材料力学性能作业

第一章材料在单向静拉伸载荷下的力学性能

姓名：李沁班级：高分子092班

学号：0903106B264 编号：18号

2.解释下列力学性能指标的意义

（1）、E：弹性模量。表征材料抵抗正应变的能力。

（2）、σp：规定非比例伸长应力。为试样在加载过程中，标距部分的非比例伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。

σe：弹性极限。材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力。

σs：屈服点。试样在外力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力称为屈服点。

σ0.2：表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。

（3）、σb：抗拉强度。试样断裂前所能承受的最大工程应力，用来表征材料对最大塑性变形的抗力。

（4）、n：加工硬化指数。表示冷变形强化材料流动应力数学表达式中的指数。

（5）、δ：断后伸长率。是试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比。

ψ：断面收缩率。是试样拉断后，紧缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。

4.常用的标准试样有5倍试样和10倍试样，其延伸率分别用δ5和

δ10表示，说明为什么δ5﹥δ10？

答：δ：断后伸长率，由于大多数韧性金属材料的集中塑性变形量大

于均匀塑性变形量，因此，比例式样的尺寸越短，其断后伸长率越大，反映在δ5与δ10的关系上是δ5﹥δ10。

6.今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料，应选择哪种材料作为机床机身？为什么？

答：应选择灰铸铁。因为灰铸铁循环韧性大，也是很好的消振材料，所以常用它做机床和动力机器的底座、支架，以达到机器稳定运转的目的。

7.什么是包申格效应？如何解释？它有什么实际意义？

答：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，称为包申格效应。

理论解释：

首先，在原先加载变形时，位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，背应力反作用于位错源，当背应力足够大时，可使位错源停止开动。预变形时位错运动的方向和背应力方向相反，而当反向加载时位错运动方向和背应力方向一致，背应力帮助位错运动，塑性变形容易了，于是，经过预变形再反向加载，其屈服强度就降低了。

实际意义：

在工程应用上，首先，材料加工成型工艺需要考虑包申格效应。例如，大型精油输气管道管线的UOE制造工艺：U阶段是将原始板材冲压弯曲成U形，O阶段是将U形板材径向压缩成O形，再进行周边

焊接，最后将管子内径进行扩展，达到给定大小，即E阶段。按UOE 工艺制造的管子，希望材料具有非常小的或者几乎没有包申格效应，以免管子成型后强度的损失。其次，包申格效应大的材料，内应力大。例如，铁素体+马氏体的双相钢对氢脆就比较敏感，而普通低碳钢或低合金高强度钢对氢脆不敏感，这是因为双相钢中铁素体周围有高密度位错和内应力，氢原子与长程内应力交互作用导致氢脆。包申格效应和材料的疲劳强度也有密切关系。