《材料力学性能A》试卷参考答案-A卷 - 南昌航空大学
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》试卷参考答案及评分标准——B卷《材料力学性能B》试卷参考答案及评分标准
一、填空题(每个空格1分,共20分)
1、弹性变形不均匀屈服塑性变形均匀塑性变形不均匀集中塑性变形
2、金属原子本性晶格类型(或晶体结构)
3、应变硬化指数(n)
4、解理台阶河流花样舌状花样
5、塑性
6、没有产生附加强化
7、降低(或减小、下降)高(或大)
8、腐蚀磨损断裂
9、瞬断区
10、扩散蠕变
二、选择题(每小题3分,共30分)
1、d,
2、a,d
3、b
4、c
5、b
6、d
7、c
8、b
9、a10、b
三、名词解释(每小题4分,共20分)
1、包申格效应
金属材料预先经过少量塑性变形(残余应变约1%~4%),卸载后再同方向加载,则规定残余伸长应力增加(2分);反向加载,则规定残余伸长应力降低(2分),这种现象称为包申格效应。
2、缺口效应
在静载荷作用下,试件的缺口截面上应力状态发生变化,出现“缺口效应”。缺口效应包括两个方面内容:①引起应力集中,使缺口试样由原来的单向应力状态变
成两向应力状态(薄板,平面应力状态),或者三向应力状态(厚板,平面应变状态)(2分);②缺口使塑性材料的强度提高,但塑性降低,增加金属的脆性趋向(2分)。
3、应力强度因子I
K 金属材料中裂纹尖端附近各点的应力分量取决于强度因子I K (2分),I K 的大小直接影响应力场的大小,反映出应力场的强弱程度(2分),称之为应力场强度因子。
4、金属疲劳
金属部件在变动应力和应变长期作用下(2分),由于累积损伤而引起的断裂现象称为疲劳(2分)。
5、氢脆
由于氢和应力的共同作用(2分)而导致金属材料产生脆断(2分)的现象称为氢脆。
四、简答题(每小题5分,共20分)
1、韧性断裂之前金属材料出现明显的宏观塑性变形,韧性断裂是一个缓慢的撕裂过
程,裂纹扩展过程中通过塑性变形不断消耗能量。断裂面一般平行于最大切应力,并与主应力成45度角。断口呈纤维状、灰暗色(3分)。
脆性断裂之前基本上不发生塑性变形,是一个突然发生的断裂过程。断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,呈放射状或结晶状(2分)。
2、低温脆性的物理本质包含以下三个方面:
(1)断裂机理由微孔聚集型韧性断裂转变为冷脆穿晶解理断裂;(2分)
(2)bcc 金属中C 、N 间隙原子在位错区形成柯氏气团,增加了位错运动的阻力;
(2分)
(3)低温脆性还可能与迟屈服现象有关。(1分)
3、由于焊接处出现晶粒粗大、成分偏析、热疲劳区、热应力、裂纹等,导致脆性明
显增大(3分),韧脆转变温度提高,容易出现低应力脆性断裂(2分),所以焊
接船舶比鉚接船舶容易发生脆性破坏。
4、磨损过程分为跑合阶段(磨合阶段)、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段(3分);磨
损可分为粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损三种类型。(2分)
五、论述题(10分)
答:格雷菲斯提出实际材料中已经存在裂纹,当作用于材料的平均应力还很低时,材料内部的局部应力集中已达到理论断裂强度,从而使裂纹快速扩展并导致脆性断裂。根据能量平衡原理可以计算出裂纹自动往前扩展时的临界应力,即裂纹体强度。(5分)
局限性:格雷菲斯裂纹理论只适用于脆性固体,如玻璃、陶瓷、超高强度钢等,这些脆性材料裂纹尖端的塑性变形可以忽略,只有这样裂纹一旦开始扩展才能导致脆性断裂。对于裂纹尖端出现明显塑性变形的裂纹体,则需要使用格雷菲斯-奥罗万-欧文公式计算断裂强度。(5分)