福建工程学院材料力学性能-习题课.ppt

1、1,材料力学性能,2009级材料成型与控制专业用,2,习题课,材料性能学,3,课堂练习 有三个圆柱试样，直径均为10mm，长度为1m。 第一个试样为铝质（E=70GPa）， 第二个为Al2O3（E=380GPa）， 第三个是聚苯乙烯（E=3.1GPa）， 沿着试样的轴线方向分别施加2000N的力，假定变形都是弹性的，试估算各试样的伸长量,4,.低碳钢的屈服强度为207MPa，某试样的直径为0.01m，长度为0.10m，承受1000N的拉力并伸长6.07710-6m，试计算其应力是高于还是低于屈服应力，如果低于，计算杨氏模量。,5,1、有一个金属拉伸试样，其初始直径为10mm，长度为50mm。屈

2、服强度为400MPa，弹性模量为70GPa，抗拉强度为500MPa。试计算其屈服点的应变量和试验过程中的最大载荷。,6,铝合金2219-T851的抗拉强度极限b= 454 MPa, KIC=32Mpam1/2。合金钢AISI4340的b= 1827 MPa, KIC=59Mpam1/2。若两种材料制成的尺寸相同的平板都有2a=2mm的穿透裂纹，且设两种材料都可近似地作为线弹性材料，试求使裂纹失稳扩展的应力。 ？（设Y=1.77）,7,依照公式：K1=Ya1/2,假设取Y等于1.77， 则： = K1c/ Y ac1/2 铝合金： = K1c/ Y ac1/2 = 32/ 1.77110-3/2

3、=571Mpa; 合金钢： = K1c/ Y ac1/2 = 59/ 1.77110-3/2=1050Mpa; 铝合金发生脆断的应力高于强度极限b= 454 MPa，表明拉断之前不会因裂纹失稳扩展而脆断。 合金钢脆断时的应力为b的57%，表明远没达到b之前，就已因裂纹失稳扩展而脆断。 合金钢受K1c的限制，在有裂纹的情况下，高强度的特性不能充分发挥。 而铝合金的强度却得到了充分的应用。,8,采用屈服强度0.2=1500MPa、断裂韧度KIc=65MPa.m1/2的钢材制造出一大型厚板构件，探伤发现有4mm长的横向穿透裂纹。若该钢板在轴向拉应力=600MPa下工作，计算 （1） 裂纹尖端前沿的应

4、力强度因子K1 （2） 该构件裂纹失稳扩展的临界应力c,9,例题,某一构件上设计的拉伸应力为690MPa,材料：a)Ti-6Al-4V;b)17-7型奥氏体不锈钢，求上述两种材料下的临界裂纹尺寸ac。（假设取Y等于1.77 ） 查表得： a)Ti-6Al-4V：K1C=55MPam-1,s=1035MPa b)17-7型奥氏体不锈钢: K1C=77MPam-1,s=1435MPa,10,当某一材料的断裂韧度K1C=62MPam-1，材料中裂纹的长度2a=5.7mm时，要使裂纹失稳扩展而导致断裂，需加多大的应力？（设Y=1/2）,11,2、下列现象中哪个不是弹性比功的应用（ ）。 A、撑杆跳高的杆 B、电子器件中的按钮弹 C、铍青铜制作仪表弹簧 D、音叉在空气中弹性振动,12,4、今有如下工件需要测定硬度，试说明选用何种硬度试验法为宜。 a.渗碳层的硬度分布 b.淬火钢 c.灰铸铁 d. 高速钢刀具 e.鉴别钢中残余奥氏体 f.仪表黄铜齿轮 g.龙门刨床导轨 h.氮化层,13,1.为什