中科大材料力学与热学性能x

一■填空（每空1分，共10分〉屈服强度是金属材料重要的力学性能指标，它受各种内外因素的影响，内在因素包括金属本性及晶格类型，J」根据摩攥面损伤和破坏的形式，磨损大致可分4类：粘着磨损. 及接触疲劳。断裂韧度受各种内外因素的彩响，外在因素主要包括」4破度实验方法包括布氏硬度、△±等方法。二、判断题：（在正确的前面划"V”异食巽的前面划"X号每题1分，共10分〉（＞1、过磐久值表征疲劳断裂时的应力循环周次，属于采用能量方法表示的力学性能指标，与应变比能、断裂韧度相同。（〉2、冲击韧度、静力韧度、断裂韧度，都是衡量材料韧性大小的力学性能指标。而且，它们采用相同的计量单位。（＞3、只要存在金属材料、应力和屠蚀介质，一定会发生应力屠蚀断裂。（＞4、疲劳裂纹萌生后便闫上开始扩展，扩展分为介稳扩展和失稳扩展两个阶段，而且，介稳扩展的速率较快。（＞5、氢腿断裂的彳散观断裂机理一般为沿晶断裂，断裂表面有泥状花样的屠蚀产物及屠蚀坑。（）6、各种断裂判据，都是言迷文失稳扩展的断裂利因此，都杲非常安全的。（）7、缺口强化与形卿化不一撑，不是强化材料的重要手段，但对于那些不能进行热处理强化的材料，可以作为强化的手段。（）氏比例极限与螟变极限相似，都属于长度类力学性能指标，都与拉伸紧密相关，是表示拉伸的力学性能指标。（）〉尺瞎损曲线与螟变曲线相似，都分为三个阶段，斜率表示速率，因此它们的纵横坐标是相同。（）10、同一金属材料用不同的硬度测走方法所测得的酸度值杲相同的。三、馨人：（G疑1分，共1°分）1、 螭变过程可以用蠕变曲线来描述，按照螭变速率的变化，可将螭变过程分为三个阶段：（ ）、恒速阶段和加速阶段。Ax磨合阶段；B、痕劳磨损阶段；C、减速阶段；D、不稳走阶段。2、不对称循环疲劳强度、耐以强度、疲劳裂纹扩展门槛值、接触疲劳强度都属于（）产生的力学性能。A、接触载荷；（）产生的力学性能。A、接触载荷；B、冲击载荷；C、交变载荷；。、化学载荷。4、拉伸断口一般成杯锥状，由纤维区、放射区和（）三个区域组成。A,剪切唇；B、瞬断区；C、韧断区；D、脆断区。5、 根据剥落裂纹起始位置及形态的差异，接触疲劳破坏分为点蚀、浅层剥落和（ ）三类。A、麻点剥1落；B、冰层剥I落jC、针状剥落夕。、表面剥落。6、 应力状态软性系数表示最大切应力和最大正应力的比值，单向压缩时软性系数00.25〉的值是（ 〉。A、0.8E、0.5;C、1；D、2。7、 韧度是衡量材卡砌性大小的力学性能指标，是指材料断裂前吸收（ ）和断裂功的能力。A、塑性变形功； B、弹性变形功；U弹性变形功和塑性娈形功5。、冲击变形功8、 金属具有应变硬化能力,表述应变硬化行为的Hollomon公式，目前得到比较广泛的应用，它是针对真实应力-应变曲线上的< ）阶段。A、弹性；E、屁服$ 5均匀塑性变形；D、断裂。9、 ^目对运动而产生的磨损分为三个阶段：（ ）、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶股。'、磨合阶段；B、疲劳磨损阶段jC,跑合阶段；D、不稳定磨损阶段舅、应力松弛是材科的高温力学性能，是在规定的温度和初始应舟条件下，金属材料中的（）随时间增加而减小的现象。割性变形；B、塑性变形；C、应力；D、屈服强度。四、名词解释讥每题5分，共20分〉1、形翘化与滞弹性2、应力腐蚀断裂与应力隔蚀门槛值3、变动载荷与过载损伤区4＞临界裂纹尺寸与裂纹尖端张开位移五、简答题每题7.5分，共30分）h简述韧性断裂，画出中强度钢光'滑圆柱毡佃试样室温的宏观韧性断□示意图，并标注各区名称。2、简述。|和左g的异同点，并画出疲劳裂纹扩展速率曲线3.简遍夬口的两个效应，并画出厚板缺口拉伸时弹性状态下的应力分布乞简述氢脆的类型顶其特征。1、晶粒大小和亚结构八溶质元素〉第二相。2、雷立磨损；腐浊僦。3、温度，应变速率。4、洛氏硬度、维氏硬度、维氏显微硬度.努氏硬度、肖氏硬度、莫氏硬度、里氏硬度，巴氏硬度等（答对任何三种均可）。二判新题（在正确的前面划V,错误的前面划W每题1分，共10分〉1、 （x） j2、 （X》；3、 （x）；4、 （X）； 5、 （x>6、 （X） j7、 （X）；8、 （X）；9、 （X）； 10、 （X）三、 ^题：（每题1分，共U）分）lxC多2、C；3xA54xAj5,B56、D；1、&8、C59XA；10、Co四、 名词解释M每题5分，共20分）1、 形趣化与滞弹性材料在应力作用下进入塑性变形阶段后，随着变形量的增大'形变应力不断提高的现象称为形变强化。它是材料阻止绝续塑性变形的一种力学性能。（工5分）在弹性范围内快速知载或卸载后，随时间过长产生附扣弹性应变的现象，称为滞弹性。滞弹性应变量与材科成分、组织及实峻条件有关。（2巧分）应力鸥蚀断裂与应力稠蚀门槛倩金属在拉应力和特走的化学介质共同作用口经过一段时间后所产生的低应力脆断现象，称为应力隔蚀断裂。它是在应力和化学介质的联合作用下，按特有机理产生的断裂。（2.5分〉将试样在特定化学介质中不发生应力腐蚀断裂的最大应力场强度因子称为应力腐蚀门槛值>以Kiser表不o（2.5分））尺变瞩荷与过载损伤区变动载荷是引起疲劳破坏的外力，它是指栽荷大小，甚至方向均随时间变化的载荷。仕5分〉过载损伤界与痕劳曲线高应力区直线段之间的影线区，称为过载损伤区。（25分）4、临界裂纹尺寸与裂纹尖端张开位移裂纹失稳扩展的临界状态所对应的裂纹尺寸称为临界裂纹尺寸，记为0/（2"分）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，用$表示匚（2d分）简答题，（每题7.5分，共30分）1.简述韧性断裂，画出中强度钢光滑圆柱拉伸试样室温的宏观韧性断口示并标注各区名称6答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂，逑种断裂有一个缓惶的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量。典型的韧性断裂宏观断口呈杯锥形’由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。（2.5分）2、简述O和AK,的异同点并画出薜裂纹扩展速率曲线。 分〉答：相同：表征材科无限寿命疲劳性能（2分）不同：0（痕劳强度〕代表的杲光滑试样的无限寿命痕劳强度”适用于传统的痕劳强度设计和校核Cl・3分”AK,号虎劳裂纹扩展门槛值［代表的是裂纹试样的无限寿命疲劳性能，适于裂纹件的设计和疲劳强度校核。（h3分〉（画图2・3分〉3、 简述玦口的两个效应，并画出厚板玦口拉伸时弹性状态下的应力分布图°答：缺口的第1效应是引起应力集中，并改娈了缺口前方的应力状态.使缺口试样或机件中所曼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。（2.5分）缺口使塑性材料强度增高'塑性降低，这罡缺口的第二个敷应。（2.5分）1、 弹性比功：表示金属材料吸收弹性变形功的能力。一股川金属开始塑性变形前单位体积吸收的最人弹性变形功表示。2、 滞弹性：在弹性范闱内快速加载或卸载后，随时间延长产住附加弹性应变的现象。3、 循坏韧性：金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力。4、 包申格效应：材料经预先加我产生少量塑性变形，再同向加戴强度升高，反向加我强度降低。5、 解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理而.6、 塑性：指金居材料断裂前发牛塑性变形的能力。脆性：指金属材料受力时没有发生型性变形而育接断裂的能力。韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。9、 解理面：金属材料在一定条件巳当外加止应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学半面产生穿晶断裂，此种晶体学平而即为解理面。10、 穿晶断裂：裂纹穿过晶粒扩展，可以是韧性，也可以是脆性。沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多为脆性，是由于晶界上有夹杂，第二相以及杂志偏聚引起晶界弱化11、韧性转变：某些金屈材料在低于某TU度时由韧性状态转变为脆性状态，即低温脆性。12、弹性模量E：被称为材料的刚度，农征金属材料对弹性变形的抗力。13应J〕状态软性系数一一材料或工件所承受的最大切应力「边和最大正应力<7迪比值，即：a二A竺二 6 【P39P46]bmax2bl-0.5（a2+巧）1、 冲击韧度：带缺口的试件在冲击破坏时断裂面上所吸收的能虽。2、 冲击吸收功：指规定形状和尺寸的试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。3、 低温脆性：在试验温度低于某-温度tk时，会有韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机埋由微孔聚集型变为穿品解理型，断口特征由纤维状变为结品状。4、 韧脆转变温度：当试验温度低于某一温度tk时，发牛.低温脆性，转变温度tk为韧脆转变温度。1、低应力脆断：材料断裂时的应力低于材料的屈服强度。s,也往往低丁许用应力2]，断裂形式为脆性断裂，塑性材料也是这样，这都被称为低应力脆断。2、张开型（I）裂纹：裂纹拉应力垂丑作川于裂纹扩展面，裂纹沿作）IJ力方向张开，沿裂纹曲扩展。3应力场强度因子Ki:在裂纹尖端区域各点的应力分量除了决定于位置外，尚与强度因子Ki有关，对于某一确定的点，其应力分量山&确定，Ki越大，则应力场