材料力学--名词解释与简答题及答案
工程材料力学性能复习资料
⼯程材料⼒学性能复习资料个⼈资料 | 复习资料 - 1 - ⼯程材料⼒学性能复习资料个⼈复习资料严禁外传本重点以⽼师最终给的复习重点归纳⼀、名词解释。
1、缺⼝效应:绝⼤多数机件的平⾯不是均匀变化的光滑体,往往存在截⾯的急剧变化,由于缺⼝的存在,在静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”,从⽽影响⾦属材料的⼒学性能。
简⾔之,缺⼝材料在静载荷作⽤下,缺⼝截⾯上的应⼒状态发⽣的变化。
2、韧脆转变温度:中、低强度钢在试验温度低于某⼀温度t k 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t k 称为韧脆转变温度(或者说在试验温度低于某⼀温度t k 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转变微穿晶断裂,断⼝特征由纤维状转变为结晶状,这就是低温脆性。
t k 称为韧脆转变温度)。
3、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,常⽤标准试样的冲击吸收功A K 表⽰。
4、应⼒腐蚀: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。
5、接触疲劳:是机件两接触⾯作滚动或滚动加滑动摩擦时,在交变接触压应⼒作⽤下,材料表⾯应疲劳损伤,导致局部区域产⽣⼩⽚或⼩块状⾦属剥落⽽使材料流失的现象。
6、弹性⽐功:⼜称弹性⽐能,应变⽐能。
表⽰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,即:A e =12σεεε=σε22E7、缺⼝敏感度:⽤缺⼝试样的抗拉强度bn σ与等截⾯尺⼨光滑试样的抗拉强度b σ的⽐值表⽰,即:n bn NSR σσ= 8、氢致延滞断裂:⾼强钢或钛合⾦中,含有适量的处于固溶状态的氢,在低于屈服强度的应⼒持续作⽤下,经过⼀段孕育期后,在⾦属内部,特别是在三向拉应⼒状态区形成裂纹,裂纹逐渐扩展,最后突然发⽣脆性断裂。
材料力学--名词解释与简答题及答案
材料力学—名词解释与简答题及答案一、名词解释1.强度极限:材料σ-ε曲线最高点对应的应力,也是试件断裂前的最大应力。
2.弹性变形:随着外力被撤消后而完全消失的变形。
3..塑性变形:外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。
4..延伸率:δ=(l1-l)/l×100%,l为原标距长度,l1为断裂后标距长度。
5.断面收缩率:Ψ=(A-A1)/A×100%,A为试件原面积,A1为试件断口处面积。
6.工作应力:杆件在载荷作用下的实际应力。
7.许用应力:各种材料本身所能安全承受的最大应力。
8.安全系数:材料的极限应力与许用应力之比。
9.正应力:沿杆的轴线方向,即轴向应力。
10.剪应力:剪切面上单位面积的内力,方向沿着剪切面。
11.挤压应力:挤压力在局部接触面上引起的压应力。
12.力矩:力与力臂的乘积称为力对点之矩,简称力矩。
13.力偶:大小相等,方向相反,作用线互相平行的一对力,称为力偶14.内力:杆件受外力后,构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。
15.轴力:横截面上的内力,其作用线沿杆件轴线。
16.应力:单位面积上的内力。
17..应变:ε=Δl/l,亦称相对变形,Δl为伸长(或缩短),l为原长。
18.合力投影定理:合力在坐标轴上的投影,等于平面汇交力系中各力在坐标轴上投影的代数和。
19.强度:构件抵抗破坏的能力。
20.刚度:构件抵抗弹性变形的能力。
21.稳定性:受压细长直杆,在载荷作用下保持其原有直线平衡状态的能力。
22.虎克定律:在轴向拉伸(或压缩)时,当杆横截面上的应力不超过某一限度时,杆的伸长(或缩短)Δl与轴力N及杆长l成正比,与横截面积A成正比。
22.拉(压)杆的强度条件:拉(压)杆的实际工作应力必须小于或等于材料的许用应力。
23.剪切强度条件:为了保证受剪构件在工作时不被剪断,必须使构件剪切面上的工作应力小于或等于材料的许用剪应力。
24.挤压强度条件:为了保证构件局部受挤压处的安全,挤压应力小于或等于材料的许用挤压应力。
工程材料力学名词解释
应变(strain):为一微小材料(元素)承受应力时所产生的单位长度变形量(力学定义,无量纲)弹性变形(elastic deformation): 材料在外力作用下产生变形,当外力去除后恢复其原来形状,这种随外力消失而消失的变形。
重要特征:可逆性、胡克定律(是力学基本定律之一。
适用于一切固体材料的弹性定律,它指出:在弹性限度内,物体的形变跟引起形变的外力成正比)4)塑性变形(plastic deformation):材料在外力作用下产生的永久不可恢复的变形。
(5)断裂(fracture,rupture 破裂、crack裂纹):物体在外力作用下产生裂纹以至断开的现象。
脆性断裂(未发生较明显的塑性变形)、韧性断裂(发生较明显的塑性变形),宏观特征(1)弹性(elasticity):是指物体(材料)本身的一种特性,发生形变后可以恢复原来的状态的一种性质。
(2)弹性变形(elastic deformation):材料在外力作用下产生变形,当外力去除后恢复其原来形状,这种随外力消失而消失的变形。
(3)弹性模量(elastic modulus,modulus of elasticity):是表征材料弹性的物理参数,是指材料在弹性变形范围内,应力和对应的应变的比值E=σ/ε,也是材料内部原子之间结合力强弱的直接量度。
(4)刚度(stiffness):指物体(固体)在外力作用下抵抗变形的能力,可用使产生单位形变所需的外力值来量度。
刚度越高,物体表现越硬。
(5)弹性比功(elastic specific work):表示材料吸收弹性变形功的能力,弹性比能、应变比能,决定于弹性模量和弹性极限(即材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力)。
(6)滞弹性(anelasticity):在弹性范围内加快加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象。
7)循环弹性(cyclic elasticity):在交变载荷(振动)下材料吸收不可逆变形功的能力。
材料力学性能名词解释
材料力学性能名词解释名词解释1,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应力状态软性系数材料:最大切应力与最大正应力的比值,记为α。
:2,缺口效应:缺口材料在静载荷作用下,缺口截面上的应力状态发生的变化。
3,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与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值表示。
4,冲击吸收功:冲击弯曲试验中试样变形和断裂所消耗的功5,过载损伤界:抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界表示。
6,应力腐蚀:材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏7,氢蚀:由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体,使基体金属晶界结合力减弱而导8,金属脆化。
氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色,颗粒状。
微观断口上晶界明显加宽,呈沿晶断裂。
9,磨损:机件表面相互接触并产生相对运动,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
10,耐磨性:耐磨性是材料抵抗磨损的性能。
论述1,影响屈服强度的因素:①内因:a金属的本性及晶格类型。
不同的金属其晶格类型,位错运动所受的阻力不同,故彼此的屈服强度不同。
b晶粒大小和亚结构晶粒尺寸↓→晶界↑→位错运动障碍数目↑→σs↑(细晶强化)c溶质元素.溶质原子和溶剂原子直径不同→形成晶格畸变应力场→该应力场和位错应力场产生交互作用→位错运动受阻→σs↑(固溶强化)d第二相的影响 1.第二相质点本身能否变形2.第二相的强化效果还与其尺寸、形状、数量、分布以及第二相与基体的强度、塑性和应变硬化特性、两相之间的晶体学配合和界面能等因素有关②外因:a温度,T↑→金属材料的屈服强度↓,但金属晶体结构不一样,其变化趋势不一样。
b应变速率,应变速率↑→金属材料的强度↑,但屈服强度随应变速率的变化比抗拉强度的变化要剧烈得多c应力状态,切应力分量愈大→愈有利于塑性变形→屈服强度愈低2,影响韧脆转变的因素:①冶金因素:a晶体结构,体心立方金属及其合金存在低温脆性。
材料力学名词解释
材料力学名词解释弹性模量。
弹性模量是材料的一种力学性能参数,它表示了材料在受力后的变形能力。
弹性模量越大,材料的刚度就越大,即在受力后材料的形变能力越小。
常见的弹性模量有静态弹性模量、剪切模量和体积模量等。
屈服强度。
屈服强度是材料在受力后开始产生塑性变形的临界点。
当材料受到足够大的外力作用时,会超过其屈服强度,从而产生塑性变形。
屈服强度是材料抗拉或抗压的能力的体现。
断裂韧性。
断裂韧性是材料抗断裂的能力。
它表示了材料在受到外力作用下能够抵抗破裂的能力。
断裂韧性越大,材料的抗破裂能力就越强。
蠕变。
蠕变是材料在高温和大应力条件下产生的一种缓慢变形现象。
在高温环境下,材料会逐渐发生形变,这种变形叫做蠕变。
蠕变会导致材料的性能下降,因此在高温环境下需要考虑蠕变对材料性能的影响。
疲劳强度。
疲劳强度是材料在受到交替或循环加载时能够承受的最大应力。
疲劳强度是材料在交替加载下抗疲劳破坏的能力的体现。
塑性变形。
塑性变形是材料在受力后产生的不可逆变形。
当材料受到足够大的外力作用时,会发生塑性变形,即材料的形状和尺寸会发生永久性的改变。
强度。
强度是材料抵抗外力破坏的能力。
它是材料在受力下能够承受的最大应力。
强度是材料力学性能中的重要参数,直接影响着材料的使用寿命和安全性。
延展性。
延展性是材料在受力后产生的变形能力。
它表示了材料在受力后能够发生多大程度的形变。
常见的延展性指标有断面收缩率和伸长率等。
韧性。
韧性是材料在受力下能够吸收能量的能力。
它是材料抵抗断裂的能力的体现。
韧性越大,材料的抗破裂能力就越强。
总结。
材料力学中的这些名词是描述材料力学性能的重要参数,它们直接影响着材料的使用范围和性能。
了解和掌握这些名词的含义,对于材料的选择、设计和使用具有重要的意义。
在实际工程中,需要根据具体的要求和条件选择合适的材料,以确保工程的安全可靠。
(完整版)材料力学简答题
(完整版)材料力学简答题1、(中)材料的三个弹性常数是什么?它们有何关系?材料的三个弹性常数是弹性模量E,剪切弹性模量G和泊松比μ,它们的关系是G=E/2(1+μ)。
2、何谓挠度、转角?挠度:横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移。
转角:横截面绕其中性轴旋转的角位移。
3、强度理论分哪两类?最大应切力理论属于哪一类强度理论?Ⅰ.研究脆性断裂力学因素的第一类强度理论,其中包括最大拉应力理论和最大伸长线应变理论;Ⅱ. 研究塑性屈服力学因素的第二类强度理论,其中包括最大切应力理论和形状改变能密度理论。
4、何谓变形固体?在材料力学中对变形固体有哪些基本假设?在外力作用下,会产生变形的固体材料称为变形固体。
变形固体有多种多样,其组成和性质是复杂的。
对于用变形固体材料做成的构件进行强度、刚度和稳定性计算时,为了使问题得到简化,常略去一些次要的性质,而保留其主要性质。
根据其主要的性质对变形固体材料作出下列假设。
1.均匀连续假设。
2.各向同性假设。
3.小变形假设。
5、为了保证机器或结构物正常地工作,每个构件都有哪些性能要求?强度要求、刚度要求和稳定性要求。
6、用叠加法求梁的位移,应具备什么条件?用叠加法计算梁的位移,其限制条件是,梁在荷载作用下产生的变形是微小的,且材料在线弹性范围内工作。
具备了这两个条件后,梁的位移与荷载成线性关系,因此梁上每个荷载引起的位移将不受其他荷载的影响。
7、列举静定梁的基本形式?简支梁、外伸梁、悬臂梁。
8、列举减小压杆柔度的措施?(1)加强杆端约束(2)减小压杆长度,如在中间增设支座(3)选择合理的截面形状,在截面面积一定时,尽可能使用那些惯性矩大的截面。
9、欧拉公式的适用范围?=只适用于压杆处于弹性变形范围,且压杆的柔度应满足:λ≥λ110、列举图示情况下挤压破坏的结果?一种是钢板的圆孔局部发生塑性变形,圆孔被拉长;另一种是铆钉产生局部变形,铆钉的侧面被压扁。
11、简述疲劳破坏的特征?(1)构件的最大应力在远小于静应力的强度极限时,就可能发生破坏;(2)即使是塑性材料,在没有显著的塑性变形下就可能发生突变的断裂破坏;(3)断口明显地呈现两具区域:光滑区和粗糙区。
材料力学性能 习题解答
第4章 材料的疲劳1.名词解释应力幅σa 平均应力σm 应力比r疲劳源 疲劳贝纹线 疲劳条带驻留滑移带 ΔK da/dN疲劳寿命 过载损伤2.揭示下列疲劳性能指标的意义疲劳强度σ-1,σ-p,τ-1,σ-1N, P99,100,103/p114疲劳缺口敏感度qf P103/p118过载损伤界 P102,103/p117疲劳门槛值ΔK th P105/p1203.试述金属疲劳断裂的特点 p96/p1094.试述疲劳宏观断口的特征及其形成过程(新书P96~98及PPT ,旧书P109~111)6.试述疲劳图的意义、建立及用途。
(新书P101~102,旧书P115~117)1)、a m σσ-疲劳图2)、max min ()m σσσ-疲劳图8.试述影响疲劳裂纹扩展速率的主要因素。
(新书P107~109,旧书P123~125)9.试述疲劳微观断口的主要特征。
(新书P113~P114,旧书P132)12.试述金属表面强化对疲劳强度的影响。
(新书P117~P118,旧书P135~P136)13.试述金属的硬化与软化现象及产生条件。
第六章 金属的应力腐蚀和氢脆断裂一、名词解释1、应力腐蚀2、氢脆3、白点4、氢化物致脆5、氢致延滞断裂二、说明下列力学性能指标的意义1、σscc2、KIscc3、da/dt三.如何识别氢脆与应力腐蚀?。
材料的疲劳性能一、填空题1. 疲劳断裂的过程包括、和三个阶段。
2. 低碳钢典型的疲劳断口上有、和断裂特征区。
3. 疲劳裂纹一般发源于构件的处。
4. 贝纹线是区的宏观特征;疲劳条带是。
二、名词解释1. 疲劳贝纹线2. 疲劳条带3. 疲劳强度(极限)σ-14. 疲劳门槛△Kth三、简答题1、试述疲劳断裂的特点有哪些?2、疲劳断口包括哪些区域?各有何特征?3、试述材料疲劳裂纹扩展的两个阶段各有什么特征?4、材料的疲劳抗力指标有哪些?5、影响材料疲劳强度的因素有哪些?各自对疲劳强度有何影响?。
《材料力学》复习要点-参考简答题答案
《材料力学》复习要点——参考简答题答案1、什么是变形固体?材料力学中关于变形固体的基本假设是什么?【解答】:在外力作用下,一切固体都将发生变形,故称为变形固体。
材料力学中对变形固体所作的基本假设:连续性假设:认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质。
均匀性假设:认为物体内的任何部分,其力学性能相同。
各向同性假设:认为在物体内各个不同方向的力学性能相同。
小变形假设:认为固体在外力作用下发生的变形比原始尺寸小得很多,因此在列平衡方程求约束力或者求截面内力时,一般按构件原始尺寸计算。
2、什么是截面法?简要说明截面法的四个基本步骤。
【解答】:用一个假想截面,将受力构件分开为两个部分,取其中一部分为研究对象,将被截截面上的内力以外力的形式显示出来,根据保留部分的平衡条件,确定该截面内力大小、内力性质(轴力、剪力、扭转还是弯矩,符号的正负)的一种方法。
截面法贯穿于材料力学的始终,一定要反复练习,熟练掌握。
截面法的四个基本步骤:(1)截:在需要确定内力处用一个假想截面将杆件截为两段。
(2)取:取其中任何一段为研究对象(舍弃另一段)。
(3)代:用被截截面的内力代替舍弃部分对保留部分所产生的作用。
(4)平:根据保留部分的平衡条件,确定被截截面的内力数值大小和内力性质。
3、什么是材料的力学性能?低碳钢拉伸试验要经历哪四个阶段?该试验主要测定低碳钢的哪些力学性能指标?【解答】:材料的力学性能是指:在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的各种力学指标。
如强度高低、刚度大小、塑性或脆性性能等。
低碳钢拉伸试验要经历的四个阶段是:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩断裂阶段。
低碳钢拉伸试验主要测定低碳钢的力学性能指标有:屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等。
4、什么是极限应力?什么是许用应力?轴向拉伸和压缩的强度条件是什么(内容、表达式)?利用这个强度条件可以解决哪三类强度问题?【解答】:材料失效时所达到的应力,称为极限应力。
材料力学名词解释
名词解释第一章: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:金属材料在弹性范用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,规圧残余伸长应力增加:反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻而:这种大致以晶粒大小为单位的解理而称为解理刻而。
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,当汇合台阶髙度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面:是金属材料在一泄条件下,当外加正应力达到一泄数值后,以极快速率沿一定晶体学平而产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平而为解理面。
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:具有一泄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13.惮性极限:式样加载后再卸载,以不岀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。
14.静力韧度:金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功。
15.正断型断裂:断裂而取向垂直于最大正应力的断裂。
(完整版)材料力学名词解释(1)
名词解释第一章: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13.弹性极限:式样加载后再卸载,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。
14.静力韧度:金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功。
15.正断型断裂:断裂面取向垂直于最大正应力的断裂。
材料力学性能名词解释
1.刚度:指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。
工程商,弹性模量被称为材料的刚度。
2.形变强化:随着塑性变形量的增加,金属流变强度也增加,这种现象称为形变强化或加工硬化。
3.弹性极限:材料有弹性形变过渡到弹-塑性变形时的应力。
4.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。
5.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%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余伸长应为降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到0)的现象。
6.弹性变形:材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。
这种可恢复的变形称为弹性变形。
7.弹性比功:表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力,又称弹性比应变能。
8.抗拉强度:韧性金属式样拉断过程中最大力所对应的应力,称为抗拉强度。
9.韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
10.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。
11.磨损:机件表面相接触并做相对运动时,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐损失,造成表面损伤的现象。
12.冲击韧性:在冲击载荷作用下,金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
13.应力腐蚀开裂: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。
14.等温强度:晶粒强度与晶界强度相等的温度。
15.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。
16.腐蚀疲劳:化工设备中许多金属材料构件都工作在腐蚀的环境中,同时还承受着交变载荷的作用。
材料力学性能 习题解答
第3章 材料的断裂 习题解答第1部分一、 名词解释低应力脆断: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。
张开型(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。
应力场强度因子I K : 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I K 有关,对于某一确定的点,其应力分量由I K 确定, I K 越大,则应力场各点应力分量也越大,这样I K 就可以表示应力场的强弱程度,称I K 为应力场强度因子。
“I ”表示I 型裂纹。
【P68】小范围屈服: 塑性区的尺寸较裂纹尺寸及净截面尺寸为小时(小一个数量级以上),这就称为小范围屈服。
【P71】有效屈服应力:裂纹在发生屈服时的应力。
【新书P73:旧P85】有效裂纹长度:因裂纹尖端应力的分布特性,裂尖前沿产生有塑性屈服区,屈服区内松弛的应力将叠加至屈服区之外,从而使屈服区之外的应力增加,其效果相当于因裂纹长度增加ry 后对裂纹尖端应力场的影响,经修正后的裂纹长度即为有效裂纹长度: a+ry 。
【新P74;旧P86】。
裂纹扩展K 判据:裂纹在受力时只要满足 IC I K K ≥,就会发生脆性断裂.反之,即使存在裂纹,若 IC I K K 也不会断裂。
新P71:旧83裂纹扩展能量释放率GI :I 型裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值。
P76/P88 裂纹扩展G 判据: IC I G G ≥,当GI满足上述条件时裂纹失稳扩展断裂。
P77/P89 J积分:有两种定义或表达式:一是线积分:二是形变功率差。
P89/P101裂纹扩展J判据: IC I J J ≥,只要满足上述条件,裂纹(或构件)就会断裂。
COD:裂纹张开位移。
P91/P102COD判据:c δδ≥,当满足上述条件时,裂纹开始扩展。
P91/P1032、说明下列断裂韧度指标的意义及其相互关系C K I 和C K 答: 临界或失稳状态的I K 记作C K I 或C K ,C K I 为平面应变下的断裂韧度,表示在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
材料力学性能及名词解释
材料⼒学性能及名词解释1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时,当应⼒超过弹性极限,即使应⼒不再增加,⽽钢材或试样仍继续发⽣明显的塑性变形,称此现象为屈服,⽽产⽣屈服现象时的最⼩应⼒值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外⼒,Fo为试样断⾯积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(⽜顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的⾦属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产⽣永久残余塑性变形等于⼀定值(⼀般为原长度的0.2%)时的应⼒,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中,从开始到发⽣断裂时所达到的最⼤应⼒值。
它表⽰钢材抵抗断裂的能⼒⼤⼩。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最⼤拉⼒,Fo为试样截⾯⾯积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分⽐叫伸长率或延伸率。
5.屈强⽐(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的⽐值,称为屈强⽐。
屈强⽐越⼤,结构零件的可靠性越⾼,⼀般碳素钢屈强⽐为0.6-0.65,低合⾦结构钢为0.65-0.75合⾦结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表⽰材料抵抗硬物体压⼊其表⾯的能⼒。
它是⾦属材料的重要性能指标之⼀。
⼀般硬度越⾼,耐磨性越好。
常⽤的硬度指标有布⽒硬度、洛⽒硬度和维⽒硬度。
⑴布⽒硬度(HB)以⼀定的载荷(⼀般3000kg)把⼀定⼤⼩(直径⼀般为10mm)的淬硬钢球压⼊材料表⾯,保持⼀段时间,去载后,负荷与其压痕⾯积之⽐值,即为布⽒硬度值(HB),单位为公⽄⼒/mm2 (N/mm2)。
⑵洛⽒硬度(HR)当HB>450或者试样过⼩时,不能采⽤布⽒硬度试验⽽改⽤洛⽒硬度计量。
它是⽤⼀个⽀持⾓120°的⾦刚⽯圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在⼀定载荷下压⼊被测材料表⾯,由压痕的深度求出材料的硬度。
材料力学的名词解释
荷载强度定义1:材料或结构在不同的环境条件下承受外载荷的能力。
定义2:材料在经受外力或其他作用时抵抗破坏的能力。
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。
强度是衡量零件本身承载能力(即抵抗失效能力)的重要指标。
强度是机械零部件首先应满足的基本要求。
刚度定义1:作用在弹性元件上的力或力矩的增量与相应的位移或角位移的增量之比。
定义2:结构或构件抵抗弹性变形的能力,用产生单位应变所需的力或力矩来量度。
稳定性定义4:结构或构件受力后保持原有稳定平衡状态的能力。
定义5:保持原有直线形式平衡的能力。
轴向轴向通常是针对圆柱体类物体而言,就是圆柱体旋转中心轴的方向,即与中心轴共同的方向。
“径向”垂直于“轴向”,即圆柱体端面圆的半径或直径方向。
径向与轴向空间垂直。
物理中分析物体受力或运动时也会用到这个概念。
横截面横截面定义为垂直于梁的轴向的截面形状。
纵向工程上如果没有特殊约定的话,则较长的的方向称为纵向,较短的方向为横向,这个说法也可以这么理解来和生活上的说法统一,将较长边立起来,则较长边即上下方向(纵向)。
体力定义:也称体积力,作用于构件内部所有质点上的力(如重力、惯性力)。
面力定义:也称表面力,作用于构件表面的力(如风力、雪载荷)。
分布力定义:连续分布于构件某一范围内的力,由于材料力学的研究对象主要是杆件,因此常将体力和面力简化为沿杆轴线分布的力,简称分布力,并用小写字母p、q等表示。
分布力集度定义:以每单位长度上分布力合力的大小表示其作用的强弱程度,常用单位是牛顿/米(N/m)。
集中力定义:作用于构件某点处的力,常用大写字母P、Q等表示,常用单位是牛顿(N)。
内力因受载荷作用而新增加的内力称为附加内力,附加内力将随载荷增加而增大,由于材料性能所限,附加内力到达一定限度时构件即发生破坏。
可见附加内力与构件的强度、刚度和稳定性密切相关,因此材料力学只研究附加内力,并把它简称为内力。
应力材料力学中通常把总应力p分解成垂直于截面的正应力和切于截面的剪应力。
材料力学复习资料 (简答题)
材料力学复习资料(简答题)二、简答题1、试叙述本课程中对变形固体作出的几个基本假设。
答:本课程中对变形固体作出三个基本假设。
1.连续性假设:认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积。
实际上,组成固体的粒子之间存在着空隙并不连续,但这种空隙的大小与构件的尺寸相比极其微小,可以不计。
于是就认为固体在其整个体积内是连续的。
这样,当把某些力学量看作是固体的点的坐标的函数时,对这些量就可以进行坐标增量为无限小的极限分析。
2.均匀性假设:认为在固体内到处有相同的力学性能。
就使用最多的金属来说,组成金属的各晶粒的力学性能并不完全相同。
但因构件或构件的任一部分中都包含为数极多的晶粒,而且无规则排列,固体的力学性能是各晶粒的力学性能的统计平均值,所以可以认为各部分的力学性能是均匀的。
这样,如从固体中取出一部分,不论大小,也不论从何处取出,力学性能总是相同的。
3.各向同性假设:认为无论沿任何方向,固体的力学性能都是相同的。
就金属的单一晶粒来说,沿不同的方向,力学性能并不一样。
但金属构件包含数量极多的晶粒,且又杂乱无章地排列,这样,沿各个方向的力学性能就接近相同了。
具有这种属性的材料称为各向同性材料,沿各方向的力学性质不同的材料称为各向异性材料。
2、试说明轴向拉伸和压缩的受力特点和变形特点。
答:轴向拉伸和压缩的受力特点和变形特点如下:1)轴向拉伸和压缩的受力特点:作用于杆件上的外力(合力)是一对大小相等,方向相反,作用线与杆件的轴线重合的力。
2)轴向拉伸和压缩的变形特点:变形的结果使杆件伸长或缩短。
3、试述应用截面法计算构件内力的步骤。
答:截面法是材料力学中求内力的基本方法,是已知构件外力确定内力的普遍方法。
应用截面法计算构件内力的步骤如下:1) 假想截开:在需求内力的截面处,假想用一截面把构件截成两部分。
2) 任意留取:任取一部分为究研对象,将弃去部分对留下部分的作用以截面上的内力来代替。
3) 平衡求力:对留下部分建立平衡方程,求解内力。
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材料力学—名词解释与简答题及答案
一、名词解释
1.强度极限:材料σ-ε曲线最高点对应的应力,也是试件断裂前的最大应力。
2.弹性变形:随着外力被撤消后而完全消失的变形。
3..塑性变形:外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。
4..延伸率:δ=(l1-l)/l×100%,l为原标距长度,l1为断裂后标距长度。
5.断面收缩率:Ψ=(A-A1)/A×100%,A为试件原面积,A1为试件断口处面积。
6.工作应力:杆件在载荷作用下的实际应力。
7.许用应力:各种材料本身所能安全承受的最大应力。
8.安全系数:材料的极限应力与许用应力之比。
9.正应力:沿杆的轴线方向,即轴向应力。
10.剪应力:剪切面上单位面积的内力,方向沿着剪切面。
11.挤压应力:挤压力在局部接触面上引起的压应力。
12.力矩:力与力臂的乘积称为力对点之矩,简称力矩。
13.力偶:大小相等,方向相反,作用线互相平行的一对力,称为力偶
14.内力:杆件受外力后,构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。
15.轴力:横截面上的内力,其作用线沿杆件轴线。
16.应力:单位面积上的内力。
17..应变:ε=Δl/l,亦称相对变形,Δl为伸长(或缩短),l为原长。
18.合力投影定理:合力在坐标轴上的投影,等于平面汇交力系中各力在坐标轴上投影的代数和。
19.强度:构件抵抗破坏的能力。
20.刚度:构件抵抗弹性变形的能力。
21.稳定性:受压细长直杆,在载荷作用下保持其原有直线平衡状态的能力。
22.虎克定律:在轴向拉伸(或压缩)时,当杆横截面上的应力不超过某一限度时,杆的伸长(或缩短)Δl与轴力N及杆长l成正比,与横截面积A成正比。
22.拉(压)杆的强度条件:拉(压)杆的实际工作应力必须小于或等于材料的许用应力。
23.剪切强度条件:为了保证受剪构件在工作时不被剪断,必须使构件剪切面上的工作应力小于或等于材料的许用剪应力。
24.挤压强度条件:为了保证构件局部受挤压处的安全,挤压应力小于或等于材料的许用挤压应力。
25.圆轴扭转强度条件:保证危险点的应力不超过材料的许用剪应力。
26.弯曲正应力强度条件:为了保证梁的安全,应使危险点的应力即梁内的最大应力不超过材料许用应力。
27.中性层:在伸长和缩短之间必有一层材料既不伸长也不缩短。
这个长度不变的材料层称为中性层。
28.中性轴:中性层与横截面的交线称为中性轴。
29.塔式起重机的稳定性:起重机必须在各种不利的外载作用下,抵抗整机发生倾覆事故的能力,称为塔式起重机的整机稳定性。
30.自锁:当主动力位于摩擦锥范围内,不论主动力增加多少,正压力和磨擦力的合力与主动力始终处于平衡状态,而不会产生滑动,这种现象称为自锁。
二、简答题及答案
1.何谓“截面法”,它与静力学中的“分离体”
有何区别?
答:截面法是揭示和确定杆件内力的方法。
分离体是取消约束后的实物,用以画出所受全部主动力和约束反力的受力图。
2.杆件有哪些基本变形?
答:杆件有四种基本变形:拉伸和压缩、剪切、扭转、弯曲。
3.杆件在怎样的受力情况下才会发生拉伸(压缩)变形?
答:杆件在轴向拉(压)力作用下才会发生拉伸(压缩)变形。
4.根据构件的强度条件,可以解决工程实际中的哪三方面的问题?
答:①校核强度、②确定截面尺寸、③确定载荷。
5.圆轴扭转时,横截面上产生什么应力?怎样分布?怎样计算?
答:扭转剪应力。
剪应力沿半径分布,与到圆心的距离成正比,圆心处剪应力为零,最大应力发生在周边,剪应力方向与半径垂直。
6.何谓中性层、中性轴?
答:中性层:在伸长和缩短之间必有一层材料既不伸长也不缩短。
这个长度不变的材料层称为中性
层。
中性轴:中性层与横截面的交线称为中性轴。
7.直梁弯曲时,横截面上产生什么应力?怎样分布?怎样计算?
答:直梁弯曲时,横截面上由弯矩产生弯曲正应力。
中性轴把截面分成两部分,梁弯曲的外凸部分受拉应力,内凹部分受压应力。
计算公式为:σmax=M max/W Z。
8.受弯矩的杆件,弯矩最大处是否一定是危险截面?为什么?
答:不一定,由公式可知σmax不仅取决于Mmax,还与W(或直径d)有关,比值最大处才是危险截面。
9.何为材料的强度极限?
答:材料的强度极限代表材料抵抗疲劳破坏的能力。
10.为什么空心圆截面比实心圆截面的抗扭性能好?
答:由于横截面上的扭矩主要由靠近圆轴表面的那部分材料承受,靠近中心部分的材料几乎没有发挥承载作用。
若把中心部分的材料移到边缘,使其成为空心轴,不仅应力提高而且半径增加,能提供更大的扭矩,就能有效提高轴的承载能力。
11.何谓脆性材料及塑性材料?如何衡量材料的
塑性?比较脆性材料及塑性材料的力学性质。
答:塑性材料是延伸率和断面收缩率很大的材料,延伸率δ≥5的材料。
脆性材料是延伸率δ<5的材料。
其力学性质用延伸率、断面收缩率和冲击韧性来衡量。
12.根据工作机所需的功率选择电机应注意什么原则?
答:根据工作机负载特点选择电机,一般分为三类:①连续工作:要求电机的额定功率应接近或稍超过输入功率;②断续工作:一般电机的额定功率低于负载所需功率;③短时工作:电机的额定功率可比负载所需功率低很多,即允许电机短时超负荷工作,不会引起绕组温升过高。
13.剪切的受力特点是什么?变形特点是什么?
答:受力特点:构件受剪切时,其两侧受一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的外力作用。
变形特点:介于作用力中间部分的截面将沿力作用的方向发生相对错动。