完整word版材料力学性能试题集

判断

1. 由内力引起的内力集度称为应力。 （ X ）

2. 当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生 的应

力。（ V ）

3. 工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相 同应力

条件下产生的弹性变形就越大。 （ X ）

4. 弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 （ V ）

5. 滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。

6. 高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。 （ X ）

7. 固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数，

因而它不受单相固溶合金

（或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。 （ X ）

8. 随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就 增大。

（ V ）

9. 层错能低的材料应变硬度程度小。 （ X ）

10. 磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。 11. 韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。

（ X ）

12. 脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。 （ V ） 13. 决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就 越小。

（ X ）

14. 脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。 （ V ）

15. 脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈

45°方向产生断裂具有

切断特征。（ V ）

16. 弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。 （ X

17. 可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。

18. 缺口截面上的应力分布是均匀的。 （ X ） 19. 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。 （ V ）

20. 于降低温度不同，提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。 21. 低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。

（ X ）

22. 体心立方金属及其合金存在低温脆性。 （ V ）

23. 无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆 转变温

度升高。 （ V ）

24. 细化晶粒的合金元素因提高强度和塑性使断裂韧度 K IC 下降。（ X ）

25. 残余奥氏体是一种韧性第二相，分布于马氏体中，可以松弛裂纹尖端的应力峰，增大裂 纹扩展的阻力，提高断裂韧度 K IC 。（ V ）

26. —般大多数结构钢的断裂韧度 K ic 都随温度降低而升高。（X ） 27. 金属材料的抗拉强度越大，其疲劳极限也越大。 （ V ）

28. 宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。 （ V ）

29. 材料的疲劳强度仅与材料成分、组织结构及夹杂物有关，而不受载荷条件、工作环境及 表面处

理条件的影响。 （ X ）

30. 应力腐蚀断裂并是金属在应力作用下的机械破坏与在化学介质作用下的腐蚀性破坏的叠 加所造

成的。 （ X ）

31. 氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。 （ V ） 32. 含碳量较低且硫、磷含量较高的钢，氢脆敏感性低。

（ X ）

100%弹性变形所需

X)

33. 在磨损过程中，磨屑的形成也是一个变形和断裂的过程。 34.

马氏体耐磨性最好，铁素体因硬度

高，耐磨性最差。

（

35. 在相同硬度下，下贝氏体比回火马氏体具有更高的耐磨性。

36. 随着实验温度升高，金属的断裂由常温下常见的沿晶断裂过渡到传晶断裂。 37. 蠕变断裂的微观断口特征，主要为冰糖状花样的传晶断裂形貌。 38. 晶粒大小对金属材料高温力学性能的影响很大。 （V ）

39.

聚合物的性能主要取决于其巨型分子

的组成与结构。

（

40. 三种状态下的聚合物的变形能力不同，弹性模量几乎相同。

41. 再高弹态时聚合物的变形量很大，且几乎与温度无关。 42. 聚合物的疲劳强度高于金属。 （X ）

对机床的底座等构件，为保证机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越大越

好； 钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越小越好。 （V ） 鉴于弯曲试验的特点，弯曲试验常用于铸铁、硬质合金等韧性材料的性能测试。 奥氏体不锈钢在硝酸盐溶液溶液中容易发生应力腐蚀开裂。

（X ）

晶粒与晶界两者强度相等的温度，称为等强温度。 材料的硬度与抗拉强度之间为严格的线性关系。 裂纹扩展方向与疲劳条带的方向垂直。 （V 金属只有在特定介质中才能发生腐蚀疲劳。 （

填空

1-1、金属弹性变形是一种“可逆性变形”,它是金属晶格中原子自平衡位置产生 “可逆位移”

的反映。

1-2、弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生“ 100% ”弹性变形所需的应 力。 1 1 1 1 1

而对弹簧

43. 片、 44. 45. 46.

(V ) (X ) ) X )

50. 适量的微裂纹存在于陶瓷材料中将提高热震损伤性

3、 弹性比功表示金属材料吸收“弹性变形功”的能力。

4、 金属材料常见的塑性变形方式主要为“滑移”和“孪生”。

5、 滑移面和滑移方向的组合称为“滑移系”。

6、 影响屈服强度的外在因素有“温度”、“应变速率”和“应力状态”。

7、 应变硬化是“位错增殖”、“运动受阻”所致。

8、 缩颈是“应变硬化”与“截面减小”共同作用的结果。

9、 金属材料断裂前所产生的塑性变形由“均匀塑性变形”和“集中塑性变形”

1 1

两部分构成。

1-10、金属材料常用的塑性指标为“ 1-11、韧度是度量材料韧性的力学指标，又分为“ 裂韧度”。

1-12、机件的三种主要失效形式分别为“ 磨损”、 1-13、断口特征三要素为“纤维区”、“放射区”、 1-14、微孔聚集断裂过程包括“微孔成核”、“长大”、

“聚合”,直至断裂。

1-15、决定材料强度的最基本因素是“原子间结合力”。

断后伸长率”和“断面收缩率”。 静力韧度 ”、“冲击韧度 ”、“断

“腐蚀”和“断裂”。 “剪切唇”。

2-1、金属材料在静载荷下失效的主要形式为“塑性变形”和“断裂”

2-2、扭转试验测定的主要性能指标有“切变模量” “扭转屈服点T s ” “抗扭强 度T b ”

“轴向拉伸” “偏斜拉伸”

布氏硬度” “洛氏硬度”和“维氏硬度”

“硬度值”符号“ HR 、和“标尺字母” 3-1、冲击载荷与静载荷的主要区别是“加载速率不同” 3-2、金属材料的韧性指标是“韧脆转变温度t k 4-1、裂纹扩展的基本形式为“张开型”、“滑开型”和“撕开型”。

4-2、机件最危险的一种失效形式为“断裂”尤其是“脆性断裂”极易造成安全 事故和经济损

失。

4-3、裂纹失稳扩展脆断的断裂 K 判据：K 》K c 4-4、断裂G 判据：G 》G C

4-7、断裂J 判据：J I > J ic

6-5、防止氢脆的三个方面为“环境因素”、“力学因素”及“材质因素” 7-4、脆性材料冲蚀

磨损是“裂纹形成”与“快速扩展”的过程。

7-5、影响冲蚀磨损的主要因素有：“环境因素” “粒子性能” “材料性能”

7-6、磨损的试验方法分为“实物试验”与“实验室试验” 8-1、晶粒与晶界两者强度相等的温

度称为“等强温度”。

2-3、缺口试样拉伸试验分为 2-5、压入法硬度试验分为“

2-7、洛氏硬度的表示方法为

5-1、变动应力可分为“规则周期变动应力”和“无规则随机变动应力”两种。

5-2、规则周期变动应力也称循环应力，循环应力的波形有 和“三角形波” 5-4、典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域，分别为“ “瞬断区”。 5-6、疲劳断裂应力判据：对称应力循环下： 2 C 丄' 》（T r

“ 正弦波” “矩形波” 疲劳源” “疲劳区”和

非对称应力循环下：（T

5-7、疲劳过程是由“裂纹萌生”、“亚稳扩展”及最后“失稳扩展”所组成的。 5-8、宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的“形成” “长大” 及“连接”而成的。

5-10、疲劳微观裂纹都是由不均匀的 5-11、疲劳断裂一般是从机件表面“ 是

从二者结合处发生的。

“局部滑移”和 应力集中处”或 “显微开裂”引起的。

“材料缺陷处”开始的，或

6-1、产生应力腐蚀的三个条件为“ 6-2、应力腐蚀断裂最基本的机理是“ 应力” “化学介质”和“金属材料”。 滑移溶解理论”和“氢脆理论”。

6布氏硬度值

金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢的产生塑性变形的现象称为“ 蠕 金属的蠕变变形主要是通过“位错滑移” “原子扩散”等机理进行的。 聚合物的聚集态结构包括

“静态结构” “非晶态结构”和“取向” 静态粘弹性一般的变现形式为“蠕变” “应力松弛” 聚合物具有独特的“摩擦特性” “磨损规律”

10-2、热震破坏包括“热震断裂”“热震损伤” 11-1、复合材料是由两种或两种以上“异质” “异形”、“异性”的材料复合形成 的新型材料。 11-2、复合材料中通常包括“基体” “增强体” 11-3、单向复合材料产生屈曲的形式有“拉压型” “剪切型”

11-4、单向连续纤维增强复合材料的一个显著特点是沿纤维方向有较高的 “强度”

和“模量”

名词解释

1滞弹性

在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象叫做 滞弹性

2包申格效应

金属材料经过预先加载产生少量塑性变形（残余应变为

1%---4%），卸载后再

同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残 余伸长应力降低（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零）的现象，称为包 申格效应

3解理刻面

大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面

4缺口效应

由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化， 产生 所谓的缺口效应

5缺口敏感度

金属材料的缺口敏感性指标用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的 抗拉轻度比值表示，称为缺口敏感度，记为 NSR

布氏硬度值（HBW ）就是实验力F 除以压痕球形表面积A 所得的商，F 以N 为单位时，其计算公式为

HBW=0.102F/A

7冲击韧度

U 形缺口冲击吸收功

A KU 除以冲击试样缺口底部截面积所得之商，称为冲击

8-2、 变” 8- 3、

9- 3、

9-5、

韧度，a ku=Aku/S （J/cm2）,反应了材料抵抗冲击载荷的能力,用a Ku

表示。

8冲击吸收功

缺口试样冲击弯曲试验中，摆锤冲断试样失去的位能为mgH1-mgH2此即为

试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功，以A K表示，单位为J。

9低温脆性

体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金，特别是工程

上常用的中、低强度结构钢（铁素体-珠光体钢），在试验温度低于某一温度t k时, 会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性

10张开型裂纹（I型）裂纹

拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的裂纹。

11低应力脆断

高强度、超高强度钢的机件，中低强度钢的大型、重型机件在屈服应力以下发生的断裂。12应力场强度因子K l

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K I有关, 对于某一确定的点，其应力分量由K I确定，K I越大，则应力场各点应力分量也

越大，这样K I就可以表示应力场的强弱程度，称K I为应力场强度因子。“I” 表示I型裂纹。

13裂纹扩展能量释放率GI

I型裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值。

14裂纹扩展G判据

G i >G ic，当GI满足上述条件时裂纹失稳扩展断裂。

15疲劳源

疲劳裂纹萌生的策源地，一般在机件表面常和缺口，裂纹，刀痕，蚀坑相连

16疲劳贝纹线

是疲劳区的最大特征，一般认为它是由载荷变动引起的，是裂纹前沿线留下的弧状台阶痕迹。

17疲劳条带

疲劳裂纹扩展的第二阶段的断口特征是具有略程弯曲并相互平行的沟槽花样, 称为疲劳条带（疲劳辉纹，疲劳条纹）

18驻留滑移带

用电解抛光的方法很难将已产生的表面循环滑移带去除，当对式样重新循环加载时，则循环滑移带又会在原处再现，这种永留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带。

19疲劳寿命

试样在交变循环应力或应变作用下直至发生破坏前所经受应力或应变的循环次数

20应力腐蚀

金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象。

21氢致延滞断裂

这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂

22磨损

机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑, 使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。

23接触疲劳

两接触面做滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片金属剥落而使材料损失的现象。

在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象

24蠕变

26.

25 等强温度（ TE ）

晶粒强度与晶界强度相等的温度

选择题

1、蠕变过程可以用蠕变曲线来描述，按照蠕变速率的变化，可将蠕变过程分为三个阶段：

速阶段和加速阶段。

A 磨合阶段；

B 、疲劳磨损阶段；

C 、减速阶段；

D 不稳定阶段。

2、不对称循环疲劳强度、耐久强度、疲劳裂纹扩展门槛值、接触疲劳强度都属于（

能。

A 接触载荷；

B 、冲击载荷；

C 、交变载荷；

D 、化学载荷。

A 循环韧性；

B 、冲击韧性；

C 、弹性比功；

D 比弹性模数。

A 剪切唇；

B 、瞬断区；

C 、韧断区；

D 、脆断区。

A 麻点剥落；

B 、深层剥落；

C 、针状剥落；

D 、表面剥落。

A 磨合阶段；

B 、疲劳磨损阶段；

C 、跑合阶段；

D 不稳定磨损阶段

10、应力松弛是材料的高温力学性能，是在规定的温度和初始应力条件下，金属材料中的（ 间增加而减小的现象。

C ）、恒

C ）产生的力学性

3、 生产上为了降低机械噪声，对有些机件应选用（

A ）高的材料制造，以保证机器稳定运转。

4、 拉伸断口一般成杯锥状，由纤维区、放射区和（

A ）三个区域组成。

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。

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（

V =0.25 ）的值是

A 、 ）。

0.8； B 、 0.5 ； C 、 1； 7、

韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，是指材料断裂前吸收（ A 塑性变形功；

B 、弹性变形功；

A ）和断裂功的能力。

C 弹性变形功和塑性变形功；

D 、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

9、

实应力 - 应变曲线上的（ C

）阶段。

A 弹性；

B 、屈服；

C 、均匀塑性变形;

D 、断裂。

因相对运动而产生的磨损分为三个阶段： （ A ）、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。

C ）随时

21. 下列哪项不是陶瓷材料的优点（ D ）

a ）耐高温

b ）耐腐蚀C ） 耐磨损

22. 对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强度（

a ） 高

b ） 低 C ） 相等 d ）

23. 今欲用冲床从某薄钢板上冲剪出一定直径的孔，

指标为（ C ）

a ） 抗压性能

b ） C ） 抗剪切性能 d ）

工程中测定材料的硬度最常用（ B a ） 刻划法 b ） 压入法 C ）

d ） 塑性好 A ）

不确定

在确定需多大冲剪力时应采用材料的力学性能

弯曲性能 疲劳性能

24.

）

回跳法 25. 细晶强化是非常好的强化方法，但不适用于（

a ） 高温

b ） 中温 C ） 常温 d ） 低温

机床底座常用铸铁制造的主要原因是（ C ）

a ） 价格低，内耗小，模量小

b ） 价格低，内耗小，模量高

d ） 不确定

A ）

A 弹性变形；

B 、塑性变形；

C 、应力；

D 、屈服强度。

18、最容易产生脆性断裂的裂纹是（ A ）裂纹。

A 、张开；

B 、表面；

C 、内部不均匀；

D 、闭合。

19、空间飞行器用的材料，既要保证结构的刚度，又要求有较轻的质量，一般情况下使用（ 来作为衡量材料弹性性能的指标。

A 杨氏模数；

B 、切变模数；

C 、弹性比功；

D 、比弹性模数。 20、K 「的脚标表示I 型裂纹，I 型裂纹表示（A ）裂纹。

A 张开型；

B 、滑开型；

C 、撕开型；

D 、组合型。 11、形变强化是材料的一种特性，是下列（

C ）阶段产生的现象。

A 弹性变形；

B 、冲击变形；

C 、均匀塑性变形；

D 、屈服变形。 12、缺口引起的应力集中程度通常用应力集中系数表

示， 平均应力之比。

应力集中系数定义为缺口净截面上的（

A ）与

A 、最大应力；

B 、最小应力；

C 、屈服强度； 13、因相对运动而产生的磨损分为三个阶段： （ A

A 磨合阶段；

B 、疲劳磨损阶段；

D 、抗拉强度。

）、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。

C 轻微磨损阶段；

D 不稳定磨损阶段。

14、在拉伸过程中，在工程应用中非常重要的曲线是（

B ）。

A 力一伸长曲线；

B 、工程应力一应变曲线；

C 、真应力一真应变曲线。

15、韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，是指材料断裂前吸收（

A 塑性变形功和断裂功；

B 、弹性变形功和断裂功；

C 弹性变形功和塑性变形功；

D 、塑性变形功。

A ）的能力。

16、蠕变是材料的高温力学性能，是缓慢产生（

B

）直至断裂的现象。

A 弹性变形；

B 、塑性变形；

C 、磨损;

D 、疲劳。 17、缺口试样中的缺口包括的范围非常广泛，下列（

C ）可以称为缺口。 A 材料均匀组织；B 、光滑试样；C 、内部裂纹;

D 、化学成分不均匀。

C ）的概念

26. c) 价格低，内耗大，模量大 d) 价格高，内耗大，模量高

27. 应力状态柔度系数越小时，材料容易会发生( B )

a) 韧性断裂 b) c) 塑性变形 d)

29. 裂纹体变形的最危险形式是(

d) HE

32．高强度材料的切口敏感度比低强度材料的切口敏感度(

a) 高 b) 低 c) 相等 d) 无法确定

33．为提高材料的疲劳寿命可采取如下措施(

B )

a) 引入表面拉应力 b) 引入表面压应力 c) 引入内部压应力 d) 引入内部拉应力

34．工程上产生疲劳断裂时的应力水平一般都比条件屈服强度(

A 强度

B 、硬度

C 、韧性

D 、压力加工性能

37、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线(拉伸图)可以确定出金属的

A 强度和硬度

B 、强度和塑性

C 、强度和韧性

D 、塑性和韧性

38、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为

A 抗压强度

B 、屈服强度

C 、疲劳强度

D 、抗拉强度

39、拉伸实验中，试样所受的力为

A 冲击

B 、多次冲击

C 、交变载荷

D 、静态力

40、属于材料物理性能的是

40、常用的塑性判断依据是

A 、》1%

B 、》5%

C 、》10%

D 、》15%

A 布氏硬度

B 、洛氏硬度

C 、维氏硬度

D 、以上方法都可以

不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法

A 布氏硬度

B 、洛氏硬度

C 、维氏硬度

D 、以上方法都不宜

用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试

A 布氏硬度

B 、洛氏硬度

C 、维氏硬度

D 、以上都可以

44、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是

47、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而

45

、

46、 脆性断裂 最大正应力增大

a) 张开型 b) 滑开型 c) 撕开型 d) 30. 韧性材料在什么样的条件下可能变成脆性材料( B 增大

加载速度

混合型

a) 增大缺口半径 b) c) 升高温度

31．腐蚀疲劳正确的简称为( B )

d)

减小晶粒尺寸

a) SCC b) CF c) AE B )

a) 高 b) 低 c) 一样 d) 不一定

36、下列不是金属力学性能的是

A 强度

B 、硬度

C 、热膨胀性

D 、耐腐蚀性

A 断后伸长率和断面收缩率

D 、断后伸长率和塑性

B 、 塑性和韧性

C 、断面收缩率和塑性

42、 工程上所用的材料，一般要求其屈强比

A 越大越好

B 、越小越好

C 、

43、 工程上一般规定，塑性材料的 S 为

大些，但不可过大 D 、小些，但不可过小

( B

A 变好

B 、变差

C 、无影响

D 、难以判断

50、材料的冲击韧度越大，其韧性就

51. 通常用来评价材料的塑性高低的指标是( A ) A 比例极限 B 抗拉强度 C 延伸率 D 杨氏模量

52.在测量材料的硬度实验方法中， (C )是直接测量压痕深度并以压痕深浅表示材料的硬度

A 布氏硬度

B 洛氏硬度

C 维氏硬度

D 肖氏硬度

53. 下列关于断裂的基本术语中，哪一种是指断裂的缘由和断裂面的取向(

56、在没当原子间相互平衡力受外力作用而受到破坏时，原子的位置必须作相应调整，即产生位移，以期

外力、引力和( C )三者达到新的平衡。

7、金属的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标。 温度、加载速率等外在因素对其影响也 ( a )

A 、晶体中点缺陷的移动 b 、晶体中线缺陷的移动 c 、晶体中点阵滑移d 、晶体晶界缺陷

)9、

根据应力-应变曲线的特征，可将屈服分为(

1)非均匀屈服(2)均匀屈服(3)连续屈服(4)间隔屈服 a 、 (1) (3) (4)b(l)

(2) (4)c 、

(1) (2) (3)d 、

(2) (3) (4)

48、判断韧性的依据是

A 强度和塑性 B

、冲击韧度和塑性

( c )

C 、冲击韧度和多冲抗力

D 、冲击韧度和强度 49、金属疲劳的判断依据是

A 强度

B 、塑性

C 、抗拉强度

D 、疲劳强度

A 越好

B 、越差

C 、无影响 D

、难以确定

A 解理断裂、沿晶断裂和延性断裂

B 正断和切断

C 穿晶断裂和沿晶断裂 韧性断裂和脆性断裂

54. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫( B )

A 强度

B 硬度

C 塑性

D 弹性 55、金属的弹性变形是晶格中 A 、 原子自平衡位置产生可逆位移的反应。

B 、 原子自平衡位置产生不可逆位移的反应。

C 、 原子自非平衡位置产生可逆位移的反应。

D 、

原子自非平衡位置产生不可逆位移的反应。 A 、 作用力B 、平衡力C 斥力D 、张力

A 、 不大、b 不确定c 、很大 5 8、金属产生滞弹性的原因可能与(

a )有关。

c )三种。

6 0、影响屈服强度的内因(D)

基体金属的本性及晶格类型 (2) 溶质原子 (3) 晶粒大小和亚结构 (4) 第二相

(1) (3) (4)b 、

(1) (2) (4)c 、

(2) (3) (4)d 、

(1) (2) (3) (4)

、2、影响屈服强度的外因(a)

温度 (2) 应变速率增大 (3) 应力状态

(1) (2) (3)b 、

(1) (3)c 、

(1) (2)d 、

(2) (3)

A 、(1) (2)(3) b 、(1) (2) (4) c 、(1) (2) (3) (4) d 、( 2) (3) (

4) 64、影响塑性的因素( a )

细化晶粒，塑性提高 软的第二相塑性提高；固溶、硬的第二相等，塑性降低。 温度提高，塑性提高 (1)(2) (3) b 、(1)(2) c 、(1)( 3) d 、(2)(3) 65、韧性断裂的断裂特点( b ) ① 断裂前发生明显宏观塑性变形 书＞5%，断裂面一般平行于最大切应力，并与主应力成

45°,断

口呈纤维状，暗灰色；

② 断裂时的名义应力高于屈服强度； ③ 裂纹扩展慢，消耗大量塑性变形能。

A 、(1)(2) b 、(1)(2)(3) c 、(1)(3) d 、 (2)(3)

66、脆性断裂的断裂特点( B )

断裂前不发生明显塑性变形 书＜5%断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状

断裂时材料承受的工作应力往往低于屈服强度—低应力断裂； 裂纹扩展快速、突然。

A 、(1)(2) b 、(1)(2)(3) c 、(1)(3) d 、 (2)(3)

67、解理裂纹扩展的条件： ( b )

(1)存在拉应力；(2)表面能Y s 较低；(3)裂纹长度大于临界尺寸。

A 、(1)(2) b 、(1)(2)(3) c 、(1)(3) d 、 (2)(3)

68、应力状态软性系数( c )

单向拉伸： a =()扭转： a =()单向压缩：

a =()

A 、 0.5 0.7 1.0

B 、 0.5 0.8 1.0

(1) (1) 62、 应变硬化指数n :反映(b ) 金属材料抵抗均匀脆性变形的能力。 金属材料抵抗均匀塑性变形的能力。 金属材料抵抗不均匀塑性变形的能力。 金属材料抵抗不均匀脆性变形的能力。 A 、 B 、 C 、 D 、 63、 应变硬化指数 n 的意义( c )

较大，抗偶然过载能力较强；安全性相对较好； 反映了金属材料抵抗、阻止继续塑性变形的能力，表征金属材料应变硬化的性能指标；

应变硬化是强化金属材料的重要手段之一，特别是对不能热处理强化的材料；

提高强度，降低塑性，改善低碳钢的切削加工性能。 (1) n

(2) (3) (4)

(1)

(2)

(3) A 、

或结晶状；

②

C 、 0.5 0.8 2.0

D 、 0.8 0.8 2.0

69、脆性金属材料在拉伸时产生正断，塑性变形几乎为零，而在压缩时除能产生一定的塑性变形外，常沿 与轴线

（ d ）°方向产生切断。

（1） .扭转的应力状态软性系数 0.8 ，比拉伸时的大，易于显示金属的塑性行为。

（2） . 试样扭转时，塑性变形均匀，没有缩颈现象。能精确地反映出高塑性材料，直至断裂前的变形能力 和强度。

（3）. 表面切应力最大，能较敏感地反映出金属表面缺陷及 表面硬化层的性能。

4）. 不仅适用于脆性也适用于塑性金属材料。

73、冲击载荷与静载的主要差异： （ b ） A 30；b 、 35；c 、 40；d 45

70、 为防止压缩时试件失

稳， 试件的高度和直径之比应取

A 、

0.5~2.0 B 、

1.5~

2.0

C 、 1.5~2.5

D 、

1.0~

2.0

71、扭转试验具有如下特点

a )

A 、 (1) (2)( 3)( 4)

B 、

(1) (2)( 3) C 、

(1) (3) 4) D 、

(2) (3) 4) 72 、缺口 使塑性 材料强度（ A 、

提高 提高 B 、

提高 不变 C 、 提高 降低

D 、

不变 降低 ），塑性（ ），这是缺口的第二个效应。 （ c ） A 、 应力大小不同

B 、 加载速率不同

C 、

D 、

应力方向不同 加载方向不同 74、如果在一定加载条件及温度下： （b ）

材料产生正断，则断裂应力变化不大，随应变率的增加塑性

（） 如果材料产生切断，则断裂应力随着应变率提高显著（） ，塑性的变化（）

A 、 增大 增加 变大

B 、

减小

增加 变大

C 、 减小 增加 变小

D 、

减小 减小 变大 75、新标准冲击吸收能量 K 的表示方法：KV2的意义（D ） A

U 型缺口试样在2mm 罢锤刀刃下的冲击吸收能量，表示为 KV2；

B 、V 型缺口试样在2m 摆锤刀刃下的冲击吸收能量，表示为

KV2；

C V 型缺口试样在2cm 摆锤刀刃下的冲击吸收能量，表示为 KV2；

D V 型缺口试样在2mm 罢锤刀刃下的冲击吸收能量，表示为

76、 断裂是工程上最危险的换效形式。不是其特点的是：

（

（a ）突然性或不可预见性； （b ） 有一定的塑性

（c ） 低于屈服力，发生断裂； （d ） 由宏观裂扩展引起。

77、 不是裂纹扩展的基本形式的是（ d ）

张开型

滑开型 撕开型 撕张型

一．简答题论述题

1、 金属的弹性模量主要取决于什么 ?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性 能?

答：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力， 而材料的成 分和组织对它的影响不大， 所以说它是一个对组织不敏感的性能指标， 这是弹性 模量在性能上的主要特点。 改变材料的成分和组织会对材料的强度 （如屈服强度、 抗拉强度 ）有显著影响，但对材料的刚度影响不大。

2. 影响屈服强度的因素

答：与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度 位错增值和运动 晶粒、晶界、第二相等 外界影响位错运动的因素 主要从内因和外因两个方面考虑

3、缺口冲击韧性试验能评定那些材料的低温脆性 ?那些材料不能用此方法检验和

A 、 KI < KIC 有裂纹，但不会扩展（破损安全）

B 、 KI < KI

C 临界状态

C 、 KI=KIC

发生裂纹扩展，直至断裂

D 、 KI > KIC

有裂纹，但不会扩展（破损安全）

78、断裂判据正确地（ a ）

79、 疲劳现象及特点错误的（ c ）

A 疲劳是低应力循环延时断裂，即具有寿命的断裂 ；

B 、疲劳是潜在的突发性脆性断裂；

C 疲劳对缺陷（缺口、裂纹及组织缺陷）不敏感 ；

D 疲劳断口能清楚显示裂纹的萌生、扩展和断裂。 80、 疲劳宏观断口特征，不是断口区域： （c ）

A 、疲劳源b 疲劳区、c 、滑开区d 、 瞬断区

KV2；

A 、

B

、

C

评定？

答：缺口冲击韧性试验能评定的材料是低、中强度的体心立方金属以及Bb，Zn，这些材料的冲击韧性对温度是很敏感的。对高强度钢、铝合金和钛合金以及面心立方金属、陶瓷材料等不能用此方法检验和评定。

4、在评定材料的缺口敏感应时，什么情况下宜选用缺口静拉伸试验?什么情况下宜选用缺口偏斜拉伸?什么情况下则选用缺口静弯试验?

答：缺口静拉伸试验主要用于比较淬火低中温回火的各种高强度钢，各种高强度钢在屈服强度小于1200MPa 时，其缺口强度均随着材料屈服强度的提高而升高;但在屈服强度超过1200MPa 以上时，则表现出不同的特性，有的开始降低，有的还呈上升趋势。

缺口偏斜拉伸试验就是在更苛刻的应力状态和试验条件下，来检验与对比不同材料或不同工艺所表现出的性能差异。

缺口试样的静弯试验则用来评定或比较结构钢的缺口敏感度和裂纹敏感度。

5、如何提高陶瓷材料的热冲击抗力?

答：在工程应用中，陶瓷构件的失效分析是十分重要的，如果材料的失效，主要是热震断裂，例如对高强、微密的精细陶宠，则裂纹的萌生起主导作用，为了防止热震失效提高热震断裂抗力，应当致力于提高材料的强度，并降低它的弹性模量和膨胀系数。若导致热震失效的主要因素是热震损坏，这时裂纹的扩展起主要作用，这时应当设法提高它的断裂韧性，降低它的强度

6、疲劳断口有什么特点?

答：有疲劳源。在形成疲劳裂纹之后，裂纹慢速扩展，形成贝壳状或海滩状条纹。这种条纹开始时比较密集，以后间距逐渐增大。由于载荷的间断或载荷大小的改变，裂纹经过多次张开闭合并由于裂纹表面的相互摩擦，形成一条条光亮的弧线，叫做疲劳裂纹前沿线，这个区域通常称为疲劳裂纹扩展区，而最后断裂区则和静载下带尖锐缺口试样的断口相似。对于塑性材料，断口为纤维状，对于脆性材料，则为结晶状断口。总之，一个典型的疲劳断口总是由疲劳源，疲劳裂纹扩展区和最终断裂区三部份构成。

7、如何提高材料或零件的抗粘着磨损能力?

答：

1、注意一对摩擦副的配对。不要用淬硬钢与软钢配对;不要用软金属与软金属配对。

2、金属间互溶程度越小，晶体结构不同，原子尺寸差别较大，形成化合物倾向较大的金属，构成摩擦副时粘着磨损就较轻微。

3、通过表面化学热处理，如渗硫、硫氮共镕、磷化、软氮化等热处理工艺，使表面生成一化合物薄膜，或为硫化物，磷化物，含氮的化合物，使摩擦系数减小，起到减磨作用也减小粘着磨损。

4、改善润滑条件。

8.简述材料性能的分析方法。答：对材料性能的分析，常有如下四种不同的方法

A.黑箱法：由于不知道或不需要知道材料内部的结构，认为材料是一个黑箱; 可从输入和输出信息的实验关系来定义或理解性能

B相关法（灰箱法）：随着对材料结构的不断认识，及对材料实验数据的不断积累, 材料的结构部分已知，从而可用统计的方法建立起性能与结构之间相关性的经验方程。

C过程法（白箱法）：在深入了解材料内部结构的本质、并掌握材料的行为过程机制的情况下，可从材料的结构参数去计算或预测材料的各种性能。

D环境法：材料的性能，除与材料的成分和结构有关外，还与外界的环境条件有关。即从环境条件对材料的作用角度去研究材料的性能。

9.解释形变强化的概念，并阐述其工程意义。

答：拉伸试验中，材料完成屈服应变后，随应变的增加发生的应力增大的现象，称为形变强化。材料的形变强化规律，可用Hollo mon公式S=K￡ n描述。

形变强化是金属材料最重要的性质之一，其工程意义在于： 1 ）形变强化可使材

料或零件具有抵抗偶然过载的能力，阻止塑性变形的继续发展，保证材料安全。

2）形变强化是工程上强化材料的重要手段，尤其对于不能进行热处理强化的材料，形变强化成为提高其强度的非常重要的手段。3）形变强化性能可以保证某

些冷成形如冷拔线材和深冲成形等工艺的顺利进行。

10简述布氏硬度试验方法的原理、计算方法和优缺点。

答：a）测试原理：用一定的压力P将直径为D的淬火钢球或硬质合金球压入试样表面，保持规定的时间后卸除压力，于是在试件表面留下压痕（压痕的直径和深度分别为d和h）。布氏硬度用单位压痕表面积A上所承受的平均压力表示。b）计算方法：

HBPP= A兀Dhc）优缺点：

优点：1）分散性小，重复性好，能反映材料的综合平均性能。

2）可估算材料的抗拉强度。缺点：1）不能测试薄件或表面硬化层的硬度。

2）试验过程中，常需要更换压头和实验载荷，耗费人力和时间

11.解释平面应力和平面应变状态，并用应力应变参数表述这两种状态。

答：对薄板，由于板材较薄，在厚度方向上可以自由变形，即oz=0。这种只在

两个方向上存在应力的状态称为平面应力。

对厚板，由于厚度方向变形的约束作用，使得Z方向不产生应变，即sz=0，这种状态称为平面应变。

12.什么是低温脆性？并阐述低温脆性的物理本质。答：材料因温度的降低由韧性断裂转变为脆性断裂，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状的现象，称为低温脆性或冷脆

低温脆性是材料屈服强度随温度的下降而急剧增加、但材料的断裂强度C f却随

温度变化较小的结果。

13. 弯曲试验与拉伸试验相比有什么特点。

答1 ）弯曲试验试样形状简单、操作简便。同时弯曲试验不存在拉伸试验时的试样偏斜对试验结果的影响

2 ）弯曲试样表面应力最大，可较灵敏地反映材料表面缺陷。

14. 与常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有哪些特点？答：与常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有如下特点：

（1）材料在高温下将发生蠕变现象。即在应力恒定的情况下，材料在应力的持续作用下不断地发生变形。

（2）材料在高温下的强度与载荷作用的时间有关了。载荷作用的时间越长，引起一定变形速率或变形量的形变抗力及断裂抗力越低。

（3）材料在高温下工作时，不仅强度降低，而且塑性也降低。应变速率越低，载荷作用时间越长，塑性降低得越显著。因而在高温下材料的断裂，常为沿晶断裂。

（4）在恒定应变条件下，在高温下工作的材料还会应力松弛现象，即材料内部的应力随时间而降低的现象。

15.与常规晶粒材料相比，纳米材料的力学性能主要有哪些不同？

答: 纳米材料的力学性能与常规晶粒材料的不同之处在于: （1）纳米材料的弹性

模量较常规晶粒材料的弹性模量降低了30%~50%。（2）纳米纯金属的硬度或强

度是大晶粒（＞1卩m）金属硬度或强度的2~7倍。（3）纳米材料可具有负的Hall- Petch 关

系，即随着晶粒尺寸的减小，材料的强度降低。（4）在较低的温度下，

如室温附近脆性的陶瓷或金属间化合物在具有纳米晶时，由于扩散的相变机制而

具有塑性或是超塑性。（4分）

16.简述洛氏硬度试验方法的优缺点。

答：洛氏硬度试验的优点是：（1）因有硬质、软质两种压头，故适于各种不同硬质材料的检验，不存在压头变形问题。（2）因为硬度值可从硬度机的表盘上直接读出，故测定洛氏硬度更为简便迅速，工效高。（3）对试件表面造成的损伤较小，可用于成品零件的质量检验。（4）因加有预载荷，可以消除表面轻微的不平度对试验结果的影响。

洛氏硬度的缺点是：（1）洛氏硬度存在人为的定义，使得不同标尺的洛氏硬度值无法相互比较，不象布氏硬度可以从小到大统一起来。（2）由于压痕小，所

以洛氏硬度对材料组织的不均匀性很敏感， 测试结果比较分散，重复性差，因而 不适用具有粗大组成相或不均匀组织材料的硬度测定。

17冲击弯曲试验主要用途有哪些用途？

1. 控制原材料的冶金质量和热加工后的产品质量，即将

A 值作为质量控制指标

使用。

2. 根据系列冲击试验（低温冲击试验）可得 A<值与温度的关系曲线，测定材料 的韧脆转变温

度。

二.计算题

1. 有一轴件平行轴向工作应力 150 MPa ,使用中发现横向疲劳脆性正断，断口分 析表明有25mm 深度的表面半椭圆疲劳区，根据裂纹 a/c 可以确定? =1,测试材 料的O 0.2=72OM Pa ，试估算材料的断裂韧度 K ic 为多少？

解：

因为（T /o 沪150/720=0.208<0.7,所以裂纹断裂韧度 K ic 不需要修正 对于无限板的中心穿透裂纹，修正后的

K I 为：

K IC =Y 込1/2

对于表面半椭圆裂纹，丫=1.1引并/? =1.1扳

所以，K IC =Y 8空

1/2

=1.1 石咒150^ J 25X 10' =46.229 (MPa*m 1/2

)

2. 有一大型板件，材料的 00.2=1200MPa , K ic =115MPa*m1/2，探伤发现有 20mm 长的横向穿透裂纹，若在平均轴向拉应力 900MPa 下工作，试计算KI 及塑性区 宽度R 0,并判断该件是否安

全？

解：由题意知穿透裂纹受到的应力为 O =900MPa 根据O /00的值，确定裂纹断裂韧度K IC 是否休要修正

因为O /0.o =900/1200=0.75>0.7,所以裂纹断裂韧度 K IC 需要修正 对于无限板的中心穿透裂纹，修正后的

K I 为：

K ,j

900

尿=168.13 (MP a *m ￥1)—

0.1779/6)2 J l —0.177( 0.75)2 塑性区宽度为： 1 r K =0.004417937(m)=2.21(mm)

比较K 1与K ic : 晳詐〔詛

因为 K 1=168.13 (MPa*m 1

)

1/2

K ic =115 (MPa*m )

所以：K 1>K ic ，裂纹会失稳扩展,所以该件不安全。

o-Ts a

_

2 _

3通常纯铁的r s=25/m2, E=2X1O-10MPa,a0=2.5x1O-10m,试求其理论断裂强度（课后习

om。题）

4.若一薄板物体内部存在一条长3mm的裂纹，且a0=3x10-8cm，试求脆性断裂时的断裂应力。（课后习题） 5有一材料E=2x1011N/m2, r s=8N/m。试算出在Tx107N/m2的拉应力作用下，该材料中能扩展的裂纹之最小长度？

（课后习题）

钢筋混凝土材料的力学性能 复习题

第一章 钢筋混凝土的材料力学性能 一、填空题： 1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。 3、混凝土的强度等级是按 划分的，共分为 级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点 的钢筋，通常称它们为 和 。 5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。 6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。 7、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名 义屈服点，称为 。 8、对于有明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 、 等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其 中 最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分， 部分越 大，表明变形能力越 ， 越好。 13、钢筋的冷加工包括 和 ，其中 既提高抗拉又提高抗 压强度。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ，反映 。 二、判断题： 1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（ ） 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（ ） 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 0.95。（ ） 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 1.05。（ ） 5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。（ ） 6、对任何类型钢筋，其抗压强度设计值y y f f '=。（ ）

材料力学性能试题(卷)集

判断 1.由内力引起的内力集度称为应力。（×） 2.当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。（√） 3.工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。（×） 4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。（√） 5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。（×） 6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。（×） 7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数，因而它不受单相固溶合金（或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。（×） 8.随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就增大。（√） 9.层错能低的材料应变硬度程度小。（×） 10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。（×） 11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。（×） 12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。（√） 13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就越小。（×） 14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。（√） 15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。（√）

16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。（×） 17.可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。（√） 18.缺口截面上的应力分布是均匀的。（×） 19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。（√） 20.于降低温度不同，提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。（×） 21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。（×） 22.体心立方金属及其合金存在低温脆性。（√） 23.无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆转变温度升高。（√） 24.细化晶粒的合金元素因提高强度和塑性使断裂韧度K IC下降。（×） 25.残余奥氏体是一种韧性第二相，分布于马氏体中，可以松弛裂纹尖端的应力峰，增大裂纹扩展的阻力，提高断裂韧度K IC。（√） 26.一般大多数结构钢的断裂韧度K IC都随温度降低而升高。（×） 27.金属材料的抗拉强度越大，其疲劳极限也越大。（√） 28.宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。（√） 29.材料的疲劳强度仅与材料成分、组织结构及夹杂物有关，而不受载荷条件、工作环境及表面处理条件的影响。（×） 30.应力腐蚀断裂并是金属在应力作用下的机械破坏与在化学介质作用下的腐蚀性破坏的叠加所造成的。（×） 31.氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。（√） 32.含碳量较低且硫、磷含量较高的钢，氢脆敏感性低。（×） 33.在磨损过程中，磨屑的形成也是一个变形和断裂的过程。（√）

工程材料力学性能答案

工程材料力学性能答案1111111111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111111111 111111 决定金属屈服强度的因素有哪 些？12 内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素：温度、应变速率和应力状态。试举出几种能显著强化金属而又不降低其塑性的方法。固溶强化、形变硬化、细晶强化试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？21韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的

因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形，纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化？断裂强度与抗拉强度有何区别？抗拉强度是试样断裂前所承受的最大工程应力，记为σb；拉伸断裂时的真应力称为断裂强度记为σf; 两者之间有经验关系：σf = σb (1+ψ)；脆性材料的抗拉强度就是断裂强度；对于塑性材料，于出现颈缩两者并不相等。裂纹扩展受哪些因素支配？答:裂纹形核前均需有塑性变形；位错运动受阻，在一定条件下便会形成裂纹。2222222222222222222222222222222222 2222222222222222222222222222222222 2222 试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。答：单向拉伸试验的特点及应用：单向拉伸的应力状态较硬，一般用于塑性变形

材料力学性能考试题及答案

07 秋材料力学性能 一、填空：（每空1分,总分25分） 1.材料硬度的测定方法有、和。 2.在材料力学行为的研究中，经常采用三种典型的试样进行研究，即、和。 3.平均应力越高，疲劳寿命。 4.材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有,中心处切 应力为,表面处。 5.脆性断裂的两种方式为和。 6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；塑性材料切口根 部裂纹形成准则遵循断裂准则； 7.外力与裂纹面的取向关系不同，断裂模式不同，张开型中外加拉 应力与断裂面，而在滑开型中两者的取向关系则为。 8．蠕变断裂全过程大致由、和 三个阶段组成。 9．磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为、和腐蚀磨损等。 10．深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。

11．诱发材料脆断的三大因素分别是、和 。 二、选择：（每题1分，总分15分） （）1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点 a）耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好 （）2. 对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强度 a)高b)低c) 相等d) 不确定 （）3.用10mm直径淬火钢球，加压3000kg，保持30s，测得的布氏硬度值为150的正确表示应为 a) 150HBW10／3000／30 b) 150HRA3000／l0／ 30 c) 150HRC30／3000／10 d) 150HBSl0／3000／30 （）4.对同一种材料，δ5比δ10 a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定 （）5.下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。 a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件 c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷 （）6.下列哪种材料适合作为机床床身材料 a) 45钢 b) 40Cr钢 c) 35CrMo钢 d) 灰铸铁（）7.下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直，因而 它是最危险的一种断裂方式。

工程材料力学性能

《工程材料力学性能》（第二版）课后答案 第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能 一、解释下列名词 滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。 比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(σP)或屈服强度(σS)增加；反向加载时弹性极限(σP)或屈服强度(σS)降低的现象。 解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。 解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。 韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能指标? 答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义? 答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降

常用材料力学性能.

常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量E GPa 泊松比V 密度 kg/m3 热膨胀系数a 1G6/C 铝合金-79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土（压 普通增强轻质17-31 2300 2400 1100-1800

7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金( 蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石(压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900 5-9 橡胶130-200 沙、土壤、砂砾钢

高强钢不锈钢结构钢190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材（弯曲 杉木橡木松木11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称/牌号屈服强度s CT MPa 抗拉强度b CT

MPa 伸长率 5 % 备注 铝合金LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁( 拉伸HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁( 压缩混凝土(压缩铜及其合金 玻璃

工程材料力学性能习题答案模板

《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社第2版 第一章单向静拉伸力学性能 1、解释下列名词。 1弹性比功: 金属材料吸收弹性变形功的能力, 一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2．滞弹性: 金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后, 随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性, 也就是应变落后于应力的现象。 3．循环韧性: 金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4．包申格效应: 金属材料经过预先加载产生少量塑性变形, 卸载后再同向加载, 规定残余伸长应力增加; 反向加载, 规定残余伸长应力降低的现象。 5．解理刻面: 这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。6．塑性: 金属材料断裂前发生不可逆永久( 塑性) 变形的能力。 韧性: 指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶: 当解理裂纹与螺型位错相遇时, 便形成一个高度为b 的台阶。 8.河流花样: 解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。

9.解理面: 是金属材料在一定条件下, 当外加正应力达到一定数值 后, 以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂, 因与大理石断 裂类似, 故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂: 穿晶断裂的裂纹穿过晶内, 能够是韧性断裂, 也能够 是脆性断裂。 沿晶断裂: 裂纹沿晶界扩展, 多数是脆性断裂。 11.韧脆转变: 具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时, 冲击 吸收功明显下降, 断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂, 这种 现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性: 理想的弹性体是不存在的, 多数工程材料弹性 变形时, 可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等 现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、 弹性后效、弹性滞后和循环韧性等 2、说明下列力学性能指标的意义。 答: E弹性模量G切变模量 σ规定残余伸长应力2.0σ屈服强 r 度 δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率n 应变硬化指数gt 【P15】 3、金属的弹性模量主要取决于什么因素? 为什么说它是一个对组 织不敏感的力学性能指标? 答: 主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑 性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小, 可是不改 变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了, 原子的本性和

材料力学性能复习题

一、什么是蠕变，蠕变变形的机理是什么？ 蠕变就是金属在长时间恒温、恒载荷作用下，缓慢地产生塑性变形的现象。金属的蠕变变形主要是通过位错滑移，原子扩散等机理进行的。其中位错滑移蠕变是由于在高温下位错借助外界提供的热激活能和空位扩散来克服某些短程障碍，从而使变形不断产生，其中高温下的热激活能过程主要是刃型位错的攀移；原子扩散蠕变是在较高温度下晶体内空位将从受拉应力晶界向受压应力晶界迁移，原子则朝相反方向流动，致使晶体逐渐产生伸长的蠕变。二、什么是脆性断裂？什么是应力腐蚀现象，防止应力腐蚀的措施有哪些？ 脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本不发生什么塑性变形，没有明显的征兆，危害性很大。 金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀现象 防止应力腐蚀的措施1.合理选择金属材料针对机件所受的应力和接触的化学介质，选用耐应力腐蚀的金属材料并尽可能选择较高的合金。2.减少或消除机件中的残余拉应力应尽量减少机件上的应力集中效应，加热和冷却都要均匀。必要时可采用退火工艺以消除应力。如果能采用喷丸或者其他表面处理方法，使机件表层中产生一定的残余应力，则更为有效。3.改善化学介质一方面设法减少和消除促进应力腐蚀开裂的有害化学离子，另一方面，也可以在化学介质中添加缓蚀剂。4.采用电化学保护采用外加电位的方法，使金属在化学介质中的电位远离应力腐蚀敏感电位区域，一般采用阴极保护法，但高强度钢或其他氢脆敏感的材料，不能采用阴极保护法。 三、什么是应力软性系数？计算单向拉伸、单向压缩和扭转变形的应力状态软性系数。 最大切应力与最大正应力的比值来表示它们的相对大小，称为应力软性系数，记为 用来描述金属材料在某应力状态下的"软"和"硬"，越大表示应力状态越"软"，金属越容易产生塑性变形和韧性断裂。反之，越小表示应力状态越"硬"，金属越不易产生塑性变形和韧性断裂 对于金属材料 单向拉伸时=，=0，=0 :=0.5 单向压缩时=0，=0，=-:=2 扭转变形时=，=0，=-:=0.8 四、简述粘着磨损的机理，什么情况产生粘着磨损。 在滑动摩擦条件下，由于摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小的载荷，在真是接触面上的局部应力就足以引起塑性变形，若接触表面洁净未被腐蚀，则局部塑性变形会使两个基础面的原子彼此十分接近而产生强烈粘着，实际上就是原子间的键合作用。随后在继续滑动时，粘着点被剪断并转移到一方金属表面，然后脱落下便形成磨屑。一个粘着点剪断了，又在新的地方产生粘，随后也被剪断、转移，如此粘着→剪断→转移→再粘着循环不已，这就构成粘着磨损过程。 粘着磨损又称咬合磨损，是在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对滑动速度较小时发生的。它是因缺乏润滑油，摩擦副表面无氧化膜，且单位法向载荷很大，以至接触应力超过实际接触点处屈服强度的条件下而产生的一种磨损。 五、金属疲劳断裂有哪些特征？什么是疲劳裂纹扩展门槛值？简述疲劳裂纹扩展至断裂的过程。影响疲劳强度的主要因素有哪些？ 金属机件或构件在变动应力和应变长期作用下，由于积累损伤而引起的断裂现象称为疲劳。特点：（1）疲劳是低应力循环延时断裂，即具有寿命的断裂，当应力低于某一临界时，寿命

安徽工业大学材料力学性能复习总结题

安徽工业大学材料力学性能复习总结题 第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能— 1、名词解释 强度、塑性、韧性、包申格效应 2、说明下列力学性能指标的意义 E、σ0.2、σs、n、δ、ψ 3、今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料，你选择哪些材料作机床床身？为什么？ 4、试述并画出退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸-伸长曲线图上的区别。 *5、试述韧性断裂和脆性断裂的区别？（P21-22） 6、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？ 7、何谓拉伸断口三要素？ 8、试述弥散强化与沉淀强化的异同？ 9、格雷菲斯判据是断裂的充分条件、必要条件还是充分必要条件？*10、试述构件的刚度与材料的刚度的异同。(P4)

第二章金属在其它静载荷下的力学性能— 1、名词解释 缺口效应、缺口敏感度、应力状态软性系数 2、说明下列力学性能指标及表达的意义 σbc、NSR、600HBW1/30/20 3、缺口试样拉伸时应力分布有何特点？ 4、根据扭转试样的宏观断口特征，可以了解金属材料的最终断裂方式，比如切断、正断和木纹状断口。试画出这三种断口特征的宏观特征。 第三章金属在冲击载荷下的力学性能— 1、名词解释 低温脆性、韧脆转变温度 2、说明下列力学性能指标的意义 A K、FATT50 3、现需检验以下材料的冲击韧性，问哪种材料要开缺口？哪些材料不要开缺口？为什么？ W18Cr4V、Cr12MoV、3Cr2W8V、40CrNiMo、30CrMnSi、20CrMnTi、铸铁

第四章金属的断裂韧度— 1、名词解释 应力场强度因子K I、小范围屈服 2、说明断裂韧度指标K IC和K C的意义及其相互关系。 3、试述K I与K IC的相同点和不同点。 4、试述K IC和A KV的异同及其相互关系。 *5、合金钢调质后的性能σ0.2＝1400MPa, K IC=110MPa?m1/2，设此种材料厚板中存在垂直于外界应力的裂纹，所受应力σ＝900MPa，问此时的临界裂纹长度是多少？ *6、有一大型薄板构件，承受工作应力为400MN/m2，板的中心有一长为3mm的裂纹，裂纹面垂直于工作应力，钢材的σs＝500 MN/m2，试确定：裂纹尖端的应力场强度因子K I及裂纹尖端的塑性区尺寸R 。

工程材料力学性能 东北大学

课后答案 第一章 一、解释下列名词 材料单向静拉伸载荷下的力学性能 滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)增加；反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)降低的现象。 解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。 解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。 韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能? 答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义? 答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。包辛格效应可以用位错理论解释。 第一，在原先加载变形时，位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，这背应力反作用于位错源，当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时，可使位错源停止开动。背应力是一种长程(晶粒或位错胞尺寸范围)内应力，是金属基体平均内应力的度量。因为预变形时位错运动的方向和背应力的方向相反，而当反向加载时位错运动的方向与原来的方向相反了，和背应力方向一致，背应力帮助位错运动，塑性变形容易了，于是，经过预变形再反向加载，其屈服强度就降低了。这一般被认为是产生包辛格效应的主要原因。 其次，在反向加载时，在滑移面上产生的位错与预变形的位错异号，要引起异号位错消毁，这也会引起材料的软化，屈服强度的降低。 实际意义：在工程应用上，首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效应。其次，包辛格效应大的材料，内应力较大。另外包辛格效应和材料的疲劳强度也有密切关系，在高周疲劳中，包辛格效应小的疲劳寿命高，而包辛格效应大的，由于疲劳软化也较严重，对高周疲劳寿命不利。可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。解理断裂是典型的脆性断裂的代表，微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度位错增值和运动晶粒、晶界、第二相等外界影响位错运动的因素主要从内因和外因两个方面考虑 （一）影响屈服强度的内因素 1．金属本性和晶格类型（结合键、晶体结构）单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力，其值与位错运动所受到的阻力（晶格阻力－－派拉力、位错运动交互作用产生的阻力）决定。派拉力：位错交互作用力（a 是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数，L 是位错间距。） 2．2．晶粒大小和亚结构晶粒小→晶界多（阻碍位错运动）→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏

材料的力学性能

材料的力学性能 mechanical properties of materials 主要是指材料的宏观性能，如弹性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性能等。它们是设计各种工程结构时选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测出的。表征材料力学性能的各种参量同材料的化学组成、晶体点阵、晶粒大小、外力特性（静力、动力、冲击力等）、温度、加工方式等一系列内、外因素有关。材料的各种力学性能分述如下： 弹性性能材料在外力作用下发生变形，如果外力不超过某个限度，在外力卸除后恢复原状。材料的这种性能称为弹性。外力卸除后即可消失的变形，称为弹性变形。表示材料在静载荷、常温下弹性性能的一些主要参量可以通过拉伸试验进行测定。 拉伸试样常制成圆截面(图1之a)或矩形截面(图1之b)棒体,l为标距,d为圆形试样的直径,h和t分别为矩形截面试样的宽度和厚度,图中截面形状用阴影表示,面积记为A。长度和横向尺寸的比例关系也有如下规定：对于圆形截面试样,规定l=10d或l=5d；对于矩形截 面试样,按照面积换算规定或者。试样两端的粗大部分用以和材料试验 机的夹头相连接。试验结果通常绘制成拉伸图或应力－应变图。图2为低碳钢的拉伸图,横坐标表示试样的伸长量Δl(或应变ε=Δl/l)，纵坐标表示载荷P（或应力σ＝P/A）。图中的曲线从原点到点p为直线，pe段为曲线，载荷不大于点e所对应的值时,卸载后试样可恢复原状。反映材料弹性性质的参量有比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比等。 比例极限应力和应变成正比例关系的最大应力称为比例极限，即图中点p所对应的应力,以σp表示。在应力低于σp的情况下，应力和应变保持正比例关系的规律叫胡克定律。载荷超过点p对应的值后,拉伸曲线开始偏离直线。 弹性极限试样卸载后能恢复原状的最大应力称为弹性极限，即图中点e所对应的应力,以σe表示。若在应力超出σe后卸载，试样中将出现残余变形。比例极限和弹性极限的测试值敏感地受测试精度的影响，并不易测准，所以在有关标准中规定，对于拉伸曲线的直线部分产生规定偏离量（用切线斜率的偏差表示）的应力作为"规定比例极限"。对于弹性

材料力学性能-第2版课后习题答案

第一章单向静拉伸力学性能 1、 解释下列名词。 2. 滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落 后于应力的现象。 3?循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4?包申格效应： 金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规 定残余伸长应力降低的 现象。 11. 韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆 性断裂，这种现象称 为韧脆转变 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答：E 弹性模量G 切变模量 r 规定残余伸长应力 0.2屈服强度 gt 金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应 变硬化指数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？ 答：主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但 是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏 感。【P4】 4、 现有4 5、40Cr 、35 CrMo 钢和灰铸铁几种材料，你选择哪种材料作为机床起身，为什么？ 选灰铸铁，因为其含碳量搞，有良好的吸震减震作用，并且机床床身一般结构简单，对精度要求不高，使用灰铸铁可 降低成本，提高生产效率。 5、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？ 【P21】 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程 中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂， 断裂前基本上不发生塑性变形， 没有明显征兆，因而危害性很大。 6、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：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，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形 态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 7、 板材宏观脆性断口的主要特征是什么？如何寻找断裂源？ 断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状，板状矩形拉伸试样断口中的人字纹花样的放射方向也 与裂纹扩展方向平行，其尖端指向裂纹源。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： (1 )应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力T max 和最大正应力(T max 比值，即： (3)缺口敏感度一一缺口试样的抗拉强度 T bn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度 T b 的比值，称为缺口敏感度，即:【P47 P55】 max 1 3 max 2 1 0.5 2 3 【新书P39旧书P46】

2015年材料力学性能思考题大连理工大学

一、填空： 1.提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的，或降低。 2.退火态和高温回火态的金属都有包申格效应，因此包申格效应是 具有的普遍现象。 3.材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为与；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为和；按照微观断裂机理分为和；按作用力的性质可分为和。 4.滞弹性是指材料在范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加的现象，滞弹性应变量与材料、有关。 5.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量的塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力；反向加载，规定残余伸长应力的现象。消除包申格效应的方法有和。 6.单向静拉伸时实验方法的特征是、、必须确定的。 7.过载损伤界越，过载损伤区越，说明材料的抗过载能力越强。 8. 依据磨粒受的应力大小，磨粒磨损可分为、 、三类。 9．解理断口的基本微观特征为、和。10．韧性断裂的断口一般呈杯锥状，由、和三个区域组成。 11．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，其中又分为、 和。 12.在α值的试验方法中，正应力分量较大，切应力分量较小，应力状态较硬。一般用于塑性变形抗力与切断抗力较低的所谓塑性材料试验；在α值的试验方法中，应力状态较软，材料易产生塑性变形，适用于在单向拉伸时容易发生脆断而不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料； 13.材料的硬度试验应力状态软性系数，在这样的应力状态下，几乎所有金属材料都能产生。 14. 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，大体上可以分为 、和三大类；在压入法中，根据测量方式不同又分为 、和。 15. 国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为试样 和试样，所测得的冲击吸收功分别用 、标记。 16. 根据外加压力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式有、和。 17. 机件的失效形式主要有、、三种。 18.低碳钢的力伸长曲线包括、、、

工程材料力学性能

工程材料力学性能 工程材料力学性能 第一章、金属在单向静拉伸载荷下的力学性能 一、名词解释 ?弹性比功又称弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的功能。一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 ?循环韧性:金属材料在交变载荷(震动)下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫金属的内耗。 ?包申格效应:金属材料经过预先加载产生多少塑性变形(残余应力为1%~4%)，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载，规定残余伸长应力降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象，称为包申格效应。 ?塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形(不可逆永久变形)的能力。金属材料断裂前所产生的塑性变形由均匀塑性变形和集中塑性变形两部分构成。 ?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。 ?脆性:脆性相对于塑性而言，一般指材料未发生塑性变形而断裂的趋势。 ?解理面:因解理断裂与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 ?解理刻面:实际的解理断裂断口是由许多大致相当于晶粒大小的解理面集合而成的，这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 ?解理台阶:解理裂纹与螺型位错相交而形成的具有一定高度的台阶称为解理台阶。

?河流花样解理台阶沿裂纹前段滑动而相互汇合，同号台阶相互汇合长大。当汇合台阶高度足够大时，便成为了河流花样。 ?穿晶断裂与沿晶断裂:多晶体金属断裂时，裂纹扩展的路径可能是不同的。裂纹穿过晶内的断裂为穿晶断裂;裂纹沿晶界扩展的断裂为沿晶断裂。穿晶断裂和沿晶断裂有时候可以同时发生。 二、下列力学性能指标的的意义 ?E(G):弹性模量，表示的是材料在弹性范围内应力和应变之比; ?σr:规定残余伸长应力，表示试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力;常用σ0.2表示材料的规定残余延伸率为0.2%时的应力，称为屈服强度;σs:屈服点，表示呈屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不断增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力称为屈服点。 ?σb:抗拉强度，表示韧性金属材料的实际承载能力; ?n:应变硬化指数，反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标; ?δ:断后伸长率，表示试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比; ?δgt:金属材料拉伸时最大力下的总伸长率(最大均匀塑性变形); ?ψ:断面收缩率，表示试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。 三、问答题 ?金属的弹性模量主要取决于什么因素,为何说它是一个对组织不敏感的力学性能指标, 答:由于弹性变形是原子间距在外来作用下可逆变化的结果，应力与应变关系实际上是原子间作用力与原子间距的关系。所以，弹性模量与原子间作用力有关，与原子间距也有一定关系。原子间作用力决定于金属原子本性和晶格类型，故弹性模量也主要决定于金属原子本性

材料力学性能-第2版课后习题答案

第一章单向静拉伸力学性能 1、解释下列名词。 1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。 韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。

沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。 11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？ 答：主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏感。【P4】 4、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别？为什么？ 5、 决定金属屈服强度的因素有哪些？【P12】 答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素：温度、应变速率和应力状态。 6、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？【P21】 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。 7、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？【P23】 答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。 8、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：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，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 9、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论的局限性。【P32】 答： 2 12?? ? ??=a E s c πγσ，只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： （1）应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τmax 和最大正应力σmax 比值，即： () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 （2）缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 （3）缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值，称为缺口敏感度，即： 【P47 P55 】 （4）布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 （5）洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。

材料力学性能课后习题答案

材料力学性能课后答案(整理版) 1、解释下列名词。 1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。 3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。 韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。 沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。 11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等决定金属屈服强度的因素有哪些？ 答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素：温度、应变速率和应力状态。 2、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？ 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。 3、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？ 答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。 4、何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：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，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。5、论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论 的局限性。

完整word版材料力学性能试题集

判断 1. 由内力引起的内力集度称为应力。 （ X ） 2. 当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生 的应 力。（ V ） 3. 工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相 同应力 条件下产生的弹性变形就越大。 （ X ） 4. 弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 （ V ） 5. 滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。 6. 高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。 （ X ） 7. 固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数， 因而它不受单相固溶合金 （或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。 （ X ） 8. 随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就 增大。 （ V ） 9. 层错能低的材料应变硬度程度小。 （ X ） 10. 磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。 11. 韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。 （ X ） 12. 脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。 （ V ） 13. 决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就 越小。 （ X ） 14. 脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。 （ V ） 15. 脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈 45°方向产生断裂具有 切断特征。（ V ） 16. 弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。 （ X 17. 可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。 18. 缺口截面上的应力分布是均匀的。 （ X ） 19. 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。 （ V ） 20. 于降低温度不同，提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。 21. 低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。 （ X ） 22. 体心立方金属及其合金存在低温脆性。 （ V ） 23. 无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆 转变温 度升高。 （ V ） 24. 细化晶粒的合金元素因提高强度和塑性使断裂韧度 K IC 下降。（ X ） 25. 残余奥氏体是一种韧性第二相，分布于马氏体中，可以松弛裂纹尖端的应力峰，增大裂 纹扩展的阻力，提高断裂韧度 K IC 。（ V ） 26. —般大多数结构钢的断裂韧度 K ic 都随温度降低而升高。（X ） 27. 金属材料的抗拉强度越大，其疲劳极限也越大。 （ V ） 28. 宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。 （ V ） 29. 材料的疲劳强度仅与材料成分、组织结构及夹杂物有关，而不受载荷条件、工作环境及 表面处 理条件的影响。 （ X ） 30. 应力腐蚀断裂并是金属在应力作用下的机械破坏与在化学介质作用下的腐蚀性破坏的叠 加所造 成的。 （ X ） 31. 氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。 （ V ） 32. 含碳量较低且硫、磷含量较高的钢，氢脆敏感性低。 （ X ） 100%弹性变形所需 X)