材料力学性能总思考题
材料力学性能大连理工大学课后思考题答案解读

第一章 单向静拉伸力学性能 一、 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。
13.比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。
14.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。
15.解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。
16.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。
工程材料复习思考题

工程材料复习思考题第1章材料的性能1.何谓力学性能?材料的力学性能主要包括哪些方面?2.何谓工艺性能?材料的工艺性能主要包括哪些方面?3.为什么机械零件设计大多以屈服强度为设计依据?4.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。
A K、ψ、δ、σ0.2、σs、σb、σe、HRC、HV、σ-1、HBS、E。
5.某金属材料的拉伸试样l0 =100mm,d0=10mm。
拉伸到产生0.2%塑性变形时作用力(载荷) F0.2=6.5×103 N;F b=8.5×103 N。
拉断后标距长为l l =120mm,断口处最小直径为d l =6.4mm,试求该材料的σ0.2、σb 、δ、ψ 。
6. 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该用哪种硬度法测量:锉刀、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、表面有很薄的硬化层的工件。
7. 根据GB700—88《碳素结构钢》的规定,牌号为Q235钢的力学性能应达到:σs≥235MPa,σb≥375Mpa,δ5≥26%,ψ≥50%。
现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm 的标准短试样〔试样的标距等于5倍直径〕进行拉伸试验,测得的试验数据是Fs=20kN,F b=32kN,断后标距长l1 =65mm,d1=6.3mm。
.试问这批钢材合格否?第2章材料的结构1.解释下列名词:晶格、晶胞、晶粒、晶界、亚晶界、晶面、晶向、晶格常数、合金、相、显微组织、固溶体、金属化合物、固溶强化、组元。
2.金属的常见晶格有哪三种?说出名称并画图示之。
3*.在面心立方晶格中,指出原子排列最密的晶面和晶向;试画出图形。
并计算其晶面和晶向的最大原子密度。
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?它们对金属材料的力学性能有何影响? 6.固态合金中固溶体相有哪两种?化合物相有哪三种?它们的力学性能有何特点?7.固溶体的固溶度取决于哪些因素?第3章材料的凝固1.解释名词:过冷现象、过冷度、平衡状态、相图、匀晶转变、共晶转变、枝晶偏析、变质处理2.试述纯金属的结晶过程。
材料力学性能课后思考题答案

第一章 单向静拉伸力学性能一、 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。
13.比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。
14.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。
15.解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。
16.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。
材料力学实验思考题

材料力学实验思考题实验一:拉伸与压缩1、金属机械性能主要指金属材料的、、、。
其中与主要反映材料的强度,与反映材料的可塑性和延展性。
2、在拉伸和压缩实验中,测量试样的直径时要求在一个截面上交叉90度测取两次是为了消除试样的椭圆度误差。
而在三个截面平均直径中取其最小值的意义是求得试样的最小横截面积。
3、低碳钢拉伸时有明显的“四个”阶段,它们分别是:、、、。
4、工程上通常把伸长率大于的材料称为塑性材料。
5、对于没有明显屈服极限的塑性材料,通常用名义屈服应力来定义,也就是产生 0.2%塑性应变的应力。
6、低碳钢的失效应力为,最大应力为;铸铁的失效应力为,最大应力为。
7、在拉伸实验中引起低碳失效的主要原因是,断裂的主要原因是。
而引起铸铁断裂的主要原因是,这说明低碳钢的能力大于。
而铸铁能力大于。
8、对于铸铁试样,拉伸破坏发生在___________面上,是由___________应力造成的。
压缩破坏发生在___________面上,是由_______应力造成的。
扭转破坏发生在___________面上,是由_______应力造成的。
9、低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断口形貌有很大的差别。
低碳钢试样的断面与横截面重合,断面是最大切应力作用面,断口较为齐平,可知为剪切破坏;铸铁试样的断面是与45的螺旋面,断面是最大拉应力作用面,断口较为粗糙,因而是最大拉应试样的轴线成o力造成的拉伸断裂破坏。
10、图示为三种材料的应力—应变曲线,则:弹性模量最大的材料是(A);强度最高的材料是(A);塑性性能最好的材料是(C)。
11、低碳钢的拉伸应力—应变曲线如图所示,若加载至C点,然后卸载,则应力回到零值的路径是沿(C)A:曲线cbao;B:曲线cbf(b f∥oa);C:曲线ce(ce∥oa);D:曲线cd(cd∥oσ);12、对于同一种材料,采用长标距试样和短标距试样,实验所得伸长率是否相同?截面收缩率是否相同?13、金属材料拉伸时,弹性模量E是在()测定的。
2019材料性能学生思考

《材料力学性能》思考题一、名词解释:弹性比功;包申格效应;滞弹性;内耗;超塑性;脆性断裂;韧性断裂;解理断裂;剪切断裂;解理台阶;韧窝;应力状态软性系数;布氏硬度;洛氏硬度;维氏硬度;缺口敏感度;低温脆性;蓝脆;韧脆转变温度;低应力脆断;应力场强度因子;断裂韧性;应力比;疲劳源;疲劳贝纹线;疲劳条带;驻留滑移带;疲劳寿命;次载锻炼;高周疲劳和低周疲劳;磨损;比磨损量;粘着磨损;磨粒磨损;接触疲劳;蠕变;持久强度,蠕变极限,松弛稳定性;过载损伤界;约比温度;过载持久值;疲劳剩余寿命;应力松弛;等强温度;韧脆转变,解理裂纹,弹性,穿晶裂纹,疲劳缺口敏感性,韧脆转变,循环韧性,解理刻面,解理面,塑性,脆性,河流花样,韧性,蓝脆,小范围屈服,有效裂纹长度,缺口敏感度,穿晶断裂,沿晶断裂,缺口效应,冲击韧性,冲击吸收功,韧性温度储备,张开型裂纹,塑性区,有效屈服应力,韧带。
二、说明下列力学性能指标的意义:σbc ;σpc;σpb;σbn;σbb;τs;τp0.3;τb;γmax;280HBS10/3000/30;500HBW5/750;HR30N; HV;HK;HS;NSR;AKV (CVN) ;AKU, aKV;aKU, V15TT, FATT50;NDT, FTE,FTP;K Ic ;GIc;σ-1,σ-1P,σ-1N,τ-1,qf,ΔKth,da/dN,shσ;Tεσ&;Tτδσ/;Tτσ,σe,E,σb,n,G,HBW,σ0.2,HR,σS,α,σr,δ,gtδ,ψ,HBS,K I三、分析问答题第一章1.材料的弹性模数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?2. 决定金属材料屈服强度的主要因素有哪些?提高金属材料的屈服强度有哪些方法?3. 金属材料的应变硬化有何实际意义?抗拉强度为何比屈服强度高?4.试将下列材料的弹性比功由大到小进行排序:黄铜,高强铝合金,人造橡胶,铍青铜,弹簧钢。
材料力学性能思考题

填空:1.影响材料弹性模数的因素有、、、、、等。
2.提供材料弹性比功的途径有二,提高材料的,或降低。
3.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。
4.金属材料常见的塑性变形机理为晶体的和两种。
5.多晶体金属材料由于各晶粒位向不同和晶界的存在,其塑性变形更加复杂,主要有各晶粒变形的及各晶粒变形的的特点。
6.影响金属材料屈服强度的因素主要有、、、、等。
7.产生超塑性的条件是(1);(2);(3)。
8.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。
9.包申格效应:金属材料经过的塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力;,规定残余伸长应力的现象。
10.剪切断裂的两种主要形式为、和。
11.解理断口的基本微观特征为、和。
12.韧性断裂的断口一般呈杯锥状,由、和三个区域组成。
13.韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标,其中又分为、和。
14.材料在受到应力作用时压力状态最硬,其分量为零,材料最易发生,适用于揭示塑性较好的金属材料的脆性倾向。
时,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;时应力状态较软,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;材料的硬度试验属于状态,应力状态非常软,可在各种材料上进行。
15. 材料缺口敏感性除与材料本身性能、压力状态(加载方式)有关外,还与、、有关。
16. 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能,按加载方式基本上可以分为和两大类,在压入法中,根据加载速率的不同又分为和。
17. 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。
18. 影响材料低温脆性的因素有、、、、、等。
材料力学复习思考题2

一、作图题。
1.画轴力图。
32.如图所示,作扭矩图。
10N ·M 15N ·M 30N ·M·M3.画剪力图和弯矩图。
(1)梁受力如下图。
已知均布载荷q=3kN/m, 集中力偶M=6kN ·m ,要求画出梁的剪力图和弯矩图,并标注出关键值。
q M(2)试列出下图受力梁的剪力方程和弯矩方程。
画剪力图和弯矩图,并求出max Q F 和m ax M 。
设a l q F ,,,均为已知。
q qaF=q2M=qa2qaM=(3)作如下图所示梁的剪力、弯矩图。
二:选择题1. 材料力学中的内力是指( )。
A.物体内部的力B.物体内部各质点间的相互作用力C.由外力作用引起的各质点间相互作用力的改变量D.由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量2.关于截面法下列叙述中正确的是( )A .截面法是分析杆件变形的基本方法B .截面法是分析杆件应力的基本方法C .截面法是分析杆件内力的基本方法D .截面法是分析杆件内力与应力关系的基本方法3.低碳钢冷作硬化后,材料的( )。
A .比例极限提高而塑性降低B .比例极限和塑性均提高C .比例极限降低而塑性提高D .比例极限和塑性均降低4.没有明显屈服阶段的塑性材料,通常以 2.0 表示屈服极限。
其定义有以下四个结论,正确的是( )。
A .产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限;B .产生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限;C .产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限;D .产生0.2%的应变所对应的应力值作为屈服极限。
5.关于铸铁的力学性能有以下两个结论:①抗剪能力比抗拉能力差;②压缩强度比拉伸强度高。
正确的是( )。
A .①正确,②不正确;B .①不正确,②正确;C .①、②都正确;D .①、②都不正确。
6.塑性材料试件拉伸试验时,在强化阶段发生的是( )。
A .弹性变形;B .塑性变形;C .线弹性变形;D .弹性与塑性变形。
力学测试思考题及习题[技巧]
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注:下面答题仅供参考思 考 题1. 测定材料的力学性能为什么要用标准试件?为了排除试件尺寸对材料塑性指标 A 测试结果的影响,便于进行不同材料间的塑性指标 A 的比较。
2.材料拉伸时有哪些力学性能指标?材料拉伸时的力学性能指标有强度指标:上屈服强度R eH 、下屈服强度R eL ;规定非比例延伸强度R p ,规定残余延伸强度R r ,规定总延伸强度R t ,抗拉强度R m ;塑性指标:断后伸长率A ,断面收缩率Z ;弹性指标:弹性模量E ,泊松比 。
3.测定断后伸长率 A 11.3 时,若断面邻近标距点的距离小于或等于1/3L 0时,应如何处理?应进行断口移中处理,按 002100%XY YZ L A L +-=或按 00100%XY YZ YZ L A L '''++-= 来进行计算。
4.试述低碳钢、铸铁拉伸、压缩、扭转时,主要是由哪些应力引起破坏的,为什么?低碳钢拉伸时,首先出现颈缩,由于颈缩中心部分处于三向应力状态,因此,中心部分被拉坏,边缘部分仍是单向应力状态,因此,边缘部分沿45 方向由切应力引起破坏;压缩时,越压越扁,不会破坏;扭转时,沿与轴线垂直的截面由切应力引起破坏。
因为低碳钢属于拉、压强度相等的材料,而剪切强度低于拉、压强度。
铸铁拉伸时由拉应力引起破坏;压缩时,沿45 方向由切应力引起破坏;扭转时,沿45 方向由拉应力引起破坏。
因为铸铁的抗拉强度低于抗剪强度,抗剪强度低于抗压强度。
5.规定强度指标R p 、R r 、R t 是在受力还是在卸力的情况下测定的? R p0.2和R r0.2有何区别?规定非比例延伸强度R p 和规定总延伸强度R t 是在受力的条件下测定的;规定残余延伸强度R r 是在卸力后测定的.R p0.2表示规定非比例延伸率为0.2%时的应力,在受力的情况下测定;而R r0.2则表示规定残余延伸率为0.2%时的应力,在卸力的情况下测定。
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第一章
1什么是材料力学性能?有何意义?
2金属拉伸试验经历哪几个阶段?拉伸试验可以测定哪些力学性能?3拉伸曲线有何作用?拉伸曲线各段图形分别意味着什么?
4不同材料的拉伸曲线相同吗?为什么?
5材料的拉伸应力应变曲线发现了哪几个关键点?这几个关键点分别有何意义?
6塑性材料和脆性材料的应力应变曲线有何不同?
7 弹性变形的实质是什么?
8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?9比例极限、弹性极限、屈服极限有何异同?
10你学习了哪几个弹性指标?
11弹性不完整性包括哪些方面?
12 什么是滞弹性?举例说明滞弹性的应用?
13内耗、循环韧性、包申格效应?
14什么是屈服强度?如何度量屈服强度?
15如何强化屈服强度?
16屈服强度的影响因素有哪些?
17 屈服强度的实际意义?
18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?
19什么是应变硬化指数n?有何特殊的物理意义?有何实际意义?
20 什么是颈缩?颈缩条件、颈缩点意义?
21 抗拉强度σb和实际意义。
22塑性及其表示和实际意义;
23静力韧度的物理意义。
24 静拉伸的断口形式;
25静拉伸断口三要素及其意义;
26解理断裂及其微观断口特征;
27解理面、解理刻面、解理台阶、河流花样;
28解理舌、二次解理、撕裂棱;
29穿晶断裂、沿晶断裂;脆性断裂、韧性断裂;
30微孔聚集断裂及其微观断口特征。
第二章
1应力状态软性系数α及其意义;
2压缩、弯曲、扭转各有什么特点?
3 缺口试样在弹性状态和塑性状态下的应力分布特点;
4缺口效应及其产生原因;
5缺口强化;
6应力集中系数和缺口敏感度;
7什么是金属硬度?意义何在?
8硬度测试方法有几种(三类)?有何不同?
9金属硬度测试的意义(或者硬度测试为什么广泛应用)?10布氏硬度原理;
11布氏硬度的相似原理;
12布氏硬度的特点和适用范围;
13布氏硬度的表示;
14洛氏硬度及其表示;
15洛氏硬度的特点和适用范围;
16维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度;
17 影响硬度的因素或硬度与其它性能之间的关系。
第三章
1 冲击载荷及对金属力学性能的影响;
2 加载速率、形变速率;
3 三个材料脆化因素;
4冲击韧性及其意义;
5低温脆性(冷脆);
6 韧脆转化温度及其意义;
7韧脆转化温度和冲击韧性的影响因素。
第四章
1 低应力脆断及其原因;
2 断裂力学研究的对象和意义;
3 断裂力学的研究内容;
4 应力场强度因子K1及其意义;
5 K1c断裂韧性及其意义;
6 K1断裂判据的实用意义;
7 K1和K1c的区别;
8 GI的物理意义;
9 GI判据;
10 GI 与G1c的区别;
11 J积分的意义,与G判据的关系,J判据;
12 δ、δc 及其判据;
13断裂韧性的影响因素和提高断裂韧性的途径。
14 K判据、G判据、J判据、δ判据的比较。
第五章
1 应力的循环特征;
2 *疲劳及疲劳断裂的特点;
3*疲劳宏观断口特征;
4 *载荷、应力集中对断口形态的影响;
5 *贝纹线及其意义;
6疲劳裂纹容易形成位置及其形式?
7疲劳裂纹扩展分几个阶段?各有什么特点?
8 *疲劳裂纹扩展的微观断口特征及其意义?
9 *疲劳曲线及疲劳极限;
10*过载损伤、过载损伤界;
11*过载持久值、耐久极限;
12*疲劳缺口敏感度;
13影响疲劳强度的因素;
14*提高疲劳强度的途径;
15*低周疲劳及其特点;
16*循环硬化和循环软化;
17*高、低周疲劳的主要区别;
18 过渡寿命及其意义;
19热疲劳、冲击疲劳及其特点。
第六章
1 应力腐蚀及其特点;
2 预防应力腐蚀的措施。
3氢脆及四种氢脆类型,防止氢脆的措施;
4应力腐蚀和氢脆的主要区别。
第七章
1 磨损及其分类(按磨损机理分)
2粘着磨损是如何产生的?如何提高材料的抗粘着磨损能力?
3 磨粒磨损及其类型;
3 什么是微动磨损?如何减少微动磨损?
4 腐蚀磨损,氧化磨损;
5 接触疲劳、接触应力。
6 接触疲劳破坏有几种形式?他们是如何产生的?为什么?
7 接触疲劳影响因素。
8 试比较接触疲劳和普通疲劳的区别;
9 比较粘着磨损、磨粒磨损、氧化磨损、微动磨损的磨损形式。
第八章
1 材料在高温下的力学性能特点;
2 蠕变、应力松弛;
3 高温下的两种力学性能表示。