材料力学性能大神整理版.doc

1、名词解释1 包申格效应：是某些塑性材料的一种力学性质，表现为当材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再反向加载，规定残余伸长应力降低的现象，称为包申格效应。应用：薄板反向弯曲成形、拉拔的钢棒经过轧辊压制校直。消除方法：1.预先进行较大的塑性变形 2.在第二次反向受力前先使金属材料回复或再结晶温度下退火2 屈服现象：金属材料在拉伸试验过程中，外力不增加试样仍能继续伸长；或外力增加到一定数值时突然下降，随后，在外力不增加或上下波动情况下，试样继续伸长变形。这种现象即为屈服现象。影响因素：（内在因素）1.点阵阻力2.位错密度（密度增大，屈服强度也增大） 3.晶界阻力（细晶强化）4.固溶强化 5第二

2、相强化（外在因素）温度（升高温度，屈服强度降低）、应变速率（速率增大，强度增加）、应力状态（切应力分量越大，越有利于塑性变形，屈服强度越低）3 解理断裂：是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 速率沿一定晶体平面产生的穿晶断裂。4 缺口效应：第一效应：引起应力集中，并改变了缺口前方的应力状态，使缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态。第二效应：使塑性材料强度增高，塑性降低。5 韧脆转变温度tk：在试验温度低于某一温度时，由韧性断裂转为脆性断裂。对应的温度即为韧脆转变温度6 应力场强度因子：反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量称为应力强

3、度因子。它和裂纹 大小、构件几何尺寸以及外应力有关。7 有效裂纹：由于裂纹尖端塑性区的存在，将会降低裂纹体的刚度，相当于裂纹长度的增加。原有裂纹长度a+塑性区宽度R0r的一半ry有效裂纹尺寸8 有效屈服应力：缺口试样处于单向应力状态时，产生屈服的条件是，由于缺口第一效应由单向应力状态转变为两向或三向应力状态时，其产生屈服的条件变为，即被定义为有效屈服应力。9 应力腐蚀的概念：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生 的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。应力腐蚀显微裂纹特征：有分叉现象，泥状花样10 蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。11 等强温

4、度：晶粒与晶界强度相等的温度。12 刚度：在弹性变形范围内，构件抵抗变形的能力。13 弹性不完整性：弹性变形时加载线与卸载线不重合、应变落后于应力的现象。14 形变强化：材料发生屈服应变后，屈服应力随屈服应变增加而增大的现象。15 韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。16 裂纹体受载后，在裂纹尖端沿垂直裂纹方向所产生的位移，称为裂纹尖端张开位移。17 变动载荷是指载荷大小，甚至方向随时间变化的裁荷。18疲劳强度为在指定疲劳寿命下，材料能承受的上限循环应力，疲劳强度是保证机件疲劳寿命的重要材料性能指标。填空简答1 灰铸铁因含有石墨不易传送弹性机械振动，故具有很高的循环

5、韧性。乐器（簧片、琴弦）所用金属材料的循环韧性越小，其音质越佳。2 金属材料常见的塑性变形的方式主要为滑移和孪生。3 应变硬化指数n的工程意义：n值较大时 1.承受偶然过载的能力较大 2.冲压性能 3. 应变硬化效果就很突出 ebn 缩颈产生 eb最大真实均匀塑性应变量4 比例试样的尺寸越短，其断后伸长率越大 例如5105 磨损、腐蚀、断裂是机件的三种主要失效形式 脆性断口呈人字纹花样断裂方法分类：断裂前塑性变形大小（脆性断裂、韧性断裂）断裂面的取向（正断、切断）裂纹扩展的途径（穿晶断裂、沿晶断裂）断裂机理（解理断裂、微孔聚焦型断裂、纯剪切断）6 解理台阶、河流花样、舌状花样 是解理断裂的基本

6、微观特征7 韧窝是微孔聚集断裂的基本特征 根据应力状态不同韧窝形状分为：等轴韧窝、拉长韧窝、撕裂韧窝8 应力状态软性系数a 单向拉伸 a0.5 扭转 a0.8 单向压缩 a2a越大，应 力状态越软，越易发生塑性变形9 弯曲试验特点:1.试样形状简单、操作方便2.试样表面应力最大，可较灵敏地反映材料表 面缺陷. 灰铸铁的抗弯性能优于抗拉性能10 缺口敏感度 NSR=bn/b 越大越不敏感，越小越敏感11 冲击标准试样：长方体试样（10*10*55mm）缺口塑性（U型或V型）12 裂纹扩展的基本形式：张开型（拉应力垂直作用于裂纹扩展面）滑开型（切应力平行作用于裂纹面，而且与裂纹线垂直）撕开型（切应

7、力平行作用于裂纹面，而且与裂纹线平行）13 Y裂纹形状系数 无限大板穿透裂纹Y跟号 有限宽板单边直裂纹Y1.12跟号 无限大物体表面有半椭圆裂纹，远处受均匀拉伸Y1.1跟号/14 简答题：断裂韧度的测试步骤 (1)准备一长方体试样S:W:B=8:2:1 （S为两支点宽度、W为试样高度、B为试样宽度）。 （2）开缺口，并预制裂纹，长度为a。 （3）采用三点弯曲法进行测试，实验装置的函数记录仪绘制出F-V曲线。 （4）根据F-V曲线间接确定条件裂纹失稳扩展载荷FQ。 （5）将确定出的条件裂纹失稳扩展载荷FQ及裂纹长度a带入应力场强度因子的表达式，求出条件KQ 。 （6）若求出的KQ不合格则需加大试

8、样厚度重做实验 或者：1 S:W:B=4:2:1 B2.5(KIC/s)2 开缺口并且预制裂纹a2 三点弯方法3 计算4 处理FQ和a,计算得KQ5 验证 验证合格KICKQ 1、 应力比r 的值： 对称交变应力-1 脉动拉应力 0 脉动压应力 负无穷2、 典型疲劳断口的三个形貌不同的区域疲劳源泉、疲劳区及瞬断区3、 疲劳区的宏观特征：断口比较光滑并分布有贝纹线4、 喷丸强化，表面产生残余压应力 都能提高疲劳寿命Kth5、 疲劳条带是疲劳断口最典型的微观特征6 残余压应力提高疲劳强度，残余拉应力降低疲劳强度7 氢脆类型：氢蚀、白点（记住）、氢化物致脆、氢致延滞断裂8 氢致裂纹的扩展方式是步进式

9、，应力腐蚀裂纹是渐进式磨损类型：粘着磨损、磨料磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损（接触疲劳）、腐蚀磨损、微动磨损1、 磨损三个阶段：跑合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段2、 相对磨损性标准试样的磨损量/被测试样的磨损量3、 氧化磨损属于正常类型的磨损4、 接触疲劳破坏分为：点蚀、浅层剥落、深层剥落5、 等强温度：晶粒与两者强度相等的温度6、 约比温度（T/Tm） 判断 高/低温分界值是0.5 200摄氏度相对来说 钢低锡高7、 600摄氏度条件下 稳态蠕变速度1*10-5 蠕变极限60MPA8 三种力学状态：玻璃态（常温下塑性）、高弹态（常温下橡胶，弹性模量很小）、粘流态9 陶瓷材料的弹性模量比金属的高

10、 橡胶的小陶瓷材料的抗压强度值比其抗拉强度值大得多10比较金属、高分子、陶瓷力学性能差别答：强度金属的抗拉最大 韧性金属的最高，陶瓷的低 塑性金属的好，陶 瓷的差 耐蚀高分子好，金属差 耐磨陶瓷最好 硬度陶瓷好，高分子差1、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。3、简述韧性断裂和脆性断裂，并画出典型宏观韧性断口示意图，并标注各区名称。答：韧性断裂：明显宏观塑性变形；裂纹扩展过程较慢；断口常呈暗灰色、纤维状。塑性较好的金属材料及高分子材料易发生韧断。脆性断裂：无明显宏观塑性变形；突然发生，快速断裂；断口宏观上比较齐平光亮，常呈放射状或结晶状。淬火钢、灰铸铁、玻璃等易发生脆断。4、描述典型疲劳断口的特征，画出典型疲劳断口示意图，并标注各区名称。答：典型