材料力学性能-习题课
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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与断裂功的能⼒。
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。
就是解理台阶的⼀种标志。
9.解理⾯:就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,可以就是韧性断裂,也可以就是脆性断裂。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数就是脆性断裂。
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？为什么说它就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与晶格类型。
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。
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》课程习题集
材料力学性能》课程习题集材料力学性能》课程题集1.解释以下名词：1) 弹性比功：材料在弹性阶段内所吸收的能量与所施加的力之比。
2) 包辛格效应：材料在受到压力时，由于晶格结构的变化而导致的体积变化。
3) 解理面：材料中存在的平面状缺陷，容易引起断裂。
4) 塑性、脆性和韧性：材料的变形能力、断裂形式和抵抗断裂的能力。
5) 解理台阶：材料中解理面上形成的台阶状缺陷。
6) 河流花样：材料中出现的一种特殊断裂形式。
7) 穿晶断裂和沿晶断裂：材料的断裂方式，穿晶断裂为穿过晶粒的断裂，沿晶断裂为沿着晶粒的界面断裂。
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，为什么选择这样的表示方法？答：选择这种表示方法是因为延伸率随着应力的增加而逐渐减小，而σ5和σ10则可以表示在不同应力下的延伸率，从而更全面地描述材料的延展性能。
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。
答：第一种故障是弹簧在弹性阶段内发生的变形，可以通过增加弹簧的刚度来解决；第二种故障是弹簧在塑性阶段内发生的变形，需要重新设计弹簧的材料和结构，以提高其抗塑性变形的能力。
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？答：金属的弹性模量主要取决于其晶格结构和原子键的强度。
它是一个对结构不敏感的力学性能，是因为即使在不同的晶格结构和原子排列方式下，金属的原子键强度也是相似的，从而导致弹性模量的变化不大。
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？答：选择35CrMo钢作为机床机身材料，因为它具有较高的强度和韧性，能够承受机床的重载和振动，同时具有良好的加工性能和耐磨性。
6.什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义？答：包辛格效应是材料在受到压力时，由于晶格结构的变化而导致的体积变化。
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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 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。
材料力学性能习题及解答库
材料力学性能习题及解答库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。
、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。
34、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ζe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,、,(,):,(,)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。
,、ζ 、ζ、ζs: ζ :表示规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的r0.2r残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
ζ:表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。
0.2ζs:表征材料的屈服点。
,、ζb: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。
,、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。
,、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
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。
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。
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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。
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。
材料力学性能习题及解答库
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。
、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。
34、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ζe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,、,(,):,(,)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。
,、ζ 、ζ、ζs: ζ :表示规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的r0.2r残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
ζ:表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。
0.2ζs:表征材料的屈服点。
,、ζb: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。
,、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。
,、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。
材料力学性能课后习题答案
材料力学性能课后习题答案绪论1、简答题什么是材料的性能？包括哪些方面？[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为；解：材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。
包括○1力学性能（拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲）○2物理性能（热、光、电、磁）○3化学性能（老化、腐蚀）。
第一章单向静载下力学性能1、名词解释：弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝解：弹性变形：材料受载后产生变形，卸载后这部分变形消逝，材料恢复到原来的状态的性质。
塑性变形：微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象。
弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。
弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应：材料预先加载产生少量塑性变形，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，规定残余应力降低的现象。
弹性模量：工程上被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力。
实质是产生100%弹性变形所需的应力。
滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
内耗：加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。
韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。
韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。
2、简答1) 材料的弹性模量有那些影响因素？为什么说它是结构不敏感指标？解：○1键合方式和原子结构，共价键、金属键、离子键E高，分子键E低原子半径大，E 小，反之亦然。
○2晶体结构，单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性，沿密排面E大，多晶材料为各晶粒的统计平均值；非晶材料各向E同性。
○3化学成分，○4微观组织○5温度，温度升高，E下降○6加载条件、负载时间。
对金属、陶瓷类材料的E 没有影响。
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。
《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-习题课
铝合金2219-T851的抗拉强度极限σb= 454 MPa, KIC=32Mpa· 1/2。合金钢AISI4340的σb= m 1827 MPa, KIC=59Mpa· 1/2。若两种材料制成 m 的尺寸相同的平板都有2a=2mm的穿透裂纹，且 设两种材料都可近似地作为线弹性材料，试求使 裂纹失稳扩展的应力σ。 ？（设Y=1.77）
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马氏体时效钢（300级）的屈服强度约为 2100MPa，断裂韧度为44MPam-2，用这种材料制 造的飞机着陆装置，最大设计应力为屈服强度的 70%，如果可以检测到裂纹长度为2.5mm，
请问，这是一个合理的工作应力吗？假设存 在是最小的边缘裂纹，且这种几何形状强度因子 K=1.12σ（πa）1/2
σ/σs=350/385 > 0.6，裂纹尖端不但有弹性变形，而且会有 塑性变形，不符合弹性力学理论，如不进行修正，计算所得 数值会与实际不符。
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2、下列现象中哪个不是弹性比功的应用（ ）。 A、撑杆跳高的杆 B、电子器件中的按钮弹 C、铍青铜制作仪表弹簧 D、音叉在空气中弹 性振动
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4、今有如下工件需要测定硬度，试说明选用何种 硬度试验法为宜。 a.渗碳层的硬度分布 b.淬火钢 c.灰铸铁 d. 高 速钢刀具 e.鉴别钢中残余奥氏体 f.仪表黄铜齿轮 g.龙门 刨床导轨 h.氮化层
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依照公式：K1=Yσa1/2,假设取Y等于1.77， 则：σ = K1c/ Y ac177×1×10-3/2=571Mpa; 合金钢： σ = K1c/ Y ac1/2 = 59/ 1.77×1×10-3/2=1050Mpa; 铝合金发生脆断的应力高于强度极限σb= 454 MPa，表明拉断 之前不会因裂纹失稳扩展而脆断。 合金钢脆断时的应力为σb的57%，表明远没达到σb之前，就已 因裂纹失稳扩展而脆断。 合金钢受K1c的限制，在有裂纹的情况下，高强度的特性不能充 分发挥。 而铝合金的强度却得到了充分的应用。
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
材料力学性能课后习题
材料力学性能习题及解答库
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。
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( Eγ s/a )1/2=[2×105×106×2/(4×104)]1/2=3.16×107Pa= 31.6 MPa (2) σm=( Eγ s/ a0)1/2=[2×105×106×2/(2.5×10-10)]1/2= 4×1010Pa= 4×104MPa 理论断裂强度认为材料中没有任何缺陷，根据原子间的结 合力计算断裂强度；而实际材料中已经存在裂纹，当平均应 力还很低时，裂纹尖端的应力集中已达到很高值，从而使裂 纹快速扩展并导致脆性断裂。实际断裂强度远远小于理论断 裂强度。
《材料力学性能》
2010级材料成型与控制专业用
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材料性能学
习题课
2
课堂练习 有三个圆柱试样，直径均为10mm，长度为1m。 第一个试样为铝质（E=70GPa）， 第二个为Al2O3（E=380GPa）， 第三个是聚苯乙烯（E=3.1GPa）， 沿着试样的轴线方向分别施加2000N的力，假定变形都是 弹性的，试估算各试样的伸长量
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一块含有长为16mm中心穿透裂纹[KⅠ= σ(π a)1/2] 的钢板，受到350MPa垂直于裂纹平面的应力作用。 （1）如果材料的屈服强度分别是1400Mpa和385 MPa，求裂纹顶端应力场强度因子值；（2）试比 较和讨论上述两种情况下，对应力场强度因子进 行塑性修正的意义。
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某一构件上设计的拉伸应力为690MPa,材料：a)Ti6Al-4V;b)17-7型奥氏体不锈钢，求上述两种材料 下的临界裂纹尺寸ac。（假设取Y等于1.77 ） 查表得： a)Ti-6Al-4V：K1C=55MPa· -1,σs=1035MPa m b)17-7型奥氏体不锈钢: K1C=77MPa· m 1,σs=1435MPa
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采用屈服强度σ0.2=1500MPa、断裂韧度 KIc=65MPa.m1/2的钢材制造出一大型厚板构 件，探伤发现有4mm长的横向穿透裂纹。若该钢 板在轴向拉应力σ=600MPa下工作，计算 （1） 裂纹尖端前沿的应力强度因子K1 （2） 该构件裂纹失稳扩展的临界应力σc
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例题
1、解：已知： a=8mm=0.008m, σ=350 MPa, KⅠ=σ(πa)1/2 （1）σ/σs=350/1400 < 0.6， KⅠ=σ(πa)1/2=350×(3.14×0.008)1/2=55.5（MPa· 1/2） m σ/σs=350/385 > 0.6，所以必须进行塑性区修正，Y= (π)1/2 KⅠ=Y σ(a)1/2/[1-0.056(Yσ/σs)2]1/2=σ(πa)1/2/[1-0.056π(σ/σs)2]1/2 =350×(3.14×0.008)1/2/[1-0.056π(350/385)2]1/2=60（MPa· 1/2） m （2）比较列表如下： σ/MPa σ0.2/MPa KⅠ/( MPa· 1/2) m 350 1400 55.5 385 60
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当某一材料的断裂韧度K1C=62MPa· -1，材料中裂 m 纹的长度2a=5.7mm时，要使裂纹失稳扩展而导致 断裂，需加多大的应力？（设Y=π1/2）
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假设已测得钛合金的断裂韧度为44MPam-2， 其平板内部有一直径1.6cm的硬币型裂纹，对其进 行轴向拉伸， 试计算该平板不发生断裂时所能承受的最大应 力，该材料屈服强度为900MPa
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铝合金2219-T851的抗拉强度极限σb= 454 MPa, KIC=32Mpa· 1/2。合金钢AISI4340的σb= m 1827 MPa, KIC=59Mpa· 1/2。若两种材料制成 m 的尺寸相同的平板都有2a=2mm的穿透裂纹，且 设两种材料都可近似地作为线弹性材料，试求使 裂纹失稳扩展的应力σ。 ？（设Y=1.77）
3
.低碳钢的屈服强度为207MPa，某试样的直径为 0.01m，长度为0.10m，承受1000N的拉力并伸长 6.077×10-6m，，试计算其应力是高于还是低于 屈服应力，如果低于，计算杨氏模量。
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1、有一个金属拉伸试样，其初始直径为10mm， 长度为50mm。屈服强度为400MPa，弹性模量为 70GPa，抗拉强度为500MPa。试计算其屈服点的 应变量和试验过程中的最大载荷。
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马氏体时效钢（300级）的屈服强度约为 2100MPa，断裂韧度为44MPam-2，用这种材料制 造的飞机着陆装置，最大设计应力为屈服强度的 70%，如果可以检测到裂纹长度为2.5mm，
请问，这是一个合理的工作应力吗？假设存 在是最小的边缘裂纹，且这种几何形状强度因子 K=1.12σ（πa）1/2
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依照公式：K1=Yσa1/2,假设取Y等于1.77， 则：σ = K1c/ Y ac1/2 铝合金： σ = K1c/ Y ac1/2 = 32/ 1.77×1×10-3/2=571Mpa; 合金钢： σ = K1c/ Y ac1/2 = 59/ 1.77×1×10-3/2=1050Mpa; 铝合金发生脆断的应力高于强度极限σb= 454 MPa，表明拉断 之前不会因裂纹失稳扩展而脆断。 合金钢脆断时的应力为σb的57%，表明远没达到σb之前，就已 因裂纹失稳扩展而脆断。 合金钢受K1c的限制，在有裂纹的情况下，高强度的特性不能充 分发挥。 而铝合金的强度却得到了充分的应用。
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已知某材料的γ s＝2J/m2，E＝2×105MPa， a0=2.5×1010m， (1)如存在0.8mm长的的垂直拉应力的横向穿透裂纹（可视 为无限宽薄板），求该材料的裂纹扩展的临界应力。 (2)求这种材料的理论断裂强度，并结合(1)题，讨论理论 断裂强度和实际断裂强度。
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解：(1)已知2a＝0.8mm=0.0008m=8×10-4m σ c=
σ/σs=350/385 > 0.6，裂纹尖端不但有弹性变形，而且会有 塑性变形，不符合弹性力学理论，如不进行修正，计算所得 数值会与实际符。
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2、下列现象中哪个不是弹性比功的应用（ ）。 A、撑杆跳高的杆 B、电子器件中的按钮弹 C、铍青铜制作仪表弹簧 D、音叉在空气中弹 性振动
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4、今有如下工件需要测定硬度，试说明选用何种 硬度试验法为宜。 a.渗碳层的硬度分布 b.淬火钢 c.灰铸铁 d. 高 速钢刀具 e.鉴别钢中残余奥氏体 f.仪表黄铜齿轮 g.龙门 刨床导轨 h.氮化层