材料力学性能答案

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完整版材料力学性能课后习题答案整理

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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规定残余伸长应力0.2屈服强度gt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。

材料力学性能考试题与答案

材料力学性能考试题与答案

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。

材料力学性能知到章节答案智慧树2023年西安工业大学

材料力学性能知到章节答案智慧树2023年西安工业大学
34.在循环应力加载过程中,如果材料出现的应力集中越明显,则应力集中处的贝纹线间距()。
参考答案:
越宽
35.典型疲劳断口具有3个特征区分别为()。
参考答案:
疲劳裂纹扩展区
;疲劳源
;瞬断区
36.疲劳条带和贝纹线均属于疲劳断口的微观特征形貌。()
参考答案:

37.同种材料不同应力状态下,表现出的应力~寿命曲线是不同的,相应的疲劳极限也不相同。一般而言,对称弯曲疲劳极限()对称拉压疲劳极限。
参考答案:

26.线弹性断裂力学研究方法之一是应力应变分析方法,与之相对应的是()判据。
参考答案:
K
27.要测量金属材料的断裂韧性(断裂韧度)KIC,中国国家标准中规定了四种试样,下列中不属于这四种试样的是()。
参考答案:
标准四点弯曲试样
28.奥氏体钢的KIC比马氏体钢的高。)
参考答案:

29.对于过共析钢而言,如果沿晶界析出二次渗碳体的数量逐渐增多,则该材料的KIC()。
参考答案:
晶粒大小
;金相组织
;加载速度
第四章测试
23.裂纹扩展的基本形式有()。
参考答案:
滑开型
;张开型
;撕开型
24.某材料的KIC=50MPa·m^-1/2,承受1000MPa的拉应力,假设K=1.2σ(πa)^1/2,该试样的临界裂纹尺寸是()。
参考答案:
1.1mm
25.应力场强度因子,综合反映了外加应力和裂纹长度、裂纹形状对裂纹尖端应力场强度影响,是材料本身固有的力学性能。()
参考答案:

59.两表面完全分开,形成液体与液体之间的摩擦是流体摩擦。()
参考答案:

材料力学性能习题及解答库

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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。

材料力学性能学习题与解答[教材课后答案]

材料力学性能学习题与解答[教材课后答案]

度越高。
3、计算: 某低碳钢的摆锤系列冲击实验列于下表, 温度(℃) 60 40 35 25 试计算: a. 绘制冲击功-温度关系曲线; 冲击功(J) 75 75 70 60 温度(℃) 10 0 -20 -50 冲击功(J) 40 20 5 1
冲击吸收功—温度曲线 80 70 60 50
Ak
40 30 20 10 0 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0 0 0 0 0 t/℃
第三章 冲击韧性和低温脆性 1、名词解释: 冲击韧度 冲击吸收功 低温脆性
解: 冲击韧度:一次冲断时,冲击功与缺口处截面积的比值。 冲击吸收功:冲击弯曲试验中,试样变形和断裂所吸收的功。 低温脆性:当试验温度低于某一温度时,材料由韧性状态转变为脆性状态。 韧脆转变温度:材料在某一温度 t 下由韧变脆,冲击功明显下降。该温度即韧脆转 变温度。 迟屈服:用高于材料屈服极限的载荷以高加载速度作用于体心立方结构材料时,瞬 间并不屈服,需在该应力下保持一段时间后才屈服的现象。
2) 简述扭转实验、弯曲实验的特点?渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学 性能常用的方法是什么? 1 扭转实验的应力状态软性系数较拉伸的应力状态软性系数高。可 解: 扭转实验的特点是○
2 扭转实验 对表面强化处理工艺进行研究和对机件的热处理表面质量进行检验。 ○ 3 圆柱试样在扭转时,不产生缩颈现象,塑 时试样截面的应力分布为表面最大。○
韧脆转变温度 迟屈服
2、简答 1) 缺口冲击韧性实验能评定哪些材料的低温脆性?哪些材料不能用此方法 检验和评定?[提示:低中强度的体心立方金属、Zn 等对温度敏感的材料,高强 度钢、铝合金以及面心立方金属、陶瓷材料等不能]
解:缺口冲击韧性实验能评定中、低强度机构钢的低温脆性。面心立方金属及合金如氏 体钢和铝合金不能用此方法检验和评定。

工程材料力学性能答案

工程材料力学性能答案

111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111.7决定金属屈服强度的因素有哪些?12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。

1.9试举出几种能显著强化金属而又不降低其塑性的方法。

固溶强化、形变硬化、细晶强化1.10试述韧性断裂与脆性断裂的区别。

为什么脆性断裂最危险?21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。

1.13何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些?答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。

上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化1.20断裂强度与抗拉强度有何区别?抗拉强度是试样断裂前所承受的最大工程应力,记为σb;拉伸断裂时的真应力称为断裂强度记为σf; 两者之间有经验关系:σf = σb (1+ψ);脆性材料的抗拉强度就是断裂强度;对于塑性材料,由于出现颈缩两者并不相等。

1.22裂纹扩展受哪些因素支配?答:裂纹形核前均需有塑性变形;位错运动受阻,在一定条件下便会形成裂纹。

2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222.3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。

答:单向拉伸试验的特点及应用:单向拉伸的应力状态较硬,一般用于塑性变形抗力与切断强度较低得所谓塑性材料试验。

压缩试验的特点及应用:(1)单向压缩的应力状态软性系数a=2,因此,压缩试验主要用于脆性材料,以显示其在静拉伸时缩不能反映的材料在韧性状态下的力学行为。

力学性能二级考试题及答案

力学性能二级考试题及答案

力学性能二级考试题及答案一、选择题1. 下列哪一项不属于材料的力学性能指标?A. 强度B. 韧性C. 导热系数D. 塑性答案:C. 导热系数2. 在拉伸试验中,应力和应变之间的关系符合下列哪个方程?A. Hooke定律B. 阿基米德原理C. 波尔斯曼定律D. 麦克斯韦方程答案:A. Hooke定律3. 下列哪一种材料属于金属材料?A. 水泥B. 陶瓷C. 玻璃D. 铝合金答案:D. 铝合金4. 弹性模量是用来衡量材料的哪一种力学性能?A. 塑性B. 刚性C. 韧性D. 强度答案:B. 刚性5. 下列哪个参数用来表示材料的硬度?A. 泊松比B. 弹性模量C. 韧性指数D. 洛氏硬度答案:D. 洛氏硬度二、简答题1. 请简要说明强度和韧性在材料力学性能中的定义及区别。

答:强度是材料抵抗外部力量破坏的特性,通常用来衡量材料的承受能力。

而韧性是材料抵抗断裂或塑性变形的能力,是材料延展变形的指标。

简单来说,强度体现在材料的抵抗力量的能力,而韧性体现在材料的抗变形和破坏的能力。

2. 请简要介绍拉伸试验,该试验用来测试材料的哪些力学性能?答:拉伸试验是一种用来测试材料拉伸性能的实验方法。

在该试验中,测试材料受到垂直于其截面方向的拉力,通过测量材料的应力-应变曲线来评估材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等力学性能参数。

3. 请简要解释材料的各向同性和各向异性的概念及区别。

答:各向同性是指材料在各个方向上具有相同的力学性能,即无论受到何种方向的外力,其性能表现均一致。

各向异性则是指材料在不同方向上具有不同的力学性能,如拉伸方向的强度等物理性能会有所差异。

各向同性材料在应用中更为广泛,而各向异性材料往往需要根据具体情况设计应用。

以上就是力学性能二级考试题及答案的内容,希望能对您的学习有所帮助。

如果有任何疑问,欢迎随时向老师咨询。

祝您学习顺利!。

1材料的力学性能(答案)

1材料的力学性能(答案)

第一章材料的力学性能一、选择题1、fsd表示( B )A、钢筋抗压强度设计值;B、钢筋抗拉强度设计值;C、钢筋抗拉强度标准值2、C30混凝土中的“ 30”表示(A )A、混凝土的立方体抗压强度标准值fcu,k 30MP a .?B、混凝土的轴心抗压强度标准值fck 30MP a .?C、混凝土的轴心抗拉强度标准值ftk 30MP a3、混凝土的强度等级以(A )表示A、混凝土的立方体抗压强度标准值fcu,k;B、混凝土的轴心抗压强度标准值fck;C、混凝土的轴心抗拉强度标准值ftk4、测定混凝土的立方体抗压强度标准值fcu ,k,采用的标准试件为( A )A、150mm 150mm 150mm ;B、450mm 150mm 150mm ;450mm 450mm 450mmC、5、测定混凝土的轴心抗压强度时,试件涂油和不涂油相比,( B ) 的测定值大。

A、涂油;B不涂油;C、一样大6、钢筋混凝土构件的混凝土的强度等级不应低于( A ) 。

A、C20;B、C25;C、C307、钢筋混凝土构件中的最大的粘结力出现在( A ) 。

A、离端头较近处;B、靠近钢筋尾部;C、钢筋的中间的部位8、预应力混凝土构件所采用的混凝土的强度等级不应低于( C) 。

A、C20;B、C30;C、C40二、问答题1、检验钢筋的质量主要有哪几项指标?答:对软钢有屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能。

对硬钢有极限强度、伸长率、冷弯性能。

2、什么是钢筋的屈强比?它反映了什么问题?答:屈强比为钢筋的屈服强度与极限强度的比值。

它反映结构可靠性的潜力及材料的利用率。

3、如何确定混凝土的立方体抗压强度标准值?它与试块尺寸的关系如何?答:按标准方法制作、养护的边长为150mm勺立方体在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

试件尺寸越小,抗压强度值越高。

4、为什么要有混凝土棱柱体抗压强度这个力学指标?它与混凝土立方体抗压强度有什么关系?答:钢筋混凝土受压构件中棱柱体多于立方体,所以棱柱体抗压强度比立方体抗压强度能更好地反映受压构件中混凝土的实际强度。

材料力学性能-课后答案-(时海芳-任鑫)

材料力学性能-课后答案-(时海芳-任鑫)

材料力学性能-课后答案-(时海芳-任鑫)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。

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作用产生的一种穿晶断裂,即断裂面沿一定的晶面(即解理面)分离。

2.解释下列力学性能指标的意义弹性模量);(2)ζ p(规定非比例伸长应力)、ζ e(弹性极限)、ζ s(屈服强度)、ζ 0.2(屈服强度);(3)ζ b(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)4.常用的标准试样有5 倍和10倍,其延伸率分别用δ 5 和δ 10 表示,说明为什么δ 5>δ 10。

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。

答:(1)未装满载时已变形到最大位置:弹簧弹性极限不够导致弹性比功小;(2)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,这是构件材料的弹性比功不足引起的故障,可以通过热处理或合金化提高材料的弹性极限(或屈服极限),或者更换屈服强度更高的材料。

材料力学性能试题及答案

材料力学性能试题及答案

材料力学性能试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 材料在拉伸过程中,当应力达到某一点时,应力不再增加而应变继续增加,这种现象称为()。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 蠕变D. 断裂答案:B2. 材料的屈服强度是指()。

A. 材料开始发生塑性变形时的应力B. 材料发生断裂时的应力C. 材料发生弹性变形时的应力D. 材料发生蠕变时的应力答案:A3. 材料的硬度是指()。

A. 材料抵抗外力作用的能力B. 材料抵抗塑性变形的能力C. 材料抵抗弹性变形的能力D. 材料抵抗断裂的能力答案:B4. 材料的疲劳是指()。

A. 材料在循环应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象B. 材料在恒定应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象C. 材料在高温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象D. 材料在低温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象答案:A5. 材料的冲击韧性是指()。

A. 材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力D. 材料在剪切载荷作用下吸收能量的能力答案:A6. 材料的断裂韧性是指()。

A. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力D. 材料在断裂过程中吸收能量的能力答案:D7. 材料的疲劳强度是指()。

A. 材料在循环应力作用下发生断裂时的应力B. 材料在拉伸载荷作用下发生断裂时的应力C. 材料在压缩载荷作用下发生断裂时的应力D. 材料在冲击载荷作用下发生断裂时的应力答案:A8. 材料的蠕变是指()。

A. 材料在循环应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象B. 材料在恒定应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象C. 材料在高温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象D. 材料在低温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象答案:B9. 材料的弹性模量是指()。

A. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在拉伸或压缩载荷作用下应力与应变的比值D. 材料在剪切载荷作用下吸收能量的能力答案:C10. 材料的泊松比是指()。

材料力学性能参考答案

材料力学性能参考答案

填空:1.影响材料弹性模数的因素有键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件和负荷持续时间等。

2.提供材料弹性比功的途径有二,提高材料的弹性极限,或降低弹性模量。

3.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。

4.金属材料常见的塑性变形机理为晶体的滑移和孪生两种。

5.多晶体金属材料由于各晶粒位向不同和晶界的存在,其塑性变形更加复杂,主要有各晶粒变形的不同时性和不均匀性及各晶粒变形的相互协调性的特点。

6.影响金属材料屈服强度的因素主要有晶体结构、晶界与亚结构、溶质元素、第二相、温度等。

7.产生超塑性的条件是(1)超细晶粒;(2)合适的条件,变形温度≥0.4Tm,应变速率ε≤ 10-3s-1 ;(3)应变速率敏感指数较高0.3≤m≤1 。

8.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,可以将断裂分为韧性断裂与脆性断裂;按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径,分为穿晶断裂和沿晶断裂;按照微观断裂机理分为剪切断裂和解理断裂;按作用力的性质可分为正断和切断。

9.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,规定残余伸长应力增加;卸载时降低的的现象。

10.剪切断裂的两种主要形式为滑断(纯剪切断裂)和微孔聚集性断裂。

11.解理断口的基本微观特征为解理台阶、河流花样和舌状花样。

12.韧性断裂的断口一般呈杯锥状,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。

13.韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标,其中又分为静力韧度、断裂韧度和冲击韧度。

14. 材料在受到三向等拉伸应力作用时压力状态最硬,其最大切应力分量分量为零,材料最易发生脆性断裂,适用于揭示塑性较好的金属材料的脆性倾向。

单向拉伸时,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;弯曲、扭转时应力状态较软,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;材料的硬度试验属于三向压缩状态,应力状态非常软,可在各种材料上进行。

材料力学性能智慧树知到答案章节测试2023年聊城大学

材料力学性能智慧树知到答案章节测试2023年聊城大学

第一章测试1.材料断裂前能承受的最大应力称为()A:弹性模量B:断裂强度C:抗拉强度D:屈服强度答案:C2.铸铁拉伸力学性能特点包括()A:无屈服、无颈缩B:抗拉强度较高C:延伸率低D:较低应力下被拉断答案:ACD3.成分和热处理对弹性比功影响较大,但对弹性模量影响不大。

A:对B:错答案:A4.屈服现象包括上屈服点和下屈服点,我们通常以上屈服点作为屈服强度。

A:错B:对答案:A5.在正应力下形成的断口韧窝为()A:扭曲韧窝B:拉长韧窝C:等轴韧窝D:撕裂韧窝答案:C第二章测试1.下列材料适合进行压缩实验的是()A:低碳钢B:铸铁C:纯铜D:铝合金答案:B2.对于塑性较好的材料只有采用应力状态软性系数较大的加载方式,才更易显示其脆性倾向。

A:错B:对答案:A3.增加材料抗弯性能的措施包括()A:减小弯矩B:增加长度C:较小载荷D:增大惯性矩答案:ACD4.布氏硬度的压头直径包括()等几种A:2.5mmB:10mmC:5mmD:1mm答案:ABCD5.洛氏硬度的测试原理是测量压痕深度表征材料的硬度值,压痕越深,硬度值越低。

A:对B:错答案:A第三章测试1.冲击弯曲实验特点为()A:冲击载荷B:塑性材料C:低温条件D:缺口试样答案:ACD2.下列材料中具有明显冷脆倾向的是()A:高碳马氏体钢B:纯铝C:低碳钢D:纯铜答案:C3.随溶质元素和杂质元素含量增加,韧脆转变温度降低。

A:对B:错答案:B4.试样尺寸越大,材料韧性下降,韧脆转变温度降低A:错B:对答案:A5.韧脆转变温度的评价方法包括()A:断口形貌法B:冲击弯曲C:扭转D:能量法答案:AD第四章测试1.传统力学把材料看做是没有缺陷、均匀的连续体。

A:对B:错答案:A2.KIC是KI的临界值,与KI有相同的量纲,但KIC与KI的意义截然不同。

A:错B:对答案:B3.影响断裂韧度的因素包括()A:微观组织B:加载速率C:温度D:杂质答案:ABCD4.GIC和KIC都是断裂韧度,物理意义完全相同,都是描述材料抵抗裂纹扩展的能力。

【材料力学性能】课后复习题(计算题)答案

【材料力学性能】课后复习题(计算题)答案
KIC Y a 1.1 a / 1.1150 3.14 0.025
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 习题解答

材料力学性能 习题解答

第6章 热学性能 习题解答名词解释:格波:晶格振动波。

声子:晶格振动波的量子化,严格意义上是晶格简谐振动的量子化。

光子:光波的量子化。

声频支振动:晶格振动波的振动频率在声频范围。

光频支振动:晶格振动波的振动频率在声频范围。

热容: “当一系统由于加给一微小的热量dQ 而温度升高dT 时,dQ/dT 这个量即是该系统的热容。

”(GB3102.4-93)即单位温度升高时所需要的热量。

杜隆—珀替定律:无论晶体属于何种类型,其比热容(单位焦耳/(开尔文·千克))均为3R/MM ,其中R 为普适气体常数(单位焦耳/(开尔文·摩尔))MM 为摩尔质量(单位千克/摩尔)。

热膨胀系数:实际应用中,有两种主要的热膨胀系数,分别是:线性热膨胀系数(CLTE):体积热膨胀系数:热导率:单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量。

热应力:温度改变时,物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束,使其不能完全自由胀缩而产生的应力。

又称变温应力。

综合题:1. 热容的本质是什么?dT dx Q t S λ∆⨯∆⨯∆=-答案:物体分子对热量的敏感程度和反应强度。

敏感程度决定吸收多少热;反应强度决定升高多少温度。

这些与分子结构,分子间距离有关。

2. 阐述晶态固体的热容随温度的变化规律。

用经典理论解释热容的经验理论。

❖答案:高温下: C V =3N A K B=3R;低温下: C V正比于 T3。

能量均分3.德拜热容理论取得了什么成功?讨论德拜热容理论在实际应用中的优点及不足。

❖答案:高温下: C V =3N A K B=3R;低温下: C V正比于 T3。

理论与实验数据符合得比较好。

计算复杂。

4.影响热容的因素有哪些?答案:过程,等温过程,等压过程。

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?答案:非简谐振动,引起声子导热。

6.阐述固体材料的热膨胀机理。

答案:固体材料中原子受力不对称,导致热膨胀。

材料力学性能学作业完整答案

材料力学性能学作业完整答案

材料力学性能学作业答案某校力学性能试验室装有液压万能材料试验机、扭转试验机和疲劳试验机等设备,今欲测定下列材料的塑性:1)40CrNiMo调质钢试样-拉伸2)20Cr渗碳淬火钢试样-弯曲或扭转3)W18Cr4V钢淬火回火试样-压缩或扭转4)灰铸铁试样-弯曲,扭转或压缩万能材料试验机-弯曲扭转试验机-扭转疲劳试验机-拉伸、压缩今有如下工件需测定硬度,试说明选用何种硬度试验为宜。

1)渗碳层的硬度分布显微2)淬火钢洛或维或布3)灰铸铁布4)硬质合金洛或维5)鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体显微6)仪表小黄铜齿轮显微7)龙门刨床导轨肖氏(便携)8)氮化层显微9)火车圆弹簧布氏10)高速钢刀具布氏检验以下材料的冲击韧性,哪些需要开口,哪些不需要开口?W18Cr4v[NO] Cr12MoV[NO] 3Cr2W8V[YES] 40CrNiMo[YES] 30CrMnSi[YES] 20CrMnSiTi[YES] 铸铁[NO]试说明低温脆性的物理本质及其影响因素?答:物理本质:某些金属材料或合金,在试验温度低于某一温度时,由韧性状态变为脆性状态。

影响材料脆韧转变的因素有:?1.晶体结构,对称性低的体心立方以及密排六方金属,合金转变温度高,材料脆性断裂趋势明显,塑性差;?2.化学成分,能够使材料硬度,强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差,材料脆性提高;?3.显微组织,显微组织包含以下几个方面的影响:晶粒大小,细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑性,韧性。

细化晶粒提高材料韧性原因为,细化晶粒可以使基体变形更加均匀,晶界增多可以有效的阻止裂纹的扩张,因塑性变形引起的位错的塞积因晶界面积很大也不会很大,可以防止裂纹的产生;金相组织;?4.温度的影响:温度影响晶体中存在的杂质原子的热激活扩散过程,定扎位错原子气团的形成会使得材料塑性变差。

5.加载速度的影响:提高加载速度如同降低材料的温度,使得材料塑性变差,脆化温度升高。

结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案

结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案

第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋,通常分别称它们为____________和。

2、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点,即。

3、碳素钢可分为、和。

随着含碳量的增加,钢筋的强度、塑性。

在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素,变成为。

4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、、。

5、钢筋和混凝土是不同的材料,两者能够共同工作是因为、、6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。

7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度,钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越,则钢筋的锚固长度就越长。

8、混凝土的极限压应变包括和两部分。

部分越大,表明变形能力越,越好。

9、混凝土的延性随强度等级的提高而。

同一强度等级的混凝土,随着加荷速度的减小,延性有所,最大压应力值随加荷速度的减小而。

10、钢筋混凝土轴心受压构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。

11、混凝土轴心受拉构件,混凝土徐变,则混凝土的应力,钢筋的应力。

12、混凝土轴心受拉构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。

二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。

2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时,其换算系数是0.95。

3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。

4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。

5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。

6、强度与应力的概念完全一样。

7、含碳量越高的钢筋,屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。

8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。

9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。

10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。

11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。

12、钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。

材料力学性能复习提纲(答案)

材料力学性能复习提纲(答案)

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。

力学性能二级考试题及答案

力学性能二级考试题及答案

力学性能二级考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料的弹性模量E表示的是材料的()。

A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度答案:A2. 应力-应变曲线的初始斜率表示的是材料的()。

A. 弹性模量B. 屈服强度C. 抗拉强度D. 延伸率答案:A3. 材料的屈服强度是指材料在()状态下的应力。

A. 弹性B. 塑性C. 断裂D. 疲劳答案:B4. 材料的疲劳强度是指材料在()循环载荷作用下的强度。

A. 长期B. 短期C. 静态D. 动态答案:A5. 材料的韧性是指材料在()过程中吸收能量的能力。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 断裂D. 疲劳答案:C6. 材料的硬度是指材料抵抗()的能力。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 断裂D. 疲劳答案:B7. 材料的延伸率是指材料在拉伸过程中()的比值。

A. 断裂后长度与原始长度B. 断裂前长度与原始长度C. 断裂后长度与断裂前长度D. 断裂前长度与断裂后长度答案:A8. 材料的冲击韧性是指材料在()作用下吸收的能量。

A. 静态载荷B. 动态载荷C. 循环载荷D. 冲击载荷答案:D9. 材料的蠕变是指材料在()作用下发生的变形。

A. 静态载荷B. 动态载荷C. 循环载荷D. 冲击载荷答案:A10. 材料的疲劳寿命是指材料在()循环载荷作用下达到疲劳断裂的时间。

A. 长期B. 短期C. 静态D. 动态答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料在拉伸过程中,当应力超过其弹性极限时,材料将发生________。

答案:塑性变形2. 材料的屈服强度是材料在________时的最大应力。

答案:塑性变形3. 材料的疲劳强度通常低于其________强度。

答案:抗拉4. 材料的韧性越高,其在受到冲击时越不容易________。

答案:断裂5. 材料的硬度越高,其抵抗________变形的能力越强。

答案:塑性6. 材料的延伸率越大,表明材料在拉伸过程中的________越好。

最新材料力学性能期试卷和答案

最新材料力学性能期试卷和答案
标注各区名称。
答:韧性断裂是金属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。典型的韧性断裂宏观断口呈杯锥形, 由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。(2.5分)
2、简述c-1和厶Kth的异同点,并画出疲劳裂纹扩展速率曲线。
答:相同:表征材料无限寿命疲劳性能(2分)
不同:c-1(疲劳强度)代表的是光滑试样的无限寿命疲劳强度,适用于传统的疲 劳强度设计和校核(1.5分);△Kth(疲劳裂纹扩展门槛值)代表的是裂纹试样的无限 寿命疲劳性能,适于裂纹件的设计和疲劳强度校核。(1.5分)(画图2.5分)
3、简述缺口的两个效应,并画出厚板缺口拉伸时弹性状态下的应力分布图。
A、塑性变形功;B、弹性变形功;
C、弹性变形功和塑性变形功;D、冲击变形功
8、金属具有应变硬化能力,表述应变硬化行为的Hollo mon公式,目前得到比较广
泛的应用,它是针对真实应力-应变曲线上的()阶段。
A、弹性;B、屈服;C、均匀塑性变形;D、断裂。
9、 因相对运动而产生的磨损分为三个阶段:()、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶 段。
4、简述氢脆的类型及其特征。
六、综合计算题:(每题10分,20分)
已知平面应变修正公式为:K(丫也,Ro1(―)2
耳10.056Y2(/s)2^2s
1、一块含有长为16mm中心穿透裂纹[K】=«na)1/2]的钢板,受到350MPs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385MPa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。
5、根据剥落裂纹起始位置及形态的差异,接触疲劳破坏分为点蚀、浅层剥落和

材料力学性能复习提纲(答案)

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。

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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《材料力学性能》课后答案机械工业出版社 2008第2版第一章 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。

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。

【P4】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?5、 决定金属屈服强度的因素有哪些?【P12】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?【P21】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。

7、 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?【P23】答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。

8、 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些?答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。

上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。

9、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论的局限性。

【P32】答: 212⎪⎭⎫ ⎝⎛=a E s c πγσ,只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。

第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词:(1)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+--== 【新书P39 旧书P46】(2)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。

【P44 P53】(3)缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值,称为缺口敏感度,即: 【P47 P55 】(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。

(9)里氏硬度——采动载荷试验法,根据重锤回跳速度表证的金属硬度。

二、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】三、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。

试验方法 特点 应用范围四.试述脆性材料弯曲试验的特点及其应用。

五、缺口试样拉伸时的应力分布有何特点?【P45 P53】在弹性状态下的应力分布:薄板:在缺口根部处于单向拉应力状态,在板中心部位处于两向拉伸平面应力状态。

厚板:在缺口根部处于两向拉应力状态,缺口内侧处三向拉伸平面应变状态。

无论脆性材料或塑性材料,都因机件上的缺口造成两向或三向应力状态和应力集中而产生脆性倾向,降低了机件的使用安全性。

为了评定不同金属材料的缺口变脆倾向,必须采用缺口试样进行静载力学性能试验。

六、试综合比较光滑试样轴向拉伸、缺口试样轴向拉伸和偏斜拉伸试验的特点。

偏斜拉伸试验:在拉伸试验时在试样与试验机夹头之间放一垫圈,使试样的轴线与拉伸力形成一定角度进行拉伸。

该试验用于检测螺栓一类机件的安全使用性能。

光滑试样轴向拉伸试验:截面上无应力集中现象,应力分布均匀,仅在颈缩时发生应力状态改变。

缺口试样轴向拉伸试验:缺口截面上出现应力集中现象,应力分布不均,应力状态发生变化,产生两向或三向拉应力状态,致使材料的应力状态软性系数降低,脆性增大。

偏斜拉伸试验:试样同时承受拉伸和弯曲载荷的复合作用,其应力状态更“硬”,缺口截面上的应力分布更不均匀,更能显示材料对缺口的敏感性。

七、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。

缺点:对不同材料需更换不同直径的压头球和改变试验力,压痕直径的测量也较麻烦,因而用于自动检测时受到限制。

洛氏硬度优点:操作简便,迅捷,硬度值可直接读出;压痕较小,可在工件上进行试验;采用不同标尺可测量各种软硬不同的金属和厚薄不一的试样的硬度,因而广泛用于热处理质量检测。

缺点:压痕较小,代表性差;若材料中有偏析及组织不均匀等缺陷,则所测硬度值重复性差,分散度大;此外用不同标尺测得的硬度值彼此没有联系,不能直接比较。

维氏硬度优点:不存在布氏硬度试验时要求试验力F 与压头直径D 之间所规定条件的约束,也不存在洛氏硬度试验时不同标尺的硬度值无法统一的弊端;维氏硬度试验时不仅试验力可以任意取,而且压痕测量的精度较高,硬度值较为准确。

缺点是硬度值需要通过测量压痕对角线长度后才能进行计算或查表,因此,工作效率比洛氏硬度法低的多。

八.今有如下零件和材料需要测定硬度,试说明选择何种硬度实验方法为宜。

(1)渗碳层的硬度分布;(2)淬火钢;(3)灰铸铁;(4)鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体;(5)仪表小黄铜齿轮;(6)龙门刨床导轨;(7)渗氮层;(8)高速钢刀具;(9)退火态低碳钢;(10)硬质合金。

(1)渗碳层的硬度分布---- HK 或-显微HV(2)淬火钢-----HRC(3)灰铸铁-----HB(4)鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体-----显微HV 或者HK(5)仪表小黄铜齿轮-----HV(6)龙门刨床导轨-----HS (肖氏硬度)或HL(里氏硬度)(7)渗氮层-----HV(8)高速钢刀具-----HRC(9)退火态低碳钢-----HB(10)硬质合金----- HRA第三章 金属在冲击载荷下的力学性能冲击韧性:材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。

【P57】冲击韧度: :U 形缺口冲击吸收功 KU A 除以冲击试样缺口底部截面积所得之商,称为冲击韧度,αku=Aku/S (J/cm2), 反应了材料抵抗冲击载荷的能力,用KU a 表示。

P57注释/P67冲击吸收功: 缺口试样冲击弯曲试验中,摆锤冲断试样失去的位能为mgH1-mgH2。

此即为试样变形和断裂所消耗的功,称为冲击吸收功,以K A 表示,单位为J 。

P57/P67低温脆性: 体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金,特别是工程上常用的中、低强度结构钢(铁素体-珠光体钢),在试验温度低于某一温度k t 时,会由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,这就是低温脆性。

韧性温度储备:材料使用温度和韧脆转变温度的差值,保证材料的低温服役行为。

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