安徽工业大学材料力学性能复习总结题
安徽工业大学材料力学性能复习题
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第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能—1、名词解释强度、塑性、韧性、包申格效应2、说明下列力学性能指标的意义E、σ0.2、σs、n、δ、ψ3、今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料,你选择哪些材料作机床床身?为什么?4、试述并画出退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸-伸长曲线图上的区别。
*5、试述韧性断裂和脆性断裂的区别?(P21-22)6、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?7、何谓拉伸断口三要素?8、试述弥散强化与沉淀强化的异同?9、格雷菲斯判据是断裂的充分条件、必要条件还是充分必要条件?*10、试述构件的刚度与材料的刚度的异同。
(P4)第二章金属在其它静载荷下的力学性能—1、名词解释缺口效应、缺口敏感度、应力状态软性系数2、说明下列力学性能指标及表达的意义σbc、NSR、600HBW1/30/203、缺口试样拉伸时应力分布有何特点?4、根据扭转试样的宏观断口特征,可以了解金属材料的最终断裂方式,比如切断、正断和木纹状断口。
试画出这三种断口特征的宏观特征。
第三章金属在冲击载荷下的力学性能—1、名词解释低温脆性、韧脆转变温度2、说明下列力学性能指标的意义A K、FATT503、现需检验以下材料的冲击韧性,问哪种材料要开缺口?哪些材料不要开缺口?为什么?W18Cr4V、Cr12MoV、3Cr2W8V、40CrNiMo、30CrMnSi、20CrMnTi、铸铁第四章金属的断裂韧度—1、名词解释应力场强度因子K I、小范围屈服2、说明断裂韧度指标K IC和K C的意义及其相互关系。
3、试述K I与K IC的相同点和不同点。
4、试述K IC和A KV的异同及其相互关系。
*5、合金钢调质后的性能σ0.2=1400MPa, K IC=110MPa▪m1/2,设此种材料厚板中存在垂直于外界应力的裂纹,所受应力σ=900MPa,问此时的临界裂纹长度是多少?*6、有一大型薄板构件,承受工作应力为400MN/m2,板的中心有一长为3mm的裂纹,裂纹面垂直于工作应力,钢材的σs=500 MN/m2,试确定:裂纹尖端的应力场强度因子K I及裂纹尖端的塑性区尺寸R 。
安徽工业大学材料力学性能复习总结资料
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安徽工业大学材料力学性能13周总复习资料整理人:料085 季承玺注:题后标注的(重要)或(必考)悉丁汉林老师所划,全题加粗表明重要。
第一章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应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。
4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后在同向加载,规定残余应力增加;反向加载,规定残余应力降低的现象。
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的能力。
脆性: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规定残余伸长率2.0σ屈服强度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为发生改变,故弹性模量对组织不敏感。
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?(必考)答:见丁汉林老师班级课堂笔记5、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。
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?(重要)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。
安徽工业大学研究生材料热力学考试题
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安徽工业大学研究生材料热力学考试题
一、仔细阅读下列论述,判断正误,如果错误,请说明该论述违反了哪些热力学原理,并给出正确的论述。
(20分)
(1) 低压下不可能将石墨转变为金刚石。
(2) 在一炉10 吨的钢水(Fe-C 二元溶体)中加入12 克碳后,使钢水的吉布斯自由能的增加值即为Fe 的
化学位。
(3) 恒温恒压下,如果两相的吉布斯自由能相等,则两相彼此处于平衡状态。
(4) 纯金属中不存在空位时的吉布斯自由能最低。
(20分)
分)
三、(1)固态纯组元的G-T 曲线如下图所示,请判断哪条线正确,并解释原因。
(20
(2)A-B 二元系中,固相和液相的摩尔自由能-成分曲线如下图所示。
请在自由能-成分曲线上,图示出体系成分为X*处,固相纯A和液相纯B混合后的吉布斯自由能的变化量∆Gmix,并说明原因。
(20分)
四、试通过如图所示的A-B二元相图,判断A-B固溶体的性质、溶体组元间的相互作用能。
并请画出T1 温度下所存在的相的自由能-成分曲线。
(20分)。
安徽工业大学 工程材料力学性能复习提纲整理(1)
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1.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~2%),卸载后再同向加载,规定残余应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余应力降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象,称为包申格效应。
2.用低密度可动位错理论解释屈服现象产生的原因金属材料3.答:塑性变形的应变速率与可动位错密度、位错运动速率及柏氏矢量成正比欲提高v就需要有较高应力τ这就是我们在实验中看到的上屈服点。
一旦塑性形变产生,位错大量增值,ρ增加,则位错运动速率下降,相应的应力也就突然降低,从而产生了屈服现象。
(回答不完整,尤其是上屈服点产生的原因回答的不好)3.塑性:材料受力,应力超过屈服点后,仍能继续变形而不发生断裂的性质。
强度:金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
韧性:表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力脆性: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。
4.韧性断裂与脆性断裂的区别,为什么脆性断裂最危险?答:韧性断裂是材料断裂前产生明显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,韧性断裂的断裂面的断口呈纤维状,灰暗色。
脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性极大,脆性断裂面的断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。
5.试指出剪切断裂与解理断裂哪一个是穿晶断裂,哪一个是沿晶断裂?哪一个属于韧性断裂,哪一个属于脆性断裂?为什么?答:都是穿晶断裂,剪切断裂是材料在切应力作用下沿滑移面发生滑移分离而造成的断裂,断裂面为穿晶型,在断裂前会发生明显的塑性变形,为韧性断裂;而解理断裂是材料在正应力作用下沿一定的晶体学平面产生的断裂,也为穿晶断裂,但断裂面前无明显的塑性变形,为脆性断裂。
6.拉伸断口的三要素:纤维区、放射区、剪切唇7. 理论断裂强度的推导过程是否存在问题?为什么?为什么理论断裂强度与实际的断裂强度在数值上有数量级的差别?答:(1)虽然理论断裂强度与实际材料的断裂强度在数值上存在着数量级的差别,但是理论断裂强度的推导过程是没有问题的。
工程材料力学性能各章节复习知识点
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工程材料力学性能各个章节主要复习知识点第一章弹性比功:又称弹性比能,应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
滞弹性:对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。
包申格效应:金属材料经预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
脆性:材料在外力作用下(如拉伸,冲击等)仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。
韧性:是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力,也指材料抵抗裂纹扩展的能力。
应力、应变;真应力,真应变概念。
穿晶断裂和沿晶断裂:多晶体材料断裂时,裂纹扩展的路径可能不同,穿晶断裂穿过晶内;沿晶断裂沿晶界扩展。
拉伸断口形貌特征?①韧性断裂:断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。
用肉眼或放大镜观察时,断口呈纤维状,灰暗色。
纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的,而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。
其断口宏观呈杯锥形,由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。
②脆性断裂:断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。
板状矩形拉伸试样断口呈人字形花样。
人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行,但其尖端指向裂纹源。
韧、脆性断裂区别?韧性断裂产生前会有明显的塑性变形,过程比较缓慢;脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生,突然发生,难以发现征兆拉伸断口三要素?纤维区,放射区和剪切唇。
缺口试样静拉伸试验种类?轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪几种形式?磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。
材料的形变强化规律是什么?层错能越低,n越大,形变强化增强效果越大退火态金属增强效果比冷加工态是好,且随金属强度等级降低而增加。
在某些合金中,增强效果随合金元素含量的增加而下降。
材料的晶粒变粗,增强效果提高。
第二章应力状态软性系数:材料某一应力状态,τmax和σmax的比值表示他们的相对大小,成为应力状态软性系数,比为α,α=τmaxσmax缺口敏感度:缺口试样的抗拉强度σbn 与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示缺口敏感度,即为NSR=σbnσb第三章低温脆性:在实验温度低于某一温度t2时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显降低,断裂机理由微孔聚集性变为穿晶解理型,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。
安徽工业大学材料物理性能习题
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安徽工业大学材料物理性能习题习题第一章材料的热容1 热容的本质是什么?2 什么叫德拜温度?影响德拜温度的因素是什么?3影响固体热容的因素有哪些?4 爱因斯坦热容理论的基本思想是什么?他在哪些方面获得了成功?5 什么是非简谐振动?由于非简谐振动,引起声子发生怎样的变化?6 解释热膨胀的机理。
8 影响热膨胀的因素有哪些?9 热应力裂纹安定因子Rst=[λ2G/(α2E0)]。
请分别给出式中的物理量λ、α、G 及E0的定义及其常用计量单位,并导出Rst的常用计量单位。
什么叫抗热震性?陶瓷材料在热冲击下的损坏有哪几种类型?10. 举例说明如何提高陶瓷材料的抗热冲击断裂性能?第二章材料的电导1.电导率的微观本质是什么?2.试用能带模型解释金属,半导体和绝缘体的导电性.3.分析教材P58图2-12,13 Cu3Au合金的电阻与温度的关系曲线,解释退火态电阻低于淬火态的原因,以及形变的影响.4.分析教材P71图2-31 淬火钢回火对电阻的影响。
5.什么叫晶体的热缺陷?有几种类型?写出其浓度表达式?晶体中离子电导分为哪几类?6.晶体的缺陷有几种?写出各缺陷的浓度表达式及式中各量的物理意义?7.固体电解质有哪些特性?8.简述p -n结能带图的形成过程第三章材料的磁性1.何谓磁矩? 磁矩的最小单元是什么?2.何谓铁磁性?铁磁性物质与顺磁性物质有何区别?3.何谓抗磁性?产生抗磁性的根源是什么?4.列表给出主要磁学量的国际单位和高斯单位,并给出它们之间的换算关系。
5.列出确定下列各项的主要因素(a) 布洛赫畴壁(180?)能的大小(b) 畴壁的尺寸(c) 亚铁磁性材料的居里温度(d) 铁电材料的居里温度(e) 磁滞回线上最大磁能积B〃H,Br、矫顽力。
6.当正型尖晶石CdFe2O4掺入反型尖晶石如磁铁矿Fe3O4时,Cd离子仍保持正型分布。
试计算下列组成的磁矩:CdxFe3-xO4,(x=0,x=0.1,x=0.5)。
材料力学性能习题及解答库及材料力学性能复习资料
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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。
材料力学性能考试题及答案
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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。
材料力学性能试题
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一、名词解释1、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2、弹性比功:表示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。
3、包申格效应:材料经过预先加载并产生少量塑性变形,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,称为包申格效应。
4、河流花样:裂纹跨越若干相互平行的而且位于不同高度的解理面;解理裂纹与很多螺型位错相遇,汇合台阶高度足够大时,便成为在电镜下可以观察到的河流花样。
5、穿晶断裂:金属断裂时裂纹穿过晶内。
穿晶断裂可以是韧性断裂(如室温下的穿晶断裂),也可以是脆性断裂(如低温下的穿晶断裂)。
6、沿晶断裂:金属断裂时裂纹沿晶界扩展。
沿晶断裂多为脆性断裂。
断口形貌呈冰糖状7、韧脆转变温度:体心立方或密排六方金属及合金,在温度低于tk时,会由韧性状态转变为脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。
转变温度tk称为韧脆转变温度,也称冷脆温度。
8、应力场强度因子:在线弹性断裂力学中,表示带初始裂纹构件的裂纹尖端处应力场奇异性性态的一个参数。
或者反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量称为应力强度因子。
9、缺口敏感度:用缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示,记为NSR。
是安全性力学性能指标。
NSR = σbn/σb10、裂纹扩展能量释放率:把裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值称为裂纹扩展能量释放率,简称能量释放率或能量率。
11、驻留滑移带:金属在循环应力长期作用下,形成永久留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带,具有持久驻留性.12、疲劳条带:电镜断口分析表明,第二阶段的断口特征是具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样,称为疲劳条带(疲劳条纹,疲劳辉纹)。
13、应力腐蚀断裂:金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下,经过一段时间后所产生的低应力脆断现象,称为应力腐蚀断裂。
《材料力学性能》复习提纲(安工大)
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《材料力学性能》复习提纲第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能1.拉伸变形过程;2.弹性不完整性(滞弹性,包申格效应),循环韧性;3.塑性变形方式,滑移,均匀屈服产生机制,影响屈服强度的因素;4.应变硬化(形变强化)及其产生原因和工程意义;5.缩颈,抗拉强度;6.塑性、脆性及韧性,塑性指标;7.机件的失效形式:磨损、腐蚀和断裂;8.断裂的分类及各类断口特征,韧性断裂和脆性断裂的区别,哪种断裂更危险及其原因;9.拉伸断口的三要素以及强度和塑性对断口三个区域组成的影响;10.微孔聚集断裂过程;11.格雷菲斯裂纹理论(原理,出发点,必要条件);12.为什么理论断裂强度与实际断裂强度在数值上有数量级的差别;13.机械设计中最常用的两个强度指标为:屈服强度和抗拉强度;14.碳含量对钢拉伸曲线的影响。
第二章金属在其他静载荷下的力学性能1.应力状态软性系数α及其代表的意义;2.压缩、弯曲、扭转试验的特点;3.缺口效应(定义及由于缺口引起的两个效应),理论应力集中系数,缺口敏感度及其代表的意义;4.硬度的分类、符号表示方法、测试(布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度)原理\方法;5.课后作业P55页的8题。
第三章金属在冲击载荷下的力学性能1.冲击韧性;2.低温脆性、韧脆转变温度及其确定方法、韧性温度储备;3.产生低温脆性的物理本质和机理;4.影响韧脆转变温度的因素。
第四章金属的断裂韧度1.低应力脆断;2.裂纹的扩展形式;3.应力场强度因子KⅠ定义及其表达式;4.材料的断裂韧度,断裂K判据,断裂G判据;55.KⅠ和K IC,G IC与K IC的关系;6.KⅠ的修正条件,考虑应力松弛时塑性区宽度(平面应力,平面应变),修正后KⅠ计算公式;7.断裂韧度测试时试样的制备(满足条件);8.张开位移δ(COD),断裂δ判据;9.平面应力和平面应变;10.有关断裂韧度的计算。
第五章金属的疲劳1.疲劳;2.疲劳断裂的特点,疲劳断口的宏观(贝纹线)与微观特征(存在疲劳条带);3.疲劳曲线(S-N曲线),疲劳极限σ-1;4.过载损伤,过载损伤界,过载持久值,过载损伤区;5.疲劳缺口敏感度及其代表的意义;6.疲劳裂纹扩展门槛值ΔK th,ΔK th和σ-1区别;7.材料的疲劳过程,疲劳裂纹的形成机理、阻止其产生的措施;8.疲劳裂纹的扩展过程,扩展第二阶段的断口特征,贝纹线和疲劳条带的区别;9.疲劳的分类(P96低周、高周、热疲劳、热机械疲劳)10.影响疲劳强度的因素;11.高周疲劳、低周疲劳定义,低周疲劳的特点(P120);12.循环软化,循环硬化,过渡寿命。
材料力学性能总复习

《材料力学性能》课程期末总复习一、名词解释刚度、形变强化、弹性极限、应力腐蚀开裂、韧性、等温强度、缺口效应、磨损、腐蚀疲劳、脆性断裂、等强温度、应力松弛、Bauschinger效应、粘着磨损、缺口敏感度、冲击韧度、滞弹性、韧脆转变温度、应力腐蚀、抗拉强度、蠕变、高温疲劳、低应力脆断、氢脆、弹性变形、应力状态软性系数、应力幅、应力场强度因子、变动载荷、抗热震性、弹性比功、残余应力、比强度、高周疲劳、约比温度、滑移、应变时效、内耗、断面收缩率、腐蚀磨损二、选择题1、Bauschinger效应是指经过预先加载变形,然后再反向加载变形时材料的弹性极限()的现象。
A.升高 B.降低 C.不变 D.无规律可循2、橡胶在室温下处于:()A.硬玻璃态 B.软玻璃态 C.高弹态 D.粘流态3、下列金属中,拉伸曲线上有明显屈服平台的是:()A.低碳钢 B.高碳钢 C.白口铸铁 D.陶瓷4、HBS所用压头为()。
A.硬质合金球B.淬火钢球C.正四棱金刚石锥D.金刚石圆锥体5、对称循环交变应力的应力比r为()。
A.-1 B.0 C.-∞ D.+∞6、Griffith强度理论适用于()。
A.金属 B.陶瓷 C.有机高分子 D.晶须7、疲劳裂纹最易在材料的什么部位产生()。
A.表面 B.次表面 C.内部 D.不一定8、⊿Kth表示材料的()。
A.断裂韧性B.疲劳裂纹扩展门槛值C.应力腐蚀破裂门槛值D.应力场强度因子9、拉伸试样的直径一定,标距越长则测出的断面收缩率会()。
A.越高 B.越低 C.不变 D.无规律可循10、下述断口哪一种是延性断口()。
A.穿晶断口 B.沿晶断口 C.河流花样 D.韧窝断口11、与维氏硬度可以相互比较的是()。
A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.莫氏硬度 D.肖氏硬度12、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13、材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加而()。
【材料力学性能】课后复习题(计算题)答案
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46.23MPa m1/ 2
8、铝合金三点弯曲试样,尺寸
KQ
FQ S BW 3/ 2
Y1
a W
(1)
B:W:S=18:36:144,用千分尺测得的实际尺寸
B=18.01mm,W=36.06mm,试样的屈服强度
550MPa,测试中所获得的F-V曲线形状如图 8700N
1、确定裂纹所承受的拉应力; 2、确定应力场强度因子; 3、进行比较KI与KIC,得出结论
对于材料A
1400 0.820.7 0.2 1700
所以需要考虑塑性区的修正问题。由a/c=0.6查得
2 1.62
K1
1.1 a
2
0.212
2 0.2
1.11400 3.14 0.001
1.62 0.2121400 17002
K1
1 0.502 s 2
184 .18MPa.m 1/2
1 0.502 0.956 2
11.物体内部有一圆盘状尖锐深埋裂纹,直径为2.50cm,当作 用的应力为700 MPa时,物体发生断裂事故,求:
(a)材料的断裂韧性是多少?(假定满足平面应变条件。)88.433 MPa.m1/2(注意a/c≈0,Φ2=2.46)
2
1
2
KIc
s
2
1.01mm
7、有一轴件平均轴向工作应力150MPa,使用中发 生横向疲劳脆性正断,断口分析表明有a=25mm深的 表面半椭圆疲劳区,根据裂纹a/c可以确定Φ=1,测 试材料的 0.2=720MPa,试估算材料的断裂韧度 KIC是多少? 解:由于 / 0.2=150/720=0.21<0.7,故不需要对KI 进行修正,可直接利用KIC Y a 进行计算。对于 大件表面半椭圆裂纹Y, 1.1 / ,可得:
材料力学性能题库
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材料力学性能试题库一、名词解释1.包申格效应::2.应力场强度因子KI3.过载损伤:4.磨损:5.蠕变:6.屈强比:7.接触疲劳::8.裂纹扩展能量释放率GI9.疲劳寿命:10.静态粘弹性:(高分子方向选做)11.蠕变极限:(金属、焊接方向选做)12.J积分:13.耐磨性:14.da/dN:15.应力腐蚀:(金属、焊接方向选做)16.粘弹性:(高分子方向选做)17.COD:18.应力松弛:19.氢脆:(金属、焊接方向选做)20.玻璃化温度:(高分子方向选做)21.应变硬化::22.应力场强度因子KI23.冲击强度:24.粘流温度:(高分子方向选做)25.松弛稳定性:(金属、焊接方向)二、填空题1.典型的金属宏观断口的特征三要素包括、和剪切唇三个区域组成。
2.弹性变形的主要特点为变形小、和。
3.压入法硬度试验中常用的方法有布氏硬度试验,和。
4.单向拉伸、单向压缩以及扭转试验中应力状态软性系数最大的是。
5.含裂纹的金属机件(或构件),根据外加应力与裂纹扩展面的取向关系,裂纹扩展有型裂纹扩展、撕开型裂纹扩展、滑开型裂纹扩展三种基本形式。
6.机件正常运行的磨损过程一般分为、稳定磨损阶段、剧烈磨损三个阶段。
7.解理裂纹的河流花样特征中,“河流”的流向与裂纹扩展方向,按“河流”流向的方向去寻找裂纹源。
8.金属材料中常见的塑性变形方式主要为和。
9.冲击试验中,标准试样一般有两种,分别是和。
10.常用的金属断裂韧度包括、ICG、和COD四种。
11.按磨损机理进行分类,磨损类型有黏着磨损、、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。
12.疲劳过程包括:、及最后失稳扩展三个阶段。
13.金属材料常用的塑性指标为和。
14.氢脆是由于和的共同作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象。
15.50HRC表示硬度,此测试方法中压头是。
16.金属材料的缺口敏感性指标用和的比值表示。
17.当测出后,还可以借助公式间接换算出KIC 以代替大试样的KIC,然后再按K判据即解决工程中中、低强度钢大型件的断裂问题。
材料力学性能复习资料
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一、说明下列力学性能指标的意义 1) P σ 比例极限 2) e σ 弹性极限 3) b σ抗拉强度 4) s τ扭转屈服强度5)bb σ抗弯强度6) HBW 压头为硬质合金球时的布氏硬度7) HK 显微努氏硬度8) HRC 压头为顶角120︒金刚石圆锥体、总试验力为1500N 的洛氏硬度 9) KV A 冲击韧性 10) K IC 平面应变断裂韧性 11) R σ应力比为R 下的疲劳极限 12) ∆K th 疲劳裂纹扩展的门槛值13) ISCC K 应力腐蚀破裂的临界应力强度因子14) /Tt εσ给定温度T 下,规定试验时间t 内产生一定的蠕变伸长率δ的蠕变极限15) T t σ给定温度T 下,规定试验时间t 内发生断裂的持久极限二、单向选择题1)在缺口试样的冲击实验中,缺口越尖锐,试样的冲击韧性( b )。
a ) 越大; b) 越小;c ) 不变;d ) 无规律2)包申格效应是指经过预先加载变形,然后再反向加载变形时材料的弹性极限( b )的现象。
a ) 升高 ;b) 降低 ;c ) 不变;d) 无规律可循3)为使材料获得较高的韧性,对材料的强度和塑性需要( c )的组合.a) 高强度、低塑性 ;b) 高塑性、低强度 ;c ) 中等强度、中等塑性;d ) 低强度、低塑性4)下述断口哪一种是延性断口(d )。
a) 穿晶断口;b ) 沿晶断口;c) 河流花样 ;d ) 韧窝断口 5) 5)HRC 是( d )的一种表示方法。
a ) 维氏硬度;b) 努氏硬度;c ) 肖氏硬度;d ) 洛氏硬度6)I 型(张开型)裂纹的外加应力与裂纹面(b );而II 型(滑开型)裂纹的外加应力与裂纹面( )。
a) 平行、垂直;b ) 垂直、平行;c) 成450角、垂直;d) 平行、成450角 7)K ISCC 表示材料的( c ).a ) 断裂韧性; b) 冲击韧性;c ) 应力腐蚀破裂门槛值;d) 应力场强度因子 8)蠕变是指材料在( B )的长期作用下发生的塑性变形现象。
材料力学性能复习提纲(答案)
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材料⼒学性能复习提纲(答案)⼀、名词解释弹性:指物体在外⼒作⽤下发⽣形变,当外⼒撤消后能恢复原来⼤⼩和形状的性质塑性:指⾦属材料断裂前发⽣塑性变形(不可逆永久变形)的能⼒。
弹性模量:单纯弹性变形过程中应⼒与应变的⽐值,表⽰材料对弹性变形的抗⼒。
(⼯程上弹性模量被称为材料的刚度,表征⾦属材料对弹性变形的抗⼒,其值越⼤,则在相同应⼒下产⽣的弹性变形就越⼩)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,规定残余延伸强度(或屈服强度)增加;反向加载,规定残余延伸强度降低的现象。
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。
河流花样:是判断是否为解理断裂的重要微观证据。
解理⾯:指⾦属材料在⼀定条件下(如低温),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;因与⼤理⽯的断裂相似,所以称这种晶体学平⾯为解理⾯。
断裂韧度:在弹塑性条件下,当应⼒场强度因⼦增⼤到某⼀临界值,裂纹便失稳扩展⽽导致材料断裂,这个临界或失稳扩展的应⼒场强度因⼦即断裂韧度。
韧脆转变:(体⼼⽴⽅合⾦随着温度的降低表现出从延性到脆性⾏为的转变。
该转变发⽣的温度范围可以通过摆锤式或悬臂梁式冲击实验来确定。
【材科定义】)当温度低于某⼀数值时,某些⾦属的塑性(特别是冲击韧性)会显著降低⽽呈现脆性的现象。
缺⼝敏感度:⾦属材料的缺⼝敏感性指标⽤缺⼝试样的抗拉强度σbn与等截⾯尺⼨光滑试样的抗拉强度σb的⽐值表⽰,称为缺⼝敏感度,记为NSR。
冲击韧性:指材料在冲击载荷作⽤下吸收塑性变形功和断裂功的能⼒,⽤标准试样的冲击吸收功A k表⽰。
应⼒松弛:在⾼温保证总应变不变的情况下,会发⽣应⼒随着时间延长逐渐降低的现象.该现象叫应⼒松弛。
疲劳贝纹线:贝纹线是疲劳区的最⼤特征,⼀般是由载荷变动引起的。
⾼周疲劳:指材料在低于其屈服强度的循环应⼒作⽤下,经10000-100000 以上循环次数⽽产⽣的疲劳。
安徽工业大学 材料成型专业课《材料成型概论》复习题
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1.材料按属性一般分为几类?按使用性能分为几类?各类材料具体有哪些?材料按属性分成3类:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料。
其中金属材料又分为黑色金属(铸铁、碳钢、合金钢3种)和有色金属(铝、铜、镍、钛等83种)材料按使用性能分为两类:功能材料——以物理化学性能为主用于电子、信息、能源等;结构材料——以力学性能为主用于结构和建筑工程。
2.什么是塑性成型,什么是金属塑性成型?塑性成型就是通过施加外力作用使材料产生塑性变形,把初定形的原材料经塑性变形成形状、尺寸和性能满足要求的产品。
金属塑性成型是指利用金属的塑性借助工具(模具)对金属铸锭或坯料施加外力,迫使其发生塑性变形,获得预期形状、尺寸和性能的加工过程。
3.金属塑性成型的特点是什么?①材料利用率高。
无削加工,节省金属。
②生产效率高。
③产品质量高,性能好,缺陷少。
改善组织和性能。
④加工精度和成形极限有限。
⑤模具、设备费用昂贵。
不足:①对于形状复杂,尺寸精确,表面十分光洁的产品尚不及切削加工;②在成本及形状复杂方面不及铸造;③只能用于生产具有塑性的金属。
4.热加工特点、冷加工特点是什么?热加工——将金属加热到金属相图固相线以下再结晶温度以上的高温,施加作用力使之塑性变形达到预期的形状和尺寸的塑性加工方法。
其特点如下:1)使晶粒细化、组织致密、夹杂物和成分偏析分散和均匀化,从而改善组织结构、提高性能;2)塑性好变形抗力小,以较少的工序即可得到成品或接近成品形状和尺寸的半成品,是经济的;3)表面质量和尺寸精度不如冷加工;4)需加热坯料,能耗较冷加工高冷加工——加工温度低于材料的再结晶回复温度的塑性加工方法。
其特点如下:1)冷加工后的产品尺寸精度高,表面光洁,可以生产极细的丝、极薄的箔和细薄的管;2)材料经冷加工变形后呈现加工硬化,变形抗力增高,塑性下降,加工过程中需退火,增加能耗;3)采用不同的变形程度可以控制金属材料的加工硬化量得到不同性能的产品;4)利用加工硬化可以得到强度极高的琴钢丝,弹性极高的磷青铜弹簧片等。
材料力学性能》复习资料
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《材料力学性能》复习资料第一章1塑性--材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能力2穿晶断裂和沿晶断裂---穿晶断裂,裂纹穿过晶界。
沿晶断裂,裂纹沿晶扩展。
3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,规定剩余伸长应力增加;反向加载,规定剩余伸长应力降低的现象。
4E---应变为一个单位时,E即等于弹性应力,即E是产生100%弹性变形所需的应力5σs----屈服强度,一般将σ6n—应变硬化指数Hollomon关系式:S=ken 〔真应力S与真应变e之间的关系〕n—应变硬化指数;k—硬化系数应变硬化指数n反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力。
分析:n=1,理想弹性体;n=0材料无硬化能力。
大多数金属材料的n值在0.1~0.5之间。
7δ10---长比例试样断后延伸率L0=5d0 或L0=10d0 L0标注长度d0名义截面直径〕8静力韧度:静拉伸时,单位体积材料断裂所吸收的功〔是强度和塑性的综合指标〕。
J/m3 9脆性断裂〔1〕断裂特点断裂前根本不发生塑性变形,无明显前兆;断口与正应力垂直。
〔2〕断口特征平齐光亮,常呈放射状或结晶状;人字纹把戏的放射方向与裂纹扩展方向平行。
通常,脆断前也产生微量的塑性变形,一般规定Ψ<5%为脆性断裂;大于5%时为韧性断裂。
11屈服在金属塑性变形的开始阶段,外力不增加、甚至下降的情况下,变形继续进展的现象,称为屈服。
12低碳钢在室温条件下单向拉伸应力—应变曲线的特点p1-213解理断裂以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂。
解理面一般是指低指数晶面或外表能量低的晶面。
14韧性是金属材料塑性变形和断裂全过程吸收能量的能力,它是强度和塑性的综合表现,因而在特定条件下,能量、强度和塑性都可用来表示韧性。
15弹性比功αe(弹性比能、应变比能) 物理意义:吸收弹性变形功的能力。
几何意义:应力-应变曲线上弹性阶段下的面积。
αe = (1/2) σe*εe16G裂纹扩展能量释放率GI为裂纹扩展单位长度时系统势能的变化率。
材料力学性能复习总结
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绪论弹性:指材料在外力作用下保持和恢复固有形状和尺寸的能力。
塑性:材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能力。
刚度:材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度:材料对变形和断裂的抗力。
韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形和断裂功的能力。
硬度:材料的软硬程度。
耐磨性:材料抵抗磨损的能力。
寿命:指材料在外力的长期或重复作用下抵抗损伤和失效的能。
材料的力学性能的取决因素:内因——化学成分、组织结构、残余应力、表面和内部的缺陷等;外因——载荷的性质、应力状态、工作温度、环境介质等条件的变化。
第一章材料在单向静拉伸载荷下的力学性能1.1 拉伸力—伸长曲线和应力—应变曲线应力—应变曲线退火低碳钢在拉伸力作用下的力学行为可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形和不均匀集中塑性变形和断裂几个阶段。
弹性变形阶段:曲线的起始部分,图中的oa段。
多数情况下呈直线形式,符合虎克定律。
屈服阶段:超出弹性变形范围之后,有的材料在塑性变形初期产生明显的塑性流动。
此时,在外力不增加或增加很小或略有降低的情况下,变形继续产生,拉伸图上出现平台或呈锯齿状,如图中的ab段。
均匀塑性变形阶段:屈服后,欲继续变形,必须不断增加载荷,此阶段的变形是均匀的,直到曲退火低碳钢应力—应变曲线线达到最高点,均匀变形结束,如图中的bc段。
不均匀塑性变形阶段:从试样承受的最大应力点开始直到断裂点为止,如图中的cd段。
在此阶段,随变形增大,载荷不断下降,产生大量不均匀变形,且集中在颈缩处,最后载荷达到断裂载荷时,试样断裂。
弹性模量E:应力—应变曲线与横轴夹角的大小表示材料对弹性变形的抗力,用弹性模量E 表示。
塑性材料应力—应变曲线(a)弹性—弹塑性型:Oa为弹性变形阶段,在a点偏离直线关系,进入弹—塑性阶段,开始发生塑性变形,开始发生塑性变形的应力称为屈服点,屈服点以后的变形包括弹性变形和塑性变形。
在m点卸载,应力沿mn降至零,发生加工硬化。
(b)弹性-不均匀塑性-均匀塑性型:与前者不同在于出现了明显的屈服点aa′,有时呈屈服平台状,有时呈齿状。
材料力学性能复习提纲(答案)
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一、名词解释弹性:指物体在外力作用下发生形变,当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形(不可逆永久变形)的能力。
弹性模量:单纯弹性变形过程中应力与应变的比值,表示材料对弹性变形的抗力。
(工程上弹性模量被称为材料的刚度,表征金属材料对弹性变形的抗力,其值越大,则在相同应力下产生的弹性变形就越小)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,规定残余延伸强度(或屈服强度)增加;反向加载,规定残余延伸强度降低的现象。
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。
河流花样:是判断是否为解理断裂的重要微观证据。
解理面:指金属材料在一定条件下(如低温),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;因与大理石的断裂相似,所以称这种晶体学平面为解理面。
断裂韧度:在弹塑性条件下,当应力场强度因子增大到某一临界值,裂纹便失稳扩展而导致材料断裂,这个临界或失稳扩展的应力场强度因子即断裂韧度。
韧脆转变:(体心立方合金随着温度的降低表现出从延性到脆性行为的转变。
该转变发生的温度范围可以通过摆锤式或悬臂梁式冲击实验来确定。
【材科定义】)当温度低于某一数值时,某些金属的塑性(特别是冲击韧性)会显著降低而呈现脆性的现象。
缺口敏感度:金属材料的缺口敏感性指标用缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示,称为缺口敏感度,记为NSR。
冲击韧性:指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力,用标准试样的冲击吸收功A k表示。
应力松弛:在高温保证总应变不变的情况下,会发生应力随着时间延长逐渐降低的现象.该现象叫应力松弛。
疲劳贝纹线:贝纹线是疲劳区的最大特征,一般是由载荷变动引起的。
高周疲劳:指材料在低于其屈服强度的循环应力作用下,经10000-100000 以上循环次数而产生的疲劳。
低周疲劳:材料在循环载荷作用下,疲劳寿命为102~105次的疲劳断裂称为低周疲劳。
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安徽工业大学材料力学性能复习总结题
第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能—
1、名词解释
强度、塑性、韧性、包申格效应
2、说明下列力学性能指标的意义
E、σ0.2、σs、n、δ、ψ
3、今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料,你选择哪些材料作机床床身?为什么?
4、试述并画出退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸-伸长曲线图上的区别。
*5、试述韧性断裂和脆性断裂的区别?(P21-22)
6、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?
7、何谓拉伸断口三要素?
8、试述弥散强化与沉淀强化的异同?
9、格雷菲斯判据是断裂的充分条件、必要条件还是充分必要条件?*10、试述构件的刚度与材料的刚度的异同。
(P4)
第二章金属在其它静载荷下的力学性能—
1、名词解释
缺口效应、缺口敏感度、应力状态软性系数
2、说明下列力学性能指标及表达的意义
σbc、NSR、600HBW1/30/20
3、缺口试样拉伸时应力分布有何特点?
4、根据扭转试样的宏观断口特征,可以了解金属材料的最终断裂方式,比如切断、正断和木纹状断口。
试画出这三种断口特征的宏观特征。
第三章金属在冲击载荷下的力学性能—
1、名词解释
低温脆性、韧脆转变温度
2、说明下列力学性能指标的意义
A K、FATT50
3、现需检验以下材料的冲击韧性,问哪种材料要开缺口?哪些材料不要开缺口?为什么?
W18Cr4V、Cr12MoV、3Cr2W8V、40CrNiMo、30CrMnSi、20CrMnTi、铸铁
第四章金属的断裂韧度—
1、名词解释
应力场强度因子K I、小范围屈服
2、说明断裂韧度指标K IC和K C的意义及其相互关系。
3、试述K I与K IC的相同点和不同点。
4、试述K IC和A KV的异同及其相互关系。
*5、合金钢调质后的性能σ0.2=1400MPa, K IC=110MPa▪m1/2,设此种材料厚板中存在垂直于外界应力的裂纹,所受应力σ=900MPa,问此时的临界裂纹长度是多少?
*6、有一大型薄板构件,承受工作应力为400MN/m2,板的中心有一长为3mm的裂纹,裂纹面垂直于工作应力,钢材的σs=500 MN/m2,试确定:裂纹尖端的应力场强度因子K I及裂纹尖端的塑性区尺寸R 。
第五章金属的疲劳—
1、名词解释
应力比r、△K th、da/dN、疲劳缺口敏感度、疲劳极限
2、试述疲劳断口的宏观特征。
判断是否发生疲劳断裂最典型的宏观特征和微观特征是什么?二者有什么区别?
3、试述σ-1和△K th的异同?
4、与光滑试样的静拉伸断裂相比,试述疲劳断裂的一般规律和特点是什么?
5、从应力比或平均应力、过载峰、残余压应力及表面强化、晶粒大小和非金属夹杂角度对影响疲劳裂纹扩展速率及影响疲劳裂纹萌生的因素进行对比分析。
第六章金属的应力腐蚀和氢脆断裂—
1、名词解释
氢致延滞断裂、应力腐蚀
2、说明K ISCC这一力学性能指标的意义
第七章 金属磨损和接触疲劳—
1、名词解释
接触疲劳
2、按照磨损机理可以将磨损分为哪几类?
3、图示说明机件在正常运行条件下的磨损过程的几个阶段?各阶段的特点是什么?
第八章 金属高温力学性能—
1、名词解释
等强温度、约比温度、蠕变、应力松弛
2、说明下列力学性能指标的意义
55001/10100MPa σ=、5
60011060MPa σ-⨯= 3、试述晶粒大小对金属材料力学性能的影响.。