【材料强韧化与断裂】复习思考题
《材料科学与工程概论》复习思考题1剖析
《材料科学与工程概论》复习思考题一、名词解释1.磁化曲线:磁感应强度或磁化强度与外加磁场强度的关系曲线称为磁化曲线。
2.磁滞效应及磁化曲线:磁感应强度的变化总是落后于磁场强度的变化,这种效应称为磁滞效应。
由于磁滞效应的存在,磁化一周得到一个闭合回线,称为磁滞回线。
3.磁致伸缩:铁磁性物质在外磁场作用下,其尺寸伸长(或缩短),去掉外磁场后,其又恢复原来的长度,这种现象称为磁致伸缩现象(或效应)。
4. 硅酸盐材料:化学组成为硅酸盐类的材料称为硅酸盐材料,也称为无机非金属材料。
5. 水泥:水泥是一种粉末状的谁硬性胶凝材料,加入适量水拌合后成为塑性浆体,既能在空气中硬化又能在水中硬化,并可将砂、石、纤维和钢筋等材料牢固地念接起来,成为有较高强度的石状体,是建造高楼大厦、桥梁隧道、港口码头等工程的主要材料。
6. 复合材料:将两种或两种以上的单一材料复合可获得新的材料,这些新的材料保留了原有材料的优点,克服和弥补了各自的缺点,并显示出一些新的特性,这就是复合材料。
7. 合金:由一种金属跟另一种或几种金属或非金属所组成的具有金属特性的物质叫合金。
8. 晶体:由结晶物质构成的、其内部的构造质点(如原子、分子)呈平移周期性规律排列的固体。
长程有序,各向异性。
9. 晶粒:结晶物质在生长过程中,由于受到外界空间的限制,未能发育成具有规则形态的晶体,而只是结晶成颗粒状称晶粒。
10.晶界:结构相同而取向不同晶粒之间的界面。
在晶界面上,原子排列从一个取向过渡到另一个取向,故晶界处原子排列处于过渡状态。
晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。
11.高分子材料:由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料等。
12.二、填空题材料分为天然材料和人工材料两大类。
材料的电学性能包括电阻率和电导率以及超导电性等。
材料的磁学性能中按照物质对磁场反应的大小可分为顺磁性、抗磁性、铁磁性。
材料的热学性能包括热容、热导率、熔化热、热膨胀、熔沸点等性质。
材料力学性能思考题大连理工大学
材料力学性能思考题大连理工大学一、填空:1•提供材料弹性比功的途径有二,提高材料的,或降低O2.退火态和高温回火态的金属都有包申格效应,因此包申格效应是具有的普遍现象。
3.材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段,根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程,可以将断裂分为与;按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径,分为和;按照微观断裂机理分为和;按作用力的性质可分为和O4.滞弹性是指材料在范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加的现象,滞弹性应变量与材料、有关。
5.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量的塑性变形, 而后再同向加载,规定残余伸长应力反向加载,规定残余伸长应力的现象。
消除包申格效应的方法有和O6.单向静拉伸时实验方法的特征是、、必须确定的。
7.过载损伤界越,过载损伤区越,说明材料的抗过载能力越强。
8.依据磨粒受的应力大小,磨粒磨损可分为、、三类。
8.解理断口的基本微观特征为、和O9.韧性断裂的断口一般呈杯锥状,由、和三个区域组成。
10.韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标,其中又分为、和11.在a值的试验方法中,正应力分量较大,切应力分量较小,应力状态较硬。
一般用于塑性变形抗力与切断抗力较低的所谓塑性材料试验;在Q值的试验方法中,应力状态较软,材料易产生塑性变形,适用于在单向拉伸时容易发生脆断而不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料;12.材料的硬度试验应力状态软性系数,在这样的应力状态下,几乎所有金属材料都能产生O14.硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能,大体上可以分为、和三大类;在压入法中,根据测量方式不同又分为、和O15.国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为试样和试样,所测得的冲击吸收功分别用、标记。
16.根据外加压力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系,裂纹扩展的基本方式有、和O17.机的失效形式主要有、、三种。
18•低碳钢的力伸长曲线包括、、、、断裂等五个阶段。
19.内耗又称为,可用面积度量。
断裂力学复习题(实际)解答(课件)
断裂力学复习题1.裂纹按几何特征可分为三类,分别是(穿透裂纹)、(表面裂纹)和(深埋裂纹)。
按力学特征也可分为三类,分别是(张开型)、(滑开型)和(撕开型)。
2.应力强度因子是与(外载性质)、(裂纹)及(裂纹弹性体几何形状)等因素有关的一个量。
材料的断裂韧度则是(应力强度因子)的临界值,是通过(实验)测定的材料常数。
3.确定应力强度因子的方法有:(解析法),(数值法),(实测法)。
4.受二向均匀拉应力作用的“无限大”平板,具有长度为2a 的中心贯穿裂纹,求应力强度因子ⅠK 的表达式。
【解】将x 坐标系取在裂纹面上,坐标原点取在裂纹中心,则上图所示问题的边界条件为: ① 当y = 0,x → ∞时,σσσ==y x;② 在y = 0,a x <的裂纹自由面上,0,0==xy y τσ;而在a x >时,随a x →,∞→y σ。
可以验证,完全满足该问题的全部边界条件的解析函数为 22Ⅰ )(az z z Z -=σ (1) 将坐标原点从裂纹中心移到裂纹右尖端处,则有z =ζ或ζ= z -a ,代入(1),可得: )2()()(I a a Z ++=ζζζσζ 于是有:aaaaaKπσζζσπζζζσπζζζ=++⋅=++⋅=→→)2()(2lim)2()(2limⅠ5.对图示“无限大”平板Ⅱ型裂纹问题,求应力强度因子ⅡK的表达式。
【解】将x坐标系取在裂纹面上,坐标原点取在裂纹中心,则上图所示问题的边界条件为:①当y = 0,x→∞时,ττσσ===xyyx,0;②在y= 0,ax<的裂纹自由面上,0,0==xyyτσ;而在ax>时,随ax→,∞→xyτ。
可以验证,完全满足该问题的全部边界条件的解析函数为22Ⅱ)(azzzZ-=τ(1)将坐标原点从裂纹中心移到裂纹右尖端处,则有z =ζ或ζ= z-a,代入(1),可得:)2()()(ⅡaaZ++=ζζζτζ于是有:aaaaaKπτζζτπζζζτπζζζ=++⋅=++⋅=→→)2()(2lim)2()(2limⅡ6.对图示“无限大”平板Ⅲ型裂纹问题,求应力强度因子ⅢK的表达式。
材料工程复习思考题部分答案
《材料工程基础》复习思考题第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同?答:材料科学侧重于发现和揭示组成与结构,性能,使用效能,合成与加工等四要素之间的关系,提出新概念,新理论。
而材料工程指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题,侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用,两者相辅相成。
6、进行材料设计时应考虑哪些因素?答:.材料设计的最终目标是根据最终需求,设计出合理成分,制订最佳生产流程,而后生产出符合要求的材料。
材料设计十分复杂,如模型的建立往往是基于平衡态,而实际材料多处于非平衡态,如凝固过程的偏析和相变等。
材料的力学性质往往对结构十分敏感,因此,结构的任何细小变化,性能都会发生明显变化。
相图也是材料设计不可或缺的组成部分。
7、在材料选择和应用时,应考虑哪些因素?答:一,材料的规格要符合使用的需求:选择材料最基本的考虑,就在满足产品的特性及要求,例如:抗拉强度、切削性、耐蚀性等;二,材料的价格要合理;三,材料的品质要一致。
8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。
答:金属:铸造(砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造)、塑性加工(锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拨)、热处理、焊接(熔化焊、压力焊、钎焊);橡胶:塑炼、混炼、压延、压出、硫化五部分;高分子:挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型。
10、如何区分传统材料与先进材料?答:传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料,如水泥、钢铁,这些材料量大、产值高、涉及面广,是很多支柱产业的基础。
先进材料是正在发展,具有优异性能和应用前景的一类材料。
二者没有明显界限,传统材料采用新技术,提高技术含量、性能,大幅增加附加值成为先进材料;先进材料长期生产应用后成为传统材料,传统材料是发展先进材料和高技术基础,先进材料推到传统材料进一步发展。
材料科学与工程复习思考题
《材料工程基础》复习思考题第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同?2、为什么材料是人类赖以生存和发展的物质基础?3、为什么材料是科学技术进步的先导?4、材料的制备技术或方法主要有哪些?5、材料的加工技术主要包括哪些内容?6、进行材料设计时应考虑哪些因素?7、在材料选择和应用时,应考虑哪些因素?8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。
9、材料设计包括哪几个层次?进行材料设计时应遵循哪些原则?10、如何区分传统材料与先进材料?11、钢铁材料是如何分类的?其主要发展趋势?12、有色金属材料分为哪些类别?各有何特点?13、化工材料主要有哪些?14、建筑材料有何特点?15、电子信息材料主要有哪些?其发展特点?16、航空航天材料的性能特点如何?17、先进陶瓷材料如何分类?各有何特点?18、什么是复合材料?如何设计和制备复合材料?19、新能源材料有哪些?各有何特点?20、超导材料的三个临界参数是什么?如何区分低温超导与高温超导?21、纳米材料与纳米技术的异同?它们对科技发展的作用?22、生物医用材料有哪些?应具备什么特性?23、什么是生态环境材料?如何对其生命周期进行评价?第二章材料的液态成形技术1、铸造具有哪些优缺点?适用范围如何?发展方向?2、金属的铸造性能主要包括哪些?3、影响液态金属充型能力的因素有哪些?如何提高充型能力?4、铸件的凝固方式有哪些?其主要的影响因素?5、什么金属倾向于逐层凝固?如何改变铸件的凝固形式?6、什么是缩松和缩孔?其形成的基本条件和原因是什么?7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影响的基本规律。
8、铸造应力是怎么产生的?对铸件质量有何影响?9、试述铸件产生热裂和冷裂的原因及其防止措施。
10、铸件中的气体和非金属夹杂物对铸件质量有何影响?如何消除?11、常用的造型材料有哪些?对其性能有何要求?12、什么是冒口?其作用和设计原则?13、常见的特种铸造方法有哪些?各有何特点?14、陶瓷的液态成形方法有哪些?各有何特点?15、聚合物的液态成形方法有哪些?各有何特点?第三章材料的塑性成形技术1、金属为什么容易塑性变形?生产塑性变形的本质?2、金属常见的塑性成形方法有哪些?3、金属的冷变形和热变形是如何区分的?各有何特征?4、什么是金属的可煅性?其影响因素有哪些?5、影响金属冷成形的主要力学性能参量有哪些?6、轧制的方法有哪些?如何提高轧制件的质量?7、煅造的方法有哪些?试比较煅造和轧制对材料结构和性能的影响。
材料力学实验思考题答案
材料力学实验思考题答案1. 引言。
材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分,通过实验可以更直观地了解材料的性能和行为。
在实验过程中,学生需要不断思考和分析,以深化对材料力学知识的理解。
本文将针对材料力学实验中的一些思考题进行解答,希望能够帮助学生更好地掌握相关知识。
2. 实验思考题答案。
2.1 为什么在材料力学实验中常常使用金属材料?答,金属材料具有良好的可塑性和韧性,适用于各种加载条件下的实验。
同时,金属材料的力学性能稳定,易于加工和制备,因此在材料力学实验中被广泛应用。
2.2 为什么在拉伸试验中会出现颈缩现象?答,在拉伸试验中,当金属材料受到拉力作用时,由于材料内部应力分布不均匀,会出现局部应力集中的现象,导致材料发生颈缩。
这是由于材料的塑性变形导致的,属于材料的典型失效形式。
2.3 为什么在材料力学实验中需要进行应力应变曲线的测定?答,应力应变曲线是材料力学性能的重要指标,通过曲线的测定可以了解材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等性能参数。
这对于材料的选用和设计具有重要意义,因此在材料力学实验中需要进行应力应变曲线的测定。
2.4 为什么在材料力学实验中需要进行硬度测试?答,硬度是材料抵抗局部变形的能力,是材料力学性能的重要指标之一。
通过硬度测试可以快速了解材料的硬度水平,评估材料的耐磨性和耐腐蚀性能,对于材料的使用和维护具有重要意义。
2.5 为什么在材料力学实验中需要进行冲击试验?答,冲击试验可以评估材料的韧性和抗冲击性能,对于材料在受到冲击载荷时的表现具有重要意义。
通过冲击试验可以了解材料在实际工作条件下的表现,为工程设计和材料选择提供重要参考。
3. 结语。
通过对材料力学实验思考题的解答,可以更深入地了解材料力学知识的实际应用。
希望学生在实验过程中能够不断思考和分析,提高对材料力学的理解和掌握,为将来的工程实践奠定坚实的基础。
工程材料及成形工艺思考题 Word 文档 (2)
第一章材料的力学行为和性能思考题1.解释下列力学性能指标。
(1) HB (2) HRC (3) HV2.解释下列名词。
(1)蠕变(2)低应力脆断(3)疲劳(4)断裂韧度3.下列工件应采用何种硬度试验方法来测定其硬度?(1)锉刀(2)黄铜轴套(3)供应状态的各种碳钢钢材(4)硬质合金刀片(5)耐磨工件的表面硬化层4.下列硬度表示方法是否正确,为什么?(1)HBW250~300 (2)5~10HRC (3)HRC70~75 (4)HV800~850 (5)800~850H5.比较铸铁与低碳钢拉伸应力-应变曲线的不同,并分析其原因。
6.一根两端固定的低碳钢丝,承受拉应力为20Mpa,当温度从30摄氏度突然下降到10摄氏度时,钢丝内新产生的应力为多少?7.现有原始直径为10mm圆形长、短试样各一根,经拉伸试验测得的伸长率均为25%,求两试样拉断后的标距长度。
两试样中哪一根塑性好?为什么?8.甲乙丙丁四种材料的硬度分别为45HRC、90HRB、800HV、240HBW,试比较这四种材料硬度的高低。
第二章材料的结构思考题1.为何单晶体具有各向异性?而多晶体在一般情况下却显示各向同性?2.解释下列基本概念;晶体与非晶体;晶体的各向异性;同素异晶转变;位错;晶界;固溶体;金属化合物。
3.试述高分子链的结合力、分子链结构、聚集态结构对高聚物的性能的影响。
4.何为高分子材料的老化?如何防止?5.试计算面心立方晶格的致密度。
6.说明结晶对高聚物性能的影响。
第三章1.过冷度与冷却速度有何关系?它对金属结晶过程有何影响?对铸件晶粒大小有何影响?2.在铸造生产中,采用哪些措施控制晶粒的大小?3.如果其他条件相同,试比较下列铸造条件下,铸件晶粒的大小:(1).金属模浇注与砂模浇注;(2).高温浇注宇与低温浇注;(3).铸成薄件与铸成厚件;(4).浇注时采用振动和不振动。
4.二元匀晶相图、共晶相图与合金的力学性能和工艺性能之间存在什么关系?5.画出Fe-Fe3C相图,指出图中各点及线的意义,并标出个相区的相组成物和组织组成物。
《材料科学基础》复习思考题
《材料科学基础》复习思考题第一章:材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化。
二、填空题1、材料的键合方式有四类,分别是(),(),(),()。
2、金属原子的特点是最外层电子数(),且与原子核引力(),因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成()。
3、我们把原子在物质内部呈()排列的固体物质称为晶体,晶体物质具有以下三个特点,分别是(),(),()。
4、三种常见的金属晶格分别为(),()和()。
5、体心立方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为(),具有体心立方晶格的常见金属有()。
6、面心立方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为(),具有面心立方晶格的常见金属有()。
7、密排六方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),具有密排六方晶格的常见金属有()。
8、合金的相结构分为两大类,分别是()和()。
9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为()和(),按照固溶度分为()和(),按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为()和()。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有()、()、()、()。
11、金属化合物(中间相)分为以下四类,分别是(),(),(),()。
12、金属化合物(中间相)的性能特点是:熔点()、硬度()、脆性(),因此在合金中不作为()相,而是少量存在起到第二相()作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为(),(),()。
西南大学《材料化学》复习思考题及答案
西南大学《材料化学》复习思考题及答案(0404)《材料化学》复习思考题一、名词解释1、无机材料化学2、晶体的各向异性3、晶体的自限性4、晶体的对称性5、天然晶体6、人工晶体7、非线性光学晶体8、正压电效应9、逆压电效应10、居里温度11、压电效应12、弗仑克尔缺陷13、肖特基缺陷14、杂质缺陷15、固溶体16、连续固溶体17、有限固溶体(不连续固溶体或部分互溶固溶体)18、置换型(取代式或置换式)固溶体19、填隙型(填隙式)固溶体20、纳米材料科学21、零维纳米材料22、一维纳米材料23、二维纳米材料24、三维纳米材料(纳米固体材料)25、软化学(软化学合成)26、软材料27、溶胶-凝胶技术28、极端条件合成29、仿生合成30、理想合成31、多孔陶瓷32、软化学合成(软化学)方法33、连续陶瓷基复合材料二、简答题1、请简述无机材料化学主要研究哪方面的问题?2、何谓无机材料设计?3、请简述材料设计有哪些主要途径?4、何谓缺陷反应方程式。
5、请简述晶体结构的基本特征。
6、请简述晶体的共性。
7、请简述非晶态金属材料的基本特征。
8、何谓铁电体。
9、何谓反铁电体。
10、何谓正压电效应(压电效应)。
11、何谓逆压电效应。
12、请简述缺陷化学的研究对象和内容。
13、何谓团簇(微团簇)。
14、请简述非化学计量化合物的结构特征。
15、何谓弗仑克尔缺陷。
16、何谓肖特基缺陷。
17、请简述何谓色心(F色心)。
18、何谓非整比化合物缺陷(化合物)材料。
19、请简述何谓是纳米、纳米结构、纳米技术?20、何谓纳米微粒。
21、何谓纳米固体材料。
22、请简述团簇(微团簇)的特性。
23、何谓溶胶-凝胶技术。
24、请简述溶胶-凝胶法有哪些特点?25、请简述水热化学法(水热法)有哪些特点?26、请简述水热合成与高温固态反应法相比,在制备氧化物粉末陶瓷方面具有哪些优势?27、何谓气相化学沉积(CVD)法?28、请举例说明利用缺陷与价态控制方法在固体电解质合成中的应用。
工程材料复习思考题(全)
工程材料复习思考题(全)《机械工程材料》复习思考题陈永泰第一章材料的性质1材料的力学性能主要有哪些?强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。
2简述低碳钢的应力-应变曲线(分为几个阶段,各特征点表示什么含义)。
弹性变形阶段,屈服阶段,塑性变形阶段,颈缩阶段。
(画图)第二章材料结构1体心立方晶格的密排面和密排方向各有那些?面心立方晶格呢?{110},<111>;{111},<110>2与理想晶体相比,实际晶体的结构特征是什么?①多晶体结构;②具有晶体缺陷。
为什么晶粒越细,金属的强度和硬度越高,塑性和韧性越好?金属的晶粒越细,晶界的总面积越大,位错阻碍越多,要协调的具有不同位向的晶粒越多,金属塑性变形的抗力越高,从而导致金属强度和硬度越高。
金属晶粒越细,单位体积内的晶粒数量越多,参与变形的晶粒数量越多,变形越均匀,从而延迟裂纹的形成和扩展,导致断裂前的大塑性变形。
当强度和硬度同时增加时,金属在断裂前消耗的功增加,因此其韧性也更好。
因此,金属颗粒越细,其塑性和韧性也越好。
4名词解释:相固溶体金属化合物固溶强化弥散强化相:金属或合金中,凡成分相同,结构相同,并与其它成分有界面分开的均匀组成部分。
固溶体:合金中,其晶体结构与组成元素之一的晶体结构相同的固相称为固溶体。
金属化合物:合金中,其晶体结构与组成元素之一的晶体结构均不相同的固相称为金属化合物。
固溶强化:随着溶质质量的增加,固溶体的强度和硬度增加,塑性和韧性降低。
这种现象被称为固溶强化。
弥散强化:即沉淀强化。
若合金中的第二相以细小弥散的微粒均匀分布在基体上,则可以显著提高合金的强度,称为弥散强化。
5固体合金中的相是什么?它们是如何定义的?(提示:晶格类型)1固溶体:合金中晶体结构与其中一种组成元素的晶体结构相同的固相称为固溶体。
金属化合物:合金中晶体结构不同于其中一种组成元素的固相称为金属化合物。
6铁素体、奥氏体和渗碳体哪些是固溶体,哪些是金属化合物,为什么?它们都是间隙型吗?铁素体、奥氏体是固溶体,渗碳体是金属化合物。
工程材料习题与思考题.doc
第一章习题与思考题1、名词解释:抗拉强度、屈服强度、刚度、疲劳强度、冲击韧性、断裂韧性。
2、设计刚度好的零件,应根据何种指标选择材料?材料的弹性模量E愈大,则材料的塑性愈差。
这种说法是否正确?为什么?3、如图所示的四种不同材料的应力一应变曲线,试比较这四种材料的抗拉强度、屈服强度(或屈服点)、刚度和塑性。
4、常用的硬度测试方法有几种?这些方法测出的硬度值能否进行比较?5、下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度?(1)铿刀(2)黄铜轴套(3)供应状态的各种碳钢钢材(4)硬质合金刀片(5)耐磨工件的表面硬化层6、反映材料受冲击载荷的性能指标是什么?不同条件下测得的这种指标能否进行比较?怎样应用这种性能指标?7、疲劳破坏是怎样形成的?提高零件疲劳寿命的方法有哪些?8、断裂韧性是表示材料何种性能的指标?为什么在设计中考虑这种指标?部分参考答案1、抗拉强度:是材料在破断前所能承受的最大应力。
屈服强度:是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力。
刚度:材料抵抗弹性变形的能力。
疲劳强度:经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。
冲击韧性:材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
断裂韧性:材料抵抗裂纹扩展的能力。
2、材料的弹性模量与塑性无关。
3、由大到小的顺序,抗拉强度:2、1、3、4。
屈服强度:1、3、2、4。
刚度:1、3、2、4 o 塑性:3、2、4、1。
4、布氏、洛氏、维氏和显微硬度。
由于各种硬度测试方法的原理不同,所以测出的硬度值不能直接进行比较。
5、(1)洛氏或维氏硬度(2)布氏硬度(3)布氏硬度(4)洛氏或维氏硬度(5)显微硬度6、冲击功或冲击韧性。
由于冲击功或冲击韧性代表了在指定温度下,材料在缺曰和冲击载荷共同作用下脆化的趋势及其程度,所以不同条件下测得的这种指标不能进行比较。
冲击韧性是一•个对成分、组织、结构极敏感的参数,在冲击试验中很容易揭示出材料中的某些物理现象,如晶粒粗化、冷脆、热脆和回火脆性等,故目前常用冲击试验来检验冶炼、热处理以及各种加工工艺的质量。
蒋金洋《材料力学性能》复习思考题.doc
1)在材料的完整弹性变形中,加载的应力-应变曲线与卸载曲线完全重合;而对不完整的弹性变形,存在着弹性后效、弹性滞后、包辛格效应等弹性变形时加载线与卸载线不重合的现象。
2)材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂,解理断裂和沿晶断裂;按断裂前塑性变形大小分可分为延性断裂和脆性断裂。
微孔聚集型断裂的微观特征是韧蜜;解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河流和舌状花样;沿晶断裂的微观特征为石状断口和冰糖块状断口。
3)单向拉伸条件下的应力状态系数为0J_;扭转和单向压缩下的应力状态系数分别为0.8和2.0。
应力状态系数越大,材料越容易产生延性(塑性)断裂。
4)测定材料硬度的方法主要有法、回跳法和刻划法;其中压入硬度法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、和努氏硬度等。
5)根据裂纹体所受载荷与裂纹间的关系,可将裂纹分为张开型裂纹、ma型裂纹和w 型裂纹等三种类型;其中邸型裂纹是实际工程构件中最危险的一种形式。
6)对循环载荷,常用最大应力、最小应力、平均应力、应力半幅和应力比等五个参量进行描述。
7)按断裂寿命和应力水平,疲劳可分为高周疲劳和低周疲劳;疲劳断口的典型特征是疲劳条纹(贝纹线)o8)低温脆性常发生在具有体心立方或密排六方结构的金属及合金中,而在面心立方结构的金属及合金中很少发现。
9)材料截面上缺口的存在,使得缺口根部产生应力集中和双(三)向应力,试样的屈服强度升高,塑性降低。
10)通过静载拉伸实验可以测定材料的弹性极限、屈服极限、抗拉强度、断裂强度等强度指标,及延伸率、断面收缩率等塑性指标。
11)断口的三要素是纤维区、放射区和剪切唇。
12)在平面应变断裂韧性KIC的测试过程中,对三点弯曲试样的厚度B、裂纹长度a和韧带长度(W-a)之间的关系有一定的要求,这样做的目的是为了保证裂纹尖端处于小范围屈服和平面应变状态。
13)弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。
对机床的底座等构件,为保证机器的平稳运转,材料的弹性滞后环越±越好;而对弹簧片、钟表等材料,要求材料的弹性滞后环越小越好。
材料力学思考题
材料力学思考题材料力学是研究材料在外力作用下的变形、破坏和失效行为的学科。
在研究材料力学时,我们常常会遇到一些思考题,通过思考和解答这些问题,我们可以更深入地理解材料力学的原理和应用。
下面是一些材料力学的思考题:1. 什么是材料的弹性模量?如何计算弹性模量?弹性模量是反映材料抵抗变形的能力的物理量,定义为材料应力与应变之间的比值。
计算弹性模量的方法有很多,常见的计算方法有拉伸和压缩试验、弯曲试验和剪切试验等方法。
2. 金属为什么会产生塑性变形?金属之所以会产生塑性变形,是因为金属晶体的滑移和位错运动导致晶体之间相对位移。
当外力作用于金属上时,晶体内部的滑移和位错运动会使原子发生相对位移,从而使金属产生塑性变形。
3. 为什么材料的应力和应变不是线性关系?在小应变范围内,材料的应力和应变呈线性关系,即服从胡克定律。
然而,在大应变范围内,材料的应力和应变不再线性关系,因为大应变条件下会发生晶体滑移、位错运动等塑性变形机制,从而导致应力和应变之间的非线性关系。
4. 什么是疲劳破坏?是什么原因导致材料发生疲劳破坏?疲劳破坏是材料在受循环应力作用下产生的断裂失效。
材料的疲劳破坏是由于循环应力引起的微观裂纹的扩展,导致裂纹逐渐扩展并最终导致材料断裂。
疲劳破坏的原因有多种,包括材料内部缺陷、应力集中、氧化、腐蚀等。
5. 为什么金属在高温下更容易失效?金属在高温下更容易发生失效,是因为高温条件下金属的晶界扩散速率增大,晶界扩散会导致金属晶粒的生长和晶界的消失,从而导致金属的力学性能下降。
此外,高温条件下金属还容易发生相变、疏松等失效现象。
以上是一些关于材料力学的思考题,通过解答这些问题,可以加深对材料力学原理和应用的理解,并且能够帮助我们更好地应用材料力学知识解决实际的材料工程问题。
工程材料复习思考题及答案.docx
复习思考题及答案一、名词解释1.结晶:液态金属由液态向固态转变的过程。
2.滑移:晶体中产生原子层与原子层之间的相对位移。
3.马氏体:一种含碳过饱和的Q固溶体。
4.等温淬火:将奥氏体化后的工件淬入小于上贝氏体转变温度的盐浴中(一般在下贝氏体转变温度范围内等温)较长时间保温使其获得贝氏体组织,然后再空冷的淬火工艺。
5.热加工:金属材料在高温下进行塑性变形时,其加工硬化作用能被变形过程中所发生的动态软化过程如动态回复和动态再结晶等所抵消,从而获得近乎稳定的流变应力。
这种塑性变形就是热加工。
或者凡是加工温度大于金属再结晶温度的金属塑性加工,都称为热加工。
6 •临界冷却速度:保证奥氏体在连续冷却过程中不发生分解而全部过冷到马氏体区的最小冷却速度。
7.同素异构转变:金属的晶体结构随着温度的变化而变化的现象称为同素异构转变。
8.淬透性:指钢在淬火时获得马氏体的能力。
它是钢材本身固有的一个属性。
9.断裂韧性:材料抵抗裂纹扩展的能力就是断裂韧性。
10.晶界:晶粒与晶粒之间的交界而,就是晶界。
11.枝晶偏析:在一个晶粒内化学成分不均匀的现象就称为晶内偏析,又叫枝晶偏析或微观偏析。
12.奥氏体:是碳在Y-Fe中的间隙固溶体,它又叫A或丫固溶体。
13.退火:将金属及其合金加热、保温和加热炉内缓慢冷却,使其组织结构达到或接近达到平衡状态的热处理工艺就称为退火。
14.回火:是将淬火后的工件再重新加热到A1点以下某一温度、保温、然后冷却的热处理工艺。
16.再结晶:是指经冷塑性变形的金属在加热时,通过再结晶晶核的形成及其随后的长大、最终形成无畸变的新的晶粒的过程。
17.时效:淬火后的铝合金随时间延长而发生强化的现象就是时效强化或时效硬化。
二、填空题1.钢的淬透性越高,则其C曲线的位置越(右),临界冷却速度越(小或低)。
2•典型铸锭结构的三个晶区分别为(表面细晶粒层)、(柱状晶粒层)和(中心粗大等轴晶粒层)。
3•物质在固态下晶体结构随温度发生变化的现象称为(同素异构转变)o 铁的同素异构转变为:&-Fe《1394°C9(丫-Fe )《912°C9 ( Q-Fe )。
材料力学思考题
材料力学思考题材料力学作为工程学科中的重要基础课程,对于工程学生来说是一门极具挑战性的学科。
在学习过程中,我们不仅需要掌握理论知识,还需要具备一定的实践能力和思维能力。
因此,今天我将为大家提出一些材料力学的思考题,希望能够帮助大家更好地理解和应用这门学科。
1. 为什么在工程材料的研究中,常常会用到应力-应变曲线?应力-应变曲线是描述材料在受力过程中应力和应变之间关系的重要参数。
通过应力-应变曲线,我们可以了解材料的力学性能,如屈服强度、抗拉强度、断裂强度等。
这些参数对于工程设计和材料选择具有重要的指导意义。
因此,在工程材料的研究中,常常会用到应力-应变曲线。
2. 为什么金属材料在拉伸过程中会出现颈缩现象?在金属材料的拉伸过程中,由于材料的应力分布不均匀,会导致材料出现局部缩颈现象。
这是由于材料在拉伸过程中,受力作用下出现应力集中,导致材料局部变形,最终形成颈缩。
这种现象在金属材料的拉伸试验中经常会出现,对于材料的力学性能研究具有一定的影响。
3. 为什么在材料的蠕变过程中会出现塑性变形?材料的蠕变是指在高温和高应力条件下,材料会发生持续的塑性变形。
这是由于在高温和高应力的环境下,材料的晶体结构发生变化,从而导致材料出现塑性变形。
蠕变现象在工程材料的高温应用中具有重要的意义,因此对于材料的蠕变行为进行研究具有重要的工程价值。
4. 为什么在材料的疲劳过程中容易出现裂纹?材料的疲劳是指在受到交变载荷作用下,材料会发生裂纹和最终断裂的现象。
这是由于在疲劳载荷作用下,材料内部会出现应力集中和微观损伤,最终导致裂纹的产生。
因此,在材料的疲劳过程中容易出现裂纹,这对于工程结构的安全性具有重要的影响。
5. 为什么在材料的断裂过程中会出现脆性断裂和韧性断裂?材料的断裂过程可以分为脆性断裂和韧性断裂两种类型。
脆性断裂是指材料在受到外力作用下,会出现迅速断裂的现象;而韧性断裂是指材料在受到外力作用下,会出现一定的变形和吸能过程。
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【材料的强韧化与断裂】复习思考题
1、什么是弹性对称面和弹性主轴?假设一弹性体只有一个下xoy弹性对称面,请推导出其刚度矩阵表达式。
2、对均匀各向同性体,有哪些经典宏观强度理论?其适用范围如何?为什么?
3、在材料强度分析中有哪几种常用的统计分布函数
4、如何应用Peach-Koehler公式计算平行位错之间的弹性交互作用力?
5、位错有哪些典型组态?层错的宽度主要取决于什么?它对塑性变形有什么影响?
6、溶质原子与位错有哪几种基本交互作用?哪种交互作用最强烈?
7、简要说明应力场强度因子、裂纹扩展能量释放率、J积分和裂纹尖端张开位移的概念与意义,以及它们在线弹
性状态下的相互关系?
8、复杂裂纹状态下的断裂判据是什么?
9、裂纹尖端塑性区对断裂有何影响?金属材料的强度与断裂韧度有什么关系?
10、在起始塑性变形阶段,位错之间的相互作用有哪几种基本类型?位错平衡间距(自由程)与位错密度有什么关
系?
11、什么是可逆流变应力和不可逆流变应力?不同温度下的可逆流变应力有什么关系??
12、加工硬化的本质是什么?有哪些基本理论?
13、简述细晶强化的效果及原因。
14、什么是固溶强化?固溶强化有哪些主要机制?
15、氮(N)原子在α-Ti和α-Fe中形成的Cottrell气团有何差异?
16、什么是时效硬化?什么是弥散硬化?两者有何区别?
17、位错在何种情况下绕过颗粒,又在何种情况下切过颗粒?切过颗粒时的障碍力为多少?它可来自哪及个方面的
贡献?
18、对于钢、硬铝和(α+β)钛合金,生产上最常采用什么强化工艺,其实质是什么?
19、断裂类型有哪几种常见的分类方法?各有何特点?
20、试用位错理论分析解理裂纹的萌生过程。
21、工程金属材料中裂纹萌生及裂纹扩展有什么规律?
22、材料的本质韧、脆性与什么有关?
23、在服役条件下,有哪些因素会影响材料的韧性?是如何影响的?
24、金属材料有哪些基本的增韧方法?其原理是什么?
25、在循环应力作用下,金属材料的微观结构有什么变化和特征?
26、金属的组织特征对疲劳抗力有什么影响?
27、什么是疲劳裂纹闭合效应?有那些裂纹闭合机制?
28、什么是应变速率效应?
29、在高速载荷下材料的变形有何特点?
30、在高速载荷下材料的损伤和破坏有何特点?
31、什么是迟屈服?
32、金属的蠕变蠕变律和本构方程有什么特征?
33、影响金属蠕变速率的因素有那些?
34、金属蠕变机制有哪些?分别在什么条件下起主要作用?
35、金属蠕变断裂与常温静载断裂有什么差别?。