第一章 机械力学性能习题参考答案
工程材料与机械制造基础答案word版本
`第一章金属材料的力学性能1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同？答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。
2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。
试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。
3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？答：b点发生缩颈现象，k点发生断裂。
若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑形性变，而是没有产生明显的塑性变形。
4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。
5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？答：（1）屈服强度。
因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。
（2）抗拉强度。
因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要求不严格的零件。
6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？答：应根据弹性模量选择材料。
要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。
金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。
两者无直接关系。
故题中说法不对。
7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。
其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。
维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。
采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。
机械制造基础第一章 金属材料的力学性能习题解答
编者第一章 金属材料的力学性能习题解答1-1 什么是金属的力学性能? 根据载荷形式的不同，力学性能主要包括哪些指标?答：金属在各种不同载荷作用下表现出来的特性就叫力学性能。
根据载荷形式的不同，力学性能主要包括强度、硬度、塑性和冲击韧度等。
1-2 什么是强度? 什么是塑性? 衡量这两种性能的指标有哪些? 各用什么符号表示?答：金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力就是强度；衡量强度的主要指标有弹性极限σe 、抗拉强度σb 和屈服强度σs (σ0.2)等。
金属发生塑性变形但不破坏的能力称为塑性；衡量塑性的主要指标有断面收缩率ψ和伸长率δ。
1-3 低碳钢做成的d 0 = 10mm 的圆形短试样经拉伸试验，得到如下数据：F s = 21100N ， F b = 34500N ， l 1 = 65mm ， d 1 = 6mm 。
试求低碳钢的σs 、σb 、δ5、ψ。
答：原始试样截面积为)(5.781044A 22200mm d =⨯==ππ，试验后截面积为)(26.28644A 22211mm d =⨯==ππ；原始试样长度为)(501055l 00mm d =⨯==，故)(8.2685.78211000s MPa A F s ===σ )(5.4395.78345000b MPa A F b ===σ %30%100505065%1000015=-=⨯-=l l l δ %64%1005.7826.285.78%100A A A 010=⨯-=⨯-=ψ 1-4 什么是硬度? HBW 、HRA 、HRB 、HRC 各代表什么方法测出的硬度?答：硬度是衡量金属材料软硬程度的指标，是指金属抵抗局部弹性变形、塑性变形、压痕或划痕的能力。
HBW 代表用布氏硬度测定方法测出的硬度，HRA 、HRB 、HRC 各代表用洛氏硬度的A 、B 、C 三种不同的标尺测定出的硬度。
1-5 下列硬度要求和写法是否正确?HBW150 HRC40N HR00 HRB10 478HV HRA79 474HBW答：HBW150不正确；HRC40N 不正确；HR00不正确； HRB10不正确；478HV 正确；HRA79不正确；474HBW 正确。
机械力学性能试题与参考答案
作业01 力学性能 参考答案一、下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？1. 紧固螺栓使用后发生塑性变形。
( 屈服强度 )2. 齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。
( 疲劳强度 )3. 汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。
( 冲击韧度 )4. 不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。
( 塑性 )5. 齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。
( 硬度 )二、下列现象与哪一个力学性能有关？1. 铜比低碳钢容易被锯割。
( 硬度 )2. 锯条易被折断，而铁丝不易折断。
( 塑性 )p151-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC 、90HRB 、800HV 、240HBS ，试比较这四种材料硬度的高低。
答：45HRC →HV ：90HRB →HB ： 183901307300HRB 1307300HB ≈-=-= 所以，800HV ＞45HRC ＞240HBS ＞90HRB作业02a 金属结构与结晶 参考答案一、判断题（×）1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
（×）2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。
二、选择题（ b ）1. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：a. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度（ b ）2. 为细化晶粒，可采用：a. 快速浇注b. 加变质剂c. 以砂型代金属型（ c ）3. 晶体中的位错属于：a. 体缺陷b. 面缺陷c. 线缺陷d. 点缺陷三、填空题1. 晶体与非晶体结构上的最根本的区别是，晶体内原子排列是：（有规则、周期性的）。
2. γ-Fe的一个晶胞原子数=（4 ）。
3. α-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：体心立方：（α-Fe、V ）；面心立方：（Al、Cu、Ni ）；密排六方：（Mg、Zn ）4. 实际金属晶体中存在：（点、线、面）三种缺陷，引起晶格（畸变）。
5. 结晶过程是靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是：（形核）和（晶核长大）。
机械制造基础第一章习题及答案
第一章习题及答案1—1拉伸试验可以测定哪几种力学性能指标？答：拉伸试验可测定材料的强度和塑性。
1—2什么是强度?材料的强度指标有哪些？答:材料在载荷作用下抵抗塑性变形和破坏的能力称为强度。
强度的主要性能指标有屈服强度和抗拉强度。
１—3材料的塑性指标有哪些？答：材料的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率。
1—４σｓ和σ0.2有什么区别？答：在力—伸长曲线上屈服点所对应的应力,即材料刚开始产生塑性变形时的最小应力称为屈服强度,用σs 表示。
它表示材料抵抗微量塑性变形的能力,是设计和选材的主要依据之一。
σｓ越大,其抵抗塑性变形的能力越强,越不容易发生塑性变形。
对于脆性材料,在拉伸试验时没有明显的屈服现象,难以测算其屈服点，工程上通常将试样产生0。
2％残留变形时的应力作为条件屈服极限,用σ０。
２表示。
1—5有一钢试样,其直径为10 ｍm,标距长度为50 mm ，当载荷达到1８8４0 Ｎ时，试样产生屈服现象。
载荷加至3611０ N 时，试样发生缩颈现象，然后被拉断,拉断后标距长度为7３ ｍm ，断裂处直径为６。
7 mm 。
试求该试样的σs 、Ｒm 、Ａ和Z.答:2S 0188403.145S P S σ==⨯＝24０M Ｐa m 0R b P S==2361103.145=⨯460MPa 000100%u l A l l l l-∆==⨯=7350100%50-⨯=46% 220200_5 3.35100%5U S S Z s s s ∆-==⨯==55.１１% １-6硬度试验方法有哪几种?常用的洛氏硬度有哪三种？说明其应用范围.答：布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验。
常用的洛氏硬度标尺有A 、B 、Ｃ三种：ＨRA 、HRB 和H ＲC 。
ＨRA 用于硬质合金、表面淬火层、渗碳层等硬度的测量。
ＨR Ｂ用于有色金属、退火和正火钢件等硬度的测量.ＨRC 用于淬火钢、调质钢件等硬度的测量。
１-7一紧固螺栓使用后发现有塑性变形,分析材料有哪些指标没有达到要求。
最新版机械工程材料综合练习题参考答案 第1章 机械工程材料的性能
第1章机械工程材料的性能参考答案一、名词解释1．答：是指材料在外力的作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力应变关系的性能，主要包括弹性、强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等。
2．答：是指金属材料在密度、熔点、导热性、导电性、磁性、热膨胀性及热力等物理因素作用下，其所表现出的性能或固有的属性。
3．答：是指金属材料由固态向液态并有一定潜热吸收或放出时的转变温度。
4. 答：同一温度下单位体积物质的质量称为密度(g／cm3或kg／m3)，与水密度之比叫相对密度。
5.答：是指金属在室温或高温时抵抗各种介质的化学侵蚀能力。
主要的化学性能有耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。
6.答：是指金属材料要制成机械零件的过程中，所要采用某种加工方法制成成品的难易程度。
7.答：是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
8.答：是指材料在拉伸试验过程中, 拉伸力不增加(保持恒定) 仍然能继续伸长(变形)时的应力。
屈服点用符号σ0..2表示，单位为N/mm2或MPa。
9.答：抗拉强度是指材料被拉断前所能承受的最大拉应力，用符号σb表示，单位为N/mm2或MPa。
10.答：是指金属在断裂前发生不可逆永久变形的能力。
11.答：是指材料被拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比，用符号δ表示。
12.答：金属材料在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的性能称为磁性或导磁性,通常用磁导率μ来表示。
13.答：是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形的能力，即抵抗硬物压入或划伤的能力，它是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。
14.答：是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，或材料在断裂前吸收变形能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。
15答：是指金属材料在循环应力作用下能经受无限多次循环而不断裂的最大应力值, 用以表征材料抵抗疲劳断裂的能力。
16.答：是指在常温下抵抗周围介质(如大气、燃气、水、酸、碱、盐、有毒气体等)侵蚀的能力，包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
机械工程学第四版课后练习题含答案
机械工程学第四版课后练习题含答案机械工程学是机械工程中的重要基础课程，是机械工程师必须要掌握的知识。
本文介绍的是机械工程学第四版课后练习题，包含了部分答案，希望能够帮助大家更好地掌握这门课程。
第一章绪论1.1 机械工程学基本定义问题1.机械工程学的基本定义是什么？机械工程学是一门研究材料、能量、力学及运动、力的传递、机械结构和机械系统设计、制造、控制及维护等问题的科学、技术与艺术。
1.2 认识材料1.说一下弹性和塑性的区别。
弹性是指当外力作用于物体时，物体会发生一定程度的形变，但随着外力的消失，物体能够完全恢复到原来的形态，称为弹性。
塑性是指当外力作用于物体时，物体会发生一定程度的形变，即物体的形状发生改变，但在外力消失后，物体不会完全恢复到原来的形态，称为塑性。
1.3 认识力的大小问题1.什么是力的大小？力的大小是指是一种物理量，表示力的强度大小的大小。
力的大小通常用牛（N）作为单位。
第二章静力学2.1 质点和刚体1.质点和刚体的区别是什么？质点是没有大小的点，只有质量，并且不受形变的物体，被认为是地球表面一个点处质量的重心，在计算力学问题时可以忽略它的长度和宽度。
刚体是一个固定形状的物体，它的每个点都不能发生相对位置的变化，即不受形变的物体。
2.2 力的合成1.什么是力的合成？力的合成是指将两个或多个力的作用效果替换为一个力的作用效果的运算过程。
2.3 平衡条件1.什么是平衡条件？当一个物体处于静止状态或匀速直线运动时，称为平衡状态，此时物体所受合外力为零。
平衡条件是物体处于平衡状态所需满足的条件，通常包括力的平衡条件和力矩的平衡条件。
第三章动力学3.1 力的概念1.什么是力？力是一种物理学概念，是指物体之间的相互作用，可以用来描述物体的运动状态和变形状态。
3.2 牛顿运动定律1.牛顿的第一运动定律是什么？牛顿的第一运动定律是说：一个物体如果受到合外力的作用为零，它将保持静止或匀速直线运动的状态。
机械工程材料第3版答案
第一章金属材料的力学性能1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同？答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。
2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。
试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。
3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？答：若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑形性变，而是没有产生明显的塑性变形。
4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。
5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？答：（1）屈服强度。
因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。
（2）抗拉强度。
因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要求不严格的零件。
6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？答：应根据弹性模量选择材料。
要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。
金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。
两者无直接关系。
故题中说法不对。
7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。
其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。
维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。
采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。
8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。
机械设计习题(第八版)_有答案[1]
![机械设计习题(第八版)_有答案[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/7762f5ec87c24028905fc3b8.png)
第一章机械设计概论第二章机械设计总论1－8 零件的工作安全系数为____2_______。
（1）零件的极限应力比许用应力（2）零件的极限应力比零件的工作应力（3）零件的工作应力比许用应力（4）零件的工作应力比零件的极限应力。
1－9 机械零件的强度条件可以写成______3_____。
（1）σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ（2）σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ（3）σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ（4）σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ式中σ、τ是危险截面处的最大应力；[σ]、[τ]是许用应力；Sσ、Sτ是危险截面处的实际安全系数；[S]σ、[S]τ分别为正应力和切应力时的许用安全系数。
1－10 一直径d=18mm的等截面直杆，杆长为800mm，受静拉力F=36kN，杆材料的屈服点σs=360MPa，取许用安全系数[S]σ=1.8，则该杆的强度___3________。
（1）不足（2）刚好满足要求（3）足够1－11 一零件用45钢制成，工作时受静拉力，危险截面处的最大应力σ＝160MPa，材料的屈服极限为σs=360MPa，硬度200HBS，许用拉应力[σ]=225MP a，则该零件的许用安全系数[S]σ＝____3_______。
（1）1.13 （2）1.25 （3）1.60 （4）21－14 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的___2________。
（1）屈服点（2）疲劳极限（3）强度极限（4）弹性极限1－23 设计机器的方法大体上有几种？它们各有什么特点？1－25 机器设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本设计要求？1－33 什么是机械零件的失效？机械零件可能的失效形式主要有哪些？1－43 提高零件强度的措施有哪些？第三章机械零件的疲劳强度设计一、选择题3－1 45钢的持久疲劳极限σ-1＝270MPa,，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为______1______MPa。
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第一章 机械力学性能
习题参考答案
一、填空题
1．材料的力学性能的主要指标有 强度 、 硬度 、 冲击韧性 、 塑性 等。
2．HBS250～300应改为250～300 HBS ；600～650HBS 应改为600～650HBW 或600～650HV ；5～10HRC 应改为5～10HBS ；HRC70～75应改为 70～75HRA 。
3．σs 表示 屈服强度 ，σ
r0.2：表示 条件屈服强度 ，其数值越大，材料抵抗 塑性变形 的能力越大。
4．材料常用的塑性指标有延伸率 和 面缩率 两种。
其中用面缩率表示塑性更接近材料的真实变形。
二、是非题
( F )1．机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形；
( F )2．材料的E 越大，其塑性越差；
( F )3．屈服点是表征材料抵抗断裂能力的力学性能指标；
( F )4．所有的金属材料均有明显的屈服现象。
三、思考题
1．现测得长、短两根圆形截面标准试样的δ5，和δ10均为25%，其原始直径为d 0=10mm,求两试样拉断后的标距长度是多少?哪一根试样的塑性好?为什么？
解：由下列公式
可算得：
不能判断试样塑性好坏；因为只有当L0 /d0为常数时，塑性值才有可比性。
2．标准规定，15钢的力学性能指标不应低于下列数值，σb ≥372(MPa)，σs ≥225(MPa)，δ5≥27%，ψ≥55%。
现将购进的15钢制成d 0=10mm 的圆形截面短试样，经拉伸试验后测得F b =34500N ，F s =21100N ，L 1=65mm ，d l =6mm 。
试问，这批15钢的力学性能是否合格? 解：由屈服强度和抗拉强度公式得
100100%l l l δ-=⨯()1100025%1010125mm d d L =⨯+=()150025%5562.5mm
d d L =⨯+=()221100268.79103.142S MPa σ==⨯()234500439.49103.142b MPa σ==⨯56550100%30%50δ-=⨯=222
106100%64%10ψ-=⨯=
因为
σs＞［σs ］，σb＞［σb］，δ＞［δ］，ψ＞［ψ］。
故这批15钢是合格产品。
3．下列情况应采用什么方法测定硬度?写出硬度值符号。
(1)锉刀 (2)黄铜铜套 (3)硬质合金刀片 (4)供应状态的各种碳钢钢材 (5)耐磨工件的表面硬化层
答：(1) 洛氏硬度 HRC (2) 布氏硬度 HBS (3)洛氏硬度HRA 或维氏硬度 HV (4) 布氏硬度HBS (5) 维氏硬度 HV
4．35钢(w c≈0.35%)的σs小于45(w c≈0.45%)钢的σs。
用35钢制作的轴，在使用过程中，发现有较大的弹性弯曲变形，若改用45钢制作该轴，试问能否减少弹性变形?若弯曲变形中已有塑性变形，试问是否可以避免塑性变形?
答：改用45钢能减少弹性变形。
由于改变材料、结构和截面积可改变材料的弹性模量E，而E值愈大，抵抗弹性变形的力也愈大。
可以避免塑性变形。
由于45钢的σs大于35钢的σs值，屈服强度σs愈大，抵抗塑性变形的能力愈强。