材料的宏微觀力學(xué)性能習(xí)題及答案匯總

1、第1頁共14頁習(xí)題11.1彈塑性力學(xué)的研究對象、內(nèi)容是什么？與材料力學(xué)比較，有何異同？其基本假設(shè)又是什么？1.2如圖1.21所示的三角形截面水壩，材料的比重為丁，承受著比重為為液體的壓力，已<Txx=ax+byCTyy=cx+dy-"y，求得應(yīng)力解為5y=Mxay八試根據(jù)直邊及斜邊上的表面條件確定系數(shù)a,b,c和d1.3如圖1.22所示的矩形板，AB邊只受垂直于邊界的面力作用，而CD邊為自由表面，設(shè)其223Cx=qxy-3qy1 30y=qy-c1y+c2>3ixy=-qxy2+cx應(yīng)力分量為J,若體積力為零，試求常數(shù)c1和c2,并畫出AB及BC邊上的面力分布圖。圖 1.

2、211.4 證明(1)應(yīng)力的三個(gè)主方向互相垂直；(2)三個(gè)主應(yīng)力仃1,仃2,仃3必為實(shí)根。1.5 判斷下述命題是否正確，并簡短說明理由：(1)若物體內(nèi)一點(diǎn)的位移u,v,w均為零，則該點(diǎn)必有應(yīng)變&x=&y=&z=0。(2)在x為常數(shù)的直線上，若u=0,則沿該線必有%=0。(3)在y為常數(shù)的直線上，若u=0,則沿該線必有工=。(4)滿足平衡微分方程又滿足應(yīng)力邊界條件的應(yīng)力必為正確解(設(shè)該問題的邊界條件全部為應(yīng)力邊界條件)。1.6假定物體被加熱至定常溫度場T(x1，x2，x3)時(shí)，應(yīng)變分量為鳥1 =立=限3答案參見我的新浪博客：第#頁共14頁T的函數(shù)形式。九=%1=%2=0,

3、其中1a為線膨脹系數(shù)，試根據(jù)應(yīng)變協(xié)調(diào)方程確定溫度場1.7 試問什么類型的曲面在均勻變形后會(huì)變成球面。21.8 將某一小的物體放入高壓容器內(nèi)，在靜水壓力p=0.45N/mm作用下，測得體積應(yīng)變e=*.6X10),若泊松比v=0.3，試求該物體的彈性模量E。1.9 在某點(diǎn)測得正應(yīng)變的同時(shí)，也測得與它成60口和90方向上的正應(yīng)變，其值分別為電=一100父10"6,&0=50父10_6,&0=150/10"6,試求該點(diǎn)的主應(yīng)變、最大剪應(yīng)變和主應(yīng)力(E=2.1M105N/mm2,v=0.3)o1.10 試推導(dǎo)體積變形應(yīng)變能密度Wv及畸變應(yīng)變能密度Wd的公式分別為:Wv

4、J二"；jj=1Oii26iijj18K1''1',112Wdij-ijijij=ijij-iiI24G4G|Ljj31W二f.j；ii1.11 根據(jù)彈性應(yīng)變能理論的應(yīng)變能公式2jj,導(dǎo)出材料力學(xué)中桿件拉伸、彎曲及圓軸扭轉(zhuǎn)的應(yīng)變能公式分別為：U扭轉(zhuǎn)PJ2,dzdz1.12 設(shè)s'、s2、s3為應(yīng)力偏量，試證明用應(yīng)力偏量表示Mises屈服條件時(shí)，其形式為J3(s2+s6+s2)=Os2o1.13 設(shè)I1、I2為應(yīng)力張量第一、第二不變量，試用I1、I2表示Mises屈服條件。1.14 已知半徑50mm,厚為3mm的薄壁圓管，保持Zz-1,材料拉伸屈服極限為

5、40kg/mm2,試求此圓管屈服時(shí)軸向載荷P和扭矩Ms的值。1.15 續(xù)上題，在如下二種情況下，試求塑性應(yīng)變增量的比。答案參見我的新浪博客：第5頁共14頁(1)單向拉伸應(yīng)力狀態(tài)，5=CJs(2)純剪應(yīng)力狀態(tài),答案參見我的新浪博客：;二-；二s=+1.16已知材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線為EE1,用此材料制成的薄壁圓筒受拉力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用。試用增量理論按如下加載路線計(jì)算軸向應(yīng)變時(shí)和剪切應(yīng)變二s_T二(1)開始時(shí)沿z軸方向加載至仇=羽，保持此應(yīng)力值，再增加剪應(yīng)力直至V3。z:(2)開始時(shí)使剪應(yīng)力達(dá)到依，保持%的值不變，再增加軸向應(yīng)力仃z,使其達(dá)到_二sz(3)軸向應(yīng)力和剪應(yīng)力按j3:1的比例增加直至CTz

6、=Qs,寸3。習(xí)題22.1 裂紋有那些類型？它們的各自特征是什么？2.2 試說明迭加原理求應(yīng)力強(qiáng)度因子的原理及方法。2.3 試說明應(yīng)力狀態(tài)與塑性區(qū)的相互關(guān)系。2.4 試說明斷裂韌性和臨界斷裂應(yīng)力之間的關(guān)系。2.5 Kachanov在1958年是如何定義連續(xù)性缺陷變量的？它與現(xiàn)在的損傷變量定義有什么區(qū)2.6 損傷有哪些類型？各類損傷的主要表現(xiàn)形式是什么？2.7 如何選擇合適的損傷變量？選擇損傷變量的主要原則是什么？2.8 什么是有效應(yīng)力？什么是應(yīng)變等效原理？2.9 如考慮裂紋閉合效應(yīng)，有效應(yīng)力應(yīng)如何修正？2.10 損傷的各向異性特征主要是什么？在各種類型的損傷問題中最大損傷面(裂紋面、空洞面)的

7、方位有何共性？2.11 什么是虛擬無損構(gòu)形”？它的作用是什么？Murakami是如何定義二階對稱損傷張量的？其物理意義是什么？圖2.21習(xí)題12的圖2.12如圖2.21所示的平面裂紋體，若b遠(yuǎn)小于a,而且在端部的相對位移為v,試求此情形下的應(yīng)變能量釋放率GIO2.13 如圖2.4所示的I型平面裂紋問題，設(shè)在平面應(yīng)變狀態(tài)下，如果2a=2.5cm,對于、=03-=0.1%和二=0.5%,EE兩種情形，分別計(jì)算裂紋中心處的張開位移2v”的大小，并說明這么大的位移是否容易觀察得到。22.14 某壓力容器壁厚為h,半徑為R,所用材料的屈服極限為Os=1000N/mm,斷裂韌性32為KIC=1200Mmm

8、,設(shè)容器含有長度方向?yàn)槿萜鬏S線方向的穿透型裂紋，其長度為2a=3.8mm,試求容器發(fā)生脆斷的臨界壓力pic的大小。2.15試說明宏微觀破壞力學(xué)的發(fā)展歷史，由此你對科學(xué)的發(fā)展有什么理解？習(xí)題33.1 拉伸試驗(yàn)可以測定哪些力學(xué)性能？對拉伸試件有什么基本要求？3.2 拉伸圖與應(yīng)力一應(yīng)變曲線有什么區(qū)別？應(yīng)力一應(yīng)變曲線與真應(yīng)力一真應(yīng)變曲線又有什么區(qū)別？如何根據(jù)應(yīng)力一應(yīng)變曲線確定拉伸性能？3.3 如何測定斷面收縮率？3.4 怎樣提高材料的屈服強(qiáng)度？3.5 直彳至10mm的正火態(tài)60Mn鋼拉伸試驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下(d=9.9mm為屈服平臺剛結(jié)束時(shí)的試樣直徑)F/kN:39.5,43.5,47.6,52.9,5

9、5.4,54.0,52.4,48.0,43.1d/mm：9.91,9.87,9.81,9.65,9.21,8.61,8.21,7.41,6.78(1)試?yán)L制應(yīng)力一應(yīng)變曲線；(2)試?yán)L制未修正的和修正的真應(yīng)力一真應(yīng)變曲線；3.6 在測試扭轉(zhuǎn)的屈服強(qiáng)度時(shí)為什么采用劭.3,而不是像測拉伸屈服強(qiáng)度仃0.2那樣去測劭2?3.7 為什么說用扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)可以大致判斷出材料的女與Sk的相對大??？能否根據(jù)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)中試樣的斷口特征分析引起開裂的應(yīng)力的特征？3.8 用do=°.9mm,lo=75mm的GCrl5鋼(淬火+200c回火)試樣進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：M/(Nm):139.7,186.3,

10、217.7,254.0,269.7,283.4,293.0,305.09:11.5,15.7,26.3,34.3,46.0,59.6,78.7,98.1,117.5其中Mp=139.7Nm,M0.3=217.7Nm,Mk=305.0Nm(1)繪制E?曲線；(2)求Wp,如3,秣,G。3.9 哪些材料適合進(jìn)行抗彎試驗(yàn)？抗彎試驗(yàn)的加載形式有哪兩種？其最大彎矩在哪個(gè)位置？試用圖表不。3.10 有一飛輪殼體，材料為灰鑄鐵，其零件技術(shù)要求抗彎強(qiáng)度應(yīng)大于400N/mm2,現(xiàn)用g0mm父340mm的試棒進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，實(shí)際測試結(jié)果如下，問是否滿足技術(shù)要求？第一組.d=30.2mm,L=300mm,Pbb=

11、14.2kN第二組：d=32.2mm,L300mm,Pbb=18.3kN3.11 試綜合比較單向拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮和剪切試驗(yàn)的特點(diǎn)。如何根據(jù)實(shí)際應(yīng)用條件來選擇恰當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法衡量材料的力學(xué)性能？3.12 材料為灰鑄鐵，其試樣直徑d=30mm,原標(biāo)距長度h0=45mm。在壓縮試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)試樣承受到485kN壓力時(shí)發(fā)生破壞，試驗(yàn)后長度h=40mm。試求其抗壓強(qiáng)度和相對收縮率。3.13 雙剪試樣尺寸為*12.3mm,當(dāng)受到載荷為21.45kN時(shí)試樣發(fā)生斷裂，試求其抗剪強(qiáng)度。3.14 今要用沖床從某種薄鋼板上沖出一定直徑的孔，在確定需多大沖剪力時(shí)應(yīng)知材料的哪種力學(xué)性能指標(biāo)，采用何種試驗(yàn)方法測定它？3.

12、15 今有以下各種材料，欲評定材料在靜載條件下的力學(xué)行為，給定測試方法有單向拉伸、單向壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)和硬度五種，試對給定的材料選定一種或兩種最佳的測試方法。材料：低碳鋼、灰鑄鐵、高碳工具鋼(經(jīng)淬火低溫回火卜結(jié)構(gòu)陶瓷、玻璃、熱塑性材料。習(xí)題4第9頁共14頁4.1 硬度的定義是什么，硬度試驗(yàn)有什么特點(diǎn)？常見的硬度試驗(yàn)方法有哪些？4.2 試說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的物理意義HB;HRA;HV100；HS；4.3 試比較布氏、洛氏、維氏硬度試驗(yàn)原理的異同，并說明他們的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍。4.4 肖氏硬度和捶擊式布氏硬度都是動(dòng)力法測材料的硬度，試問這兩種方法的試驗(yàn)原理一樣嗎？為什么？4.5 同一材料用不同的

13、硬度測定方法所測得的硬度值有無確定的關(guān)系？為什么？有兩種材料的硬度分別為200HBs10/1000和45HRC,問哪一種材料硬？4.6 顯微硬度有何用途。4.7 何謂幾何相似原理？若材料為黑色金屬(HB<140)當(dāng)鋼球直徑為2.5mm時(shí)，則其試驗(yàn)力應(yīng)是多少？4.8 布氏硬度試驗(yàn)時(shí)要求試樣最小厚度不應(yīng)小于壓痕深度的10倍，試推導(dǎo)出試樣最小厚度的公式。若某棒料的布氏硬度值為280HBS10/3000,問試驗(yàn)用棒料的允許最小厚度是多少？4.9 一個(gè)由0mm的圓柱試樣在端面及圓周側(cè)面上所測得的洛氏硬度值是否相等？以哪個(gè)為準(zhǔn)？4.10 現(xiàn)有如下工作需測定硬度，選用何種硬度試驗(yàn)方法為宜？(1)陶瓷涂

14、層(2)灰鑄鐵(3)大齒輪(4)淬火后的高硬度制件(5)退火狀態(tài)下的軟鋼(7)滲碳鋼；(8)硬質(zhì)合金(9)大型機(jī)架4.11 下列的硬度要求或?qū)懛ㄊ欠裢桩?dāng)？為什么：100HBS10/3000；(2)150HBs10/3000/10；(3)15HRC;(4)100HBW0.05;2(5)500HRS5/750；(6)640HV30/20；(7)45HRCkgf/mm4.12某一鋼件毛坯測布氏硬度時(shí)，壓頭用曲0mm鋼球、載荷為3000kg,測得壓坑直徑為3.34mm,問HBS、HRC、0b各為多少？習(xí)題55.1 試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別。工程構(gòu)件中，為什么脆性斷裂最危險(xiǎn)？5.2 試述微孔聚集型斷

15、裂的全過程，若材料的基體塑性相同，第二相質(zhì)點(diǎn)密度大小對斷口中韌窩的大小和深淺有何影響？5.3 巳知淬火后200c回火的CrMnSi鋼的宏觀正斷抗力Sk=3236MPa,屈服抗力s=745MPa。試問它在三向拉伸(Si=&=+S,$3=0.75S),單向拉伸，扭轉(zhuǎn)，三向壓縮(S1=S2=-0.3S,S3=-S)狀態(tài)下各發(fā)生何種形式破壞？(=O.25)5.4 退火純鐵的=2J/m2,E=2X105MPa,d=2.5X0-8cm,試求其理論斷裂強(qiáng)度th5.5 若一簿板內(nèi)部存在一條長3mm的裂紋，且d=3X10-8cm,試求其脆性斷裂時(shí)的斷裂應(yīng)力。(設(shè)th=0.1E=2X104MPa)5.6

16、有一材料E=2X1011N/m2,=8N/m,試計(jì)算在7X107N/m2的拉應(yīng)力作用下，該材料能擴(kuò)展的裂紋白最小長度。(ki二:舊)5.7 在什么條件下易出現(xiàn)沿晶斷裂？怎樣才能減小沿晶斷裂傾向？5.8 何謂應(yīng)力強(qiáng)度因子，其表達(dá)式的一般形式如何？5.9 線彈性斷裂力學(xué)建立了新的斷裂判據(jù)，試舉例說明它在工程中的應(yīng)用：例1:一塊含有長為16mm中心穿透裂紋的鋼板，受到350MPa垂直于裂紋平面的應(yīng)力作用。(1)如果材料的屈服強(qiáng)度是1400MPa,求塑性區(qū)尺寸和裂紋尖端有效應(yīng)力強(qiáng)度因子值。(2)如果材料的屈服強(qiáng)度為385MPa,求塑性區(qū)尺寸和裂紋尖端有效應(yīng)力強(qiáng)度因子值。(3)試比較和討論上述二種情況下

17、，對應(yīng)力場強(qiáng)度因子進(jìn)行塑性修正的意義。例2：設(shè)有屈服強(qiáng)度為415MPa,斷裂韌性7為132(MPa碗),厚度分別為100mm和260mm的兩塊很寬的合金鋼板。如果板都受300MPa的拉應(yīng)力作用，并設(shè)板內(nèi)有長為46mm的中心穿透裂紋，試問此兩板內(nèi)裂紋是否都擴(kuò)展？例3:已知一構(gòu)件的工作應(yīng)力=800MPa,裂紋長2a=4mm,應(yīng)力場強(qiáng)度因子義KI=仃6a,鋼材Kic隨增加而下降，其變化如下表所示：(MPa)11001200130014001500Kic/MPam108.585.569.854.346.5若按屈服強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)為n=1.4,試找出既保證材料強(qiáng)度儲備又不發(fā)生脆性斷裂的鋼材。若n=1.

18、7時(shí)，上述材料是否能滿足要求？5.10 測定平面應(yīng)變斷裂韌性Kic的試件有哪些基本要求？如何測得有效的Kic彳1?在用三點(diǎn)彎曲試件測定尺Kic時(shí)，所用試件的尺寸為B=30mm,W=60mm,S=240mm,預(yù)制疲勞裂紋(包括機(jī)械缺口)的深度a=32mm,P5=56kN,Pmax=60.5kN,試計(jì)算條件斷裂韌性Kq,5.11 可采用怎樣的技術(shù)措施提高材料的斷裂韌性Kic值？5.12 試述COD的意義。5.13 試述J的意義。5.14 在導(dǎo)出估算切口強(qiáng)度的公式日作了哪些假設(shè)和近似？據(jù)此說明上述公式的適用范圍。5.15 為什么低強(qiáng)度高塑性材料的切口敏感度小，高強(qiáng)度塑性材料的大，而脆性材料是完全切口

19、敏感的？5.16 什么是沖擊韌性？用于測定沖擊韌性的試件有哪兩種主要形式？測定的沖擊韌性如何表示？5.17 沖擊韌性值在工程中有什么實(shí)用價(jià)值？5.18 何謂低溫脆性？在哪些材料中發(fā)生低溫脆性？5.19 何謂韌-脆轉(zhuǎn)變我口何確定韌-脆轉(zhuǎn)變溫度？有哪些因素影響韌一脆轉(zhuǎn)變溫度？5.20 對于顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的界面斷裂韌性，目前還沒有實(shí)驗(yàn)及理論結(jié)果。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法直接確定顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的界面斷裂韌性，并具體給出理論模型。習(xí)題66.1 殘余應(yīng)力對材料的力學(xué)性能有重要影響，試總結(jié)一下殘余拉應(yīng)力和殘余壓應(yīng)力對應(yīng)力腐蝕開裂的影響。6.2 殘余應(yīng)力的概念6.3 殘余應(yīng)力的產(chǎn)生是不可避免的，試說

20、出幾種工件常見的殘余應(yīng)力，說明其產(chǎn)生原因，并說出其按其影響范圍屬于哪種分類。6.4 試說出三種日常生活中去除、調(diào)整殘余應(yīng)力的工藝，并說明其屬于什么方法。6.5 試?yán)e出幾種你所知道或用過的殘余應(yīng)力的測試方法，并說出其屬于哪一類測試方法。6.6 欲測7-3黃銅試樣的應(yīng)力，用CoK4登射400面，當(dāng)平=0時(shí)，26=150.44,當(dāng)甲=45口時(shí),2日=150.91試計(jì)算試樣表面宏觀應(yīng)力。(a=0.3695nm,E=8.83X104MPa,v=0.35)習(xí)題77.1 名詞解釋高周疲勞，低周疲勞，應(yīng)力幅7.2 一超靜定架由三根等截面桿構(gòu)成，如下圖所示，該架在5000c環(huán)境下承受集中載荷P,試按陳化理論公

21、式分析蠕變應(yīng)力。已知其材料參數(shù)為E=2*105MPa,A=5*103,n=2,m=0.7及P=20kN,截面面積為F=1cm2,桿長為l1=10cmo7.3 .在上題中，設(shè)桿1和桿2夾角為日，試用時(shí)間硬化理論&二仃Bt),分析其蠕變應(yīng)力。7.4 試述疲勞破壞與靜力破壞的本質(zhì)區(qū)別。7.5 一半彳仝為a的圓截面桿僅承受扭轉(zhuǎn)力矩M,試用Kana雎則盼析其壽命。7.6 一等溫場厚壁筒，內(nèi)外半徑各為a及b,承受不變的內(nèi)壓P,請用連續(xù)損傷計(jì)算方法分析蠕變破壞。7.7 疲勞行為經(jīng)驗(yàn)規(guī)律有哪些？7.8 試述低周疲勞循環(huán)中的壽命載荷曲線的含義。7.9 解釋蠕變累積損傷的內(nèi)涵。習(xí)題88.1 解釋下列名詞(

22、1)應(yīng)力腐蝕；(2)氫蝕；(3)白點(diǎn)；(4)氫化物致脆；(5)氫致延滯斷裂；(6)腐蝕疲勞；(7)聲發(fā)射；(8)動(dòng)極化掃描技術(shù)；(9)交流阻抗譜測試技術(shù)。8.2 說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的意義K1scc;(2)da/dt;(3)KH；(4)%;(5)0sCC;(6)°C；KC8.3 試述金屬產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的條件。材料的應(yīng)力腐蝕具有什么特點(diǎn)？8.4 對一開有單邊缺口的大試樣，在持久載荷作用下的裂紋擴(kuò)展率進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)材料在腐蝕介質(zhì)加速下呈I階段和n階段而無出階段。當(dāng)預(yù)制裂紋深度a為3mm時(shí)，在50MPa載荷作用下裂紋剛好擴(kuò)展，當(dāng)裂紋擴(kuò)展至5mm時(shí)，進(jìn)入n第階段，其中da/dt=2M10mm

23、/s,試問材料kScc是多少？裂紋在第n階段能經(jīng)歷多長時(shí)間？材料的KP=20MpaVm8.5 某高強(qiáng)度鋼的5.2=1400Mpa,KC=77.5MpaTm在水介質(zhì)中的Kg=21.3Mpa/m,裂1/2紋擴(kuò)展到第n階段的da/dt=2M10'mm/s,第n階段結(jié)束時(shí)的KI=62MPam。該材料制成的機(jī)件在水介質(zhì)中工作，工作拉應(yīng)力仃=400MPa。探傷發(fā)現(xiàn)該機(jī)件表面有半徑1a0=4mm的半圓形裂紋。試粗略估算其剩余壽命。8.6 何謂氫致延滯斷裂？為什么高強(qiáng)度鋼的氫致延滯斷裂是出現(xiàn)在一定的應(yīng)變速率和溫度范圍內(nèi)？8.7 試述區(qū)別高強(qiáng)度鋼的應(yīng)力腐蝕與氫致延滯斷裂的方法。8.8 有一M24栓焊橋梁

24、用高強(qiáng)度螺栓，采用40B鋼調(diào)質(zhì)制成，抗拉強(qiáng)度為1200MPa承受拉應(yīng)力650MPa。在使用中，由于潮濕空氣及雨淋的影響發(fā)生斷裂事故。觀察斷口發(fā)現(xiàn)，裂紋從螺紋根部開始，有明顯的沿晶斷裂特征，隨后是快速脆斷部分。斷口上有較多腐蝕產(chǎn)物，且有較多的二次裂紋。試分析該螺栓產(chǎn)生斷裂的原因，并考慮防止這種斷裂的措施。8.9 有一導(dǎo)彈緊固件用超高強(qiáng)度鋼制成，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，封存在山洞之中，幾年后發(fā)現(xiàn)緊固部位有明顯裂紋，試解釋產(chǎn)生原因。8.10 有一高強(qiáng)度鋼as=000MPa,在T=300K時(shí)探傷發(fā)現(xiàn)鋼中有一裂紋a=4mm,一般認(rèn)為裂尖前方有一塑性區(qū)，從而裂紋可以鈍化成一個(gè)曲率為p的尖端口，最大ah=as(1+n

25、y2,如果氫的應(yīng)變場是球?qū)ΨQ，即耳=與=*3,已知鋼的VH=2.0cm3/mol,試求裂紋處塑性區(qū)中的最大氫富集度。8.11 試說明環(huán)境介質(zhì)對金屬材料的疲勞性能有何重要影響及其原因。答案參見我的新浪博客：第11頁共14頁8.12 .金屬材料的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展曲線有哪些形式？8.13 試解釋埋在潮濕地區(qū)的鐵桿，其腐蝕最嚴(yán)重的部位常在剛露出地面的一段，為什么？8.14 海水中行走的船舶，試分析其螺旋槳有可能出現(xiàn)的斷裂形式？你如何在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬它的工作條件，并對其損傷進(jìn)行評價(jià)。8.15 有人想用聲發(fā)射技術(shù)檢測黃銅在沸騰的MgCl2（溫度約100rC）,但他所用聲發(fā)射儀器配用的換能器只能在常溫下使用，

26、你能設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)裝置幫助他完成該實(shí)驗(yàn)嗎？習(xí)題99.1 材料系統(tǒng)包含那些要素，這些要素之間的關(guān)系是怎樣的？9.2 材料的結(jié)構(gòu)層次有那些劃分方法，具體又分為那些層次？9.3 有限元方法是在什么情況下產(chǎn)生的？9.4 有限元方法的理論基礎(chǔ)是什么？9.5 如何通過最小位能原理建立有限元求解方程？有限元法的分析過程是怎樣的？9.6 多晶體均勻化處理方法采用了那些假說？9.7 有那些多晶體模型？9.8 原子間作用勢是怎樣描述的，經(jīng)驗(yàn)性對勢有那幾種類型？9.9 在分子動(dòng)力學(xué)模擬中為什么要使用恒壓系統(tǒng)或者恒溫系統(tǒng)？9.10 傳統(tǒng)的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法模擬裂紋尖端有什么困難？用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬裂紋尖端的基本方案是怎樣

27、的？9.11 虛功原理有哪兩種不同形式？各和彈性力學(xué)的什么方程相等效？你能準(zhǔn)確地表述它們嗎？9.12 什么是最小位能原理？它是如何導(dǎo)出的？9.13 什么是位移插值函數(shù)？選擇位移模式的原則是什么？9.14 由本章的學(xué)習(xí)，你對多尺度模擬有什么認(rèn)識？9.15 一長方形波板如圖9.12所示，其兩端受均勻拉伸p。板長12cm,寬4cm,厚1cm。材料E=2.0M105MPa,v=0.3。均勻拉力P=5Mpa。試用有限元法求解板內(nèi)應(yīng)力，并和精確解比較。圖9.12習(xí)題15圖習(xí)題1010.1 應(yīng)力對鐵磁材料性能的影響？10.2 考慮一個(gè)具有大的正磁晶各向異性（K1>0）的立方鐵磁性晶體，在退磁態(tài)下，僅含

28、100和答案參見我的新浪博客：第13頁共14頁111疇，現(xiàn)使其沿010方向磁化。計(jì)算在010方向的伸長量與該方向的磁化強(qiáng)度間的函數(shù)關(guān)系。10.3 試證：沿不同晶軸方向?qū)⒁昏F磁立方晶體磁化到飽和時(shí)的磁化功為K1W110W(100=4K1K2W111-W100=32710.4什么樣的電疇結(jié)構(gòu)有利于提高BaTiO3單晶的壓電性？答案參見我的新浪博客：習(xí)題1111.1 試述薄膜的定義及分類。11.2 查閱相關(guān)書籍，了解薄膜有哪些特殊用途。11.3 壓痕法能測量薄膜的哪些力學(xué)性能，試分別簡要說明其原理。11.4 已知薄膜中存在殘余應(yīng)力，作壓痕實(shí)驗(yàn)的深度為200nm,A=2106nm2,A=1父10門巾2

29、,6H=3GPa,求仃R。若A=1M106nm2,A0=2><10nm2,求crRo（Berkovich壓頭）11.5 殘余應(yīng)力對薄膜性能會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？11.6 膜與基體界面間結(jié)合類型有哪些？11.7 閱讀文獻(xiàn)17,詳細(xì)了解劃痕法測量薄膜斷裂韌性的具體過程。11.8 氣泡法測量界面斷裂韌性時(shí)，試樣是怎樣準(zhǔn)備的？11.9 壓痕法測量薄膜的硬度與傳統(tǒng)硬度測試的根本區(qū)別是什么？11.10 影響薄膜摩擦學(xué)特性的因素有哪些？習(xí)題1212.1 名詞解釋黏彈性，蠕變，應(yīng)力松弛，高彈性，時(shí)間-溫度等效，Boltzmann疊加原理12.2 推導(dǎo)三參量固體的本構(gòu)關(guān)系式（12-15）12.3 高分

30、子材料高彈性的特點(diǎn)有哪些？t1L212.4 設(shè)某高分子材料的松弛模量函數(shù)為E（t）=E1eE2e，試計(jì)算下圖所示應(yīng)變歷史作用下2t1時(shí)刻后的應(yīng)力。12.5 已知某縣黏彈性材料的松弛模量函數(shù)為E=E0e上試寫出其蠕變?nèi)崃亢瘮?shù)J。12.6 在WLF方程中，選取不同的溫度作為參考溫度T0時(shí)，方程形式不變，只是方程中的參數(shù)CC2取值不同。取T0=Tg,則有普適參數(shù)C1=C1=17.44,C2=c2|_51.6。試求oT0=Tg+5。C時(shí)的材料參數(shù)C1和C2。12.7 聚苯乙烯在同樣的應(yīng)力作用下進(jìn)行蠕變，已知材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為358K.試問:溫度為423K時(shí)的蠕變比溫度為393K時(shí)的蠕變大約快多

31、少？12.8 保持伸長量不變的橡膠帶，273K時(shí)的作用力為45kg.試求323K時(shí)的作用力為多少？12.9 已知Mooney-Rivilin應(yīng)變能函數(shù)為W=010（11-3）+C01（I2-3），試推導(dǎo)單軸拉伸條件下橡膠的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，即Mooney-Rivilin方程。12.10 影響高分子材料脆韌轉(zhuǎn)變的因素有哪些？12.11 銀紋引發(fā)判據(jù)主要有哪些？簡述銀紋的擴(kuò)展機(jī)理。習(xí)題1313.1 名詞解釋陶瓷，熱沖擊，熱震斷裂，熱震損傷13.2 試述陶瓷材料與金屬材料在彈性變形、塑性變形和斷裂方面的區(qū)別。13.3 試述陶瓷材料蠕變機(jī)理與金屬材料蠕變機(jī)理異同點(diǎn)。13.4 目前測試陶瓷材料斷裂韌性的方法

32、有哪些？13.5 含有一條貫穿厚度的表面裂紋的氧化鈕穩(wěn)定ZrO2的切口梁在四點(diǎn)彎曲方式（I型）下破壞。梁的高度是10mm,斷裂應(yīng)力為100MPa,臨界斷裂尺寸為1mm,ZrO2的楊氏模量和泊松比分別為200GPa和0.30。請求出該材料的斷裂表面能、斷裂韌性和裂紋擴(kuò)展阻力。13.6 一塊帶切口的Al2O3厚板，含有一條貫穿厚度的內(nèi)部裂紋，在均勻拉伸條件（I型）下破壞，斷裂應(yīng)力為12MPa,臨界裂紋尺寸（2c）為60mm,Al2O3的楊氏模量和泊松比分別為400GPa和0.30,請求出該材料的斷裂表面能、斷裂韌性和裂紋擴(kuò)展阻力。13.7 試述影響陶瓷材料強(qiáng)度的因素有哪些？13.8 試述陶瓷材料疲勞類型及特點(diǎn)。13.9 對多晶UO2獲得了下面的穩(wěn)態(tài)蠕變數(shù)據(jù)：第#頁共14頁溫度/oC應(yīng)力/MPa/10與h-11666142.01666283.11666354.016665225166678100153514