2017材料力学性能复习提纲
材料力学性能期末考试复习资料
材料力学性能一、名词解释1、韧性：金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
2、应力状态软性系数：材料力学性能指出，任何复杂应力状态可以用三个主应力σ1，σ2，σ3（σ1>σ2>σ3）按“最大切应力理论”计算tmax=（σ1-σ2）/2，按“最大正应力理论”计算σmax=σ1-r （σ1-σ3），r为泊松比。
Tmax与σmax的比值表示他们的相对大小，称为应力状态软性系数α。
对金属r=0.25，则。
单向拉伸时，σ2=σ3=0，α=0.5。
3、冲击韧性：在冲击载荷作用下，金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
4、变动载荷：变动载荷是引起疲劳破坏的外力，指载荷大小，甚至方向随时间变动的载荷，其在单位面积上的平均值为变动应力。
5、疲劳：金属机件或者构件在变动应力和应变的长期作用下，由于累计损伤而引起的断裂现象。
6、应力腐蚀现象（SCC）：金属在拉应力和特定的化学介质作用下经过一段时间后产生的低应力脆断现象。
7、氢脆：由于氢和应力的共同作用导致金属材料产生脆性断裂的现象。
8、磨损：机件表面相接处并作相对运动时，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。
9、黏着磨损：黏着磨损又称咬合磨损，实在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对速度较小时，因缺乏润滑油，无氧化膜，以致接触应力超过实际接触点处屈服强度而产生的一种磨损。
10、蠕变：蠕变就是金属在长时间的恒温恒载荷作用下，缓慢地产生塑性变形现象。
又称蠕变断裂。
11、应变硬化：在金属整个形变过程中，当外力超过屈服强度时，塑性变相并不像屈服平台那样连续流变下去，而需要不断增加外力才能进行，即金属有阻止继续塑性变形的能力，即应变硬化性能。
12、低温脆性现象：体心立方晶体金属及合金或者某些密排六方晶体金属及合金在试验温度低于某一温度t k时，会由韧性状态转化为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，即低温脆性。
材料力学性能复习提纲
σs—材料的屈服强度，用应力表示材料的屈服点或下屈服点，表征材料对微量塑性变形的抗力。
σb抗拉强度，只代表金属材料所能承受的最大拉伸应力，表征金属材料对最大均匀塑性变形的抗力。
n应变硬化指数，反映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。
A断后伸长率，是试样拉断后标距的残余伸长（Lu-L0）与原始标距L0之比的百分率。
表征金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
Agt它是金属材料拉伸时产生的最大均匀塑性变形量。
Z断面收缩率，它是指试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积之比的百分率。
K:冲击吸收能量,材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
KV： V型缺口的冲击吸收功。
KU： U型缺口的冲击吸收功。
NDT:Rmc:抗压强度，试样压至破坏过程中的最大应力。
σbb:抗弯强度，在三点弯曲试验中，试样弯曲至断裂前达到的最大弯曲力。
τm:抗扭强度，金属试样在扭断前承受的最大扭矩Tm与试样抗弯截面系数W的商NSR:缺口敏感度，表征材料的缺口敏感性。
HBW：压头为硬质合金球的材料的布氏硬度。
HRA：压头为金刚石圆锥的材料的洛氏硬度。
IC K 和C K:IC K 为平面应变下的断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗C K 为平面应力断裂韧度，表示平面应力条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
同属于Ⅰ型裂纹的材料断裂韧性指标，但C K 与试样厚度有关。
IC K 与试样厚度无关，是真正的材料常数。
G1C:当增加到某一临界值时，能克服裂纹失稳扩展的阻力，则裂纹失稳扩展断裂。
J1C：断裂韧度，表示材料抵抗裂纹开始扩展的能力δC：断裂韧度，表示材料阻σscc：金属材料抗应力腐蚀性能指标表示材料不发生应力腐蚀的临界应力K1scc：应力腐蚀临界应力场强度因子，即试样在特定化学介质中不发生应条件下的断裂韧度。
K1HEC：氢脆临界应力场强度因子表示试样在化学介质中不发生应力腐蚀断裂的da/dt:应力腐蚀裂纹扩展速率，即单位时间内裂纹的扩展量。
材料力学性能复习重点
第一章包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限（P）或屈服强度（S）增加；反向加载时弹性极限（P）或屈服强度（S）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。
晶体学平面一一解理面，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。
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（晶格阻力一一派拉力、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aGb（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f晶界多（阻碍位错运动）一位错塞积一提供应力一位错开动一产生宏观塑性变形。
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：霍尔一派奇（Hall-Petch）s= i+kyd-1/23.溶质元素加入溶质原子一（间隙或置换型）固溶体一（溶质原子与溶剂原子半径不一样）产生晶格畸变一产生畸变应力场一与位错应力场交互运动一使位错受阻一提高屈服强度（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一绕过第二相一留下位错环一两质点间距变小f流变应力增大。
工程材料力学性能各章节复习知识点
⼯程材料⼒学性能各章节复习知识点⼯程材料⼒学性能各个章节主要复习知识点第⼀章弹性⽐功：⼜称弹性⽐能，应变⽐能，表⽰⾦属材料吸收弹性变形功的能⼒。
滞弹性：对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。
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，规定残余伸长应⼒降低的现象。
塑性：指⾦属材料断裂前发⽣塑性变形的能⼒。
脆性：材料在外⼒作⽤下（如拉伸，冲击等）仅产⽣很⼩的变形及断裂破坏的性质。
韧性：是⾦属材料断裂前洗⼿塑性变形功和断裂功的能⼒，也指材料抵抗裂纹扩展的能⼒。
应⼒、应变；真应⼒，真应变概念。
穿晶断裂和沿晶断裂：多晶体材料断裂时，裂纹扩展的路径可能不同，穿晶断裂穿过晶内；沿晶断裂沿晶界扩展。
拉伸断⼝形貌特征？①韧性断裂：断裂⾯⼀般平⾏于最⼤切应⼒并与主应⼒成45度⾓。
⽤⾁眼或放⼤镜观察时，断⼝呈纤维状，灰暗⾊。
纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的，⽽灰暗⾊则是纤维断⼝便⾯对光反射能⼒很弱所致。
其断⼝宏观呈杯锥形，由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。
②脆性断裂：断裂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。
板状矩形拉伸试样断⼝呈⼈字形花样。
⼈字形花样的放射⽅向也与裂纹扩展⽅向平⾏，但其尖端指向裂纹源。
韧、脆性断裂区别？韧性断裂产⽣前会有明显的塑性变形，过程⽐较缓慢；脆性断裂则不会有明显的塑性变形产⽣，突然发⽣，难以发现征兆拉伸断⼝三要素？纤维区，放射区和剪切唇。
缺⼝试样静拉伸试验种类？轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪⼏种形式？磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效⽅式。
材料的形变强化规律是什么？层错能越低，n越⼤，形变强化增强效果越⼤退⽕态⾦属增强效果⽐冷加⼯态是好，且随⾦属强度等级降低⽽增加。
在某些合⾦中，增强效果随合⾦元素含量的增加⽽下降。
材料的晶粒变粗，增强效果提⾼。
《材料力学性能》复习提纲(安工大)
《材料力学性能》复习提纲第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能1.拉伸变形过程；2.弹性不完整性（滞弹性，包申格效应），循环韧性；3.塑性变形方式，滑移，均匀屈服产生机制，影响屈服强度的因素；4.应变硬化（形变强化）及其产生原因和工程意义；5.缩颈，抗拉强度；6.塑性、脆性及韧性，塑性指标；7.机件的失效形式：磨损、腐蚀和断裂；8.断裂的分类及各类断口特征，韧性断裂和脆性断裂的区别，哪种断裂更危险及其原因；9.拉伸断口的三要素以及强度和塑性对断口三个区域组成的影响；10.微孔聚集断裂过程；11.格雷菲斯裂纹理论（原理，出发点，必要条件）；12.为什么理论断裂强度与实际断裂强度在数值上有数量级的差别；13.机械设计中最常用的两个强度指标为：屈服强度和抗拉强度；14.碳含量对钢拉伸曲线的影响。
第二章金属在其他静载荷下的力学性能1.应力状态软性系数α及其代表的意义；2.压缩、弯曲、扭转试验的特点；3.缺口效应（定义及由于缺口引起的两个效应），理论应力集中系数，缺口敏感度及其代表的意义；4.硬度的分类、符号表示方法、测试（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）原理\方法；5.课后作业P55页的8题。
第三章金属在冲击载荷下的力学性能1.冲击韧性；2.低温脆性、韧脆转变温度及其确定方法、韧性温度储备；3.产生低温脆性的物理本质和机理；4.影响韧脆转变温度的因素。
第四章金属的断裂韧度1.低应力脆断；2.裂纹的扩展形式；3.应力场强度因子KⅠ定义及其表达式；4.材料的断裂韧度，断裂K判据，断裂G判据；55.KⅠ和K IC，G IC与K IC的关系；6.KⅠ的修正条件，考虑应力松弛时塑性区宽度（平面应力，平面应变），修正后KⅠ计算公式；7.断裂韧度测试时试样的制备（满足条件）；8.张开位移δ（COD），断裂δ判据；9.平面应力和平面应变；10.有关断裂韧度的计算。
第五章金属的疲劳1.疲劳；2.疲劳断裂的特点，疲劳断口的宏观（贝纹线）与微观特征（存在疲劳条带）；3.疲劳曲线（S-N曲线），疲劳极限σ-1；4.过载损伤，过载损伤界，过载持久值，过载损伤区；5.疲劳缺口敏感度及其代表的意义；6.疲劳裂纹扩展门槛值ΔK th，ΔK th和σ-1区别；7.材料的疲劳过程，疲劳裂纹的形成机理、阻止其产生的措施；8.疲劳裂纹的扩展过程，扩展第二阶段的断口特征，贝纹线和疲劳条带的区别；9.疲劳的分类（P96低周、高周、热疲劳、热机械疲劳）10.影响疲劳强度的因素；11.高周疲劳、低周疲劳定义，低周疲劳的特点（P120）；12.循环软化，循环硬化，过渡寿命。
材料力学性能考试重点内容
第一章1.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，残余应变约为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的现象。
2.机件的实效形式：磨损，腐蚀，断裂3.拉伸断口的三要素：纤维区，放射区，剪切唇4.断裂的分类：①完全断裂不完全断裂（内部有裂纹）②按断裂前塑性变化大小分类：韧性断裂塑性断裂（断面收缩率小于5%）③按裂纹扩展途径：穿晶断裂沿晶断裂④按照断裂机理：剪切断裂微孔聚集形断裂解理断裂5.塑性：金属材料在发生断裂之前发生塑性变形（不可逆永久变形）的能力，由均匀塑性变形和集中塑性变形两部分构成。
脆性：弹性变形引起的材料破碎韧性：韧性是材料的力学性能，是指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或是指材料抵抗裂纹扩展的能力。
6.弹性比功：材料吸收弹性变形功的能力。
7.滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随着时间的延长产生的附加弹性应变的现象。
与材料的成分，组织有关，也与试验条件有关。
材料组织越不均匀，、滞弹性越明显。
循环韧性：金属材料在交变载荷（或震动）下吸收不可逆变形功的能力，也称为金属的内耗或消震性。
循环韧性越高，机件依靠自身的消震能力越好，所以高循环韧性对于降低机器的噪音抑制高速机械的震动防止共振导致疲劳断裂意义重大。
8.塑性指标：①断后伸长率：试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
②断面收缩率：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。
9.缩颈：金属等韧性材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象，这是应变硬化与截面减少共同作用的结果。
10.机械设计常用的两个强度指标：①屈服强度：呈现屈服现象的金属材料在拉伸时，试样在外力保持恒定仍能继续伸长的应力成为屈服点或者屈服强度。
②抗拉强度：拉伸试验时试样拉断过程中最大试验力所对应的应力。
第二章1.应力软性系数α：最大切应力最大正应力的比值τ/α，称为应力软性系数，静载荷试验方法不同，应力软性系数也不相同2.硬度的分类，和表示方法，测试原理和方法：3.简述弯曲，扭转，压缩的特点：压缩：①单向压缩试验的应力状态软性系数α=2，比拉伸，弯曲，扭转的应力状态都软，所以主要用于拉伸时呈脆性的金属材料力学性能的测定。
材料力学性能复习要点
材料力学性能复习要点材料力学性能一、名词解释1. 内耗：加载时，有一部分变形功被材料所吸收，这部分被吸收的功成为内耗。
2. 塑性：是指材料断裂前产生塑性变形的能力3. 韧性：是材料的力学性能。
是指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
4. 脆性断裂：是材料断裂前，基本不产生明显的宏观塑性变形，无明显预兆，突然发生的快速断裂过程。
5. 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。
6. 解理断裂：在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶现象。
7. 剪切断裂：剪切断裂是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
8. 应力状态软性系数：在一定加载方式下τmax和σmax的比值称为应力状态软性系数。
9. 缺口效应：①缺口造成应力应变集中②使材料所受的应力由原来单向拉伸改变为两向或三向拉伸③使塑性材料得到强化。
10. 缺口敏感度：缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值作为材料的缺口敏感性指标，并称为缺口敏感度。
11. 压入法硬度：是材料表面抵抗另一物体局部压入时所引起的塑性变形能力①动载压入法：超声波硬度、肖氏硬度、锤击、布氏硬度。
②静载压入法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度。
12. 低温脆性：当试验温度低于某一温度tk时，材料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变为穿晶解理。
断口特征由纤维状变为结晶状。
13. 韧脆转变温度：当试验温度低于某一温度tk时，材料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变为穿晶解理。
转变温度tk称为韧脆转变温度。
14. 冲击韧性：单位A吸收冲击功的能力。
15. 低应力脆断：高强度钢超高强度钢的机件，中低强度钢的大型机件常常在工作应力低于屈服极限的情况下，发生脆性断裂现象。
16. 应力场强度因子：反映了裂纹尖端区域应力场的强度KI17. 断裂韧性：KI随a或σ单独或共同增加而增加，当KI达到一定值时，裂纹失稳扩展断裂。
材料力学性能复习资料
材料力学性能复习资料一、 说明下列力学性能指标的意义1) Pσ 比例极限 2) eσ 弹性极限 3) bσ抗拉强度 4) sτ扭转屈服强度 5) bbσ抗弯强度 6) HBW 压头为硬质合金球时的布氏硬度7) HK 显微努氏硬度8) HRC 压头为顶角120︒金刚石圆锥体、总试验力为1500N 的洛氏硬度9) KV A 冲击韧性10) K IC 平面应变断裂韧性 11) Rσ应力比为R 下的疲劳极限 12) ∆K th 疲劳裂纹扩展的门槛值 13) ISCCK 应力腐蚀破裂的临界应力强度因子 14) /Tt εσ给定温度T 下，规定试验时间t 内产生一定的蠕变伸长率δ的蠕变极限15) Ttσ给定温度T 下，规定试验时间t 内发生断裂的持久极限二、单向选择题1）在缺口试样的冲击实验中，缺口越尖锐，试样的冲击韧性（ b ）。
a) 越大； b) 越小；c ) 不变；d) 无规律2）包申格效应是指经过预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限（ b ）的现象。
a) 升高；b) 降低；c) 不变；d) 无规律可循3）为使材料获得较高的韧性，对材料的强度和塑性需要（ c ）的组合。
a) 高强度、低塑性；b) 高塑性、低强度；c) 中等强度、中等塑性；d) 低强度、低塑性4）下述断口哪一种是延性断口（d ）。
a) 穿晶断口；b) 沿晶断口；c) 河流花样；d) 韧窝断口5) 5）HRC是（ d ）的一种表示方法。
a) 维氏硬度；b) 努氏硬度；c) 肖氏硬度；d) 洛氏硬度6）I型（张开型）裂纹的外加应力与裂纹面（b）；而II型（滑开型）裂纹的外加应力与裂纹面（）。
a) 平行、垂直；b) 垂直、平行；c) 成450角、垂直；d) 平行、成450角7）K ISCC 表示材料的（ c ）。
a) 断裂韧性； b) 冲击韧性；c ) 应力腐蚀破裂门槛值；d) 应力场强度因子8）蠕变是指材料在（ B ）的长期作用下发生的塑性变形现象。
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1.第一章是重中之重。
可以说没有什么需要忽略的。
还要尤其注意其中跟工程实践密切相关的内容，如:弹性极限、屈服强度、抗拉强度、断裂强度等重要力学性能指标的工程实践意义怎样？
2.如何提高材料的强度？相变强化的本质是什么？其中固溶强化效果与溶质原子的关系如何？材料的刚度如何影响材料的使用性能？脆性断裂和韧性断裂主要易发生在哪些材料上？断口特征怎样。
3. 弹性比功、包申格现象等等的概念和影响因素，这些因素是如何影响材料相关性能的？
4.断裂强度的裂纹理论。
特别是重要力学参数的计算。
5.材料中的非金属夹杂物，在构件受到扭转、压缩或者拉伸时，如何影响最后断口形貌的。
扭转、压缩、弯曲实验各自最适合测量材料的哪些性能？在做这些实验时，操作过程应注意哪些因素？缺口效应是怎样的？为何要在试样上加工缺口？
6.冲击实验的步骤，对试样的要求怎样？为何有这些要求？
7.各种硬度实验的原理，硬度值的表示方式，其中各个参数的含义。
各种硬度测试方法的适用范围和彼此的优劣。
8.材料的低温脆性含义，具体衡量指标，以及如何判断材料的低温使用性能？
9.针对常用的金属、陶瓷和高分子材料，怎样提高其断裂韧性。
测定KⅠc的实验中试样有什么要求？裂纹体的开裂、扩展方式有哪几种，其中哪种最危险？断裂韧性的影响因素，以及断裂韧度在金属材料中的具体应用举例。
10.材料的疲劳强度，以及影响因素。
何为过载锻炼？如何估计材料的疲劳寿命（Pair公式的应用）？疲劳断口的特征有？
11.应力腐蚀断裂的概念和力学性能指标有哪些？如何改善材料应对SCC的能力？环境氢脆的特点和影响因素。
SCC和环境氢脆的区别在哪些方面？
12.材料的高温力学性能指标有哪些？表示方法和符号中各个参数的含义。
材料发生高温蠕变断裂具体的影响因素。
13.材料磨损过程，从耐磨的角度考虑为提高器件的使用寿命，应遵循什么样的设计原则？磨损的详细分类。