《材料性能學(xué)》總復(fù)習(xí)題部分答案

緒二、單項選擇題1、下列不是材料力學(xué)性能的是（）A、強度、硬度、韌性D壓力加工性能2、屬于材料物理性能的是（）A、強度、硬度、熱膨脹性D耐腐蝕性三、填空題1材料的性能可分為兩大類一類叫__反映材料在使用過程中表現(xiàn)出來的特性，另一類叫_，反映材料在加工過程中表現(xiàn)出來的特性。2材料在外加載（外力作用下或載荷與環(huán)境因（溫度介質(zhì)和加載速率）聯(lián)合作用下所表現(xiàn)的行為，叫做材料四、簡答題1、材料的性能包括哪些方面？2、什么叫材料的力學(xué)性能？常用的金屬力學(xué)性能有哪些？第章料向拉的學(xué)能一、名詞解釋

。彈性極限是材料由彈性變形過渡到彈—塑性變形時的應(yīng)（或達到最大彈性變形所需要的應(yīng)力強度:是材料對塑性變形和斷裂的抗力。屈服強度：材料發(fā)生屈服或發(fā)生微量塑性變形時的應(yīng)力?？估瓘姸龋豪鞂嶒灂r，試樣拉斷過程中最大實驗力所對應(yīng)的應(yīng)力。塑性變形：是材料在外力作用下發(fā)生的不可逆永久變形但不破壞的能力。韌性：材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。二、單項選擇題1、根據(jù)拉伸實驗過程中拉伸實驗力和伸長量關(guān)系，畫出的力——伸長曲線（拉伸圖）可以確定出金屬的（）A、強度和硬度、強度和塑性、強度和韌性D、塑性和韌性2、試樣拉斷前所承受的最大標(biāo)稱拉應(yīng)力為（）A、抗壓強度、屈服強度、疲勞強度D抗拉強度3、拉伸實驗中，試樣所受的力為（）A、沖擊、多次沖擊、交變載荷D靜態(tài)力4、常用的塑性判斷依據(jù)是（）A、斷后伸長率和斷面收縮率、塑性和韌性C、斷面收縮率和塑性D斷后伸長率和塑性5、工程上所用的材料，一般要求其屈強比（C）A、越大越好B、越小越好、大些，但不可過大D、小，但不可過小6、工程上一般規(guī)定，塑性材料的δ為（）A、≥1%B、C、≥10%D、≥15%

7、形變強化是材料的一種特性，是下列（C）階段產(chǎn)生的現(xiàn)象。A、彈性變形；B、沖擊變形；C、均勻塑性變形；D、屈服變形。8、在拉伸過程中，在工程應(yīng)用中非常重要的曲線是（A、力—伸長曲線；B、工程應(yīng)力—應(yīng)變曲線；C、真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線。9、空間飛行器用的材料，既要保證結(jié)構(gòu)的剛度，又要求有較輕的質(zhì)量，一般情況下使用（）的概念來作為衡量材料彈性性能的指標(biāo)。A、楊氏模數(shù)；B、切變模數(shù)；C、彈性比功；D、比彈性模數(shù)。10、韌性是材料的力學(xué)性能，是指材料斷裂前吸收（）的能力。A、塑性變形功和斷裂功；B、彈性變形功和斷裂功；C、彈性變形功和塑性變形功；D、塑性變形功。11、拉伸試樣的直徑一定，標(biāo)距越長則測出的斷面收縮率會（a)越高；b)越低；不變；d)無規(guī)律可循。12、拉伸試樣的直徑一定，標(biāo)距越長則測出的抗拉強度會（a)越高；b)越低；不變；d)無規(guī)律可循13、拉伸時的比例試樣的尺寸越短，其斷后伸長率會（）a)越高；b）越低；c）不變；d）無規(guī)律14、材料的彈性比功，可通過（）來得到提高。a)提高抗拉強度、降低彈性模量；提高彈性極限、降低彈性模量；c)降低彈性極限、降低彈性模量；降低彈性極限、提高彈性模量。15、從化學(xué)鍵的角度看，一價鍵材料的硬度變化規(guī)律是（Aa)離子鍵＞金屬鍵＞氫鍵；離子鍵＞氫鍵＞金屬鍵；c)氫鍵＞金屬鍵＞離子鍵；金屬鍵＞離子鍵＞氫鍵16、雙原子模型計算出的材料理論斷裂強度比實際值高出~3個數(shù)量級，是因為（a)模型不正確b)近似計算太粗太多c)實際材料有缺陷d)實際材料無缺陷17、生產(chǎn)上為了降低機械噪聲，對有些機件應(yīng)選用（）高的材料制造，以保證機器穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。A、循環(huán)韌性；、沖擊韌性；、彈性比功；D比彈性模數(shù)。18、拉伸斷口一般呈杯錐狀，由纖維區(qū)、放射區(qū)和（）三個區(qū)域組成。A、剪切唇；、瞬斷區(qū)；、韌斷區(qū)；D脆斷區(qū)。19、金屬具有應(yīng)變硬化能力，表述應(yīng)變硬化行為的公式，目前得到比較廣泛的應(yīng)用，它是針對真實應(yīng)力-變曲線上的（）階段。A、彈性；、屈服；、均勻塑性變形；D斷裂。三、判斷題√工程設(shè)計和材料選用中一般以工程應(yīng)力、工程應(yīng)變?yōu)橐罁?jù)；但在材料科學(xué)研究中，真應(yīng)力與真應(yīng)變具有更重要的意義。（×）2、構(gòu)件的剛度Q材料的彈性模量E成正比，而與構(gòu)件的橫截面積A成反比。（）3對機床的底座等構(gòu)件，為保證機器的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，材料的彈性滯后環(huán)越大越好；而對彈簧片、鐘表等材料，要求材料的彈性滯后環(huán)越小越好。（、包申格效應(yīng)是指經(jīng)過預(yù)先加載變形，然后再反向加載變形時材料的彈性極限升高的現(xiàn)象。四、填空題

1、對于材料的靜拉伸實驗，在整個拉伸過程中的變形分為彈性變形、彈塑性變形和__三個階塑變?yōu)?、均勻塑性變形和_

段。2典型的彈性不完整性主要、、、等形式。3、隨著溫度的增加，金屬的彈性模量下降；通常加載速率增加，金屬的彈性模量不變，陶瓷的彈性模量不變，高分子材料的彈性模量隨著負載時間的增加而下降。4、彈性滯后環(huán)是由于料的加載線和卸載線不重合產(chǎn)生的。對機床的底座等構(gòu)件，為保證機器的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，材料的彈性滯后環(huán)越（大、?。┰胶?；而對彈簧片、鐘表等材料，要求材料的彈性滯后環(huán)越（大、?。┰胶?。5屬抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強度的強度性能指標(biāo)是_、_

等。6、斷裂前金屬發(fā)生不可逆永久變形的能力稱為塑性，常用的塑性性能指標(biāo)是和__7低碳鋼拉伸的過程中其屈服齒上往往存在和通常把作為屈服強度因為其鑄鐵在拉伸過程中測得的屈服強度用表示。8、一般情況下，溫度升高金屬材料的屈服強度；在應(yīng)變速率較高的情況下，金屬材料的屈服應(yīng)力將顯著；切應(yīng)力分量越大，越有利于塑性變形，屈服強度就越。9σ表示材料的，σ表示材料的，σ表示材料eps的，σ示材料的。b10、材料三種主要的失效形式為、、。、低碳鋼靜拉伸斷裂的宏觀斷口呈，由、、三個區(qū)域組成。微孔聚集型斷裂的微觀特征是；解理斷裂的微觀特征主要有、和；沿晶斷裂的微觀特征為斷口。12按照裂紋的擴展路徑來看斷裂主要分為、其中一般是脆性斷裂。13料的斷裂按斷裂機理分分為斷裂，斷裂和斷裂；按斷裂前塑性變形大小分可分為斷裂和斷裂。五、簡答題1、簡述韌性斷裂和脆性斷裂的宏觀斷口特征。典型宏觀韌性斷口由哪些區(qū)域組成？2、衡量彈性的高低用什么指標(biāo)，為什么提高材料的彈性極限能夠改善彈性。答：衡量彈性高低用彈性比功=σe2/2E。由于彈性比功取決于彈性極限和e彈性模量而材質(zhì)一定彈性模量保持不變因此依據(jù)公式可知提高彈性極限可以提高材料的彈性比功，改善材料的彈性。3、某種斷裂的微觀斷口上觀察到河流狀花樣，能否認定該斷裂一定屬于脆性斷裂？為什么？如何根據(jù)河流狀花樣尋找裂紋的源頭。4、簡述韌性斷裂的微觀過程及韌性斷口的微觀形貌特征。答在三向應(yīng)力的作用下使得試樣心部因夾雜物或第二相質(zhì)點破裂等原因而形成微孔（微孔形核），微孔不斷長大形成微裂紋，微裂紋聚合在一起形成裂

00105bs00105bs紋。微觀形貌特征：韌窩。5晶體純金屬的彈性模量與多晶體純金屬相比具有什么特點純體心立方）和純鋁（面心立方）什么方向的彈性模量最大答單晶體的彈性模量呈現(xiàn)出明顯的各向異性多晶體盡管其中單個晶粒的彈性模量為各向異性，但整體上呈現(xiàn)各向同性，即偽等向性。單晶體中彈性模量最大的方向是晶體中的密排晶向。純鐵為體心立方晶格，其最大彈性模量方向為{111}鋁為面心立方晶格彈性模量方向為110}。六、分析題1、分析拉伸曲線圖中1、2兩種材料的變形規(guī)律，并指出屬于何種材料（脆性材料、低塑性材料、高塑性材料）及其原因，并分析宏觀斷口。答彈性變形塑性變形斷裂無頸縮和屈服。由于塑性變形明顯但沒有頸縮，屬于低塑性材料，韌性斷口，杯錐狀不明顯。（2）彈性變形、屈服、均勻塑性變形、頸縮、斷裂。因其出現(xiàn)頸縮為高塑性材料。杯錐狀韌性斷口。2、某汽車彈簧，在未裝滿載時已變形到最大位置，卸載后可完全恢復(fù)到原來狀態(tài)；另一汽車彈簧，使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)彈簧弓形越來越小，即產(chǎn)生了塑性變形，而且塑性變形量越來越大。試分析這兩種故障的本質(zhì)及改變措施。（提示：前者剛度不足，后者彈性不足）3、某碳鋼經(jīng)不同的熱處理后在相同條件下拉伸，拉伸曲線的彈性變形階段有什么相同點？為什么？答二者的彈性變形階段往往存在線性階段應(yīng)力與應(yīng)變呈正比關(guān)系并且斜率基本相同。因為相同成分的鋼其彈性模量基本保持不變，根據(jù)工程應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可知，E為斜率則相

同。4、現(xiàn)有do=10mm的圓棒長試樣（=100mm）和短試樣（=50mm各一根，測得其延伸率δ與δ均為25%問長試和短試件的塑性是否一樣？哪個塑性好？為什么？七、計算題1、測定某種鋼的力學(xué)性能時，已知試棒的直徑是10mm，標(biāo)距長度是直徑的五倍F，F(xiàn)，拉斷后的標(biāo)距長度是試求此鋼的σs，σb及δ值是多少？2、一個拉伸試樣，標(biāo)距50mm，直徑，實驗后將試樣對接起來后測量標(biāo)距81mm伸長率多少？若縮頸處最小直徑斷面收縮率是多少？3、一直徑為2.5mm長為200mm的桿，在載荷牛頓（作用下，直徑縮小為2.2mm（無頸縮計算：①桿的最終長度；②在該載荷作用下的條件應(yīng)力σ與條件應(yīng)變ε。4、將某材料制成長50mm，直徑5mm的圓柱形拉伸試樣，進行拉伸試驗，試驗力為8000牛頓（N）時，試樣伸長量l）為無頸縮試計算⑴試樣此時的直徑R；⑵在該載荷作用下的條件應(yīng)力σ和條件應(yīng)變ε。

tt第章料其靜下力性二、單項選擇題1、適于測試硬質(zhì)合金、表面淬火鋼及薄片金屬的硬度的測試方法是（B）A、布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度D以上方法都可以2、不宜用于成品與表面薄層硬度測試方法（）A、布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度D以上方法都不宜3、用金剛石圓錐體作為壓頭可以用來測試（）A、布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度D以上都可以4、缺口試樣中的缺口包括的范圍非常廣泛，下列（）可以稱為缺口。A、材料均勻組織；B、光滑試樣；C、內(nèi)部裂紋；D、化學(xué)成分不均勻。5、單向壓縮條件下的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)為（a)0.5；b)1.00.8；d)2.06、HRC是（）的一種表示方法。a)維氏硬度；努氏硬度；c)肖氏硬度；d)洛氏硬度7、缺口引起的應(yīng)力集中程度常用應(yīng)力集中系數(shù)表示，應(yīng)力集中系數(shù)定義為缺口凈截面上的（）與平均應(yīng)力之比。A、最大應(yīng)力；、最小應(yīng)力；、屈服強度；D抗拉強度。8、扭轉(zhuǎn)加載的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)（）單向拉伸的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)。a)大于；b)小于；等于；d)無關(guān)系9、在單向拉伸、扭轉(zhuǎn)與單向壓縮實驗中，應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)的變化規(guī)律是（）a)單向拉伸＞扭轉(zhuǎn)＞單向壓縮；b）單向拉伸＞單向壓縮＞扭轉(zhuǎn)；c）單向壓縮＞扭轉(zhuǎn)＞單向拉伸；）扭轉(zhuǎn)＞單向拉伸＞單向壓縮；三、判斷題（1、應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)越大，最大切應(yīng)力分量越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越軟，材料越易于產(chǎn)生塑性變形反之應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)越小表示應(yīng)力狀態(tài)越硬，則材料越容易產(chǎn)生脆性斷裂。（）2、同一材料用不同的硬度測定方法所測得的硬度值是不相同的，且完全不可以互相轉(zhuǎn)換。（）3、同一金屬材料用不同的硬度測定方法所測得的硬度值是相同的。（4、缺口使塑性材料得到“強化因此，可以把“缺口強化”看作是強化材料的一種手段，提高材料的屈服強度。（）5、缺口強化與形變強化不一樣，不是強化材料的重要手段，但對于那些不能進行熱處理強化的材料，可以作為強化的手段。（）6、鑒于彎曲試驗的特點，彎曲試驗常用于鑄鐵、硬質(zhì)合金等韌性材料的性能測試。（√）7在韌性材料的沖擊試樣斷口上，裂紋會在距缺口一定距離的試樣內(nèi)部萌生，而不是在缺口根部。四、填空題1、常用的硬度表示方法有__、__和維氏硬度。2、材料的缺口越深、越尖銳，材料的缺口敏感性就越（大、小），材料的缺口敏感度就越（大的對缺口就越（敏感敏感3口靜彎曲實驗得到的曲線包圍的面積分為三個部分別代表三種能量Ⅰ、彈性變形功，，。若只有Ⅰ而沒有Ⅱ、Ⅲ，則

對缺口，若只有Ⅰ、Ⅱ，表明對缺口；Ⅲ越大，則對缺口越。4、應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)α值越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越，材料越容易產(chǎn)生塑性變形和延性斷裂。為測量脆性材料的塑性，常選用應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)α值的實驗方法，如等。5、在扭轉(zhuǎn)實驗中，塑性材料的斷裂面與試樣軸線，斷口，這是由應(yīng)力造成的斷；脆性材料的斷裂面與試樣軸線，這是由應(yīng)力造成的斷。與靜拉伸試樣的宏觀斷口特征。6、材料截面上缺口的存在，使得缺口根部產(chǎn)生和缺口前方，試樣的屈服強度，塑性。7、單向拉伸、扭轉(zhuǎn)和壓縮試驗方法中，應(yīng)力狀態(tài)最軟的加載方式是，該方法易于顯示材料的（塑性/脆性）行為，可用于考查（塑性/脆性）材料的（塑性/脆性）指標(biāo)。8、要測試灰鑄鐵和陶瓷材料的塑性指標(biāo)，在常用的單向拉伸、扭轉(zhuǎn)和壓縮試驗方法中，可選擇試驗方法。9、要鑒別淬火鋼中馬氏體組織的硬度，可用硬度實驗方法。五、簡答題1、簡述缺口的三個效應(yīng)是什么?2、缺口試樣拉伸時的應(yīng)力分布有何特點？3、20鋼（塑性好）扭轉(zhuǎn)和拉伸，哪種沒有頸縮?為什么?4、比較20鋼（塑性好）、鑄鐵的缺口強度和光滑試樣強度的大小，哪種材料對缺口敏感?沖擊試驗中哪種需要開缺口為什么?答：20鋼的缺口強度大于光滑試樣強度，鑄鐵則反之，因<1,鑄鐵對缺口e敏感為了保證沖擊試驗中能夠沖斷試樣從而測得沖擊功塑性材料0鋼需要開缺口。5、試比較布氏硬度與維氏硬度試驗原理的異同。6、試說明布氏硬度、洛氏硬度與維氏硬度的壓頭材料及形狀、實驗原理。六、分析題1、比較布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度測試原理及壓痕特征。并在以上方法中選擇適合測量下列材料硬度的方法和標(biāo)尺：滲碳層的硬度分布，淬火鋼，灰口鑄鐵，氮化層的硬度，高速鋼刀具，退火的0鋼，調(diào)質(zhì)后的40Cr主軸，淬火鋼中馬氏體和殘余奧氏體的鑒別與分布，鋁合金鑄錠。2、什么是金屬材料的塑性？對于下列材料的塑性：調(diào)質(zhì)鋼試樣，(2)20Cr滲碳淬火鋼試樣，鋼淬火回火試樣，(4)灰鑄鐵試樣，分別選用哪種試險機（液壓萬能材料試驗機、扭轉(zhuǎn)試驗機），采用何種試驗方法測量。答：塑性：材料受到外力作用產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。塑性衡量：(1)40CrNiMo調(diào)質(zhì)鋼：液壓萬能材料試驗機，單向拉伸實驗。(2)20Cr滲碳淬火鋼：扭轉(zhuǎn)試驗機，扭轉(zhuǎn)實驗。(3)淬火、回火W18Cr4V鋼：液壓萬能材料試驗機，彎曲實驗。(4)灰鑄鐵：液壓萬能材料試驗機，壓縮實驗。3、選擇合適的常用的靜載實驗方法及設(shè)備測定材料性能。(1)20CrMnTi滲碳表面質(zhì)量檢驗；調(diào)質(zhì)鋼的塑性；(3)車刀的塑性；鑄

鐵基座的承載能力；答：(1)20CrMnTi滲碳表面質(zhì)量檢驗——扭轉(zhuǎn)試驗機，扭轉(zhuǎn)試驗；(2)調(diào)質(zhì)鋼的塑性——萬能材料試驗機（拉伸試驗機），拉伸試驗；(3)車刀的塑性——萬能材料試驗機，彎曲試驗；(4)鑄鐵基座的承載能力——萬能材料試驗機，壓縮試驗。第章料沖韌及溫性一、名詞解釋韌脆轉(zhuǎn)變溫度一定的加載方式下度冷卻到某一溫度或溫度范圍時，出現(xiàn)韌性斷裂向脆性斷裂的轉(zhuǎn)變，該溫度稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。低溫脆性：材料隨著溫度下降，脆性增加，當(dāng)其低于某一溫度時，材料由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降的現(xiàn)象。。二、單項選擇題1、金屬的韌性通常隨加載速度提高、溫度降低、應(yīng)力集中程度加劇而（）A、變好、變差、無影響D難以判斷2、判斷韌性的依據(jù)是（）A、強度和塑性、沖擊韌度和塑性C、沖擊韌度和多沖抗力D沖擊韌度和強度3、材料的沖擊韌度越大，其韌性就（）A、越好、越差、無影響D難以確定4缺口試樣的沖擊實驗中口試樣的厚度越大樣的沖擊韌度韌脆轉(zhuǎn)變溫度越（a)大、高；b)小、低；c)小、高；d)大、低5、在缺口試樣的沖擊實驗中，缺口越尖銳，試樣的沖擊韌度（）a)越大；b）越小；c）不變；d）無規(guī)律6、當(dāng)應(yīng)變速率在（）內(nèi)，金屬力學(xué)性能沒有明顯變化，可按靜載荷處理。a)10-4～10-2s-1）10-2～10-1s-1；c）10-6～106s-1；d）無規(guī)律三、判斷題（）1、測量陶瓷、鑄鐵的沖擊吸收功時，一般采用夏比U型缺口試樣，很少采用V型及無缺口沖擊試樣。四、填空題1、材料的韌性溫度儲備通常用符號。表示，取值在溫度范圍，對于相同的材料而言，韌性溫度儲備越大，材料的工作溫度就越，材料就越。對于承受沖擊載荷作用的重要機件，韌性溫度儲備取。2面心立方金屬的韌脆轉(zhuǎn)變溫度比體心立方金屬面心立方金屬的塑性比體心立方金屬。3、國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一次沖擊彎驗用標(biāo)口樣分別為、。4、低溫脆性常發(fā)生在具有或結(jié)構(gòu)的金屬及合金中，而在結(jié)構(gòu)的金屬及合金中很少發(fā)現(xiàn)。五、簡答題

1、何謂低溫脆性？在哪些材料中發(fā)生低溫脆性？采用什么衡量材料的低溫脆性？2、試從宏觀上和微觀上解釋為什么有些材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而另外一些材料則沒有呢？六、分析題1驗下列材料的沖擊韌性些開缺口些不開缺口瓷鐵W18Cr4V，20鋼，40CrNiMo，20CrMnTi，硬質(zhì)合金，答：陶瓷、鑄鐵、、Crl2MoV沖擊試驗不用開缺口；20鋼，40CrNiMo，20CrMnTi擊韌性試驗需要開缺口。第章料斷韌一、名詞解釋斷裂韌度當(dāng)應(yīng)力場強度因子增大到一臨界值帶裂紋的材料發(fā)生斷裂該臨界值稱為斷裂韌度。二、單項選擇題1、最容易產(chǎn)生脆性斷裂的裂紋是（）裂紋。A、張開；B、表面；C、內(nèi)部不均勻；D、閉合。2、K的腳標(biāo)表示I型裂紋，I型裂紋表示（）裂紋。ⅠA、張開型；B、滑開型；C、撕開型；D、組合型。3、I型（張開型）裂紋的外加應(yīng)力與裂紋面（而II型（滑開型）裂紋的外加應(yīng)力與裂紋面（a)平行、垂直；垂直、平行；c)成45°角、垂直；d)平行、成5°角4、平面應(yīng)變條件下裂紋尖端的塑性區(qū)尺寸（）平面應(yīng)力下的塑性區(qū)。a)大于；b)小于；c)等于；d)不一定5、材料的斷裂韌度K隨板厚或構(gòu)件截面尺寸的增加而（ICa)減少；b）增加；c）無影響三、判斷題（、沖擊韌度、靜力韌度、斷裂韌度，都是衡量材料韌性大小的力學(xué)性能指標(biāo)。而且，它們采用相同的計量單位。四、填空題1、應(yīng)力強度因子反映了裂紋尖端區(qū)域應(yīng)力場的強度，它綜合反映了_和裂紋位置、__裂紋尖端應(yīng)力場強度的影響。2、根據(jù)外加應(yīng)力的類型及其與裂紋擴展面的取向關(guān)系，裂紋擴展的基本方式有其中以

開型(Ⅱ型)裂紋擴展和最為危險。

三類

，3、低溫脆性常發(fā)生在具有結(jié)構(gòu)的金屬及合金中很少發(fā)現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)的金屬及合金中，而在4、材料的韌性是表征材料在外力作用下，從變形到斷裂全過程中的能力根據(jù)試樣形狀和加載速率材料的韌性可分為試樣的靜力韌性、試樣的沖擊韌性和試樣的斷裂韌性。5彈性斷裂力學(xué)處理問題有兩種方法：、。五、簡答題1、說明和K的異同。對比K和K的區(qū)別。說明K和K中的I的含義。IICICCIIC

C0.20.2CC0.20.2C答：K力學(xué)參量，表示裂紋尖端應(yīng)力場強度的大小，取決于外加應(yīng)力、裂I紋尺寸和裂紋類型，與材料無關(guān)K代表的是材料的斷裂力學(xué)性能指標(biāo)，是臨Ic界應(yīng)力場強度因子，取決于材料的成分、組織結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素。稱為平面應(yīng)Ic變的斷裂韌性K為平面應(yīng)力的斷裂韌性。對于同一材料而言，K<K，平面應(yīng)cIcc變狀態(tài)更危險通常以前者衡量材料的斷裂韌性KI表示I型裂紋K中的IICI代表平面應(yīng)變。2、何謂應(yīng)力強度因子，其表達式的一般形式如何?六、計算題1、已知一構(gòu)件的工作應(yīng)力σ=800MPa裂紋長度應(yīng)力場強度因子=2σ·a1/2。鋼材的隨σ增加而下降，其變化如下表所示：Ⅰ

Ⅰσ/MPa11001200130014001500KⅠ

108.5085.2569.7554.2546.50若按屈服強度計算的安全系數(shù)找出既保證材料強度儲備又不發(fā)生脆性斷裂的鋼材強度。若時，上述材料是否滿足要求？解：根據(jù)應(yīng)力場強度因子的定義（取K

2a1/21/71.55MPa?m

1/2根據(jù)強度安全系數(shù)n=1.4算，鋼材的許用應(yīng)力[σ]=σ/n，故σ應(yīng)該0.20.2為：800可以選用第二組的鋼材；根據(jù)強度安全系數(shù)n=1.7算，鋼材的許用應(yīng)力[σ]=σ/n，故σ應(yīng)該0.20.2為：8001360MPa上述的材料在滿足韌性要求的同時，難以滿足強度要求。第章料疲性一、名詞解釋疲勞斷裂工件在變動載荷和應(yīng)變長期作用下因累積損傷而引起的斷裂現(xiàn)象。變動載荷：指載荷大小，甚至方向隨時間變化的裁荷。疲勞強度：在指定疲勞壽命下，材料能承受的上限循環(huán)應(yīng)力。二、單項選擇題1、金屬疲勞的判斷依據(jù)是（）A、強度B、塑性C、抗拉強度D、疲勞強度2、對稱循環(huán)應(yīng)力的應(yīng)力比R為（a)0；b)1；c)-1；d)∞3、在研究周疲勞中，常通過控制（B）的方式進行。a)應(yīng)力；b)應(yīng)變；)時間；d)頻率4、不對稱循環(huán)疲勞強度、耐久強度、接觸疲勞強度都屬于（）產(chǎn)生的力學(xué)性

能。A、接觸載荷；、沖擊載荷；、交變載荷；D化學(xué)載荷。三、判斷題（勞強度屬于強度類力學(xué)性能指標(biāo)屬于高溫拉伸的力學(xué)性能指標(biāo)。（、過載持久值表征疲勞斷裂時的應(yīng)力循環(huán)周次，屬于采用能量方法表示的力學(xué)性能指標(biāo)，與應(yīng)變比能、斷裂韌度相同。（、疲勞裂紋萌生后便馬上開始擴展，擴展分為亞穩(wěn)擴展和失穩(wěn)擴展兩個階段，而且，亞穩(wěn)擴展的速率較快。（、疲勞曲線上的水平線代表有限壽命區(qū)邊界；斜線段代表無限壽命區(qū)邊界。（）5、同種材料的疲勞強度：σ>σ>τ-1P-1-1（）6、材料的抗拉強度越大，其疲勞強度也越大。（）7疲勞曲線傾斜段傾斜得愈陡直，持久值就愈高，材料對過載的抗力愈高。（）8、q近零，表明材料對缺口十分敏感；＝1，表明材料對缺口完全不ff敏感。（）9、次載鍛煉可以提高材料的疲勞強度。（）10、低于1Hz的加載，料的疲勞強度基本不受頻率變化影響。（）11、溫度↑，疲勞強度↓。（）12、腐蝕疲勞存在無限壽命疲勞極限，因而腐蝕疲勞曲線無水平段。（）13、材料強度愈高，表面粗糙度對疲勞極限的影響愈顯著。（）14、粗糙度愈低，材料的疲勞極限愈低。四、填空題1典型的疲勞斷口具有、、三個特征區(qū)組成。宏觀特征為貝紋線的是。疲勞過程分為、、三個階段。2勞區(qū)的每組貝紋線好像一簇以疲勞源為圓心的平行弧線側(cè)指向，凸側(cè)指向方向。3、是疲勞斷口的宏觀特征，是疲勞斷口的微觀特征。4、裂紋擴展的兩個階段，第Ⅰ階段是沿著最大方向向內(nèi)擴展第Ⅰ階段沿垂直方向擴展形成，直到最后形成。5、對于疲勞斷口的瞬斷區(qū)，脆性材料的斷口呈；韌性材料斷口在心部平面應(yīng)變區(qū)呈或，邊緣區(qū)則有。6、過載持久值是材料在高于的一定應(yīng)力下工作，發(fā)生疲勞斷裂的。7、隨著機件尺寸↑，其疲勞強度↓，這種現(xiàn)象稱為。8、按照應(yīng)力高低和斷裂壽命對疲勞分類，則>105

,稱為，又稱為10

2

～10

5

為稱為。我們通常所稱的疲勞指。五、簡答題1、什么是疲勞斷裂？何提高零件的疲勞強度？列出至少四條提高金屬疲勞性能的具體措施。答在交變載荷作用下雖然零件所受應(yīng)力遠低于材料的屈服點但在長期使用中往往會突然發(fā)生斷裂，這種破壞過程稱為疲勞斷裂。

提高零件疲勞強度的措施改善機構(gòu)設(shè)計避免應(yīng)力集中提高加工工藝減少內(nèi)部組織缺陷；降低零件表面粗糙度和表面強化。eq\o\ac(○,1)噴丸處理eq\o\ac(○,2)表面熱處理eq\o\ac(○,3)合強化eq\o\ac(○,4)次載鍛煉。2、疲勞斷裂和脆性斷裂有何異同點？答脆性斷裂和疲勞斷裂在斷裂前都沒有明顯的塑性變形屬于低應(yīng)力的破壞但是這兩種斷裂還是有明顯的區(qū)別在斷裂完成時間上脆性斷裂一般不需要多次加載而瞬時完成疲勞斷裂需要多次加載溫度對疲勞斷裂影響不大溫度下降，脆性斷裂的危險增加，溫度對脆斷影響大斷口形貌上，疲勞斷裂的斷口一般呈現(xiàn)細齒狀的光亮花紋，疲勞斷口是光亮、平直的結(jié)晶狀斷口。3、寫出下列符號的含義：δ，σe,σ,σ，σ（/σs），F(xiàn)ATT50σ。1000.050.2－14、疲勞斷口宏觀斷口和微觀斷口分別有什么特征？5、為何表面強化能有效地提高承受彎曲與扭轉(zhuǎn)循環(huán)載荷下材料的疲勞強度？6、采用哪些表面強化工藝可以抑制材料表面疲勞裂紋的萌生和擴展？為什么？第章料磨性一、名詞解釋磨損在摩擦作用下物體相對運動時表明逐漸分離出磨屑從而不斷損傷的現(xiàn)象。二、單項選擇題1、因相對運動而產(chǎn)生的磨損分為三個階段穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。A磨合階段B疲勞磨損階段C輕微磨損階段D不穩(wěn)定磨損階段。2、與干摩擦相比，加入潤滑劑后摩擦副間的摩擦系數(shù)將會（a)增大；b)減??；不變；d)不一定3、根據(jù)剝落裂紋起始位置及形態(tài)的差異，接觸疲勞破壞分為點蝕、淺層剝落和（）三類。A、麻點剝落；、深層剝落；、針狀剝落；D表面剝落。三、判斷題（、接觸疲勞過程是在純滾動的條件下產(chǎn)生的材料局部破壞，也經(jīng)歷了裂紋形成與擴展兩個階段。（）2、就耐磨性而言，聚合物與金屬配對的摩擦副優(yōu)于金屬與金屬配對的摩擦副。（）3、鉛基合金軸瓦與鋼之間滑動粘結(jié)磨損的分離面便發(fā)生在強度較弱的材料上，被剪斷的材料將轉(zhuǎn)移到強度較高的材料上。四、填空題1、按照兩接觸面運動方式的不同，可以將摩擦分為摩擦和摩擦。2、材料的摩擦方式主要分為摩擦、摩擦。3、根據(jù)摩擦面損傷和破壞的形式（磨損的失效機制），磨損主要有、、、，其中兩接觸材料做滾動或滾滑摩擦?xí)r極易出現(xiàn)，是、常見的磨損失效形式滑動軸承的磨損形式以居多軟齒面齒輪運轉(zhuǎn)中容易出現(xiàn)粘著磨損，硬齒面齒輪容易出現(xiàn)接觸疲勞。

4、機件運行時的磨損過程分為三個階段：、、三個階段少的磨損率免出現(xiàn)。5、磨粒磨損是摩擦副的一方表面存在堅硬的或在接觸面間存在時產(chǎn)生的磨損。6、磨粒磨損的主要特征是摩擦面上有或因明顯犁皺形成的。五、簡答題1、機械正常的磨損過程有何特征，應(yīng)當(dāng)如何控制各個階段。2、簡述常見的磨損類型和特點？如何提高材料的耐磨粒磨損抗力？答：常見的磨損類型和特點有eq\o\ac(○,1)

粘著磨損，特點是機件表面有大小不等的結(jié)

疤。eq\o\ac(○,2)磨粒磨損，摩擦面上有擦傷

或明顯犁皺紋。eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,)腐蝕磨損，氧化磨損，磨損產(chǎn)物為氧化物如紅褐色

的三氧化二鐵。eq\o\ac(○,4)eq\o\ac(○,)接觸疲勞磨損，出現(xiàn)許多豆?fàn)?、貝殼狀或不?guī)則形狀的凹坑。提高磨粒磨損的抗力可以選用高硬度韌性好的材料或使用表面硬化的材料。第章料高力性一、名詞解釋蠕變：材料在長時間的恒溫、恒載荷下緩慢產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。應(yīng)力松馳恒定溫度和形變作用下材料內(nèi)部的應(yīng)力隨時間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。二、單項選擇題1、蠕變是材料的高溫力學(xué)性能，是緩慢產(chǎn)生（）直至斷裂的現(xiàn)象。A、彈性變形；B、塑性變形；C、磨損；D、疲勞。2、應(yīng)力松弛是材料的高溫力學(xué)性能，是在規(guī)定的溫度和初始應(yīng)力條件下，金屬材料中的（）隨時間增加而減小的現(xiàn)象。A、彈性變形；、塑性變形；、應(yīng)力；D屈服強度。3、蠕變是指材料在（）的長期作用下發(fā)生的塑性變形現(xiàn)象。a)恒應(yīng)變；b)恒應(yīng)力；c)恒加載速率；d)恒定頻率4、蠕變過程可以用蠕變曲線來描述，按照蠕變速率的變化，可將蠕變過程分為三個階段恒速階段和加速階段。A、磨合階段；、疲勞磨損階段；、減速階段；D不穩(wěn)定階段。5、σT表示給定溫度T下，恰好使材料經(jīng)過規(guī)定的時間發(fā)生斷裂的（ta)蠕變極限；b)持久強度；c)高溫強度；d)抗拉強度6、細晶強化是非常好的強化方法，但不適用于（a)