材料力学性能复习题

1、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表示。

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作用下吸收不可逆变形功的能力。

4、包申格效应：材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载强度升高，反向加载强度降低。

5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面.

6、塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。

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，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。

9、解理面：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穿晶断裂，此种晶体学平面即为解理面。

10、穿晶断裂：裂纹穿过晶粒扩展，可以是韧性，也可以是脆性。

沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多为脆性，是由于晶界上有夹杂，第二相以及杂志偏聚引起晶界弱化。

11、韧性转变：某些金属材料在低于某一温度时由韧性状态转变为脆性状态，即低温脆性。

12、弹性模量E ：被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力。

13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+--== 【P39 P46】 14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。

1、冲击韧度：带缺口的试件在冲击破坏时断裂面上所吸收的能量。

2、冲击吸收功：指规定形状和尺寸的试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。

3、低温脆性：在试验温度低于某一温度tk 时，会有韧性状态变为脆性状态，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。

4、韧脆转变温度：当试验温度低于某一温度tk 时，发生低温脆性，转变温度tk 为韧脆转变温度。

1、低应力脆断：材料断裂时的应力低于材料的屈服强度σs ，也往往低于许用应力[σ]，断裂形式为脆性断裂，塑性材料也是这样，这都被称为低应力脆断。

2、张开型（I ）裂纹：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。

3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。

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。

1、疲劳源：是疲劳裂纹萌生的策源地。

2、疲劳贝纹线：由变动载荷引起的，使裂纹前沿线留下弧状台阶痕迹，疲劳区的最大特征（宏观）。

3、疲劳条带：疲劳裂纹扩展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。

4、驻留滑移带：用电解抛光的方法也很难将已产生的表面循环滑移带去除，即使去除，当对试样重新循环加载时，则循环滑移带又会在原处再现，这种永留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带。

5、挤出脊和侵入沟：在拉应力作用下，位错源被激活，使其增殖的位错滑移到表面，形成滑移台阶，应力不断循环，多个位错源引起交互滑移，形成“挤出”和“侵入”的台阶。

6、疲劳寿命：疲劳失效时材料所经受的应力或应变循环次数。

7、过渡寿命：弹性应变幅-寿命线和塑性应变幅-寿命线的交点对应的寿命。

8、热疲劳：机件在由温度循环变化时产生的循环热应力及热应变作用下的疲劳。

9、过载损伤：倘若金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后，其疲劳极限或疲劳寿命减小，这就造成了过载损伤。

疲劳门槛值ΔKth P105/p120

在疲劳裂纹扩展速率曲线的Ⅰ区，当ΔK ≤ΔKth 时，da/aN=0,表示裂纹不扩展;只有当ΔK>ΔKth 时，da/dN>0,疲劳裂纹才开始扩展。因此，ΔKth 是疲劳裂纹不扩展的ΔK 临界值，称为疲劳裂纹扩展门槛值。 疲劳缺口敏感度qf P103/p118

金属材料在交变载荷作用下的缺口敏感性，常用疲劳缺口敏感度来评定。Qf=(Kf-1)/（kt-1）.其中Kt 为理论应力集中系数且大于一，Kf 为疲劳缺口系数。

1、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。

2、氢蚀：由于氢与金属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致金属脆化。断口宏观形貌呈氧化色，颗粒状；微观断口上晶界明显加宽，呈沿晶断裂。

3、白点：当钢中有过量的氢时，随着温度降低氢在钢中的溶解减小，如果过饱和的氢未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷处而形成氢分子，此时，氢的体积发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，而形成微裂纹，这种微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色为银白色，故称白点。

4、氢化物致脆：对于ⅣB 或ⅤB 族金属，由于它们与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，使金属脆化。

5、氢致延滞断裂：高强度钢或α+β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，经一段孕育期后，在金属内部三向拉应力区形成裂纹，裂纹逐步扩展，最后突然发生脆性断裂。

（1）磨损：机械表面相接触并作相对运动时，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。

跑合：在稳定磨损阶段前，摩擦副双方表面逐渐被磨平，实际接触面积增大的过程。

（5）咬死：在粘着磨损的过程中，常在较软一方本体内产生剪断，其碎片则转较硬一方的表面上，软方金属在硬方表面逐步积累最终使不同金属的摩擦副滑动成为相同金属间的滑动，故磨损量较大，表面较粗糙，发生卡死的现象。