工程材料力学性能习题答案模板
材料力学性能学作业完整答案
材料力学性能学作业答案某校力学性能试验室装有液压万能材料试验机、扭转试验机和疲劳试验机等设备,今欲测定下列材料的塑性:1)40CrNiMo调质钢试样-拉伸2)20Cr渗碳淬火钢试样-弯曲或扭转3)W18Cr4V钢淬火回火试样-压缩或扭转4)灰铸铁试样-弯曲,扭转或压缩万能材料试验机-弯曲扭转试验机-扭转疲劳试验机-拉伸、压缩今有如下工件需测定硬度,试说明选用何种硬度试验为宜。
1)渗碳层的硬度分布显微2)淬火钢洛或维或布3)灰铸铁布4)硬质合金洛或维5)鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体显微6)仪表小黄铜齿轮显微7)龙门刨床导轨肖氏(便携)8)氮化层显微9)火车圆弹簧布氏10)高速钢刀具布氏检验以下材料的冲击韧性,哪些需要开口,哪些不需要开口?W18Cr4v[NO] Cr12MoV[NO] 3Cr2W8V[YES] 40CrNiMo[YES] 30CrMnSi[YES] 20CrMnSiTi[YES] 铸铁[NO]试说明低温脆性的物理本质及其影响因素?答:物理本质:某些金属材料或合金,在试验温度低于某一温度时,由韧性状态变为脆性状态。
影响材料脆韧转变的因素有:?1.晶体结构,对称性低的体心立方以及密排六方金属,合金转变温度高,材料脆性断裂趋势明显,塑性差;?2.化学成分,能够使材料硬度,强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差,材料脆性提高;?3.显微组织,显微组织包含以下几个方面的影响:晶粒大小,细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑性,韧性。
细化晶粒提高材料韧性原因为,细化晶粒可以使基体变形更加均匀,晶界增多可以有效的阻止裂纹的扩张,因塑性变形引起的位错的塞积因晶界面积很大也不会很大,可以防止裂纹的产生;金相组织;?4.温度的影响:温度影响晶体中存在的杂质原子的热激活扩散过程,定扎位错原子气团的形成会使得材料塑性变差。
5.加载速度的影响:提高加载速度如同降低材料的温度,使得材料塑性变差,脆化温度升高。
材料力学性能课后习题答案
材料力学性能课后习题答案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.xx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12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等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。
工程材料及成型技术习题及答案参考Word
习题一工程材料的性能1、由拉伸试验可得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的?2、说明σs,σb,δ,ψ,E、G、σ-1,αk符号的意义和单位?3、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同?4、在设计机械零件时常用哪两种强度指标?为什么?5、在何种服役条件下,屈服强度、抗拉强度、疲劳强度是设计中最有用的数据?6、设计刚度好的零件,应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜?材料的E越大,其塑性越差,这种说法是否正确? 为什么?7、材料的弹性模量E的工程含义是什么?它和零件的刚度有何关系?8、什么是弹性模量E?金属弹性模量的大小主要取决什么因素?9、金属材料刚度与金属机件刚度两者含义有何不同?10、试区别材料刚度与弹性的概念,一个弹簧由于刚度不足或弹性差产生的失效现象有何不同?如何防治二者造成的失效?11、有一低碳钢拉伸试件,d0=10.0mm,L0=50mm,拉伸实验时测得F s=20.5kN,F b=31.5kN,d1=6.25mm,L1=66mm,试确定此钢材的σs,σb,δ,ψ。
12、拉伸试件的原标距长度为50mm,直径为10.0mm,拉断后对接试样的标距长度为79mm,缩颈区的最小直径为4.9mm,求其δ,ψ。
这两个指标,哪个表征材料的塑性更准确?塑性指标在工程上有哪些实际意义?13、一根直径为2.5mm的3m长钢丝受载荷4900N后,有多大变形?(钢丝的弹性模量为205000MN/m2)14、标距不同的伸长率能否进行比较?为什么?15、现有标准圆形长、短试件各一根,原始直径d0=10mm,经拉伸试验,测得其延伸率δ5和δ10均为25%,求两试件拉断时的标距长度?这两个试件中那一个塑性较好?为什么?16、常用的硬度试验方法有几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?17、甲乙丙丁四种材料的硬度分别是45HRC,90HRB,800HV,240HBS,试比较这四种材料硬度的高低。
材料力学性能-第2版课后习题答案
第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。
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。
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σ规定残余伸长应力2.0σ屈服强度gtδ金属材料拉伸时最r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。
组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。
【P4】4、现有45、40Cr、35 CrMo钢和灰铸铁几种材料,你选择哪种材料作为机床起身,为什么?实用文档选灰铸铁,因为其含碳量搞,有良好的吸震减震作用,并且机床床身一般结构简单,对精度要求不高,使用灰铸铁可降低成本,提高生产效率。
5、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。
6、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。
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第一章习题答案一、解说以下名词1、弹性比功:又称为弹性比能、应变比能,表示金属资料汲取弹性变形功的能力。
2、滞弹性:在弹性范围内迅速加载或卸载后,随时间延长产生附带弹性应变的现象。
3、循环韧性:金属资料在交变载荷下汲取不行逆变形功的能力,称为金属的循环韧性。
4、包申格效应:先加载致少许塑变,卸载,而后在再次加载时,出现σ e 高升或降低的现象。
5、解理刻面:大概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:塑性是指资料在断裂前发生不行逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:指资料断裂前汲取塑性变形功和断裂功的能力,或指资料抵挡裂纹扩展的能力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、河流花式:当一些小的台阶汇聚为在的台阶时,其表现为河流状花式。
9、解理面:晶体在外力作用下严格沿着必定晶体学平面破裂,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,必定是脆断,且较为严重,为最初级。
穿晶断裂裂纹穿过晶内,能够是韧性断裂,也可能是脆性断裂。
11、韧脆转变:指金属资料的脆性和韧性是金属资料在不同条件下表现的力学行为或力学状态,在必定条件下,它们是能够相互转变的,这样的转变称为韧脆转变。
二、说明以下力学指标的意义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、σ、σ s:σ r:表示规定节余伸长应力,试样卸除拉伸力后,其标距部分的节余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
σ:表示规定节余伸长率为%时的应力。
σs:表征资料的折服点。
3、σ b: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,它反应了金属资料抵挡连续塑性变形的能力,是表征金属资料应变硬化行为的性能指标。
5、δ、δ gt 、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。
工程材料力学性能 第三版课后题答案(束德林)
工程材料力学性能课后题答案第三版(束德林)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:指材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。
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:(1)E(G)分别为拉伸杨氏模量和切边模量,统称为弹性模量表示产生100%弹性变所需的应力。
σ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。
(2)rσ名义屈服强度(点),对没有明显屈服阶段的塑性材料通常以产生0.2%的塑性形变对应的应力作为屈2.0服强度或屈服极限。
材料力学性能课后答案
1.解释下列名词①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。
②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。
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塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
⑥韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
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⑦加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时 ,由于晶粒发生滑移 , 出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象。
⑧解理断裂:解理断裂是在正应力作用产生的一种穿晶断裂,即断裂面沿一定的晶面(即解理面)分离。
2.解释下列力学性能指标的意义弹性模量);(2)ζ p(规定非比例伸长应力)、ζ e(弹性极限)、ζ s(屈服强度)、ζ (屈服强度);(3)ζ b(抗拉强度);(4)n(加工硬化指数); (5)δ (断后伸长率)、ψ (断面收缩率)4.常用的标准试样有 5 倍和10倍,其延伸率分别用δ 5 和δ 10 表示,说明为什么δ 5>δ 10。
答:对于韧性金属材料,它的塑性变形量大于均匀塑性变形量,所以对于它的式样的比例,尺寸越短,它的断后伸长率越大。
5.某汽车弹簧,在未装满时已变形到最大位置,卸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。
答:(1)未装满载时已变形到最大位置:弹簧弹性极限不够导致弹性比功小;(2)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,这是构件材料的弹性比功不足引起的故障,可以通过热处理或合金化提高材料的弹性极限(或屈服极限),或者更换屈服强度更高的材料。
工程材料课后答案(最新整理)
(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
P15 1-4 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
HV 2 106 (112 HRC)2
、 、 01 、 、 、 、
b1-1. 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
、、、
、 、 04a 、 - 、 、 、
F 1. 所有的合金元素都能提高钢的淬透性。
F 2. 合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。
、、、 1. 除Co、Al外,几乎所有的合金元素都使Ms点 下降 。
2. 20钢属于 优质碳素结构 或 渗碳 钢, 可制造 冲 压、焊接件 或 小型渗碳件 。
3. Q345 (16Mn) 是 低合金高强度结构 钢,可制造 桥梁 。
F 2. 室温下,金属晶粒越细,则强度越高、塑性越低。
、、、
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
4. 40Cr 是 合金调质 钢,可制造 车床齿轮 。
工程材料力学性能习题答案
2 E
20 断裂强度是将原子分开所需要的应力值,如果有裂纹的话就 是裂纹失稳的临界应力值。反应的是材料真实断裂所对应 的应力值。而抗拉强度是在拉伸过程中最大拉伸力对应的 工程应力值。但是在拉伸过程中最大的拉伸力后,材料的 真实应力还是在增加的,即材料的断裂强度应该大于抗拉 强度的。
10
21 铁素体钢是bcc结构,因此它的断裂应力就是由于位错反应 形成不动位错使得位错塞积产生裂纹。屈服强度同样是由 于材料发生塑性变形位错运动而产生屈服的,两种都是位 错运动的结果,而位错运动的长度与晶粒尺寸有关。最终 1 得到 2
维氏硬度: 用夹角为136°的四棱锥体金刚石压头压入材料 表面并保压一定时间后卸载,测试压痕的对角 线长度计算硬度的方法,HV 努氏硬度: 对角线不等的四棱锥体做压头,测试压痕的长 对角线的长度计算硬度的方法,HK 肖氏硬度: 用金刚石圆头或钢球作为重锤,从一定高度落 在试样上,测试反弹的高度,来计算试样的硬 度,HS 里氏硬度: 用规定尺寸的冲头冲击试样的表面,测量冲头 的回弹速度来计算试样的硬度,HL
7.
钢球 120°金刚石圆锥体 硬质合金 小淬火钢球 测试方式 压痕直径 直接读数 压痕大小 大 中 分散度 其它 8. 略,查表 小 F/D2=C 中 A,B,C等不能比较
19
6
11
剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的晶粒分离, 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。 12 沿晶断裂是由于晶界的连续性被破坏形成的裂纹沿着晶界扩 展的断裂方式。降低沿晶断裂的倾向就必须减少破坏晶界 连续性的原因,如降低杂质或第二相在晶界的分布(偏 聚),降低合金元素在晶界的偏析等方法。 13 宏观断口三要素即纤维区、放射区和剪切唇。 影响形状的因素: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。
材料力学性能学习题与解答[教材课后答案]
度越高。
3、计算: 某低碳钢的摆锤系列冲击实验列于下表, 温度(℃) 60 40 35 25 试计算: a. 绘制冲击功-温度关系曲线; 冲击功(J) 75 75 70 60 温度(℃) 10 0 -20 -50 冲击功(J) 40 20 5 1
冲击吸收功—温度曲线 80 70 60 50
Ak
40 30 20 10 0 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0 0 0 0 0 t/℃
第三章 冲击韧性和低温脆性 1、名词解释: 冲击韧度 冲击吸收功 低温脆性
解: 冲击韧度:一次冲断时,冲击功与缺口处截面积的比值。 冲击吸收功:冲击弯曲试验中,试样变形和断裂所吸收的功。 低温脆性:当试验温度低于某一温度时,材料由韧性状态转变为脆性状态。 韧脆转变温度:材料在某一温度 t 下由韧变脆,冲击功明显下降。该温度即韧脆转 变温度。 迟屈服:用高于材料屈服极限的载荷以高加载速度作用于体心立方结构材料时,瞬 间并不屈服,需在该应力下保持一段时间后才屈服的现象。
2) 简述扭转实验、弯曲实验的特点?渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学 性能常用的方法是什么? 1 扭转实验的应力状态软性系数较拉伸的应力状态软性系数高。可 解: 扭转实验的特点是○
2 扭转实验 对表面强化处理工艺进行研究和对机件的热处理表面质量进行检验。 ○ 3 圆柱试样在扭转时,不产生缩颈现象,塑 时试样截面的应力分布为表面最大。○
韧脆转变温度 迟屈服
2、简答 1) 缺口冲击韧性实验能评定哪些材料的低温脆性?哪些材料不能用此方法 检验和评定?[提示:低中强度的体心立方金属、Zn 等对温度敏感的材料,高强 度钢、铝合金以及面心立方金属、陶瓷材料等不能]
解:缺口冲击韧性实验能评定中、低强度机构钢的低温脆性。面心立方金属及合金如氏 体钢和铝合金不能用此方法检验和评定。
材料力学性能课后习题 (1)
材料力学性能课后习题第一章1.解释下列名词①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。
②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。
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塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
⑥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加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时,由于晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象。
⑧解理断裂:解理断裂是在正应力达到一定的数值后沿一定的晶体学平面产生的晶体学断裂。
2.解释下列力学性能指标的意义(1)E( 弹性模量);(2)σp(规定非比例伸长应力)、σe(弹性极限)、σs(屈服强度)、σ0.2(规定残余伸长率为0.2%的应力);(3)σb(抗拉强度);(4)n(加工硬化指数);(5)δ(断后伸长率)、ψ(断面收缩率)3.金属的弹性模量取决于什么?为什么说他是一个对结构不敏感的力学性能?取决于金属原子本性和晶格类型。
因为合金化、热处理、冷塑性变形对弹性模量的影响较小。
4.常用的标准试样有5倍和10倍,其延伸率分别用δ5和δ10表示,说明为什么δ5>δ10。
答:对于韧性金属材料,它的塑性变形量大于均匀塑性变形量,所以对于它的式样的比例,尺寸越短,它的断后伸长率越大。
5.某汽车弹簧,在未装满时已变形到最大位置,卸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。
材料力学性能课后习题答案
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。
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12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象, 称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等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。
组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。
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?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。
工程材料力学性能习题答案
《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、 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。
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12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等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。
材料力学性能课后习题答案整理
(4)布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。
【P49 P58】(5)洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。
(6)维氏硬度——以两相对面夹角为136。
的金刚石四棱锥作压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。
【P53 P62】(7)努氏硬度——采用两个对面角不等的四棱锥金刚石压头,由试验力除以压痕投影面积得到的硬度。
(8)肖氏硬度——采动载荷试验法,根据重锤回跳高度表证的金属硬度。
2、说明下列力学性能指标的意义(1)σbc——材料的抗压强度【P41 P48】(2)σbb——材料的抗弯强度【P42 P50】(3)τs——材料的扭转屈服点【P44 P52】(4)τb——材料的抗扭强度【P44 P52】(5)σbn——材料的抗拉强度【P47 P55】(6)NSR——材料的缺口敏感度【P47 P55】(7)HBW——压头为硬质合金球的材料的布氏硬度【P49 P58】(8)HRA——材料的洛氏硬度【P52 P61】(9)HRB——材料的洛氏硬度【P52 P61】(10)HRC——材料的洛氏硬度【P52 P61】(11)HV——材料的维氏硬度【P53 P62】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。
7、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理,并比较布氏、洛氏与维氏硬度试验方法的优缺点。
【P49 P57】原理布氏硬度:用钢球或硬质合金球作为压头,计算单位面积所承受的试验力。
洛氏硬度:采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度。
维氏硬度:以两相对面夹角为136。
的金刚石四棱锥作压头,计算单位面积所承受的试验力。
布氏硬度优点:实验时一般采用直径较大的压头球,因而所得的压痕面积比较大。
压痕大的一个优点是其硬度值能反映金属在较大范围内各组成相得平均性能;另一个优点是实验数据稳定,重复性强。
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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 gtδ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。
工程材料力学性能课后答案
工程材料力学性能课后答案第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能一、解释下列名词滞弹性: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(ζP)或屈服强度(ζS)增加;反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)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,表面能低的晶面。
解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。
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微穿晶断裂,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佳配合。
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姓能?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、什么是包辛格效应,如何解释,它有什么实际意义?答案:包辛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。
包辛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之欧阳歌谷创编
第一章习题答案欧阳歌谷(2021.02.01)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。
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《工程材料力学性能》课后答案
机械工业出版社第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。
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, 能够是韧性断裂, 也能够
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
12.弹性不完整性: 理想的弹性体是不存在的, 多数工程材料弹性
变形时, 可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等
现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、
弹性后效、弹性滞后和循环韧性等
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
σ规定残余伸长应力2.0σ屈服强
r
度
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gt
【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, 可是不改
变金属原子的本性和晶格类型。
组织虽然改变了, 原子的本性和
晶格类型未发生改变, 故弹性模量对组织不敏感。
【P4】
4、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?
5、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。
6、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。
7、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, 解理断裂一般是脆性断裂。
8、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。
9、 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】
答: 212⎪⎭⎫ ⎝⎛=a E s c πγσ, 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能够忽略的情况。
第二章 金属在其它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τmax 和最大正应力σmax 比值, 即: ()
32131max max 5.02σσσσσστα+--==
【新书P39 旧书P46】
( 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。
【P44 P53】
( 3) 缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值, 称为缺口敏感度, 即:
【P47 P55 】
( 4) 布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头, 采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。
【P49 P58】
( 5) 洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头, 以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。
( 6) 维氏硬度——以两相对面夹角为136。
的金刚石四棱锥作压头, 采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。
【P53 P62】
( 7) 努氏硬度——采用两个对面角不等的四棱锥金刚石压头, 由试验力除以压痕投影面积得到的硬度。
( 8) 肖氏硬度——采动载荷试验法, 根据重锤回跳高度表证的金属硬度。
( 9) 里氏硬度——采动载荷试验法, 根据重锤回跳速度表证的金属硬度。
二、说明下列力学性能指标的意义
( 1) σbc——材料的抗压强度【P41 P48】
( 2) σbb——材料的抗弯强度【P42 P50】
( 3) τs——材料的扭转屈服点【P44 P52】
( 4) τb——材料的抗扭强度【P44 P52】
( 5) σbn——材料的抗拉强度【P47 P55】
( 6) NSR——材料的缺口敏感度【P47 P55】
( 7) HBW——压头为硬质合金球的材料的布氏硬度【P49 P58】( 8) HRA——材料的洛氏硬度【P52 P61】
( 9) HRB——材料的洛氏硬度【P52 P61】
( 10) HRC——材料的洛氏硬度【P52 P61】
( 11) HV——材料的维氏硬度【P53 P62】
三、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。
四.试述脆性材料弯曲试验的特点及其应用。
五、缺口试样拉伸时的应力分布有何特点? 【P45 P53】
在弹性状态下的应力分布: 薄板: 在缺口根部处于单向拉应力状态, 在板中心部位处于两向拉伸平面应力状态。
厚板: 在缺口根部处于两向拉应力状态, 缺口内侧处三向拉伸平面应变状态。
无论脆性材料或塑性材料, 都因机件上的缺口造成两向或三向应力状态和应力集中而产生脆性倾向, 降低了机件的使用安全性。
为了评定不同金属材料的缺口变脆倾向, 必须采用缺口试样进行静载力学性能试验。
六、试综合比较光滑试样轴向拉伸、缺口试样轴向拉伸和偏斜拉伸试验的特点。
偏斜拉伸试验: 在拉伸试验时在试样与试验机夹头之间放一垫圈, 使试样的轴线与拉伸力形成一定角度进行拉伸。
该试验用于检测螺栓一类机件的安全使用性能。
光滑试样轴向拉伸试验: 截面上无应力集中现象, 应力分布均匀, 仅在颈缩时发生应力状态改变。
缺口试样轴向拉伸试验: 缺口截面上出现应力集中现象, 应力分布不均, 应力状态发生变化, 产生两向或三向拉应力状态, 致使材料的应力状态软性系数降低, 脆性增大。
偏斜拉伸试验: 试样同时承受拉伸和弯曲载荷的复合作用, 其应力状态更”硬”, 缺口截面上的应力分布更不均匀, 更能显示材料对缺口的敏感性。
七、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理, 并比较布氏、洛氏与维氏硬度试验方法的优缺点。
【P49 P57】
原理
布氏硬度: 用钢球或硬质合金球作为压头, 计算单位面积所承受的试验力。
洛氏硬度: 采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头, 以测量压痕深度。
维氏硬度: 以两相对面夹角为136。
的金刚石四棱锥作压头, 计算单位面积所承受的试验力。
布氏硬度优点: 实验时一般采用直径较大的压头球, 因而所得的压痕面积比较大。
压痕大的一个优点是其硬度值能反映金属在较大范。