、α -Fe、Cu这三种晶体的晶体结构分别是密排六方、体心立方和面心立方结构。密排六方结构的滑移系少，塑性变形困难，所以 Zn的塑性差。面心立方结构滑移系多，滑移系容易开动，所以对面心立方结构的金属Cu塑性好。体心立方结构虽然滑移系多，但滑移面密排程度低于 fcc，滑移方向个数少，较难开动，所以塑性低于面心立方结构材料，但优于密排六方结构晶体，所以α -Fe的塑性较 Cu差，优于Zn。 4.孪晶和滑移的变形机制有何不同? 答：主要的不同1）晶体位向在滑移前后不改变，而在孪生前后晶体位向改变，形成镜面对称关系。2）滑移的变形量为滑移方向原子间距的整数倍，而孪生过程中的位移量为孪生方向的原子间距的分数倍。3）滑移是全位错运动的结果而孪生是分位错运动的结果。 5.什么是应变硬化？有何实际意义？答：随着应变量的增加，让材料继续变形需要更大的应力，这种现象称为应变硬化。随变形量的增加，材料的强度、硬度升高而塑性、韧性下降的

2021年-机械工程材料习题集

第一章材料的性能一、是非题(1)一切材料的硬度越高，其强度也越高。

()(2)静载荷是指大小不可变的载荷，反之则一定不是静载荷。

()(3)所有的金属材料均有明显的屈服现象。

()(4)HRC 测量方便，能直接从刻度盘上读数。

()(5)生产中常用于测量退火钢、铸铁及有色金属的硬度方法为布氏硬度法。

( )(6)材料的强度高，其塑性不一定差。

()(7)材料抵抗小能量多次冲击的能力主要取决于材料的强度。

()(8)只要零件的工作应力低于材料的屈服强度，材料不会发生塑性变形，更不会断裂。

( )(9)蠕变强度是材料的高温性能指标。

( )(10)断裂韧性是反应材料抵抗裂纹失稳扩展的性能指标。

()二、选择题(1) 机械零件在正常工作情况下多数处于()。

A ．弹性变形状态B ．塑性变形状态C．刚性状态D．弹塑性状态(2) 下列四种硬度的表示方法中，最恰当的是()。

A ． 600~650 HBSB ． 12~15 HRCC．：170~230 HBS D ． 80~90 HRC(3) 工程上希望材料的屈服比高些，目的在于()。

A ．方便设计B．便于施工C．提高使用中的安全系数 D ．提高材料的有效利用率(4)ak 值小的金属材料表现为 ()。

A ．塑性差B ．强度差C．疲劳强度差D．韧性差(5) 下面 ()不是洛氏硬度法的优点。

A ．测量迅速简便B ．压痕小c．适应于成品零件的检测D．硬度范围的上限比布氏、维氏硬度高(6) 国家标准规定，对于钢铁材料进行疲劳强度试验时，取应力循环次数为()所对应的应力作为疲劳强度。

A．106B．10 7C．108D．109(7) 涂层刀具表面硬度宜采用 ()法进行测量。

A ．布氏硬度 (HBS)B．布氏硬度 (HBW)C．维氏硬度D．洛氏硬度三、填空题(1) 材料常用的塑性指标有和，其中用___来表示塑性更接近材料的真实变形。

(2)在外力作用下，材料抵抗(3)工程上的屈服比指的是(4)表征材料抵抗冲击性能的指标是(5) 测量HBS 值时所采用的压头是和和的能力称为强度。

1章金属材料的力学性能寒假(1)

第一章金属材料的力学性能姓名：一、填空题(共10小题，每小题3分，共30分)l. 是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，常用的硬度实验法有硬度实验法、硬度实验法和硬度实验法。

2.金属材料在作用下，抵抗和的能力称为强度。

3.金属材料的性能分为和。

4.塑性指标是和，其值越大表示材料的塑性越。

5.变形一般可分为和两种，不能随载荷的去除而消失的变形称为6.200HBS表示硬度,硬度值是，压头是。

7.测定原材料常用试验,测定淬火钢常用试验。

8.金属材料抵抗载荷作用而的能力，称为冲击载荷。

9.布氏硬度值测量压痕，洛氏硬度值测量压痕，维氏硬度值测量压痕。

10.金属材料在循环应力作用下能经受无限多次循环而不断裂的最大应力称为金属材料的。

二、判断题(共10小题，每小题2分，共20分)1.洛氏硬度值无单位。

（）2.做布氏硬度测试时，当试验条件相同时,其压痕直径越小，材料的硬度越低。

（）3.在实际应用中,维氏硬度值是测定压痕对角线长度的算术平方值后再查表得到的。

（）4.各种不同的标尺的洛氏硬度值可进行直接比较,因此应用方便。

（）5.维氏硬度值具有连续性,故可测定很软到很硬的各种金属材料的硬度,其准确性高。

（）6.金属的塑性越好，变压抗力越小，金属的锻造性能越好。

（）7.金属材料的力学性能差异是由其内部组织所决定的。

（）8.金属在强大的冲击作用下，会产生疲劳现象。

（）9.拉伸试验可以测定金属材料的强度、塑性等多项指标。

（）10.布氏硬度测量法宜用于测量成品及较薄零件。

（）三、单项选择题（共10小题，每题2分，共20分）1.金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（）。

A.塑性B.硬度C.强度D.韧性2.做疲劳试验时.试样承受的载荷为（）。

A.静载荷B.冲击载荷C.循环载荷D.过载荷3.下列属于力学性能指标的是（）。

A.热膨胀性B.化学稳定性C.疲劳强度D.可锻性4.拉伸试验时,试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的（）。