材料力学性能复习思考题

1、1）在材料的完整弹性变形中，加载的应力-应变曲线与卸载曲线完全重合;而对不完整的弹性变形，存在着蹩 性后效、弹性滞后、包辛格效应等弹性变形时加载线与卸载线不重合的现象。2）材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂，解理断裂和沿晶断裂；按断裂前塑性变形大小分可分 为廻生断裂和脆性断裂。微孔聚集型断裂的微观特征是 m :解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河 流和舌状花样：沿晶断裂的微观特征为石状断口和冰糖块状断口。3）单向拉伸条件下的应力状态系数为O5_；扭转和单向压缩下的应力状态系数分別为0.8和2.0。应力状态 系数越大，材料越容易产生延性（塑性）断裂。4）测世材料硬度的方法主要有gA法、回

2、跳法和刻划法;苴中压入硬度法又可分为布氏硬度、洛氏硬 度、维氏硬度、和努氏硬度等。5）根据裂纹体所受载荷与裂纹间的关系，可将裂纹分为张开型裂纹、aa型裂纹和wa型裂纹等三种类 型：其中 軽 型裂纹是实际工程构件中最危险的一种形式。6）对循环载荷，常用最大应力、最小应力、平均应力、应力半幅和应力比等五个参量进行描述。7）按断裂寿命和应力水平，疲劳可分为髙周疲劳和低周疲劳；疲劳断口的典型特征是疲劳条纹（贝纹线）。8）低温脆性常发生在具有体心立方或密排六方结构的金属及合金中，而在而心立方结构的金属及合金中很 少发现。9）材料截而上缺口的存在，使得缺口根部产生应力集中和双（三）向应力，试样的屈服强度升

3、髙，塑性降 低。10）通过静载拉伸实验可以测定材料的弹性极限、屈服极限、抗拉强度、断裂强度等强度指标,及延伸率、 断面收缩率等塑性指标。11）断口的三要素是 纤维区、放射区和剪切唇。12）在平而应变断裂韧性KIC的测试过程中，对三点弯曲试样的厚度B、裂纹长度a和韧带长度（W-a）之间的关 系有一定的要求，这样做的目的是为了保证裂纹尖端处于小范用屈服和平而应变状态。13）弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。对机床的底座等构件，为保证机器的平稳运转, 材料的弹性滞后环越±越好：而对禅簧片、钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越尘越好。14）材料长期在髙温条件下时，在恒应力下发

4、生的塑性变形现象称作鑿:而在恒应变下的应力降低现象称作血 力松弛。15）在典型金属的蠕变曲线上，蠕变过程常由减速蠕变，恒速蠕变和加速蠕变三个阶段组成。1）拉伸试样的直径一定，标距越长则测岀的延伸率会（B ）。a）越大：b）越小：0不变；d）无规律可循2）下述断口哪一种是延性断口（ D ）。a）穿晶断口； b）沿晶断口： c）河流花样：d）韧窝断口3）在单向拉伸、扭转与单向压缩实验中，应力状态系数的变化规律是（C ）。a）单向拉伸扭转单向压缩：b）单向拉伸单向压缩扭转；c）单向压缩扭转单向拉伸：d）扭转单 向拉伸单向压缩4）从化学键的角度看，一价键材料的硬度变化规律是（A ）。a）离子键金属键氢

5、键；b）离子键氢键金属键：0氢键金属键离子键；d）金属键离子键氢键5）与维氏硬度值可以互相比较的是（A ）。a）布氏硬度：b）洛氏硬度：0莫氏硬度：d）肖氏硬度6）在缺口试样的冲击实验中，缺口越尖锐，试样的冲击韧性（B ）。a）越大：b）越小：c）不变；d）无规律7）双原子模型汁算岀的材料理论断裂强度比实际值高岀13个数疑级，是因为（C ）。a）模型不正确：b）近似计算太粗太多：O实际材料有缺陷：d）实际材料无缺陷8）材料的断裂韧性随板材厚度或构件截而尺寸的增加而（Aa）减小；b）增大：c）不变；d）无规律9）在研究低周疲劳时，常通过控制（B ）的方式进行。a）应力；b）应变：c）时间；d）频

6、率10）平而应变条件下裂纹尖端的塑性区尺寸（B ）平而应力条件下的塑性区。a）大于：b）小于；c）等于：d）不一定11）在研究高周疲劳时，常通过控制（A ）的方式进行。a）应力；b）应变：0时间：d）频率12）对称循环应力的应力比只为（C ）。a） 0： b） 1； c） -1： d） oo13）I型（张开型）裂纹的外加应力与裂纹而（B ）；而II型（滑开型）裂纹的外加应力与裂纹而（）。a）平行、垂直：b）垂直、平行；c）成450角、垂直；d）平行、成450角14）在缺口试样的冲击实验中，缺口试样的厚度越大，试样的冲击韧性越（C ）、韧脆转变温度越（）。a）大、高；b）小、低；c）小、高；d）

7、大、低15 ） HRC是（D ）的一种表示方法。a）维氏硬度：b）努氏硬度：0肖氏硬度：d）洛氏硬度16）材料的弹性比功，可通过（B ）来得到提高。a）提高抗拉强度、降低弹性模量：b）提髙弹性极限、降低弹性模量；c）降低弹性极限、降低弹性模量：d）降低弹性极限、提高弹性模17）Bauschinger效应是指经过预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限（B ）的现象。a） / b）降低：c）不变；d）无规律可循18）z/j松弛是指高温服役的零件或材料在保持不变的条件下，苴中的自行降低的现象。（B ）a）应力、应变：b）应变、应力；c）温度、应变：d）温度、应力19）表示给泄温度T下，恰好

8、使材料经过规世的时间t发生断裂的（B ）。a）蠕变极限：b）持久强度；c）高温强度：d）抗拉强度20）晶粒与晶界两者强度相等的温度，称为（C ）。a）冷脆转变温度；b）玻璃化转变温度；O等强温度；d）共晶温度21）细晶强化是非常好的强化方法，但不适用于（A ）。a）髙温；b）中温：0常温；d）低温（1）某材料的 值大于 值，则可判断此材料为韧性材料，拉伸时有缩颈现象-（错）布氏硬度是测量压痕的深度，洛氏硬度是测疑压痕的平均直径（错）（3）若断口与试样轴线垂直，则可判断为正断；若断口与试样轴线是45度则切断。（错）脆性较大的材料采用多向不等压缩试验，比用单向压缩获得的塑性高-（对）（5）应变速率

9、对金属材料的弹性行为和弹性模星没有影响（对）（6）寒冷地区应尽量选用脆性转变温度较高的钢材（错）（7）从裂纹扩展角度区分的三种方式中，撕开型裂纹最危险，容易引起低应力脆断。（错）（8）聚合物材料的 抗拉强度与抗压强度比金属低得多，其比强度也比金属材料低。（错）（9）塑性材料应该在应力状态软性系数小的实验中考察其脆性行为-（对）（10）屈服强度是一个组织不敏感的力学参量。（错）（11）显微硬度是选用了很小载荷的维氏硬度（对）（12）加载速率提高时，金属材料力学性能将发生显著变化。（对）（13）复合材料最显著的特点是其可设计性（对）（14）金属材料高温力学性能中的温度高低是以其“约比温度”为标准的

10、，即T/Tm>0.5为髙温状态。（对）（15）考察聚合物材料的硬度指标时，由于聚合物具有粘弹性，所以必须要求其足够载荷保持时间。 （对）（16）构件的刚度Q与材料的弹性模量E成正比，而与构件的横截面积A成反比。（x ）（17）对机床的底座等构件，为保i正机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越大越好；而对弹簧片、钟表等材料, 要求材料的弹性滞后环越小越好。（7）（18）Bauschinger效应是指经过预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限升髙的现象。（x ）（19）鉴于弯曲试验的特点，弯曲试验常用于铸铁、硬质合金等韧性材料的性能测试。（x ）（20 ）在韧性材料的冲击试样断口上，裂

11、纹会在距缺口一左距离的试样内部萌生，而不是在缺口根部。（ ）（21）利用双原子模型计算岀的材料理论断裂强度比实际值髙出13个数疑级，这是因为该汁算模型不正确。 （X ）o（22）材料的低周疲劳行为，常通过S-N曲线来表示。（x ）（23）晶粒与晶界两者强度相等的温度，称为等强温度。（勺）（24）应力松弛是指髙温服役的零件或材料在应力保持不变的条件下，苴中的应变自行降低的现象。（x ）纤维临界长度：纤维传递应力达到其强度极限时的纤维最小长度。贝纹线：疲劳区是疲劳裂纹亚稳扩展所形成的一个区域。该区的宏观特征是断口比较光滑并有贝纹线，有时还有 裂纹扩展台阶。贝纹线是疲劳区的最大特征，它是由载荷变动引

12、起的。应力状态软性系数：max与 max的比值表示它们的相对大小，称为应力状态软性系数。包申格效应：金属材料经过预先加载产生少虽塑性变形，而后再同向加载，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。缺口敏感度：以缺口试样的抗拉强度与光滑试样的抗拉强度的比值来衡量，比值越大，缺口敏感度越小。 穿晶断裂：晶体金属断裂时，裂纹穿过晶内。滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。韧脆转变温度：材料呈现低温脆性的临界转变温度等强温度：晶粒和晶界两者强度相等的温度。COD :裂纹尖端因塑性钝化在不增加裂纹长度2a的情况下，裂纹将沿应力 方向产生张开位移，该 称为COD。FTP：高于某

13、一温度时，材料吸收的能量也基本不变，岀现一个上平台，称为“高阶能以髙阶能对应的温度 为tk ,记为FTP。o*:蠕变极限，表示在规左温度下，使试样产生规定稳态蠕变速率的最大应力。 1）巧比例极隔I 2）化弹件极限15 3）6抗拉强度走的残留变形:的断裂韧度， 纤维区面积减1FATT504)c邸艮，表示外劇5）抗疗嵌度6）HBW压头为便质合金球时的布氏硕哎7）HK显微努氏fig度8）HRC压头为顶角120°金刚石删链体.总试驸力为1500N的洛氏硬度9）ukv冲击韧性lOjc平而向变断熒刼件积占整个断口而积50%1】）勺 应力比划i卜的疲劳极限 】2）A/疲芳終纹衣'展的门桂值

14、14）（7；.,给定淋度r匚 规定试醴时间内产生 定的蠕变伸艮率6的蠕变极限15） 给定温度7卜，规定试验时何t内发生断裂的持久极限1.材料的厚度或截而尺寸对材料的断裂韧性有什么影响？在平而应变断裂韧性KIC的测试过程中，为了保证裂纹 尖端处于平面应变和小范围屈服状态，对试样的尺寸有什么要求？2解释形变强化的概念，并阐述其工程意义3简述布氏硬度试验方法的原理、计算方法和优缺点.4.解释平而应力和平而应变状态，并用应力应变参数表述这两种状态。5什么是低温脆性？并阐述低温脆性的物理本质。6.哪些材料易表现出低温脆性？工程上常用哪些方法评定材料的低温脆性？7与常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力

15、学行为有哪些特点？&利用Hollomon公式S=Ksii.推导应力-应变曲线上应力达到最大值时开始产生颈缩的条件。9缺口会引起哪些力学响应？如何评定材料的缺口敏感性？I）对静我拉伸实试相抵体枳不变条件及延伸率、断狮收缩半的槪念推丫沟匀变形阶：，分析应如何提高材:M的抗疲劳性0呂？及的力学性能指标。段材料的延伸率3与断而收缩率7的关系式。:同的区域的重要意义？豆么理解的，为什么？物的应力松弛，并对松弛时间T作出讨2）已知某构件中存任长度为2"的中心穿透裂纹，构件材料的断裂韧性为KIC.枝芳裂纹扩展的门權值为人杆该构杵任址人应力为g的脉动应力F I：作，II 皿"莎 企

16、 o试用疲劳裂纹扩展速率的&达式 = C（SK）W.推*该构仰澜余披劳寿命i变?聚合物的蠕变抗力怎样度量? dN2）住原f平衡间距为“的理想品体中两原子间的作川力7与原子柑对位誥变化X的关系为（r-（7msin2o0如品体斯裂的表Wi能为7怦性槌呈为£试推导品体发伯析琵的用论斯喪强度已知由某伸钏材制作的尢型厚根结构（园平血应变）.承受的丄作应力为 a=560MPa板屮心冇一穿透翘纹（K】二Z不）.裂纹的长度为2f/=6min,钢料的性能指标如卜表所示:温度（t）as (MPa)Klc ( MPani1,2)-50100030-309005008009050700150试求:a

17、）该构件在哪个温度点便川时是安金的?b）该构件在0C和50'C时的整性区大小R。c ）用作图法求出该材料的低温脆性转变温度抵果单位拟设计种人F的川仮构件（属¥|佰应变），构件的I.作应力为 a=800MPa板中心冇 穿透裂纟文（Kj）,裂纟文IG支为2=4mm 现有以卜的H种W材町供选择,K fM材的断$i M性Kic和屈服强度"如卜农二钢 材12345久(MPa>11001200130014001500Klc < MPa*m1,2)108.585.569.854.346.5a）若按屈服强度计$7的安全系数为"=1.4,试找山既能保证材料强度储备乂 不发生脆性斯裂的钢材.b）IV w=1