《材料物理性能》课后习题答案

1、材料物理性能1-12.5mm25cm4500N2.4mm的体积不变,求在解：F4500真应力T995(MPa)第一章材料的力学性能A4.524,10-6真应变ln4ln亠ln2，=0.0816tlA2.42F04500名义应力917(MPa)A04.909,10-6/A名义应变_亠-10.0851/A0由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。595%AlO(E=380GPa)5%(E=84GPa)23试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5%的气孔，再估算其上限和下限解：令v则有上限弹性模量EhE1V1+E2V2380,0.95+84,0.05=365.2(GPa)下限弹性模

2、量EL(Zl+Z)-1(+)-1323.1(GPa)LE1E/38084当该陶瓷含有的气孔时，将可得，其上、下限弹性模量分别变为代入经验计算公式课后习题 /10课后习题，1.12x108(Pa)，112(MPa) /10试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出和=时的纵坐标表达式。解：模型可以较好地模拟应力松弛过程：其应力松弛曲线方程为：g(t)，g(0)e则有：G(0)，g(0)q()，0；g(t)，g(0)/e.Voigt模型可以较好地模拟应变蠕变过程：其蠕变曲线方程为：s(t)，o(l-e-t/t)，e()(1-e-t/t)EGG则有：s(0)，0；s()，o；s(t)，o

3、(1一e-i).EE1.00.80.60.40.20.810.6I0.480.21.00.001应2力松弛3曲线45t/T0.0应变蠕变曲线5t/T以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。如采用四元件模型来表示线性高聚物的蠕变过程等。1-11AlOF23135MPa,解：由题意得图示方向滑移系统的剪切强度可表示为Fcos53t，xcos600.00152兀tx0.00152兀F，3.17x103(N)mincos53xcos60此拉力下的法向应力为：G3.17x103xcos600.00152兀/cos60

4、第二章脆性断裂和强度1求融熔石英的结合强度，设估计的表面能力为1.75J/m2;Si-O1.6*10-8cm;6075Gpaa，E=(6075)*109*5，25.6228.64GPatha1.6*10-102-2融E=73Gpa=1.56J/m2th=28Gpa2m2c=2pmc=1*10-6m2E2*73*109*1.56a，1=，0.269GPacc3.14*1*10-6强度折减系数=1-0.269/28=0.992-5，长8mm(=2c)c的比值。讨论1400MPaK值的可能性。IC350MPa课后习题 #/10课后习题，1.12x108(Pa)，112(MPa) #/10课后习题 /

5、10课后习题，1.12x108(Pa)，112(MPa) #/101Kr，()2，0.125mm02aysr/c，0.125/4，0.0310115用此试件来求ic值的不可能。2-62mm;(2)0.049mm;(3)2um,1.62MPa.m2解：K二Yc=IK=i0.818c-1/21.98c=0.818/2*10-3二18.25MPac0=0.818/0.049*10-3=116.58MPac)0=0.818/2*10-6=577.04MPac2-4一陶瓷三点弯曲试件，在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图。如果E=380Gpa,卩，求k值，设极限荷载达。计算此材料的断裂表面能。解c/W=

6、0.1,Pc=50*9.8N,B=10,W=10，S=40代入下式：PSK=c2.9(c/W)1/2-4.6(c/W)3/221.8(c/W)5/2-37.6(c/W)7/238.7(c/W)9/2=ICBW3/250*9.8*402.9*0.11/2-4.6*0.13/221.8*0.15/2-37.6*0.17/238.7*0.19/210*0.0103/2IC2EyY=Ki(1当T=298K,Cp=a+bT+cT-2=87.55+14.96*10-3*298-26.68*105/2982=87.55+4.46-30.04=61.97*4.18J/mol.K(2)当T=1273K,Cp=a

7、+bT+cT-2=87.55+14.96*10-3*1293-26.68*105/12732=(1.63*106)2*0.94/(2*380*109)=3.28J/m22E第三章材料的热学性能2-1298K1273K=87.55+19.34-1.65=105.24*4.18J/mol.K=438.9J/mol.K据杜隆-珀替定律：(3Al2O3.2SiO4)Cp=21*24。94=523.74J/mol.K可见，随着温度的升高,C趋近按Dulong-Petit定律所得的计算值。P,m2-21723=0.021J/(cm.s.);=4.6*10-6/;p=7.0Kg/mm2.E=6700Kg/m

8、m2,=0.25.,(1-u)第一冲击断裂抵抗因子：R二-fE7*9.8*106*0.754.6*10-6*6700*9.8*106Cn(1-u)第二冲击断裂抵抗因子：R匚2-3E=0.184J/(cm.s.)=120mm.h=0.05J/(cms.),S=1课后习题 #/10课后习题，1.12x108(Pa)，112(MPa) #/10课后习题 #/10课后习题，1.12x108(Pa)，112(MPa) #/10解：=226*0.18410.31*6*0.0510.31rh课后习题 /10课后习题，1.12x108(Pa)，112(MPa) #/10=447C第四章材料的光学性能1课后习题 /10课后习题，1.12x108(Pa)，112(MPa) #/10课后习题 /10课后习题，1.12x108(Pa)，112(M