性能学习题集解析
1_第07章 材料性能学-课后习题-7-学生-答案
第七章材料的高温力学性能1、解释下列名词[1]蠕变：材料在长时间的恒温、恒应力作用下，即使应力小于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。
[2]蠕变曲线：通过应力、温度、时间、蠕变变形量和变形速率等参量描述蠕变变形规律的曲线。
[3]蠕变速度：通常指恒速(稳定)蠕变阶段的速度。
[4]持久塑性：持久塑性是指材料在一定温度及恒定试验力作用下的塑性变形。
用蠕变断裂后试样的延伸率和断面收缩率表示。
[5]持久强度：在给定温度T下，恰好使材料经过规定的时间发生断裂的应力值。
[6]蠕变脆性：由于蠕变而导致材料塑性降低以及在蠕变过程中发生的低应力蠕变断裂的现象。
[7]高温应力松弛：恒定应变下，材料内部的应力随时间降低的现象。
[8]等强温度：使晶粒与晶界两者强度相等的温度。
[9]蠕变极限：高温长期载荷作用下材料对塑性变形抗力的指标。
[10]应力松弛：零件或材料在总应变保持不变时，其中的应力随着时间延长而自行降低的现象。
[11]应力松弛曲线：给定温度和总应变条件下，应力随着时间的变化曲线。
[12]松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能。
[13]高温疲劳：高于再结晶温度所发生的疲劳。
[14]热暴露（高温浸润）：材料在高温下即使不受力，长时间处于高温条件下也可使其力学性能发生变化，通常导致室温和高温强度下降，脆性增加。
原因是材料的组织发生变化、环境中的氧化和腐蚀导致力学性能发生变化。
2、问答题[1]简述材料在高温下的力学性能的特点。
答：材料在高温下不仅强度降低，而且塑性也降低：载荷作用时间越长，引起变形的抗力越小；应变速率越低，作用时间越长，塑性降低越显著，甚至出现脆性断裂；变形速度的增加而等强温度升高。
[2]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? 造成这种差别的原因何在？答：1 首先，材料在高温和恒定应力的持续作用下将发生蠕变现象；2材料在高温下不仅强度降低，而且塑性先增加后降低。
3 应变速率越低，载荷作用时间越长，塑性降低得越显著。
无机材料物理性能-习题讲解
2. 已知金刚石的相对介电常数r=5.5，磁化 率=-2.17×10-5，试计算光在金刚石中的传 播速度
c c c v n rr r (1 ) 3 108 5.5 (1 2.17 105 ) 1.28108 m / s
引起散射的其它原因还有：缺陷、杂质、晶粒界 面等。
7. 影响热导率的因素有哪些？
温度的影响:
低温：主要是声子传导。自由程则有随温度的升高而迅速降低的特点，低温时，上限为晶粒的距离， 在高温时，下限为晶格的间距。
高温下热辐射显著，光子传导占优势；
在低温时，热导率λ与T3成比例。高温时,λ则迅速降低。 结晶构造的影响 ：声子传导与晶格振动的非谐和有关。晶体结构越复杂，晶格振动的非谐和越大， 自由行程则趋于变小，从而声子的散射大， λ 低。
9.证明固体材料的热膨胀系数不因内含均匀 分散的气孔而改变
对于内含均匀分散气孔的固体材料，可视为固相 与气相组成的复合材料，其热膨胀系数为：
V KW / K W /
i i i i i i i
由于空气组分的质量分数Wi≈0，所以气孔对热膨 胀系数没有贡献。
10. 影响材料散热的因素有哪些？
第三章
材料的光学性能
---习题讲解
1. 试述光与固体材料的作用机理
在固体材料中出现的光学现象是电磁辐射与固体材料中的 原子、离子或电子之间相互作用的结果。一般存在两种作 用机理： 一是电子极化，即在可见光范围内，电场分量与传播过程 中遇到的每一个原子都发生相互作用，引起电子极化，即 造成电子云和原子核的电荷中心发生相互位移，所以当光 通过介质时，一部分能量被吸收同时光速减小，后者导致 折射。 二是电子能态转变：即电磁波的吸收和发射包含电子从一 种能态向另一种能态转变的过程。材料的原子吸收了光子 的能量之后可将较低能级的电子激发到较高能级上去，电 子发生的能级变化与电磁波频率有关。
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）。
《材料性能学》习题答案
（1）Al 为 fcc 结构，单晶体有三阶段：易滑移。线性硬化、抛物线硬化； （2）Mg 为 hcp 结构，只有三个基面滑移系，曲线上只有易滑移阶段； （3）工业纯铁：有明显的屈服现象，随后是应变硬化和颈缩。模量和强度比 Al、Mg 高， 但塑性略差于 Al； （4）T8 钢为高碳钢，无屈服，与工业纯铁相比， b 高，但 % 低； （5）过共晶白口铸铁，非常脆，几乎无宏观塑性，为低应力脆断， b 不高。 2.19 解：
（2）再根据经典强度设计条件来选取[ ]< 0.2 的状态，根据许用应力条件[ ]= 0.2 /1.4， 求出五种状态下的许用应力为： ①785.7；②857.1；③928.6；④1000；⑤1071.4 可见除状态①以外的其他状态，均能满足经典强度设计要求，综合两种设计准则，只 有热处理状态②同时满足。 3.16 解： 根据题意，可将裂纹简化为无限大平板穿透裂纹，则有： K I
P 2000 526.4MPa A (2.2 103 ) 2 4
l l0 258.3 0.256 ； 200
真应变： e ln( ) ln （3）工程应力：
P 2000 407.6MPa A0 (2.5 103 ) 2 4
l 258.3 200 0.292 l0 200
1.16 解： （1）40CrNiMo 调质钢：拉伸试验，该钢为中碳合金结构钢，且为调质处理状态，有一定强 度和塑性的配合，可由单向拉伸试验的 或 来表征塑性； （2）20Cr 渗碳淬火钢：拉伸、扭转、弯曲，该钢本身为低碳合金钢，有较好的塑性。经渗 碳后， 表面为高碳处于外硬内韧状态， 若需要确定整体塑性， 可采用拉伸试验的 或
da
3
a2
付华-材料性能学-部分习题答案1
第一章材料的弹性变形一、填空题：1.金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗变形或断裂的能力。
2. 低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。
3. 线性无定形高聚物的三种力学状态是玻璃态、高弹态、粘流态，它们的基本运动单元相应是链节或侧基、链段、大分子链，它们相应是塑料、橡胶、流动树脂（胶粘剂的使用状态。
二、名词解释1.弹性变形：去除外力，物体恢复原形状。
弹性变形是可逆的2.弹性模量：拉伸时σ=EεE：弹性模量（杨氏模数）切变时τ=GγG：切变模量3.虎克定律：在弹性变形阶段，应力和应变间的关系为线性关系。
4.弹性比功定义：材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，又称为弹性比能或应变比能，表示材料的弹性好坏。
三、简答：1．金属材料、陶瓷、高分子弹性变形的本质。
答：金属和陶瓷材料的弹性变形主要是指其中的原子偏离平衡位置所作的微小的位移，这部分位移在撤除外力后可以恢复为0。
对高分子材料弹性变形在玻璃态时主要是指键角键长的微小变化，而在高弹态则是由于分子链的构型发生变化，由链段移动引起，这时弹性变形可以很大。
2．非理想弹性的概念及种类。
答：非理想弹性是应力、应变不同时响应的弹性变形，是与时间有关的弹性变形。
表现为应力应变不同步，应力和应变的关系不是单值关系。
种类主要包括滞弹性，粘弹性，伪弹性和包申格效应。
3．什么是高分子材料强度和模数的时-温等效原理?答：高分子材料的强度和模数强烈的依赖于温度和加载速率。
加载速率一定时，随温度的升高，高分子材料的会从玻璃态到高弹态再到粘流态变化，其强度和模数降低；而在温度一定时，玻璃态的高聚物又会随着加载速率的降低，加载时间的加长，同样出现从玻璃态到高弹态再到粘流态的变化，其强度和模数降低。
时间和温度对材料的强度和模数起着相同作用称为时=温等效原理。
四、计算题：气孔率对陶瓷弹性模量的影响用下式表示：E=E0 (1—1.9P+0.9P2)E0为无气孔时的弹性模量；P为气孔率，适用于P≤50 %。
材料力学性能习题及解答库
第一章习题答案一、解释下列名词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σe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。
二、说明下列力学指标的意义１、Ｅ（Ｇ）：Ｅ（Ｇ）分别为拉伸杨氏模量和切变模量，统称为弹性模量，表示产生100%弹性变形所需的应力。
２、σr、σ0.2、σs: σr :表示规定残余伸长应力，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。
σ0.2：表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。
σs：表征材料的屈服点。
３、σb：韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。
４、n:应变硬化指数，它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。
５、δ、δgt、ψ：δ是断后伸长率，它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
材料物理性能习题解答
2-7 证明固体材料的热膨胀系数不因为含均匀分散的气孔而改变。
2-8 在一维双原子的点阵中： （1）若求证存在关系？ （2）证明在L=，声频支中所有轻原子静止，而光频支中所有重原子 静止，并画出此时原子的振动图像。 （3）若，请证明此时只有声频支而无光频支。
Voigt模型可以较好地模拟应变蠕变过程：
以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到 用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。如采用四元件模型来表示线性高聚物 的蠕变过程等。
1-7试述温度和外力作用频率对聚合物力学损耗角正切的影响并画出相 应的温度谱和频率谱。
解:
3-3 有一材料的吸收系数α=0.32cm-1，透明光强分别为入射的10%， 20%，50%及80%时，材料的厚度各为多少？
解:
3-4一玻璃对水银灯蓝、绿谱线λ=4358A和5461A的折射率分别为1.6525 和1.6245，用此数据定出柯西Cauchy近似经验公式的常数A和B，然后计 算对钠黄线λ=5893A的折射率n及色散率dn/dλ值。
2-9 试计算一条合成刚玉晶体Al2O3棒在1K的热导率，它的分子量为
102，直径为3mm，声速500m/s，密度为4000kg/m3，德拜温度为 1000K。
2-10 一样品在300K的热导率为320J/（m2.s.K）,电阻率为10-2,求,其电子 热导热的比值.(Loremtz常量L=2.45*10-8(V/K)2
3 材料的光学性能
无机材料物理性能习题解答
目录1 材料的力学性能 (1)2 材料的热学性能 (11)3 材料的光学性能 (16)4 材料的电导性能 (19)5 材料的磁学性能 (28)6 材料的功能转换性能 (36)1材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解：根据题意可得下表由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3.5×109 N/m 2，能伸长多少厘米?解：拉伸前后圆杆相关参数表)(0114.0105.310101401000940000cm E A l F l El l =⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⋅=∆-σε0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=A A l lε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力1-3一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。
解：根据可知：1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。
证：1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、名词解释1、塑性2、韧性3、脆性断裂4、韧性断裂5、低温脆性与韧脆转变温度6、缺口敏感度7、粘着磨损8、弹性9、弹性比功10、包申格效应11、内耗12、滞弹性13、冲击韧度14、循环韧性15、低温脆性16、韧脆转变温度17、规定非比例伸长应力与比例极限18、缺口敏感度19、张开型裂纹20、应力场强度因子K I21、裂纹扩展K判据22、裂纹扩展G判据23、裂纹尖端张开位移及断裂δ判据24、材料常规力学性能的五大指标25、断口特征三要素26、应力状态软性系数27、剪切断裂28、解理断裂29、河流花样30、韧窩31、硬性应力状态和软性应力状态32、理论断裂强度33、过载损伤34、疲劳强度35、过载损伤界36、疲劳寿命37、次载锻炼38、磨损39、耐磨性40、粘着磨损41、磨粒磨损42、腐蚀磨损43、微动磨损44、冲蚀磨损45、接触疲劳46、跑合47、蠕变48、应力腐蚀49、氢脆50、氢蚀51、白点52、氢化物致脆53、氢致延滞断裂54、松弛稳定性55、等温强度二、简答题1、为什么拉伸试验又称为静拉伸试验？拉伸试验可以测定哪些力学性能？2、拉伸式样拉断后，测量标距长度应注意的事项有哪些？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？4、消除包申格效应的方法有哪些？5、包申格效应的产生机理是什么？6、常用的硬度试验方法有哪几种？分别反映材料的哪种性能？常用于测量哪些硬度？7、8、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。
为什么脆性断裂最危险？9、观察实际构件的宏观断口主要从哪几个方面入手？10、实际构件的宏观断口的特征总结。
11、如今有如下工件，需测试硬度，试说明采用何种硬度试验方法适宜？1）渗碳层中的硬度分布 2）淬火钢件 3）灰铸铁4）鉴别钢中残余γ和隐晶M 5）硬质合金6）陶瓷涂层 7）电镀镀层 8）玻璃今有如下工件需要测定硬度，试说明选用何种硬度试验法为宜。
○1渗碳层的硬度分布——努氏硬度○2淬火钢——洛氏硬度○3灰铸铁——布氏硬度○4鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体——显微维氏硬度○5仪表小黄铜齿轮——布什硬度今有如下工件需要测定硬度，试说明选用何种硬度试验法为宜。
○1硬质合金——洛氏硬度○2球铁铸件——布什硬度○3龙门刨床导轨——洛氏硬度○4氮化层——表面洛氏硬度○5珠宝鉴定——努氏硬度12、影响弹性模量的因素有哪些？13、影响金属材料力学性能的因素有哪些？14、影响屈服强度的内在因素有哪些？15、影响屈服强度的外在因素有哪些？16、屈服强度的工程意义。
17、金属材料产生明显屈服的条件是什么？18、试述加工硬化的工程意义。
19、影响三要素所占比例的因素是什么？20、格里菲斯公式的适用范围是什么？在什么情况下需要修正？21、弯曲试验的特点是什么？22、扭转实验的特点是什么？23、试述缺口的三个效应是什么？24、影响材料缺口敏感度的因素有哪些？25、试述布氏硬度实验的优缺点。
26、试述洛氏硬度实验的优缺点。
27、试述维氏硬度实验的优缺点。
28、简述一次性冲击弯曲试验的实际应用。
29、材料在承受冲击载荷时性能发生哪些改变？30、试述材料的多冲抗力与材料的强度和塑形的关系。
31、材料低温脆性产生的宏观原因是什么？32、试述K I与K IC的区别。
33、影响材料低温脆性的因素有哪些？34、材料裂纹扩展的判据有哪些？35、应力腐蚀产生的条件和特征是什么？36、防止应力腐蚀的措施有哪些？37、从宏观角度分析材料低温脆性的产生原因有哪些？38、从微观角度分析材料低温脆性的产生原因有哪些？39、试从宏观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有？40、试从微观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有？41、影响材料低温脆性的因素有哪些？42、试描述σ-1和⊿K th的不同。
43、疲劳断裂的特点有哪些？44、试述金属表面强化对疲劳强度的影响。
45、试述粘着磨损产生的条件和机理。
46、试述防止粘着磨损的措施。
47、改善冲蚀磨损耐磨性的措施48、试述蠕变产生的原因。
49、应力腐蚀断裂机理。
50、氢致延滞断裂的特点52、 影响材料断裂韧度的因素有哪些？计算题1、 有一化工合成塔，直径为D=3200mm ，工作压力P=6MPa ，选用材料为σ0.2=l200MPa ，K IC =58MPa·m 1／2，厚度t=16mm 的钢板．制作过程中，经探伤发现在纵焊缝中，存在一纵向椭圆裂纹，2a=4mm ，2c=6 mm ．试校核该合成塔能否安全运行。
从断裂力学角度考虑，选用哪种材料较为合适？3、有一大型板件，材料的σ0.2=1200MPa ，K Ⅰc =115 MPa ·m 1/2，探伤发现有20mm 长的横向穿透裂纹，若在平均轴向应力900 MPa 下工作，试计算K Ⅰ和塑性区宽度，并判断该件是否安全。
4、有板件在脉动载荷下工作，σmax =200MPa ，σmin =0，该材料的σb =670MPa ，σ0.2=600MPa ，K Ⅰc =104 MPa ·m 1/2，Paris 公式中C=6.9X10-12，n=3.0，使用中发现有0.1mm 和1mm 的单边横向穿透裂纹，请估算它们的疲劳剩余寿命。
2、有一火箭壳体承受很高的工作压力，其周向最大工作拉应力σ＝1400Mpa ，采用超高强度钢制造，焊接后往往发现有纵向表面半椭圆裂纹，尺寸为a ＝1.0mm,a/2c=0.3,现有两种材料，其性能如下：A ：σ0.2＝1700Mpa 、K IC =78Mpam 1/2B ：σ0.2＝2800Mpa 、K IC =47Mpam 1/2部分答案：1、屈服强度的工程意义？一、作为防止因材料过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据；二、根据屈服强度与抗拉强度之比（屈强比）的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。
2、影响金属材料屈服强度的因素？一、晶体结构二、晶界与亚晶界三、溶质元素四、第二相五、温度六、应变速率与应力状态3、加工硬化的实际意义？材料的应变硬化性能，在材料的加工和应用中有十分明显的实用价值。
在加工方面，利用应变硬化和塑性变形的合理配合，可使金属进行均匀的塑性变形，保证冷变形工艺顺利实施。
这是由于已变形的部位产生加工硬化，屈服强度提高，将变形转移到别的未变形部位。
如此反复进行，便可获得均匀的塑性变形，从而获得合格的冷变形加工制品；另外，低碳钢切削时，易产生粘刀现象，且表面加工质量差。
如果切削加工前进行冷变形降低塑性，便可以使切屑容易脆断脱落，改善切削加工性能。
在材料应用方面，应变硬化可使金属机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件使用安全。
机件在使用过程中，某些薄弱环节可能因偶然过载而产生塑性变形，但是，由于应变硬化的作用，会阻止塑性变形继续发展，从而保证了机件的安全使用。
应变硬化也是强化金属的重要手段尤其是对于那些不能进行热处理强化的金属，如低碳钢、奥氏体不锈钢、有色金属等，这种强化方法显得更为重要。
2、计算题a)有一化工合成塔，直径为D=3200mm，工作压力P=6MPa，选用材料为σ0.2=l200MPa，K IC=58MPa·m1／2，厚度t=16mm的钢板．制作过程中，经探伤发现在纵焊缝中，存在一纵向椭圆裂纹，2a=4mm，2c=6 mm．试校核该合成塔能否安全运行。
从断裂力学角度考虑，选用哪种材料较为合适？3、有一大型板件，材料的σ0.2=1200MPa ，K Ⅰc =115 MPa ·m 1/2，探伤发现有20mm 长的横向穿透裂纹，若在平均轴向应力900 MPa 下工作，试计算K Ⅰ和塑性区宽度，并判断该件是否安全。
4、有板件在脉动载荷下工作，σmax =200MPa ，σmin =0，该材料的σb =670MPa ，σ0.2=600MPa ，K Ⅰc =104 MPa ·m 1/2，Paris 公式中C=6.9X10-12，n=3.0，使用中发现有0.1mm 和1mm 的单边横向穿透裂纹，请估算它们的疲劳剩余寿命。
2010年考试内容一、名词解释1、弹性比功：弹性比功又称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
A1、滞弹性：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。
1、循环韧性：金属材料在交变载荷（震动）作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，又叫金属的内耗。
2、有一火箭壳体承受很高的工作压力，其周向最大工作拉应力σ＝1400Mpa ，采用超高强度钢制造，焊接后往往发现有纵向表面半椭圆裂纹，尺寸为a ＝1.0mm,a/2c=0.3,现有两种材料，其性能如下：A ：σ0.2＝1700Mpa 、K IC =78Mpam 1/2B ：σ0.2＝2800Mpa 、K IC =47Mpam 1/22、包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%），而后再同向加载，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。
3、脆性断裂：脆性断裂是材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形，没有明显征兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程，因而具有很大的危险性。
断口一般与正应力垂直，宏观上比较齐平光亮，常呈放射状或结晶状。
A4、韧性断裂：韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。
裂纹扩展较慢，消耗大量塑性变形功。
断口宏观观察呈灰暗色、纤维状。
5、应力状态软性系数：材料所受的应力状态下，最大的切应力分量与最大正应力分量之比，系数越大，最大切应力分量越大，应力状态越软，材料越容易产生塑性变形，反之系数越小，表示应力状态越硬，材料越容易产生脆性断裂。
A5、缺口效应：由于缺口的存在，缺口截面上的应力状态将发生变化的现象。
6、缺口敏感度：常用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作为材料敏感性指标，称为缺口敏感度。
比值越大，缺口敏感性越小。
7、冲击韧度：是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功表示。
7、低温脆性：体心立方金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，尤其是工程上常用的中、低强度结构钢，当试验温度低于某一温度时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。
A7、韧脆转变温度：材料屈服强度急剧升高的温度，或断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收功急剧减少的温度。
7、张开型裂纹：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。
7、应力场强度因子K I：张开型裂纹尖端区域各点的应力分量大小除了取决于其位置外，还取决于KI值的大小。