工程材料力学性能复习全
第一章
1、弹性比功：表示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：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。
3、循环韧性：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：材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载强度升高，反向加载强度降低。
5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面.
6、塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
脆性：指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力。
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。
7、解理台阶：解理断裂的裂纹要跨越若干相互平行的而且位于不同高度的解理面，从而在同一刻面内部出现了解理台阶与和河流花样。
8、河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动儿相互汇合，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。
9、解理面：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穿晶断裂，此种晶体学平面即为解理面。
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：某些金属材料在低于某一温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，表征金属材料对弹性变形的抗力。
13、弹性模量：钢210GPa，铝72GPa，氧化铝：380GPa。
第二章
1、应力状态软性系数：τmax与σmax的比值。
2、缺口效应：由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口界面上的应力状态将发生变化。
3、缺口敏感度：缺口式样抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值，记NSR。
4、布氏硬度：此试验的原理是用一定直径D的硬质合金球为压头，施以一定的试验力F，将其压入试样表面，经规定时间t后卸除试验力，试样表面将残留压痕，布氏硬度值就是试验力F除以压痕球形表面积A。
5、洛氏硬度：试验测量压痕深度h表示材料的硬度值，压头有两种：圆锥角120°的金刚石圆锥体；一定直径的小淬火钢球或硬质合金球。
6、维氏硬度：试验原理与布氏硬度相同，也是根据压痕单位面积所承受的试验力计算硬度值。压头：两相对面间夹角为136°的金刚石四棱锥体。
7、努氏硬度：试验也是一种显微硬度试验方法，与显微维氏硬度相比有两点不同：1>压头形状不同，使用的是两个对面角不等的四角棱锥金刚石。2>硬度值不是试验力除以压痕表面积之值，而是除以压痕投影面积只商值。
8、肖氏硬度：试验是一种动载荷试验法，其原理是将一定质量的带有金刚石圆头或钢球的重锤，从一定高度落于金属试样表面，根据重锤回跳的高度来表征金属硬度值大小。
9、里氏硬度：试验也是动载荷试验法，它是用规定质量的冲头在弹力作用下以一定速度冲击试样表面，用冲头的回弹速度表征金属的硬度值。
第三章
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量。
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：在试验温度低于某一温度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。
4、韧脆转变温度：当试验温度低于某一温度tk时，发生低温脆性，转变温度tk为韧脆转变温度。
5、韧性温度储备：△为韧性温度储备，to为材料使用温度，tk为韧脆转变温度，△=to-tk。
6、FATT50：断口横截面结晶区面积占整个断口面积50%时的温度。
7、NDT：当低于某一温度，金属材料吸收的冲击能量基本不随温度而变化，形成一平台，该能量称为低阶能，以低阶能开始上升的温度即为NDT。
8、FTE：以低阶能和高阶能平均值对应的温度。
9、FTP：高于某一温度，材料吸收的能量也基本不变，出现一个上平台，称为高阶能，以高阶能对应的温度记为FTP。
第四章
1、低应力脆断：材料断裂时的应力低于材料的屈服强度σs，也往往低于许用应力[σ]，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。
3、应力场：应力在空间的分布情况。
应变场：应变在空间的分布情况。
4、应力场强度因子K1：表示I型应力场的强弱程度。
5、小范围屈服：塑性区尺寸较裂纹尺寸a及净截面尺寸为小（小一个数量级以上）
6、塑性区：金属材料在裂纹扩展前，其尖端附近总要先出现一个或大或小的塑性变形区，塑性区内应力应变之间就不再是线性关系。
7、有效屈服应力：在y方向发生屈服时的应力，记σys。
8、有效裂纹长度：采用虚拟有效裂纹代替实际裂纹。
9、裂纹扩展K判据：K1>=K1c发生断裂。
10、裂纹扩展能量释放率G1：裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值。
11、裂纹扩展G判据：G1>=G1c发生断裂。
12、J积分：由G1延伸而来的一种断裂能量判据，其值反映了裂纹尖端区的应变能，即应力应变集中程度。
13、裂纹扩展J判据：J1>=J1c开裂。
14、COD：由K1延伸而来的断裂应变判据，裂纹尖端张开位移δ称为COD。
15、COD判据：δ>=δc。
第五章
1、疲劳源：是疲劳裂纹萌生的策源地。
2、疲劳贝纹线：由变动载荷引起的，使裂纹前沿线留下弧状台阶痕迹，疲劳区的最大特征（宏观）。
3、疲劳条带：疲劳裂纹扩展第二阶段的断口特征是具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样。
4、驻留滑移带：用电解抛光的方法也很难将已产生的表面循环滑移带去除，即使去除，当对试样重新循环加载时，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。
5、挤出脊和侵入沟：在拉应力作用下，位错源被激活，使其增殖的位错滑移到表面，形成滑移台阶，应力不断循环，多个位错源引起交互滑移，形成“挤出”和“侵入”的台阶。
6、疲劳寿命：疲劳失效时材料所经受的应力或应变循环次数。
7、过渡寿命：弹性应变幅-寿命线和塑性应变幅-寿命线的交点对应的寿命。
8、热疲劳：机件在由温度循环变化时产生的循环热应力及热应变作用下的疲劳。
9、过载损伤：倘若金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后，其疲劳极限或疲劳寿命减小，这就造成了过载损伤。
10、疲劳缺口敏感度qf：金属在交变载荷下的缺口敏感性。
11、过载损伤界：在不同过载应力下，损伤累积造成的裂纹尺寸达到或超过σ-1应力的“非扩展裂纹”尺寸的循环次数。
12、疲劳门槛值△Kth：疲劳裂纹不扩展的△K临界值，表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能。
第六章
1、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。
2、氢蚀：由于氢与金属的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化。断口宏观形貌呈氧化色，颗粒状；微观断口上晶界明显加宽，呈沿晶断裂。
3、白点：当钢中有过量的氢时，随着温度降低氢在钢中的溶解减小，如果过饱和的氢未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷处而形成氢分子，此时，氢的体积发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，而形成微裂纹，这种微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色为银白色，故称白点。
4、氢化物致脆：对于ⅣB或ⅤB族金属，由于它们与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，使金属脆化。
5、氢致延滞断裂：高强度钢或α+β钛合金中，含有适量的处于固溶状态的氢，在低于屈服强度的应力持续作用下，经一段孕育期后，在金属内部三向拉应力区形成裂纹，裂纹逐步扩展，最后突然发生脆性断裂。
解释下列名词
第一章
1、弹性比功：又称为弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
2、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。
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，称为金属的循环韧性。
4、包申格效应：先加载致少量塑变，卸载，然后在再次加载时，出现ζe升高或降低的现象。
5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6、塑性、脆性和韧性：塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。韧性：指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
7、解理台阶：高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶；
8、河流花样：当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花样。
9、解理面：晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂，这些平面称为解理面。
10、穿晶断裂和沿晶断裂：沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，一定是脆断，且较为严重，为最低
级。穿晶断裂裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可能是脆性断裂。
11、韧脆转变：指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在一定条件下，它们是可以互相转化的，这样的转化称为韧脆转变。
12、形变强化：指材料在外力作用下发生塑性变形后，如欲继续增加其塑性变形量，所需外力也必须增加的现象。表征材料在发生塑性变形后强度提高。
13、屈服极限：表征在外力作用下材料不发生明显塑性变形的最大抗力。
14、解理断裂：指裂纹沿着特定的晶体学平面分离的断裂方式。断口平整、光亮，由许多相当于晶粒尺寸大小的小的解理平面组成，微观表现为解理台阶或河流状花样。断裂前没有明显的塑性变形，是典型的脆性断裂方式。
15、脆性断裂：指断裂前没有明显的塑性变形的断裂方式，一般以5%的变形量作为区分塑性断裂的标准。断口平整、光亮，呈放射状，或有闪烁状光泽而呈结晶状。
16、塑性断裂（韧性断裂）：指断裂前产生明显塑性变形的断裂方式，一般以塑性变形量>5%而作为区分塑性断裂的标准。断口粗糙、暗灰色，呈纤维状。
第二章
（1）应力状态软性系数：表征最大切应力max τ与max σ的比值。
（2）缺口效应：由于缺口的存在，在静载作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化，这称为“缺口效应”。
（3）缺口敏感度：表征缺口试样的抗拉强度bn σ与光滑试样的抗拉强度b σ的比值。
（4）布氏硬度：用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F ）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L ）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS （钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。
其计算公式为： )(204.0102.022d D D D F A F HB --==
π
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N ；
D--试验用钢球直径，mm ；
d--压痕平均直径，mm 。
（5）洛氏硬度：在规定的外加载荷下，将钢球或金刚石压头垂直压入试件表面，产生压痕，测试压痕深度，利用洛氏硬度计算公式HR=（K-H)/C 便可计算出洛氏硬度。简单说就是压痕越浅，HR 值越大，材料硬度越高。
（6）维氏硬度：是根据压痕单位面积所承受的试验力计算硬度值。所采用的压头是两相对面间夹角为136°的金刚石四棱锥体，压头的试验力作用下将试样表面压出一个四方锥形的压痕，经一定保持时间后担卸除试验力，测量压痕对角线平均长度d，用以计算压痕表面积。维氏硬度的值为试验力除以压痕表面积A所得的商。
第三章
（1）冲击韧度：批材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
（2）冲击吸引功：然后将具有一定质量m的摆锤兴到一定高度H1，使其获得一定位能mgH1。释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为mgH2，则摆锤冲断试样失去的位能mgH1－mgH2，即为试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功，以Ak表示，单位为J。
（3）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（铁素体－珠光体钢），在试验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚焦型变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。
（4）韧脆转变温度：上述低温脆性中的tk称为韧脆转变温度。
（5）韧性温度储备：指材料的使用温度和材料韧脆转变温度之间的差值。
第四章
（1）低应力脆断：当容器或构件采用强度高而韧性差的材料时，在应力水平不高，甚至低于材料屈服极限的情况下所发生的突然断裂现象称为低应力脆断。
（2）张开型（1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称为张开型（1型）裂纹。
（3）应力场和应变场：指在工件上应力分布或应变分布的情况。
（4）应力强度因子K1：表征应力场的强弱程度。
（5）小范围屈服：指在裂纹尖端一定范围内发生的屈服的现象。
（6）塑性区：指在裂纹尖端一定范围内发生塑性变形区域。
（7）有效屈服应力：
（8）有效裂纹长度：
（9）裂纹扩展K判断：
（10）裂纹扩展能量释放率G1：把裂纹单位面积时系统释放势能的数值称为裂纹扩展能量释放率G1。
（11）裂纹扩展G判断；
（12）J积分：J积分的断裂判据就是G判据的延伸，或者是更广义地将线弹性条件下的G 延伸到弹塑性断裂时的J，J的表达式或定义类似于G。
（13）J积分的守恒性：小应变条件下，J积分JI与积分路径Γ无关。
即：①积分回路很小时，其包围区域可仅为裂纹尖端，此时J积分仅描述了裂纹尖端聚集的能量，也即该裂纹尖端的应力应变的集中程度，可表征该裂纹的扩展能力，即JI也可看成裂纹扩展的动力；
②积分回路很大时，积分回路可扩展至裂纹尖端屈服区之外而进入完全的线弹性变形区，此时可在完全的线弹性状态下求解该J积分，解决弹塑性变形条件下的裂纹扩展问题。
第五章
（1）应力范围△ζ：在循环应力作用下，最大应力与最小应力之间的差值。
（2）应变范围△ε：在循环应力作用下，最大应变与最小应变之间的差值。
（3）应力幅ζa:在循环应力作用下，最大应力与最小应力之间的差值的一半。
（4）应力幅（△εt/2，△εe/2, △εp/2）：
（5）平均应力ζm：在循环应力作用下，最大应力与最小应力之间的和的一半。
（6）应力比r：在循环应力作用下，最小应力与最大应力之间的比值。
（7）疲劳源：是疲劳裂纹萌生的策源地，在断口上，疲劳源一般在机件表面，常和缺口、裂纹、刀痕、蚀坑等缺陷相连，因为这里的应力集中会引发疲劳裂纹。
（8）疲劳贝纹线：由载荷变动引起的，如机器运转时的开动和停歇，偶然过载引起的载荷变动，使裂纹前沿线留下了弧状台阶痕迹。
（9）疲劳条带；是疲劳亚稳扩展的断口特征,它是具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样。（10）驻留滑移带：在疲劳多次循环后抛光，可发现该滑移带会因已经相当深入而未被抛掉，将成为嵌入材料表面的微小裂纹源，该滑移带被称为“驻留滑移带”。
（11）挤出脊和侵入沟；
（12）△K：疲劳的应力强度因子范围。
（13）da/dN：每循环一次扩展的距离，称为疲劳裂纹扩展速率。
（14）疲劳寿命：
（15）过渡寿命；
（16）热疲劳：是由于温度周期变化引起零件或构件的自由膨胀和收缩，而又因这种膨胀和收缩受到约束，产生了交变热应力，由这种交变热应力引起的破坏。
（17）过载损伤:由金属机件偶然经受短期过载，造成疲劳寿命或疲劳极限减小的现象。
第六章
（1）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，则称为应力腐蚀。
（2）氢蚀：由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化的现象。
（3）白点：当钢中含有过量的氢时，随温度的降低，氢在钢中的溶解度逐渐减小，如果过饱和的未扩散逸出，便聚集在某些缺陷处形成氢分子。此时氢的体积发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，而形成微裂纹。这种微裂纹的断面呈圆形和椭圆形，颜色呈银白色，故称为白点。
（4）氢化物致脆：对于ⅣB或ⅤB族金属（如纯钛、α-钛合金、钒、锆、铌及合金），由于它们与氢有较大的亲和力，极易生成氢化物，使金属脆化。这种脆化称为氢化物致脆。（5）氢致延滞断裂：高强度钢或α+β钛合金中，含有适量的处于固溶状态的氢（原来存在的或从环境介质中吸收的），在低于屈服强度的应力持续作用下，经过一段孕育期后，在金属内部，特别是在三向拉应力区形成裂纹，裂纹逐步扩展，最后突然发生脆性断裂。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。
第七章
（1）磨损：机械表面相接触并作相对运动时，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。
（2）粘着：实际上就是原子间的键合作用。
（3）磨屑：松散的尺寸与形状均不相同的碎屑。
（4）跑合：在稳定磨损阶段前，摩擦副双方表面逐渐被磨平，实际接触面积增大的过程。（5）咬死：在粘着磨损的过程中，常在较软一方本体内产生剪断，其碎片则转较硬一方的表面上，软方金属在硬方表面逐步积累最终使不同金属的摩擦副滑动成为相同金属间的滑动，故磨损量较大，表面较粗糙，发生卡死的现象。
（6）犁皱：韧性金属材料在磨粒磨损后表面的形貌。
（7）耐磨性：材料抵抗磨损的性能。
（8）接触疲劳：机件两接触而作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或小块状金属剥落而使物质损失的现象，又称表面疲劳磨损或疲劳磨损。
第八章
（1）等强温度：晶粒与晶界两者强度相等的温度。
（2）约比温度：表征试验温度与金属熔点之间的比值。
（3）蠕变：金属在长时间的恒温、恒载作用下缓慢产生塑性变形的现象。
（4）稳态蠕变：蠕变速度几乎保持不变的现象。
（5）扩散蠕变：在高温条件下，大量原子和空位定向移动造成的蠕变现象。
（6）持久伸长率：在高温持久试验后，试样断裂后的伸长率。
（7）蠕变脆性：材料在高温下发生蠕变后，塑性下降的现象；
（8）松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能。
名词综合：解理断裂；形变硬化；冷脆转变；应力柔性系数；缺口效应；平面应变；过载持久值；过载损伤界；疲劳辉纹；等效裂纹长度；裂纹尖端应力场强度因子；低温脆性；应力腐蚀；粘着磨损；切削磨损；磨粒磨损；高温蠕变。
第二章作业题
1应力状态软性系数：按“最大切应力理论”计算的最大切应力与按“相当最大正应力理论”计算的最大正应力的比值。
2缺口效应：截面的急剧变化产生缺口，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化，产生缺口效应，影响金属材料的力学性能。
3 布氏硬度：用一定直径的硬质合金球做压头，施以一定的试验力，将其压入
试样表面，经规定保持时间后卸除，试样表面残留压痕。HBW通过压痕平均直径求得。
4 洛氏硬度：洛氏硬度以测量压痕深度标识材料的硬度。HR＝(k-h)/0.002.
二、脆性材料的抗压强度
扭转屈服点
缺口试样的抗拉强度
NSR：缺口敏感度，为缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值。
HBS:用钢球材料的球压头表示洛氏硬度。
HRC:用金刚石圆锥压头表示的洛氏硬度。
三、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
1单向拉伸试验
特点：温度、应力状态和加载速率是确定的，且常用标准的光滑圆柱试样进行试验。
应用范围：一般是用于那些塑性变形抗力与切断强度较低的所谓塑性材料试验。
2压缩试验
特点：单向压缩试验的应力状态系数＝2，比拉伸，弯曲，扭转的应力状态都软，拉伸时塑性很好的材料在压缩时只发生压缩变形而不会断裂。
应用范围：拉伸时呈脆性的金属材料的力学性能测定。如果产生明显屈服，还可以测定压缩屈服点。
3弯曲试验
特点：试样形状简单，操作方便，弯曲试样应力分布不均匀，表面最大，中心为零。可较灵敏的反映材料表面缺陷。
应用范围：对于承受弯曲载荷的机件，测定其力学性能。
4扭转试验
特点：1扭转的应力状态软性系数＝0.8，比拉伸时大，易于显示金属的塑性行为。2圆柱形试样扭转时，整个长度上塑性变形是均匀的，没有颈缩现象，所以能实现大塑性变形量下的试验。3能较敏感的反映出金属表面缺陷及硬化层的性能。4扭转时试样中的最大正应力与最大切应力在数值上大体相等，而生产上所使用的大部分金属材料的正断强度大于切断强度，所以，扭转试验是测定这些材料切断最可靠的办法。
应用范围：研究金属在热加工条件下的流变性能与断裂性能，评定材料的热压力加工性；研究或检验工件热处理的表面质量和各种表面强化工艺的效果。
四、缺口拉伸时应力分布有何特点
缺口截面上的应力分布是不均匀的，轴向应力在缺口根部最大，随着离开根部的距离增大，应力不断减小，即在根部产生应力集中。
第三章作业题
冲击韧性:材料在冲击载荷的作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力
低温脆性：在试验温度低于某一温度时，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
韧脆转变温度：导致低温脆性的转变温度
断裂分析图：表示许用应力、缺陷和温度之间关系的综合图
2、Ak 冲击韧度
NDT 无塑性或零塑性转变温度
试说明低温脆性的物理本质及其影响
3、低温脆性本质是材料屈服强度随温度降低急剧增加。其影响因素包括晶体结构、化学成分、显微组织（晶粒大小、金相组织）等
试述焊接船舶比铆接船舶容易发生脆性断裂的原因
4、因为焊接接口之间会从在裂纹，气孔，而且连接体之间不是同一种材料，导致焊口脆性大，同时焊接时钢铁内部发生了组织变化，但铆接就不一样了，它的抗拉能力很强，不易发生脆性断裂。
第四章作业题
1、由宏观裂纹扩展引起。
表示应力场的强弱程度。
裂纹体在受力时，只要满足Ki>=Kic,就会发生脆性断裂。
2、平面应变断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
平面应力断裂韧度，表示在平面应力条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
平面应变断裂韧度，表示材料阻止裂纹失稳扩散时单位面积所消耗的能量。
试述低应力脆断的原因及方法
3、原因：与材料内部一定尺寸的裂纹相关，当裂纹在给定的作用应力下扩展临界尺寸
时，就会突然破坏。
防止方法：添加细化晶粒的合金元素细化晶粒形成板条马氏体及
残留奥氏体薄膜增强塑性温度越低，脆性一般越大，增加应变速率也会降低塑性，
因此要降低应变速率。
试述K判据的意义及用途
4、裂纹在受力时，只要满足Ki>=Kic,就会发生脆性断裂。它将材料断裂韧度同机件的工作应力和裂纹尺寸的关系定量地联系起来，因此可以直接用于设计计算，如估算裂纹体的最大承载能力、允许的裂纹尺寸，以及用于正确选择机件材料、优化工艺等
有一大型板件，材料的0.2=1200MPa。Kic=115MPa.m.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RO，并判断该件是否安全。
5 、Ki==159.5MPa
R=2r=()=6.75m
Ki>Kic,会断，不安全。
第五章作业题
疲劳断裂：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
疲劳源：疲劳裂纹萌生的策源地
疲劳条带：具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样
疲劳寿命：在给定循环载荷条件下，试件或结构由开始加载至出现可检裂纹时的载荷循环数
;疲劳极限
：疲劳缺口敏感度
:疲劳裂纹扩展门槛值
疲劳裂纹门槛值影响实用价值
1、疲劳裂纹不扩展的临界值，其影响因素包括材料成分和组织、载荷条件及环
境因素。其表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能，也是材料的力学指标，其值越大，阻止疲劳裂纹开始扩展的能力就越大，材料就越好。它可以作为裂纹件的设计和校核指标。
2、提高零件的疲劳寿命的方法主要有：
（1）只要能降低第二相或夹杂物的脆性，提高相界面强度，控制第二相或夹杂物的数量、形态、大小和分布，均可抑制或延缓疲劳裂纹的萌生，应用实例有真空冶炼和真空浇注。
（2）晶界强化、净化和晶粒细化，可以提高材料疲劳寿命，细化晶粒既能阻止疲劳裂纹在晶界处萌生，又因晶界阻止疲劳裂纹的扩展，故能提高疲劳强度。应用实例包括低碳钢和钛合金的强化。
（3）表面强化处理可在机件表面产生有利的残余压应力，同时还能提高机件表面的强度和硬度。应用实例有表面喷丸和滚压，其在阻碍疲劳裂纹扩展中有良好的效果。
试说明疲劳裂纹扩展曲线的三个区域的特点和影响因素
3、I区是疲劳裂纹初始扩展的阶段，扩展速率很小。随△K增加，扩展速率快速提高，但变化范围很小，提高有限，扩展寿命长。
II区是疲劳扩展的主要阶段，占据亚稳态扩散的绝大部分，是决定疲劳寿命的主要组成部分，扩展速率较大，△K变化范围大，扩展寿命长。
III区是疲劳裂纹扩展的最后阶段，扩展速率很大，并随△K增加而很快的增大，只需扩展很少的周次即会导致材料失稳断裂。
影响因素有：材料的成分、组织、载荷条件及环境因素等。
第六章作业题
名词解释：
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地应力脆段现象。
氢蚀：氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属境界结合力减弱而导致金属脆化。
指标意义：
scc：材料不发生应力腐蚀的临界应力
KIscc：应力腐蚀临界应力场强度因子
da/dt：应力腐蚀裂纹扩展速率
如何判断某一零件的破坏是由应力腐蚀引起的
1、应力腐蚀显微裂纹常有分叉现象，呈枯树枝状，即：有一主裂纹扩展较快，其他分支裂纹扩展较慢。根据这一特征即可区分。、
如何识别氢脆与应力腐蚀
2、采用极化试验方法：当外加小的阳极电流而缩短产生裂纹时间的是应力腐蚀，当外加小的阴极电流而缩短产生裂纹时间的是氢致延滞断裂。
3、 Ki=(1.1)/
=
代入数据得a=1.91mm
第二阶段结束时da/dt=0.00002
利用积分公式t=580000s
第七章作业题
磨损：机件表面接触并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐流失、造成表面磨损的现象。
粘着磨损：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率较小（钢小于1m/s）时发生的，它是因为缺乏润滑油，摩擦副表面无氧化膜，且单位法向载荷很大，以致材料承受的接触应力超过实际接触点处屈服强度而产生的一种磨损。
耐磨性：材料在一定的摩擦条件下抵抗磨损的能力。
接触疲劳：两接触体表面相对运动以滚动为主时，在接触区形成的循环应力超过材料的疲劳强度的情况下，表层引发裂纹并逐步扩展，最后使裂纹以上的材料断裂剥落下来，导致材料损耗的现象。
粘着磨损是如何产生的？如何提高材料或零件的抗粘着磨损的能力？
1、摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小载荷，在真实接触面上的局部应力就足以引起塑性变形。倘若接触面上洁净而未受到腐蚀，则局部塑性变形会使两个接触面的原子彼此十分接近而产生强烈粘着。
提高材料抗磨损能力的方式有：选择的配对材料粘着倾向应比较小、采用表面化学热处理改变材料表面状态、控制摩擦滑动速度和接触压应力，如：改善润滑条件，提高表面氧化膜与基体金属的结合能力，降低表面粗糙度等。
磨粒磨损分类提高零件的磨损抗力
2、磨粒磨损可分为凿削式磨粒磨损、高应力碾碎性磨粒磨损和低应力擦伤性磨粒磨损。
凿削式磨粒磨损实例如挖掘机斗齿，提高其磨损抗力的方法是增加材料硬度;
高应力碾碎性磨粒磨损实例如球磨机衬板与钢球机件表面的破坏，在高应力冲击载荷下，应选用高硬度材料，利用其高韧性和高加工硬化能力，可得到高耐磨性。
低应力碾碎性磨粒磨损 实例如运输槽板的摩擦表面，在这一磨损场合，用中碳低合金钢并作淬火回火处理，可提高材料磨损抗力。
接触疲劳破坏有几种形式？如何产生的？如何提高零件的接触疲劳抗力
3、接触疲劳破坏有麻点剥落、浅层破落和深层剥落三类。
麻点剥落：在滚动接触过程中,由于表面最大综合应力反复作用，在表层局部区域，由于损伤逐步累积，直到表面最大综合切应力超过材料抗剪强度时，就在表面形成裂纹，接着初始裂纹扩展 ，二次裂纹形成到二次裂纹扩展 ，形成磨屑最终形成锯齿形表面。
浅层剥落：在接触应力反复作用下，塑性变形反复进行，使材料局部弱化，遂在该处形成裂纹。而后裂纹进行扩展，在滚动及摩擦力作用下又与表面生成一倾角的二次裂纹。二次裂纹扩展到表面，反复弯曲发生弯断，从而形成浅层剥落。
深层剥落：压碎性剥落的裂纹形成后先平行于表面扩展，而后再垂直于表面扩展，最后形成较深的剥落。
提高表面硬度和心部硬度，加大表面硬化层深度，渗碳层的有利残余压应力，降低表面粗糙度，提高接触精度都能提高零件的接触疲劳抗力。
第八章作业题
等强温度：晶粒与晶界两者强度相等的温度。
约比温度：试验温度与金属熔点的比值。
蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。
持久强度：在规定温度下，达到规定的持续时间而不发生断裂的最大应力。
应力松弛：在规定温度和初始应力条件下，金属材料中的应力随时间增加而减小的现象。 t
εσ用稳态蠕变速率表示的蠕变极限。
t τδσ/用蠕变总伸长率表示的蠕变极限。
t τσ金属材料的持久强度极限。
sh σ松弛应力。
和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？造成这种差别的原因何在
1、高温下，金属的断裂由常温下常见的穿晶断裂过渡到沿晶断裂。一个重要特点就是产生蠕变。这是因为，温度升高时晶粒强度和晶界强度都要降低，但晶界强度下降较快所致。
金属材料在高温下的变形机制与断裂机制，和常温比较有什么不同
2、变形机制：高温下的蠕变变形主要是通过位错滑移、原子扩散等机理进行的。常温下，若滑移面上的位错运动受阻产生塞积，滑移便不能继续进行，只有在更大的切应力作用下，才能使位错重新运动和增殖。但在高温下，位错可借助外界提供的热激活能和空位扩散来克服某些短程阻碍。扩散蠕变，是由于在高温条件下大量原子和空位定向移动。此外，高温下，由于晶界上的原子容易扩散，受力后易产生滑动，促进蠕变变形，这就是晶界滑动蠕变。
断裂机制：金属材料在长时高温下的断裂，大多为沿晶断裂，这是由于晶界滑动在晶界上形成裂纹并逐渐扩展而引起的。高温下，裂纹出现在晶界上的突起部位和细小的第二相质点附近，由于晶界滑动而产生空洞，最终导致沿晶断裂。
提高材料的蠕变抗力有哪些途径
3、合金化学成分：在基体金属中加入合金元素形成单相固溶体。加入能形成弥散相的合金元素。添加能增加晶界扩散激活能的元素。
冶炼工艺：珠光体耐热钢一般采用正火加高温回火工艺。奥氏体耐热钢或合金一般进行固溶处理和时效。采用形变热处理改变晶界形状并在晶内形成多边化的亚晶界。
晶粒度：使用温度低于等强温度时，晶粒细化。奥氏体耐热钢及镍基合金，一般以2到4级晶粒度较好。
第九章作业题
粘性变形：温度高于粘流温度时，聚合物分子链在外力作用下可进行整体相对滑动，呈粘性流动，产生不可逆永久变形。
粘弹性：高聚物慢性的粘性流变
银纹：在拉应力作用下，非晶态聚合物的某些薄弱地区，因应力集中产生局部塑性变形，结果在其表面或内部、或在裂纹尖端附近出现闪亮的、细长的类裂纹。
热震断裂：由热震引起的瞬时断裂
热震损伤：在热冲击循环作用下，材料先出现开裂，随之裂纹扩展，导致材料强度降低，最终整体破坏。
试述聚合物材料的性能特点
1、聚合物主要的物理、力学性能有：密度小、高弹性、弹性模量小、粘弹性明显
试述银纹与裂纹的区别
2、银纹和裂纹不同：前者除其中有孔洞外，孔洞之间还有称为银纹质的聚合物；后者则不含聚合物。
试述陶瓷材料耐磨性的特点
3、陶瓷材料耐磨性
（1）表面接触特性：一般为弹性接触，滑动时有塑性流动的迹象
（2）摩擦磨损：陶瓷材料的摩擦学特性，与对磨件的材料种类和性能、摩擦条件、环境，以及陶瓷材料自身的性能和表面状态等因素有关
陶瓷材料与金属材料在弹性变形、塑性变形和断裂方面的区别
4、陶瓷材料和金属材料相比，其弹性变形有如下特点：（1）弹性模量大，这是由其共价键和离子键的键合结构所决定的。（2）陶瓷材料的弹性模量不仅和结合键有关，还与其他组成相的种类、分布比例及气孔率有关（3）通常，陶瓷材料的压缩弹性模量高于拉伸弹性模量。
在塑性变形方面，陶瓷材料和金属材料的区别有，常温下，大多数陶瓷材料均不产生塑性变形，而且陶瓷材料在具有一定条件时，在高温下还可显示超塑性。
断裂方面,，陶瓷材料的断裂过程都是以其内部或表面的缺陷为起点发生的，以各种缺陷为裂纹源，在一定拉伸应力作用下，其最薄弱环节处的微小裂纹扩展，当裂纹尺寸达到临界值时陶瓷材料瞬时断裂
第一章
1、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说他是一个队组织不敏感的力学性能指标？
主要取决于金属原子本性和晶格类型
合金化，热处理，冷塑性变形对弹性模量的影响较小，所以。。。
2、现有45、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。
3、试述多晶体金属产生明显屈服的条件，并解释bcc金属及其合金与fcc金属及其合金屈服行为不同的原因？
条件：材料变形前可动位错密度很小
随塑性变形发生，位错能快速增殖
位错运动速率与外加应力有强烈依存关系
fcc金属的滑移系虽比bcc金属的少，但因前者晶格阻力低，位错容易运动，塑性优于后者？？？
4、决定金属屈服强度的因素有哪些？
内因：⑴金属本性与晶格类型：一般多相合金的塑性变形主要沿集体相进行，表明位错主要分布在基体中，而屈服强度由位错运动所受的各种阻力决定，不同金属及晶格类型，位错运动所受的各种阻力并不相同。
⑵晶粒大小和亚结构：晶界是位错运动的大障碍，要使邻近晶粒的位错源开动，在晶粒内必须有足够的位错塞积才能提供必要的应力，因而，晶界越多，屈服应力越高。
⑶溶质元素：在纯金属中加入间隙或置换原子形成固溶体提高屈服强度，称为固溶强化。溶质周围形成了晶格畸变应力场，该应力场与位错应力场相互作用，使位错运动受阻，使屈服强度增加。间隙固溶产生的畸变大，因而强化效果优于置换固溶。
⑷第二相：含有不可变形第二相质点的金属材料，其屈服强度与流变应力就决定于第二相质点之间的距离，质点的间距减小，流变应力就增大，对于可变第二相质点，位错可以切过，使之同基体一起产生变形，从而提高屈服强度。
内因：1、升高温度，金属材料的屈服强度降低。2、应变速率增大，金属材料的强度增加，且屈服强度随应变速率的变化较抗拉强度的变化要明显得多。3、应力状态，切应力分量越大，越有利于塑性变形，屈服强度则越低，所以扭转比拉伸的屈服强度低，拉伸要比弯曲的屈服强度低。
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？
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，其有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展中不断消耗能量，其断面一般平行于最大切应力并与主应力成45°角，断口成纤维状，灰暗色。
脆性断裂：是突然发生的断裂，断裂前基本不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大，其断面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。
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？
剪切断裂：是金属材料在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离断裂，为韧断。解理断裂：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的穿晶断裂，为脆断。
7、何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口形态的因素有哪些？
纤维区，放射区，剪切唇（放射区越大，脆性越小，消耗能量越多，快速撕裂）
试样形状，尺寸和金属材料的性能以及试验温度，加载速度和受力状态不同而变化。
8、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。
9、断裂强度σc与抗拉强度σb有何区别？
σb为试样拉断过程中最大力所对应的应力
σc为试样发生断裂时所受的应力
当试样为脆性金属材料时，σb=σc
第二章
1、试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特定及应用。
2、硬度试验选择.
渗碳层的硬度分布：努氏硬度HK/显微HV
淬火钢：HRC
灰铸铁：HBW
鉴别钢中的隐晶马氏体与残留奥氏体：显微HV/HK
仪表小黄铜齿轮：显微HV
龙门刨床导轨：肖氏HS/里氏HL
渗氮层：显微HV/HK
高速钢刀具：HRC
退火态低碳钢：HBW
硬质合金：HRA
3、试综合比较光滑试样轴向拉伸，缺口式样轴向拉伸和偏斜拉伸试验的特点。
光滑试样轴向拉伸时，各截面上应力分布均匀，如低碳钢，它将依次发生弹性变形，塑性屈服，均匀塑性变形，不均匀塑性变形和断裂。
缺口试样轴向拉伸时，在缺口根部会产生应力集中，脆性材料如铸铁，高碳钢在缺口根部尚未发生明显塑性变形时就已断裂，对缺口敏感。
缺口试样偏斜拉伸时，缺口根部产生应力集中，除此之外，试样同时承受拉伸和弯曲载荷复合作用，应力状态更“硬”，缺口截面上的应力分布更不均匀，因而更能表示材料对缺口的敏感性。
4、60HRC表示用C标尺测得的洛氏硬度为60。
C标尺HRC 金刚石圆锥1373N（主）1471N（总）淬火钢，高硬度铸件，珠光体可锻铸铁
640HV30表示在试验力为294.2N下保持10~15s测得的维氏硬度值为640.
维氏硬度金刚石四棱锥体
第三章
1、W18Cr4V、Cr12MoV、3Cr2W8V 铸铁球铁工具钢（脆性材料）不要开缺口
40CrNiMo、30CrMnSi、20CrMnTi要开缺口
2、试说明低温脆性的物理本质及影响因素。
低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧增加的结果。
内因：1晶体结构，体心立方金属及其合金存在低温脆性
2化学成分，间隙溶质元素溶入铁素体基体中，偏聚于位错线附近，阻碍位错运动，致σs 升高，钢的韧脆转变温度提高
3显微组织，晶粒大小，细化晶粒使材料韧性增加；金相组织，当第二相尺寸增大时，材料韧性下降，韧脆转变温度升高。
外因：温度，加载速率
3、试从宏观和微观解释为什么有些材料有明显的韧脆转变，而另一些材料则没有？
微观：1、派纳力（τp-n）是短程力，对温度非常敏感，T下降，派纳力上升。bcc中的派纳力较fcc高很多，由于派纳力在屈服强度中占的比例很大，故bcc的低温脆性很明显。（P14）
2、bcc的低温脆性还可能与迟屈服现象有关。
迟屈服即对低碳钢施加一高速载荷到高于σs，材料并不立即产生屈服而是经过一段孕育期才开始塑性变形。在孕育期中只产生弹性变形，由于没有塑性变形消耗能量，故有利于裂纹的扩展，从而易表现为脆性破坏。
宏观：1、对于中低强度的fcc材料和大部分hcp材料，如铜等，在很低的温度下冲击值还是较高的，可以不考虑它的低温脆性。
2、对于高强材料，它们在很快的强度范围内都是脆性的，如高强钢，钛合金等。
3、低中强度钢等bcc金属及其合金，在低温是脆性解理，在高温为韧性断裂，在一定的温度范围内产生韧脆转变。
第四章
1、试述低应力脆断的原因及防止方法。
低应力脆断是由宏观裂纹引起的
为防止低应力脆断，根据材料的断裂韧性，可对机件允许的工作应力和裂纹尺寸进行计算，提出明确的数据要求。
2、试述K判据的意义及用途。
当裂纹体在受力时，若K1>=K1c，就会发生脆性断裂，断裂判据是工程上很有用的关系，它将材料断裂韧度同机件的工作应力及裂纹尺寸的关系定量的联系起来了，因此可以直接用于设计计算，如用以计算裂纹体的最大承载能力σ，允许的裂纹尺寸a，以及用于正确选择机件材料，优化工艺等。
3、试述裂纹尖端塑性区产生的原因及其影响因素。
距离裂纹尖端距离r越小，各应力分量越大，当r趋于0时，各应力分量趋于无穷大，这是不可能的，当应力达到材料的屈服强度σs时便会发生塑性屈服，故金属材料在裂纹扩展前，尖端附近总要出现一个或大或小的塑性区。
影响因素：应力场强度因子K1，屈服强度σs以及是平面应力还是平面应变状态？？？
4、试述塑性区对K1的影响及K1的修正方法和结果。
5、简述J积分意义及其表达式。
6、试述K1c和Akv的异同及其相互之间的关系。
相同点：断裂韧性与冲击韧性都反映了材料的韧性性能。
不同点：K1c能满足平面应变的要求，Akv一般不能满足，应力状态不同，应变速率不同，冲击是在应变速率高的冲击载荷下对材料的组织缺陷等因素反映更加灵敏，K1c反映材料抵抗裂纹失稳扩展的能力，而冲击Akv则反映裂纹形成和扩展过程所消耗的能量，应用不同，Akv是安全性能指标，K1c用于定量。
关系：中高强钢K1c与Akv及σ0.2的关系。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
第五章
1、试述金属疲劳断裂的特点。
1、疲劳断裂是低应力脆性断裂，断裂应力低于材料的屈服强度，没有先兆，没有宏观塑性变形。
2、疲劳是与时间有关的一种失效方式，是累积损伤过程，即变化逐渐发生，逐渐累积。
3、疲劳断裂对材料的微观组织和材料的缺陷更为敏感，几乎总是在材料表面的缺陷处产生。
4、疲劳断裂也是由裂纹形成和扩展两个阶段组成，裂纹扩展的亚临界扩展期很长。
2、试述疲劳宏观断口的特征及其形成过程。
断口分为疲劳源，疲劳区和瞬断区三个。
疲劳源：光亮度最大，平滑
疲劳区：断口比较光滑并分布有贝纹线，贝纹线好像一簇以疲劳源为圆心的平行弧线
瞬断区：断口比较疲劳区粗糙，脆性材料为结晶状断口，韧性材料在中间平面应变区为放射状或人字纹断口，在边缘平面应力区为剪切唇。
形成过程：疲劳裂纹萌生，裂纹压稳扩展，裂纹失稳扩展，断裂
3、试述疲劳裂纹的形成机理及阻止疲劳裂纹萌生的一般方法。
机理：1、滑移带开裂产生裂纹。金属在循环应力长期作用下，即使其应力低于屈服应力，也会发生循环滑移并形成循环滑移带，这种循环滑移是极不均匀的，总分布在某些局部薄弱
区，这种循环滑移带具有持久驻留性，称为驻留滑移带，随着加载循环次数增加，循环滑移带会不断地加宽，当加宽到一定程度时，由于位错的塞积和交割作用，便在驻留滑移带处形成微裂纹。
2、相界面开裂产生裂纹。材料中的第二相或夹杂物易引发疲劳裂纹。
3、晶界开裂产生裂纹。对晶体材料由于晶界的存在和相邻晶粒的不同取向性，位错在某一晶粒内运动时会受到晶界的阻碍作用，在晶界处发生位错塞积和应力集中现象，在应力不断循环下，晶界处的应力集中得不到松弛时，则应力峰越来越高，当超过晶界强度时就会在晶界处产生裂纹。
阻止方法：1、固溶强化，细晶强化，提高材料的滑移抗力，均可以阻止疲劳裂纹的萌生，提高疲劳强度。
2、控制第二相或夹杂物的数量、形态、大小和分布，使之“少、圆、小、匀”，均可抑制或延缓疲劳裂纹在第二相或夹杂物附近萌生。
3、晶界强化，净化和细化晶粒均可抑制晶界裂纹形成。
4、试述疲劳微观断口的主要特征及其形成模型。
疲劳条带是疲劳断口最典型的微观特征，略呈弯曲并相互平行的沟槽花样。每一条疲劳条带可以视作一次应力循环的扩展痕迹，裂纹的扩展方向与条带垂直。
形成模型：塑性钝化模型
疲劳裂纹扩展的第二阶段是在应力循环下，裂纹尖端钝锐交替交化的过程，疲劳条带就是这种疲劳裂纹扩展所留下的痕迹。
5、试述疲劳裂纹扩展寿命和剩余寿命的估算方法和步骤。
1、用无损检验探伤方法确定初始裂纹尺寸ao及形状、位置和取向。
2、确定构件交变应力σmax，σmin，从而得△σ。
3、确定应力场强度因子幅值△K1的表达式。
4、根据材料的断裂韧性及工作应力确定构件的临界裂纹尺寸ac。
5、选择或试验确定疲劳裂纹扩展速率表达式（c，n）。
6、用积分方法计算从ao到ac所需的循环周次，即疲劳剩余寿命Nf。
6、试述金属表面强化对疲劳强度的影响。
7、试述金属循环硬化和循环软化现象及产生条件。
循环硬化：金属材料在恒定应变范围循环作用下，随循环周次增加其应力不断增加。
循环软化：金属材料在恒定应变范围循环作用下，随循环周次增加其应力不断减小。
产生条件：材料的σb/σs>1.4时，表现为循环硬化。
材料的σb/σs<1.2时，表现为循环软化。
第六章
1、试述金属产生应力腐蚀的条件及机理。
条件：应力，化学介质，金属材料三者共存
机理：1、对应力腐蚀敏感的合金在特定的化学介质中，首先在表面形成一层钝化膜，使金属
不致进一步受到腐蚀，即处于钝化状态。
2、在拉应力作用下，使裂纹尖端地区产生局部塑性变形，滑移台阶在表面露头时钝化
膜破裂，显露出新鲜表面。
3、露出的新鲜表面在电解质溶液中成阳极，而其余具有钝化膜的金属表面为阴极，从
而形成腐蚀微电池，阳极金属变成正离子进入电解质中而产生阳极溶解，于是在金
属表面形成蚀坑。
4、拉应力在蚀坑或原有裂纹尖端形成应力集中，使阳极电位降低，加速阳极金属的溶
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 '=。（ ）
机械工程材料习题 金属材料与热处理 工程材料 试题答案
机械工程材料习题金属材料及热处理工程材料试题答案 复习思考题1 1．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。Akv、ψ、δ5 、σb 、σ0.2 、σs 、σe、σ 500、HRC、HV、σ-1、σ、HBS、HBW、E。 2．钢的刚度为20.7×104MPa，铝的刚度为6.9×104MPa。问直径为2.5mm，长12cm 的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少? 3．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为 140MPa。问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少? 4．试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。 5．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题? 6．指出下列硬度值表示方法上的错误。12HRC～15HRC、800HBS、58HRC～62HRC、550N／mm2HBW、70HRC～75HRC、200N／mm2HBS。 7．判断下列说法是否正确，并说出理由。 (1)材料塑性、韧性愈差则材料脆性愈大。 (2)屈强比大的材料作零件安全可靠性高。 (3)材料愈易产生弹性变形其刚度愈小。 (4)伸长率的测值与试样长短有关，δ5>δ10 (5)冲击韧度与试验温度无关。 (6)材料综合性能好，是指各力学性能指标都是最大的。 (7)材料的强度与塑性只要化学成分一定，就不变了。 复习思考题2 1．解释下列名词：晶格、晶胞、晶粒、晶界、晶面、晶向、合金、相、固溶体、金属化合物、固溶强化、第二相弥散强化、组元。 2．金属的常见晶格有哪三种?说出名称并画图示之。 4．为什么单晶体有各向异性，而多晶体的金属通常没有各向异性? 5．什么叫晶体缺陷?晶体中可能有哪些晶体缺陷?它们的存在有何实际意义? 6．固态合金中固溶体相有哪两种? 7．固溶体的溶解度取决于哪些因素?复习思考题3 复习思考题3 1．概念： 过冷、过冷度、平衡状态、合金、相图、匀晶转变、共晶转变细晶强化、枝晶偏析、变质处理。 2．金属结晶的动力学条件和热力学条件是什么? 3．铸锭是否一定要有三种晶区?柱状晶的长大如何抑制? 4．合金结晶中可能出现的偏析应如何控制使之尽量减小? 5．本书图3-lOPb-Sn合金相图。 7．固溶体合金和共晶合金其力学性能和工艺性能各有什么特点?
材料力学性能考试答案
《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 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？ 2、 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。 3、 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。 4、 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。 5、 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。 6、 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： 212?? ? ??=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τ max 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σ b 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】。 （6）维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承受
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》1231231321321321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 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。 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。（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．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→产生宏观塑性变形。 晶粒减小将增加位错运动阻碍的数目，减小晶粒内位错塞积群的长度，使屈服强度降低（细晶强化）。 屈服强度与晶粒大小的关系：霍尔－派奇（Hall-Petch) σs= σi+kyd-1/2 3．溶质元素 加入溶质原子→（间隙或置换型）固溶体→（溶质原子与溶剂原子半径不一样）产生晶格畸变→产生畸变应力场→与位错应力场交互运动→使位错受阻→提高屈服强度（固溶强化）。 4．第二相（弥散强化，沉淀强化）
不可变形第二相:提高位错线张力→绕过第二相→留下位错环→两质点间距变小→流变应力增大。 不可变形第二相:位错切过（产生界面能），使之与机体一起产生变形，提高了屈服强度。 弥散强化：第二相质点弥散分布在基体中起到的强化作用。 沉淀强化：第二相质点经过固溶后沉淀析出起到的强化作用。 （二）影响屈服强度的外因素 1.温度:一般的规律是温度升高，屈服强度降低。原因：派拉力属于短程力，对温度十分敏感。 2.应变速率:应变速率大，强度增加。σε,t= C1(ε)m 3．应力状态:切应力分量越大，越有利于塑性变形，屈服强度越低。 缺口效应：试样中“缺口”的存在，使得试样的应力状态发生变化，从而影响材料的力学性能的现象。 9.细晶强化能强化金属又不降低塑性。 10.韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂更加危险？韧性断裂：是断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂 特征：断裂面一般平行于最大切应力与主应力成45度角。 断口成纤维状（塑变中微裂纹扩展和连接），灰暗色（反光能力弱）。 断口三要素：纤维区、放射区、剪切唇这三个区域的比例关系与材料韧断性能有关。 塑性好，放射线粗大 塑性差，放射线变细乃至消失。 脆性断裂：断裂前基本不发生塑性变形的，突发的断裂。 特征：断裂面与正应力垂直，断口平齐而光滑，呈放射状或结晶状。 注意：脆性断裂也产生微量塑性变形。 断面收缩率小于5％为脆性断裂，大于5％为韧性断裂。 。 第二章金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词：
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
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-第2版答案 束德林
《工程材料力学性能》束德林课后答案 机械工业出版社 2008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，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
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 。
江大工程材料力学性能习题解答
第一章 1、弹性变形的实质是什么？答：金属晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。 2、弹性模量E的物理意义？E是一个特殊的力性指标，表现在哪里？ 答：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。E=Z / &。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。特殊表现：金属材料的E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不大，E主要决定于金属原子 本性和晶格类型。 3、比例极限、弹性极限、屈服极限有何异同？ 答：比例极限：应力应变曲线符合线性关系的最高应力（应力与应变成正比关系的最大应力）；弹性极限：试样由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力；屈服极限：开始发生均匀塑性变形时的应力。 4、什么是滞弹性？举例说明滞弹性的应用？ 答：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。应用：精密传感元件选择滞弹性低的材料。 5、内耗、循环韧性、包申格效应？ 答：内耗：金属材料在在弹性区内加载交变载荷（振动）时吸收不可逆变形功的能力；循环韧性：? ??塑性区内???；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（弹性极限或屈服极限）增加，反向加载，规定残余伸长应力（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零）的现象。 6、什么是屈服强度？如何确定屈服强度？ 答：屈服强度Z s :开始产生塑性变形时的应力。对于屈服现象明显的材料，以下屈服点对应的应力为屈服强度；对于屈服现象不明显的材料，以产生0.2%残 余变形的应力为其屈服强度。 7、屈服强度的影响因素有哪些？ 答：内因：①金属本性及晶格类型（位错密度增加，晶格阻力增加，屈服强度随之提高）②晶粒大小和亚结构（细晶强化）③溶质元素（固溶强化）④第二相（弥散强化和沉淀强化）；外因：①温度（一般，升高温度，金属材料的屈服强度降低）②应变速率（应变速率硬化）③应力状态（切应力分量越大，越有利于塑性变形，屈服强度则越低）。 8、屈服强度的实际意义？答：屈服强度是金属材料重要的力学性能，它是工程上从静强度角度选择韧性材料的基本依据，是建立屈服判据的重要指标，钢的屈服强度对工艺性能也有重要影响，降低屈服强度有利于材料冷成形加工和改善焊接性能。 9、静力韧度的物理意义。答：金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功定义为静力韧度，它是强度和塑性的综合指标。 10、真实应力应变曲线与工程应力应变曲线有何不同？有何意义？真实应力应 变曲线的关键点是哪个点？答：工程应力应变曲线上的应力和应变是用试样标距部分原始截面积和原始标距长度来度量的，往往不能真实反映或度量应变；真实应力应变曲线则代表瞬时的应力和应变，更为合理，可以叠加，可以不记中间加载历史，只需知道试样的初始长度和最终长度。工程〉真实。关键点是B点，B点前是均匀塑性变形，后是颈缩阶
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
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
材料力学性能课后习题答案
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．xx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。 1、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？
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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】。
2012年工程材料力学性能期末考题
2012年工程材料力学性能期末考题（回忆版） 一、填空 1.规定非比例伸长应力表示 2.真应力真应变（，）和工程应力（，）间的关系为， 3.应力状态软性系数 / ，单向拉伸时 4.各向同性材料的弹性常数有个，各向异性材料的弹性材料有个，独立的有个 5.持久强度是的应力值 6.蠕变断裂主要有、机制 7.单向复合材料的独立特征强度值有个，分别为 8.典型疲劳裂纹扩展曲线的三个区为、、 9.热疲劳应力是由于导致的 10.平面应变断裂任性测试时有效性检验的条件为：1.厚度判据：；2.载荷比判 据： 二、名词解释 1.抗拉强度 2.断裂韧性 3.疲劳极限 4.滞弹性形变 5.临界体积分数 三、简答题 1．叙述单项复合材料在纵向拉伸载荷下的变形过程和失效形式 2．试推导单向复合材料纵向、横向弹性模量与组分弹性模量和体积分数的关系 3．用力学状态图说明：1、加载方式变化时断裂类型变化；2、温度变化时断裂类型的变化 4．试分析影响材料断裂韧性的外部因素和内部因素 5．简述应力集中系数，应力强度因子和临界应力强度因子间的区别 6．描述变动载荷的参量有哪些，写出描述参量之间的关系 四、计算题 1.一个构件由钢A制造，其为1520MPa，断裂韧性为66MPa ，假设设计应力为材料的 一半，那么如果用另一种为2070MPa，为33MPa 的钢B来制造。问：（1）能节省多少质量；（2）如果材料内部有2mm长的缺陷，此两种材料能否使用？其能承受的应力为多大？设Y=1 2.工业应用中，玻璃纤维常用来强化尼龙。如果尼龙基复合材料含有30%体积分数的玻璃纤 维，问纵向加载时纤维承受的载荷分数是多少？（已知玻璃纤维的弹性模量 E=78.53X103MPa，尼龙的弹性模量E=2.83X103MPa）
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。