疲劳与断裂作业1答案

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机械工程材料课后答案

机械⼯程材料课后答案⼯程材料习题<习题⼀>1、抗拉强度：是材料在破断前所能承受的最⼤应⼒。

屈服强度：是材料开始产⽣明显塑性变形时的最低应⼒。

塑性：是指材料在载荷作⽤下，产⽣永久变形⽽不破坏的能⼒韧性：材料变形时吸收变形⼒的能⼒硬度：硬度是衡量材料软硬程度的指标，材料表⾯抵抗更硬物体压⼊的能⼒。

刚度：材料抵抗弹性变形的能⼒。

疲劳强度：经⽆限次循环⽽不发⽣疲劳破坏的最⼤应⼒。

冲击韧性：材料在冲击载荷作⽤下抵抗破坏的能⼒。

断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能⼒。

2 、材料的弹性模量与塑性⽆关。

3 、四种不同材料的应⼒应变曲线，试⽐较抗拉强度，屈服强度，刚度和塑性。

由⼤到⼩的顺序，抗拉强度： 2 、 1 、 3 、 4 。

屈服强度： 1 、 3 、 2 、 4 。

刚度：1 、3 、2 、4 。

塑性：3 、2 、4 、1 。

4、常⽤的硬度测试⽅法有⼏种？这些⽅法测出的硬度值能否进⾏⽐较？布⽒、洛⽒、维⽒和显微硬度。

由于各种硬度测试⽅法的原理不同，所以测出的硬度值不能直接进⾏⽐较。

5、以下⼯件应该采⽤何种硬度试验法测定其硬度？（1）锉⼑：洛⽒或维⽒硬度（2）黄铜轴套：布⽒硬度（3）供应状态的各种碳钢钢材：布⽒硬度（4）硬质合⾦⼑⽚：洛⽒或维⽒硬度（5）耐磨⼯件的表⾯硬化层：显微硬度6、反映材料承受冲击载荷的性能指标是什么？不同条件下测得的这些指标能否进⾏⽐较？怎样应⽤这些性能指标？冲击功或冲击韧性。

由于冲击功或冲击韧性代表了在指定温度下，材料在缺⼝和冲击载荷共同作⽤下脆化的趋势及其程度，所以不同条件下测得的这种指标不能进⾏⽐较。

冲击韧性是⼀个对成分、组织、结构极敏感的参数，在冲击试验中很容易揭⽰出材料中的某些物理现象，如晶粒粗化、冷脆、热脆和回⽕脆性等，故⽬前常⽤冲击试验来检验冶炼、热处理以及各种加⼯⼯艺的质量。

此外，不同温度下的冲击试验可以测定材料的冷脆转变温度。

同时，冲击韧性对某些零件（如装甲板等）抵抗少数⼏次⼤能量冲击的设计有⼀定的参考意义。

断裂与疲劳(专升本)中国地质大学开卷参考资料题库及答案

(B) 差
(C) 商
(D) 积
正确的答案是：D
3. 材料的实际强度比理论强度低得多的原因可能是由于材料中的存在。(5分)
(A) 断裂
(B) 形变
(C) 微裂纹
(D) 断口
正确的答案是：C
4. 裂纹的生核、长大过程中一定要伴随的产生，也就是说，在断口表面总会有一塑性形变层。
(5分)
10. 疲劳的一个特点是只有在承受交变的循环（扰动）应力或循环应变作用的条件下，材料或构件因疲劳发生而损伤破坏。(5分)
正确错误
正确的答案是：正确
解题思路：
二、填空题
1. ___(1)___ 是指结构或机械直至破坏所作用的循环载荷的次数或时间。(5分)
(1).
正确的答案是:
疲劳寿命
2. 根据疲劳裂纹的形成及扩展过程，典型的疲劳宏观断口三要素是：___(2)___ 、稳扩区和瞬断区。(5分)
2. 疲劳破坏是由应力或应变较高的局部开始，形成损伤并逐渐累积，导致破坏发生。(5分)
正确错误
正确的答案是：正确
解题思路：
3. 疲劳分析就是要研究裂纹的起始或萌生。(5分)
正确错误
正确的答案是：错误
解题思路：
4. 撕开型（Ⅲ型）裂纹最为常见，也是最为危险的一种裂纹。(5分)
正确错误
正确的答案是：错误
正确错误
正确的答案是：错误
解题思路：
10. 材料的断裂是一个很复杂的过程，是材料性质、载荷类型、复役环境、构件尺寸等多种因素共同作用的结果，并且可能造成灾难性事故，因此断裂控制是无规律可循的。(6分)
正确错误
正确的答案是：错误
解题思路：
二、填空题
1. 载荷按性质分类有拉伸载荷、压缩载荷和___(1)___ 载荷。(5分)

华中科大疲劳断裂课后习题解答全解全析

C = (0.9Su )11.8 ×103 = (0.9 × 430)11.8 ×103 = 3.4276 ×1033
-2-
第二章
疲劳与断裂课后习题全解
2-1 解：由题意可知： f = 20HZ ，要施加106 次循环需要：
t = 106 = 13.889小时。 20× 3600
2-2 解：由图中可以得到：
a） Smax = 380 MPa， Smin = 80 MPa， Sa = 160 MPa， Sm = 230 MPa。
再利用金相显微镜或低倍电子显微镜，可对裂纹源进行进一步观察和确认，并且判断是否因为材料缺陷所引起，缺陷的类型和大小若何。
由宏观“海滩条带”和微观“疲劳条纹”数据，结合构件使用载荷谱分析，还可能估计裂纹扩展速率。
-1-
疲劳与断裂课后习题全解
1-4 答：根据疲劳问题的特点，疲劳破坏起源于高应力或者高应变的局部。提高表面的光洁度，即可以减少结构整体的应力集中的可能性。这样就可以减少高应力和高应变的区域。
-3-
Sa(MPa)
400 350 300 250 200 150 100
2
疲劳与断裂课后习题全解
Sa(R=0)= -39.96LgN+408.73 Sa(R=-1)= -73.24LgN+624.72
原原原原 R=0 原原原原 R=-1 拟拟 R=0 拟拟 R=-1
3
4
5
6
7
8
9
疲劳与断裂课后习题全解
习题和答案
第一章
1-1 答：根据 ASTM E206—72 中所作的定义有：在某点或者某些点承受扰动应力，且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部的、永久结构变化的发展过程，称为疲劳。

结构疲劳与断裂作业

结构疲劳与断裂作业结构疲劳与断裂作业专业：结构工程姓名：高培文学号： S2******* 授课教师：雷宏刚疲劳与断裂是引起结构与构件失效的主要原因，由疲劳与断裂引发的众多灾难性事故给人类造成了难以估量的损失。

统计资料表明，80-90%的焊接结构断裂事故是由疲劳失效引起的，由于焊接接头的焊趾处的应力集中和残余拉伸应力作用，焊接接头疲劳强度大幅度地低于基本金属的疲劳强度。

虽然结构按疲劳规范设计，仍然发生一些整体结构的过早疲劳失效，造成巨大的经济损失，甚至是人身伤亡事故。

一、疲劳破坏疲劳破坏就是材料或构件在交变应力或应变作用下，在某点或某些点产生永久性损伤，经一定循环次数后产生裂纹，并使裂纹扩展直至完全断裂或突然发生完全断裂的过程。

构件因发生疲劳破坏而丧失正常工作性能的现象称为疲劳失效。

试件抵抗疲劳失效的能力称为材料疲劳强度;构件抵抗疲劳失效的能力称为结构疲劳强度。

疲劳寿命，即材料或构件疲劳失效时所经受的规定应力或应变的循环次数。

疲劳断裂过程大致可分为四个阶段:裂纹成核阶段、微观裂纹扩展阶段、宏观裂纹扩展阶段、最后断裂阶段。

1、裂纹成核阶段受有交变载荷的构件如果是无裂纹或者是无其它缺陷的光滑零部件，在交变应力作用下，虽然名义应力不超过材料的屈服极限，但由于材料组织性能不均匀，在构件的表面局部区域仍然能产生滑移。

用力学原理来解释，因为构件表面是平面应力状态，容易产生滑移，但看不到塑性变形特征。

由于多次反复的循环滑移过程，便产生金属挤出和挤入的滑移带，由此形成微裂纹的核。

2、微观裂纹扩展阶段一旦裂纹成核，微裂纹就沿着滑移面扩展，扩展方向是与主应力轴成45°。

此阶段扩展深入表面很浅，大约十几微米，而且不是单一的裂纹，是许多沿滑移带的裂纹，这个过程为裂纹扩展的第一阶段。

3、宏观裂纹扩展阶段这一阶段是从微观裂纹直接过渡过来的宏观阶段，裂纹扩展速率增加，扩展方向与拉应力垂直，且为单一裂纹扩展。

一般认为裂纹长度a在0.1mm4、瞬时断裂阶段当裂纹扩展到足够大即达到临界尺寸ac时，便会产生失稳扩展而很快断裂。

铝合金的疲劳与断裂分析考核试卷

铝合金的疲劳与断裂分析考核试卷
考生姓名：__________答题日期：_______得分：_________判卷人：_________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.铝合金疲劳的主要原因是：（）
A.材料内部缺陷
B.外部应力超过材料屈服强度
10.以下哪种方法不适用于铝合金疲劳裂纹的检测？（）
A.涡流检测
B.超声波检测
C.磁粉检测
D.漏磁检测
11.铝合金的疲劳极限与以下哪个因素有关？（)
A.材料的纯度
B.材料的强度
C.材料的硬度
D.所有上述因素
12.在进行铝合金疲劳测试时，以下哪种应力状态最常见？（）
A.拉伸应力
B.压缩应力
C.弯曲应力
C.温度
D.材料的屈服强度
8.对于铝合金的疲劳裂纹扩展，以下哪种说法正确？（）
A.裂纹扩展速率随应力强度因子增加而减小
B.裂纹扩展速率与应力强度因子无关
C.裂纹扩展速率随应力强度因子增加而增加
D.裂纹扩展速率仅与环境温度有关
9.铝合金在高温环境下的疲劳性能通常：（）
A.提高
B.降低
C.不变
D.与温度变化无关
A.应力比为0.5
B.应力比为-1
C.应力比为0
D.应力比为1
9.以下哪些因素会影响铝合金的断裂韧性？（）
A.材料的微观结构
B.材料的化学成分
C.温度
D.应变速率
10.以下哪些方法可以用来检测铝合金的疲劳裂纹？（）
A.涡流检测
B.超声波检测
C.磁粉检测
D.电子显微镜观察
11.铝合金疲劳裂纹扩展过程中，以下哪些现象是常见的？（）

华中科大疲劳断裂课后习题答案全解全析

疲劳与断裂课后习题全解
习题和答案习题和答案第一章 1-1 答：根据 ASTM E206—72 中所作的定义有：在某点或者某些点承受扰动应力，且在足够多的循答：环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部的、永久结构变化的发展过程，称为疲劳。根据上述定义，疲劳具有下述特征： 1) 只有在承受扰动应力作用的条件下，疲劳才会发生。 2) 疲劳破坏起源于高应力或者高应变的局部。静载下的破坏，取决于结构整体；疲劳破坏则由应力或应变较高的局部开始，形成损伤并逐渐积累，导致破坏发生。 3) 疲劳破坏是在足够多次的扰动载荷作用之后，形成裂纹或者完全断裂。 4) 疲劳是一个发展过程。疲劳裂纹萌生和扩展，是这一发展过程中不断形成的损伤积累的结果。最后的断裂，标志着疲劳过程的终结。
D = ∑ Di = ∑ ni N i
1
k
（i=1,2,..k，)
破坏准则为：
D=
∑n
i
Ni = 1
这就是 Miner 线性累积损伤理论。其中，ni 是在 Si 作用下的循环次数，由载荷谱给出；Ni 是在
Si 作用下循环到破坏的寿命，由 S—N 曲线确定。
相对 Miner 线性累积损伤理论：根据过去的使用经验或试验，已知某构件在其使用载荷谱下的寿命，在要预测另一类似构件在相似谱作用下的疲劳寿命时，不再假定其损伤和为 1，而是将 Miner 累积损伤式作为一种传递函数。由实验或过去的经验确定 Q，并由此估相对 Miner 理论的实质是取消损伤和 D=1 的假定，算寿命。
4)估计构件寿命
对称循环 ( S a ( R =−1) = 430.77MPa, S m = 0) 条件下的寿命，可由基本 S—N 曲线得到，即
N =C
S

疲劳与断裂作业1答案

《疲劳与断裂》第一次作业习题答案1．依据以下等寿命疲劳图，作该材料在R=-1和R=0时的S a-N曲线。

解：R=-1时图1-1S a-N曲线现取lgS a为纵坐标，lgN为横坐标绘于图中，如图1-2所示则：usx x +=与回归方程Y =A +BX 对比有x Y =，u X =，x A =，sB =求出：7665.3=xx L ，1043.0=yy L ，6043.0=xy L 则9641.01043.07665.36043.0=⨯==yy xx xyL L L r查相关系数的起码值得874.0=αr ，因此，αr r >，满足线性相关。

（2）假定寿命服从威布尔分布)lg(lg lg )(lg )](1[lg lg 001N N b e N N b N F a --+-=--与回归方程Y =A +BX 对比有1)](1[lg lg --=N F Y ，)(lg 0N N X -=)lg(lg lg 0N N b e A a --=，bB =设Nxx L 则r 综数=r （33．某钢构件在图示拉伸应力S 1=400MPa 下作用n 1=2⨯104后应力增至S 2=450MPa ，求该构件的剩余寿命，已知材料的S b =600MPa 。

400450St⋯⋯解：在拉压荷载作用下S f(tension)=0.35S b =0.35×600=210MPa设基本S-N 曲线为CN S =α其中()()314.735.9.0lg 39.0lg 3===k α()()223314.731065.9106009.0109.0⨯=⨯⨯=⨯=αb S C ∴基本S -N 曲线为22314.71065.9⨯=N S （1）在拉伸应力S 1=400MPa 的作用下，S max =400MPa ，S min =0MPa 因此，S a =(S max -S min )÷2=200MPa解得：421041.1⨯=n ，所以该构件剩余寿命为41041.1⨯。

江苏开放大学机电设备故障诊断与维修计分作业1

机电设备故障诊断与维修【计分作业1】作业详情老师点评：答案解析：设备故障诊断技术在保证设备的安全可靠运行以及获取更大的经济效益和社会效益上意义是十分明显的。

2振动检测及故障诊断所用的典型仪器设备不包括下列哪个设备？（）客观题满分：2分得分：2分A温度传感器B信号调理器C信号记录仪D信号分析与处理设备正确答案：A学生答案：A老师点评：答案解析：振动检测及故障诊断所用的典型仪器设备主要有信号调理器、信号记录仪和信号分析与处理设备3设备状态监测和故障诊断是在（）情况下进行。

客观题满分：2分得分：2分A修理过程中基本不拆卸C设备解体D设备闲置正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：设备状态监测和故障诊断是在基本不拆卸情况下进行。

4设备不能正常工作且不能维持工作时的状态称为（）。

客观题满分：2分得分：2分A标准状态B异常状态C正常状态故障状态正确答案：D学生答案：D老师点评：答案解析：设备不能正常工作且不能维持工作时的状态称为故障状态5状态监测主要采用检测、测量、监测、分析和（）等方法。

客观题满分：2分得分：2分A测试B估计判别D观察正确答案：C学生答案：C老师点评：答案解析：状态监测主要采用检测、测量、监测、分析和判别等方法。

6两个接触表面由于受相对低振幅振荡运动而产生的磨损是（）。

客观题满分：2分得分：2分A粘着磨损B磨料磨损C疲劳磨损微动磨损正确答案：D学生答案：D老师点评：答案解析：两个接触表面由于受相对低振幅振荡运动而产生的磨损是微动磨损。

7声级计的频响范围为（）。

客观题满分：2分得分：2分A0-20Hz20-20kHzC20k-200kHzD200k-2000kHz正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：声级计的频响范围为20-20kHz8下列那种形式不属于磨损的五种形式之一（）。

客观题满分：2分得分：2分A磨料磨损断裂磨损C粘着磨损D疲劳磨损正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：断裂磨损不属于磨损的五种形式之一9下列哪个不是常用的测温电阻丝材料（）。

疲劳与断裂中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

疲劳与断裂中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.表面裂纹问题是问题，其形状一般呈，用表示。

（）参考答案:三维半椭圆形半椭圆形2.下列哪个不是影响疲劳性能的因素（）。

参考答案:材料数量3.传统的应力和应变是以变形后的几何尺寸定义的，称为工程应力（S）和工程应变（e）。

参考答案:错误4.下面关于威布尔分布的描述，错误的是（）。

参考答案:威布尔分布函数是三参数模型，不能退化到二参数情况5.下列关于疲劳破坏特征的描述，哪一个是错误的（）。

参考答案:作用应力水平达到或超过极限应力6.J积分通过线积分利用远处的（）和位移场来描述裂纹尖端的力学特性，与积分路径（）。

参考答案:应力场无关7.材料的循环应力—应变响应可以由循环应力幅—应变幅方程和滞回环方程描述循环滞回行为是其与单调加载条件相比的主要不同之处。

参考答案:正确8.断裂力学需要回答的问题有（）。

① 裂纹是如何扩展的；② 剩余强度与裂纹尺寸的关系如何；③ 控制含裂纹结构破坏与否的参量是什么？如何建立破坏（断裂）的判据；④ 裂纹从某初始尺寸扩展到发生破坏的临界裂纹尺寸时，还有多少剩余寿命。

参考答案:①②③④9.当应变再次达到某值时，并且此前在该值处曾发生过应变变化的反向，则应力—应变曲线将形成反向滞回环，这种行为称为记忆特性。

参考答案:正确10.拉伸平均应力会使疲劳裂纹扩展速率da/dN（）,而腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率da/dN会（）。

参考答案:增大，增高11.标准试件的单轴拉伸可分为四个阶段，分别为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段，最终发生断裂。

参考答案:正确12.关于高载迟滞效应，下列的哪个说法是错误的（）。

参考答案:高载迟滞现象是指在拉伸低载作用后的高载循环中，发生疲劳裂纹扩展速率减缓的现象；13.初始裂纹尺寸相较于材料断裂韧度对裂纹扩展寿命的影响要大得多。

参考答案:正确14.控制疲劳裂纹不发生扩展的条件是【图片】。

参考答案:正确15.J积分和CTOD都是描述裂纹尖端附近区域的弹塑性应力应变场特征的重要参数，它们之间没有必然的联系。

断裂与疲劳(专升本)中国地质大学开卷参考资料题库及答案

断裂与疲劳(专升本)阶段性作业1总分：100分得分：0分一、判断题1. 断裂力学的研究对象是含裂纹体。

(6分)正确错误正确的答案是：正确解题思路：2. 脆性材料不发生或很小塑性变形，没有屈服极限，在经历很小的变形情况下就会发生断裂。

(6分)正确错误正确的答案是：正确解题思路：3. 第二强度理论代表最大切应力理论。

(6分)正确错误正确的答案是：错误解题思路：4. 穿晶断裂是韧性的，而不可以是脆性的。

(6分)正确错误正确的答案是：错误解题思路：5. 约束力是一种主动力。

(6分)正确错误正确的答案是：错误解题思路：6. 低应力脆断多与结构件中存在宏观缺陷(主要是裂纹)有关，且与材料的韧性有关。

(6分)正确错误正确的答案是：正确解题思路：7. 材料的理论断裂强度与实际断裂强度相差很大。

(6分)正确错误正确的答案是：正确解题思路：8. 使构件发生变形的外部物体作用统称为外力，它只表示构件承受的载荷。

(6分)正确错误正确的答案是：错误解题思路：9. 根据材料断裂的载荷性质，断裂力学分为静态断裂力学和动态断裂力学，断裂动力学是断裂静力学的基础。

(6分)正确错误正确的答案是：错误解题思路：10. 材料的断裂是一个很复杂的过程，是材料性质、载荷类型、复役环境、构件尺寸等多种因素共同作用的结果，并且可能造成灾难性事故，因此断裂控制是无规律可循的。

(6分)正确错误正确的答案是：错误解题思路：二、填空题1. 载荷按性质分类有拉伸载荷、压缩载荷和___(1)___ 载荷。

(5分)(1). 正确的答案是: 剪切2. 由于作用循环载荷而性能变劣造成的断裂称为___(2)___ 。

(5分)(1). 正确的答案是: 疲劳断裂3. 材料（或构件）断裂前有明显的塑性变形，即断裂应变较大的断裂方式为___(3)___ 。

(5分)(1). 正确的答案是: 韧性断裂三、单选题1. 断裂化学则是研究各种对材料断裂过程的作用及影响的一门学科。

断裂力学答案

13. 裂纹止裂的原理为何？工程中常用的止裂方法有哪些？答：（1）裂纹止裂的原理:在裂纹扩展过程中，弹性能释放率 G 并不总是裂纹长度的渐增函数。在某些情况下，它也可能随裂纹长度 a 的增加而减小。这样，随着裂纹的向前扩展，弹性能释放率 G 就有可能低于裂纹的扩展阻力 R，从而使裂纹停止扩展而出现止裂现象。 (2) 工程中常用的止裂方法有：对于输气或输油管线，可在管线的一定部位接入一节高韧性材料管段；在飞机上，则广泛采用加筋板或止裂筋带结构。 14. 试述疲劳问题的特点，并试举 2-3 个工程案例；答：（1）在某点或某些点承受扰动应力，且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程，称为疲劳。特点：材料受到扰动应力；应力经过多次循环；局部先产生微裂纹；从裂纹到失效是发展过程；疲劳产生于应力集中区，疲劳应力常低于屈服强度；断裂前无明显的塑性变形。（2）工程案例：二次大战期间，400 余艘全焊接舰船断裂；2005.4.25, 上午 9：20, 日本兵库县尼崎市列车脱轨：死亡 106 人，伤 400 人。 15. 分析疲劳断口的组成与影响因素；答：（1）疲劳断口的组成：一个典型的疲劳断口总是由疲劳源、疲劳裂纹扩展区和最终断裂区三部分构成。（2）影响因素：平均应力（拉伸平均应力降低疲劳强度，压缩平均应力提高疲劳强度）、表面加工与处理（疲劳裂纹通常起始于零件表面，因此，表面状况对疲劳寿命有很大的影响，表面光洁度越高，形成疲劳裂纹的时间越长）、加载型式、缺口与应力集中、试样的尺寸。 16. 分析疲劳应力应变曲线的特点；答：单调拉伸和单调压缩：曲线关于原点 O 对称，屈服极限以内是直线。循环应力应变曲线：外载处于材料的弹性范围内，不产生塑性；外载超过材料的比例极限时，形成迟滞回线；当材料的 s / b 0.7 时，属循环硬化材料，当 s / b 0.8 时，属循环软化材料；在常幅应力控制下，应变不断提升的现象叫做循环蠕变；在常幅应变控制下，应力不断下滑的现象叫做循环松弛。

钢结构A第1次作业

钢结构A第1次作业21.简述影响疲劳断裂的因素。

参考答案：影响疲劳断裂的因素有连接和构造状况、应力幅、应力循环次数。

22.设计轴心受压构件时应满足哪些方面要求。

参考答案：强度、刚度、整体稳定和局部稳定。

23.在钢梁设计中为何只考虑截面部分发展塑性。

参考答案：24.标准对焊接组合梁腹板加劲肋的布置有哪些要求?参考答案：为了确保安全适用、经济合理，梁在设计时既要考虑承载力的极限状态，又要考虑正常使用的极限状态。

前者包括强度、整体稳定和局部稳定，用的是荷载设计值；后者指梁应有一定的抗弯刚度，即在荷载标准值的作用下，梁的最大挠度不超过标准容许值。

25.对接焊接施焊时为何常在两端设置引弧板？参考答案：对接焊缝的起弧和落弧点，常因不能熔透而出现焊口，形成裂纹和应力集中。

为了消除焊口影响，焊接时可将焊缝的起点和终点延伸至引弧板了。

一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题)1.钢中含碳量越高〔〕(A) 强度越高(B) 塑性韧性越高正确答案：C解答参考：7. 对直接承受动力荷载作用的正面角焊缝其强度设计值增大系数取〔〕(A) 0(B) 1正确答案：B解答参考：8.图示三面围焊缝受P力作用时，危险应力点应该为〔〕(A) a、b点(B) b、c点(C)c、d点(D) a、d点正确答案：D解答参考：9.计算梁的刚度时，采用的是〔〕(A) 永久荷载、可变荷载标准值(B) 永久荷载、可变荷载设计值(C) 永久荷载的设计值(D) 永久荷载的标准值正确答案：A解答参考：10.对于一般排架和框架，由可变荷载效应控制的组合，一般情况下荷载组合系数ψ的取值为〔〕正确答案：C解答参考：二、不定项选择题(有不定个选项正确，共5道小题)11.现行标准在计算实腹式轴心受压构件临界力时( )[不选全或者选错，不算完成](A) 考虑了初偏心(B) 考虑了初弯曲(C) 计入残余应力影响(D) 用极限强度理论(E) 用边缘屈服准则正确答案：B C D解答参考：12.与轴心拉杆强度承载力有关的是〔〕[不选全或者选错，不算完成](A) 钢材厚度的组别(B) 钢种(C) 杆件长度(D) 杆件截面积(E) 轴心拉力正确答案：A B D解答参考：13. 轴心受压柱板件外伸部分的宽厚比但以下错误的取值为〔〕[不选全或者选错，不算完成](A)(B)(C)(D)(E)正确答案：D E解答参考：14.焊接应力对结构〔〕[不选全或者选错，不算完成](A) 静力承载力无影响(B) 降低结构的刚度(C) 降低钢材疲劳强度(D) 可能使钢材产生脆性破坏(E) 降低受压构件的稳定性正确答案：A B C D E解答参考：15. 时效硬化〔〕[不选全或者选错，不算完成](A)提高钢材的屈服强度(B) 提高钢材抗拉强度(C) 降低钢材塑性(D) 降低钢材韧性(E) 时效硬化的过程一般很短正确答案：A B C D解答参考：三、判断题(判断正误，共5道小题)16.普通螺栓的承压承载力设计值计算公式中，为被连接所有板件的总厚度。

国开大学钢结构形考任务1-4答案

钢结构形考任务及模拟试题1、下面关于钢结构特点说法有误的一项是（耐热性差、耐火性好2、相比较来讲，最适合强震区的结构类型是（钢结构）3、下列均为大跨度结构体系的一组是（网壳、悬索、索膜）4、结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（可靠性）5、下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂）6、钢结构设计最基本的要求不包括（造型美观）7、用来衡量承载能力的强度指标指的是（屈服强度）8、钢材一次拉伸过程中可分为4个阶段，其中第2阶段是（弹塑性阶段）9、钢材拉伸过程中，随变形的加快，应力应变曲线出现锯齿形波动，直到出现应力保持不变而应变仍持续增大的现象，此阶段应为（塑性阶段）10、钢材的抗拉强度能够直接反映（钢材内部组织的优劣）11、钢材的强屈比越高，则钢材的安全储备（越大）12、钢材在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力称为（塑性）13、伸长率越大，则钢材的塑性越（越好）14、下列关于碳元素对钢材性质的影响说法有误的一项是（碳含量增加，可焊性增强）15、下列均为钢材中的有益元素的一组是（硅和锰）16、在高温时熔化于铁中的少量氮和碳，随着时间的增长逐渐从纯铁中析出，形成自由碳化物和氮化物，对纯铁体的塑性变形起遏制作用，从而使钢材的强度提高，塑性、韧性下降，这种现象称为（时效硬化）17、钢材在连续反复荷载作用下，应力还低于极限抗拉强度，甚至低于屈服强度，发生的突然的脆性断裂称为（疲劳破坏）18、下列各因素对钢材疲劳强度影响最小的是（静力强度）19、钢材的疲劳破坏属于（脆性破坏）20、高性能建筑结构用钢简称（高建钢）21、钢结构的连接按照连接的方法主要分为焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接和销轴连接，其中出现最早的是（铆钉连接）22、摩擦型高强度螺栓抗剪连接的承载力取决于（高强度螺栓的预拉力和板件接触面间的摩擦系数的大小）23、摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接的不同之处体现在（设计计算方法和孔径方面）24、利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的电弧熔焊方法指的是（气体保护焊）25、与焊件在同一平面内，且焊缝金属充满母材的焊缝称为（对接焊缝）26、按施焊时焊缝在焊件之间的相对空间位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊，其中操作条件最差的是（仰焊）27、常见的焊缝缺陷包括裂纹、焊瘤、烧穿、气孔等，其中焊缝连接中最危险的缺陷是（裂纹）28、焊缝的表示方法中，符号“V”表示的是（V形破口的对接焊缝）29、对接焊缝的构造规定主要包括（坡口、引弧板和过渡坡）30、焊缝长度方向与作用力垂直的角焊缝是（正面角焊缝）31、在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为（两端大、中间小）32、直角角焊缝的强度计算公式，式中符号表示（正面角焊缝的强度设计值增大系数）33、焊接残余应力不影响结构（构件）的（静力强度）34、螺栓的排列方式说法有误的一项是（相比并列排列，错列排列截面削弱较大，是目前常用的排列形式）35、下列关于螺栓在构件排列的相关要求说法有误的一项是（受压构件，当沿作用力方向的螺栓距过小时，在被连接的板件间易发生张口或鼓曲现象）36、普通螺栓连接按螺栓的受力情况可分为（抗剪型连接、抗拉型连接和拉剪型连接）37、高强度螺栓连接分为（摩擦型连接和承压型连接）38、普通螺栓连接按螺栓的受力情况可分为抗剪型连接、抗拉型连接和拉剪型连接，其中最常见的是（抗剪型连接）39、螺栓群在轴力作用下的受剪连接，各个螺栓的内力沿螺栓群长度方向不均匀，分布特点为（两端大、中间小）40、轴心受力构件主要包括（轴心受压构件和轴心受拉构件）41、设计轴心压杆时需计算的内容有（强度、整体稳定性、局部稳定性、刚度（长细比））42、一般情况下，轴心受力构件满足刚度要求采取的措施是限制构件的（长细比）43、理想轴心受压构件可能的三种失稳形式分别是（弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳）44、双轴对称截面的构件最常见的屈曲形式是（弯曲失稳）45、单轴对称T形截面构件，当绕非对称轴屈曲时，其屈曲形式为（弯曲屈曲）46、轴心受压杆件一般是由若干个板件组成，且板件的厚度与宽度相比都比较小，当杆件受压时，由于沿外力作用方向受压应力作用，板件本身也有可能发生翘曲变形而退出工作，这种现象称为轴心受压杆件的（局部失稳）47、选择实腹式轴心受压构件截面时，第一步应（根据轴心压力的设计值和计算长度选定合适的截面形式）48、格构式轴心受压构件缀条设计时，由于剪力的方向不定，斜缀条选择截面时应按（轴心受压杆）49、确定轴心受压实腹柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近，其目的是（达到经济效果）50、当轴压构件的局部稳定不满足时,下列措施相对有效的是（增加板件厚度）51、格构式柱穿过分肢的轴称为实轴，一般记作（The correct answers are: y轴, z轴）52、格构式柱绕实轴的计算与实腹杆件完全相同，其承载力为两个分肢压杆承载力之（和）53、柱子与梁的连接节点称为（柱头）54、刚接柱脚与铰接柱脚的区别在于（能否传递弯矩）55、轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于（基础材料的抗压能力）56、下列关于柱脚底板厚度的说法错误的是（其它条件相同时，四边支承板应比三边支承板更厚些）57、轴心受压构件的靴梁的高度主要取决于（其与柱边连接所需的焊缝长度）58、梁的主要内力为（弯矩）59、受弯构件有实腹式和格构式之分,其中格构式受弯构件称为（桁架）60、梁在横向荷载作用下使截面受剪时，剪应力合力的作用点称为（剪切中心）61、如梁或杆件两端承受大小相等而方向相反的一对扭矩；而且两端的支承条件又不限制端部截面的自由翘曲，则杆件产生均匀的扭转，称为（自由扭转）62、横向荷载作用下，梁的受压翼缘和腹板都可能因弯曲压应力和剪应力的作用而偏离其平面位置，出现波形鼓曲，这种现象称为（梁局部失稳）63、构件和板件失稳的根本原因是截面存在（压应力）64、保证工字形截面梁受压翼缘局部稳定的方法是（限制其宽厚比）65、为避免腹板局部承压破坏，在支座和固定的集中荷载处应布置（支承加劲肋）66、工字形截面梁受压翼缘宽厚比限值为，式中为（翼缘板外伸宽度）67、组合梁截面选择时，一般首先考虑（抗弯强度要求）68、下列关于组合梁截面沿长度的改变说法正确的一项（单层翼缘板改变截面时宜改变翼缘板宽度而非厚度）69、工字形截面梁受压翼缘，对Q235钢，保证局部稳定的宽厚比限值为，对Q345钢，此宽厚比限值应为（比15更小）70、工业厂房和多层房屋的框架柱属于（压弯构件）71、对于单向压弯构件，如果在非弯矩作用方向有足够的支撑阻止构件发生侧向位移和扭转，就会在弯矩作用的平面内发生弯曲失稳破坏，破坏时构件的变形形式为（弯矩作用平面内的弯曲变形）72、偏心受力构件可采用多种截面形式，按截面几何特征分为（开口截面和闭口截面）73、偏心受力构件可采用多种截面形式，按截面分布连续性分为（实腹式截面和格构式截面）74、偏心受力构件如果截面沿两个主轴方向作用弯矩较接近，宜选用（双轴对称截面）75、计算拉弯、压弯构件强度时，根据不同情况，可以采用三种不同的强度计算准则，其中以构件最大受力截面形成塑性铰为强度极限的计算准则是（全截面屈服准则）76、单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布（可能在拉、压侧都出现塑性）77、框架柱在框架平面外（沿房屋长度方向）的计算长度取决于（支撑构件的布置）78、在其他条件相同时，通常刚架的有侧移屈曲荷载相比无侧移屈曲荷载要（小）79、高层建筑钢结构的框架梁和框架柱的主要连接应采用（刚性连接）80、1、钢结构是土木工程结构的主要形式之一，广泛应用于各类工程结构中，包括桥梁和房屋建筑等。

工程材料作业答案_

工程材料作业答案作业1 材料结构基础1.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?实际金属晶体存在点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。

（1）点缺陷使周围晶格发生畸变，提高晶体内能量，降低电导率，提高强度；（2）线缺陷越多，其运动越艰难，材料的强度、硬度越高，脆性越大，塑性越差；（3）面缺陷越多，晶粒越细，强度越高，塑性也越好；（4）体缺陷：孔洞影响材料的力学、光学、热学性能；裂纹影响材料的力学性能；夹杂影响材料的力学、光学、电学性能。

2.金属常见的3种晶体结构是什么？画出结构暗示图。

（1）体心立方（bcc）（2）面心立方（fcc）（3）密排六方（hcp）3.按价键结构对材料举行分类，简述各类材料的性能特点。

第1 页/共13 页4.简述构成材料的5种化学键及其对普通性能的影响。

离子键，共价键，金属键，范德华力，氢键。

（1）离子键组成的离子晶体硬度高，强度高，脆性大，绝缘，塑性差；（2）由共价键组成的晶体熔点高，强度高，脆性大；（3）由金属键组成的金属有：a.良好的导电、导热性；b.良好的塑性变形能力；c.不透明、展示金属光泽；d.电阻随温度升高而增大；（4）由分子键组成的材料熔点低、硬度低、绝缘；（5）有氢键的材料熔点沸点比分子晶体高。

5.简述钢的3种热力学平衡相。

（1）铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。

铁素体因为溶碳量小，力学性能与纯铁相似。

塑性、冲击韧性较好，强度、硬度较低；（2）奥氏体：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。

奥氏体的强度、硬度较低，但有良好的塑性；（3）渗碳体：铁碳组成的具有复杂斜方结构的间隙化合物。

渗碳体硬度高，塑性和韧性很低。

6.什么是钢的珠光体、屈氏体、索氏体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体？珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。

性能介于铁素体和渗碳体之间，综合性能好；屈氏体：铁素体与渗碳体组成的片层更薄的珠光体；索氏体：片层铁素体与渗碳体的双相混合组织，其片层间距较小，碳在铁素体中无过度饱和；贝氏体：渗碳体与铁素体的机械混合物，高温改变及低温改变相异的组织，具有较高的强韧性配合；马氏体：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经疾驰冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织；残余奥氏体：淬火未能改变成马氏体而保留到室温的奥氏体。

第11章疲劳和断裂

K 1 qK t 1
此式对于正应力和切应力集中都适用。一般来说，静载抗拉强度越高，有效应力集中因数越大，即对应力集中越敏感。
18
§11-4 构件持久极限及其计算
尺寸因数
前面所讲的疲劳极限为光滑小试样（直径6~10 mm）的试验结果，称为“试样的疲劳极限”或“材料的疲劳极限”。试验结果表明，随着试样直径的增加，疲劳极限将下降，而且对于钢材，强度愈高，疲劳极限下降愈明显。因此，当零件尺寸大于标准试样尺寸时，必须考虑尺寸的影响。零件尺寸对疲劳极限的影响用尺寸因数度量：

构件持久极限
光滑试件持久极限

( 1 ) ( 1 )d
20
§11-4 构件持久极限及其计算
一般来说，表面加工质量越低，持久极限降低越多；静载抗拉强度越高，加工质量对构件持久极限的影响越
显著。
上述各种影响零件疲劳极限的因数都可以在有关的设计手册中查到。
21
§11-4 构件持久极限及其计算
形而强化，同时产生较大的残余压应力。
27
第11章完
§11-3 材料的持久极限及其测定
三、条件疲劳极限铝合金等有色金属，其－ N曲线如图所示，它没有明显的水平部分，规定疲劳寿命N0＝ 5×106－107 时的最大应力值为条
O
N0=5×10 6 ~10 7 N

件疲劳极限，用 r 0 表示。
N
13
§11-4 构件持久极限及其计算
前面介绍了光滑小试样的疲劳极限，并不是零件的疲劳极限，零件的疲劳极限则与零件状态和工作条
久极限（疲劳极限）。用r表示，r代表循环特征。
r与材料变形形式，循环特征有关，用疲劳试验测定。
9

(完整版)疲劳习题和答案

习题和答案第一章1—5 已知循环最大应力m ax s ＝200MPa ，最小应力min 50MPa S =，计算循环应力变程S ∆、应力幅a S 、平均应力m S 和应力比R .解：max min 20050150S S S ∆=-=-= MPa752a SS ∆== MPa max min 2005012522m S S S ++=== MPamin max 500.25200S R S === （完)1—6 已知循环应力幅100a S =MPa ，R ＝0.2，计算max S 、min S 、m S 和S ∆. 解：2200a S S ∆== MPamax min 200S S S -=∆= MPa …………（a ） min max /0.2R S S ==……………………(b ）结合(a)、（b ）两式，计算得到：max 250S = MPa,min 50S = MPa则:max min ()/2(25050)/2150m S S S =+=+= MPa（完）第二章2—2 7075-T6铝合金等寿命图如本章图2.9所示，若a ）R ＝0.2,N ＝106;b ）R ＝－0.4,N ＝105试估计各相应的应力水平(max S ，min S ，a S ，m S )。

图2。

9 7075—T6铝合金等寿命图解：由图中可以得到：a ）max 380S = MPa ，min 80S = MPa 160a S = MPa ，230m S = MPab ）max 340S = MPa,min 130S =- MPa230a S = MPa ，100m S = Mpa（完）2-4 表中列出了三种材料的旋转弯曲疲劳试验结果，试将数据绘于双对数坐标纸上，并与由3100.9u S S =，6100.5u S S =估计的S －N 曲线相比较.注：*未破坏解:计算出各lg S 和lg N ,列于下表：假设：3100.9u S S =6100.5u S S =S －N 曲线表达式为：m S N C =（1）对（1）式两边取对数有：11lg lg lg S C N m m=- （2）结合上面的式子,可以得到:3/lg(0.9/0.5)11.8m == 11.83(0.9)10u C S =⨯或者：11.86(0.5)10u C S =⨯ （3）对于A 组情况：430u S = MPa 则有：11.8311.8333(0.9)10(0.9430)10 3.427610u C S =⨯=⨯⨯=⨯代入（2）式，得：lg 2.840.08lg S N =- (a ）对于B 组情况：715u S = MPa 则有：11.8311.8336(0.9)10(0.9715)10 1.38310u C S =⨯=⨯⨯=⨯代入（2）式，得：lg 3.060.08lg S N =-（b ）对于C 组情况：1260u S = MPa 则有：11.8311.8339(0.9)10(0.91260)10 1.10810u C S =⨯=⨯⨯=⨯代入（2)式,得：lg 3.310.08lg S N =-（c ）将a 、b 、c 三式在坐标纸上标出，见下图.2—5 某极限强度u S ＝860MPa 之镍钢，在寿命f N ＝710时的试验应力值如下表，试作其Goodman 图，并将数据点与Goodman 直线相比较。

疲劳与断裂分析考核试卷

D.应力比小的载荷
17.关于疲劳寿命的预测，以下哪种模型是基于裂纹扩展理论的：( )
A. Manson-Coffin方程
B. Miner法则
C. Paris公式
D. Soderberg方程
18.在交变载荷下，应力幅值与应力平均值的关系：( )
A.应力幅值越高，应力平均值也越高
B.应力幅值与应力平均值无关
18. ABC
19. ABC
20. ABCD
三、填空题
1.表面
2. da/dN-ΔK
3.疲劳极限
4.材料
5.疲劳寿命
6.疲劳损伤累积
7.应力集中
8.门槛值
9.应力强度因子
10.正弦波、三角波
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. ×
5. ×
6. ×
7. ×
8. ×
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
A.表面裂纹
B.微观裂纹
C.低应力幅值
D.高应力幅值
20.以下哪些因素会影响疲劳试验的结果：( )
A.试样的制备
B.试验机的精度
C.加载波形
D.试验环境条件
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.疲劳裂纹的萌生通常发生在材料的_______区域。
2.疲劳裂纹扩展的速率可以用_______曲线来描述。
8.所有材料的疲劳寿命都可以用S-N曲线来描述。（）
9.在疲劳分析中，静态疲劳极限和动态疲劳极限是相同的。（）
10.疲劳试验中，加载频率对试验结果没有影响。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述疲劳裂纹萌生的主要原因，并说明如何通过设计来减少疲劳裂纹的萌生。

疲劳与断裂应变疲劳1

3) 材料的循环性能：
循环应力应变曲线
ea=
eea
epa=
a E
(
a K
)1
n
滞后环曲线
De =
Dee
Dep =
D E
2
(
D 2 K
1
)
n
4) 变幅循环下的应力-应变计算方法：
第一次加载，由a-ea曲线描述，已知ea算a。后续反向，由De-D曲线描述；
由谱中已知的De算相应的D，且有： ei+1 =ei Dei-i+1 ； i+1=i Di-i+1
3-4 卸载。经过2’处时，应变曾在该处 (2处)发生过反向，由记忆特性知2-3-2’形成封闭环，且不影响其后的-e响应。
按路径 1-2-4计算-e响应，有：
D
D
De =
1-4 2 (
1-4 ) 1 n
得到： e41=-e41-De1-4；E4=1-D1-4。2 K
e
1 3
1' 5 5'
2 2’ 7
4) 依据计算数据(eI ,i ), 画出-e响应曲线。
例4.1 变幅应变谱如图。已知 E=2.1×105MPa, K'=1220MPa, n'=0.2, 试计算其循环响应。
解：0-1 e1=1/E+(1/K')1/n'
e1=0.01 \1=462MPa
1-2 卸载。 De1-2=D1-2/E+2(D1-2/2K')1/n' De1-2=0.012 \D1-2=812MPa 故：e2=e1-De1-2=-0.02；
Masing效应
在不同应力水平得到的滞回环通过坐标平移，使其最低点与原点重合，如果滞回环最高点的连线与其上行线重合，则该材料具有 Masing效应。

断裂与疲劳

断裂与疲劳一、判断题1. 力的大小可以用一个简单量表示。

答案：错误2. “KI = KIc”表示KI与 KIc是相同的。

答案：错误3. 百工“五法”指加、减、乘、除等五种运算方法。

答案：错误4. 低应力脆断事故并不可怕。

答案：错误5. 压力的单位为Kn。

答案：错误二、填空题1. 控制材料或结构断裂的三个基本因素为：裂纹几何、作用应力、断裂韧性；裂纹扩展速率的主要控制参量是应力场强度因子幅度⊿K2. J积分有两种定义或表达式，一是回路积分定义，另一种是形变功率，在塑性力学全量理论的描述下这两种定义是等效的；其守恒性指J积分的数值与积分回路无关。

3. KⅠc测试时，其裂纹长度包括机械加工长度、预制裂纹长度和小范围屈服长度，一般用读数显微镜测量。

(8分)4. 完整晶体的理论强度远远高于其实际强度，可以用应力集中系数和裂口理论予以解释。

(8分)5. 疲劳裂纹包括萌生、扩展和断裂三个阶段，是一个损伤累积的发展过程。

6. 材料结构实际断裂强度远远低于其完整晶体的理论断裂强度，可以用应力集中系数和裂口断裂理论予以解释。

(8分)7. 进行疲劳裂纹萌生寿命分析时, 一般按应力-寿命或应变–寿命关系进行, 称为传统疲劳；进行疲劳裂纹扩展寿命分析时，则必须考虑裂纹的存在，需用断裂力学方法研究，故称为断裂疲劳。

8. 变形、_断裂、腐蚀__ 、磨损、变性是材料或结构失效的主要原因与形式，其中_断裂最为常见也最为危险，在很多情况下可能造成灾难性事故。

三、问答题1. 什么是低应力脆断？如何理解低应力脆断事故？答案：在应力水平较低，甚至低于材料的屈服点应力情况下结构发生的突然断裂，称为低应力脆性断裂，简称低应力脆断。

低应力脆断多与结构件中存在宏观缺陷(主要是裂纹)有关，同时也与材料的韧性有关。

由于应力低，容易“失察”，由于脆性断裂，难于控制即“失控”，低应力脆性断裂事故多为灾难性的。

断裂力学是研究低应力脆断的主要手段，其研究目的也主要是预防低应力脆断。