第一章 机械力学性能习题参考答案

第一章 机械力学性能

习题参考答案

一、填空题

1．材料的力学性能的主要指标有 强度 、 硬度 、 冲击韧性 、 塑性 等。

2．HBS250～300应改为250～300 HBS ；600～650HBS 应改为600～650HBW 或600～650HV ；5～10HRC 应改为5～10HBS ；HRC70～75应改为 70～75HRA 。

3．σs 表示 屈服强度 ，σ

r0.2：表示 条件屈服强度 ，其数值越大，材料抵抗 塑性变形 的能力越大。

4．材料常用的塑性指标有延伸率 和 面缩率 两种。其中用面缩率表示塑性更接近材料的真实变形。

二、是非题

( F )1．机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形；

( F )2．材料的E 越大，其塑性越差；

( F )3．屈服点是表征材料抵抗断裂能力的力学性能指标；

( F )4．所有的金属材料均有明显的屈服现象。

三、思考题

1．现测得长、短两根圆形截面标准试样的δ5，和δ10均为25%，其原始直径为d 0=10mm,求两试样拉断后的标距长度是多少?哪一根试样的塑性好?为什么？

解：由下列公式

可算得：

不能判断试样塑性好坏；因为只有当L0 /d0为常数时，塑性值才有可比性。

2．标准规定，15钢的力学性能指标不应低于下列数值，σb ≥372(MPa)，σs ≥225(MPa)，δ5≥27%，ψ≥55%。现将购进的15钢制成d 0=10mm 的圆形截面短试样，经拉伸试验后测得F b =34500N ，F s =21100N ，L 1=65mm ，d l =6mm 。试问，这批15钢的力学性能是否合格? 解：由屈服强度和抗拉强度公式得

100100%l l l δ-=⨯()1100025%1010125mm d d L =⨯+=()150025%5562.5mm

d d L =⨯+=()221100268.79103.142S MPa σ==⨯()234500439.49103.142b MPa σ==⨯56550100%30%50δ-=⨯=222

106100%64%10ψ-=⨯=

因为

σs＞［σs ］，σb＞［σb］，δ＞［δ］，ψ＞［ψ］。故这批15钢是合格产品。

3．下列情况应采用什么方法测定硬度?写出硬度值符号。

(1)锉刀 (2)黄铜铜套 (3)硬质合金刀片 (4)供应状态的各种碳钢钢材 (5)耐磨工件的表面硬化层

答：(1) 洛氏硬度 HRC (2) 布氏硬度 HBS (3)洛氏硬度HRA 或维氏硬度 HV (4) 布氏硬度HBS (5) 维氏硬度 HV

4．35钢(w c≈0.35%)的σs小于45(w c≈0.45%)钢的σs。用35钢制作的轴，在使用过程中，发现有较大的弹性弯曲变形，若改用45钢制作该轴，试问能否减少弹性变形?若弯曲变形中已有塑性变形，试问是否可以避免塑性变形?

答：改用45钢能减少弹性变形。由于改变材料、结构和截面积可改变材料的弹性模量E，而E值愈大，抵抗弹性变形的力也愈大。

可以避免塑性变形。由于45钢的σs大于35钢的σs值，屈服强度σs愈大，抵抗塑性变形的能力愈强。