工程材料习题详细解说
工程材料 习题 答案
工程材料习题答案工程材料习题答案工程材料是工程学中的重要学科，涉及到各种材料的性质、结构、制备和应用等方面。
通过习题的解答，可以更好地理解和掌握工程材料的知识。
本文将针对几个常见的工程材料习题进行解答，并给出详细的答案和解析。
1. 问题：什么是工程材料的力学性能？列举几个常见的工程材料的力学性能指标。
答案：工程材料的力学性能是指材料在受到外力作用下所表现出的力学行为和性能。
常见的工程材料力学性能指标包括强度、韧性、硬度、刚度和延展性等。
以钢材为例，其强度指标可以通过屈服强度、抗拉强度和抗压强度来表示；韧性可以通过断裂伸长率和冲击韧性来评估；硬度可以通过洛氏硬度和布氏硬度来表征；刚度可以通过弹性模量和剪切模量来衡量；延展性可以通过断裂应变和断裂应力来度量。
2. 问题：什么是金属疲劳？金属疲劳的影响因素有哪些？答案：金属疲劳是指金属材料在受到交变载荷作用下，由于应力集中和应力集中因子的作用，导致材料发生渐进性破坏的现象。
金属疲劳的影响因素主要包括应力水平、应力比、工作温度、材料的强度和韧性等。
应力水平是指金属材料在疲劳寿命中所受到的最大应力水平；应力比是指交变载荷的最小应力与最大应力之比；工作温度是指金属材料在使用过程中所处的温度环境；材料的强度和韧性是指材料的抗拉强度、屈服强度和韧性等性能。
3. 问题：什么是混凝土的龄期强度？如何提高混凝土的龄期强度？答案：混凝土的龄期强度是指混凝土在固化过程中所表现出的强度。
混凝土的龄期强度受到多种因素的影响，包括水胶比、水泥种类、矿物掺合料、骨料种类和配合比等。
要提高混凝土的龄期强度，可以采取以下几个措施：控制水胶比，降低混凝土的含水量；选择高强度的水泥和矿物掺合料，增加混凝土的胶凝材料含量；选择合适的骨料种类和配合比，优化混凝土的内部结构；采取适当的养护措施，保证混凝土的充分固化。
4. 问题：什么是纤维增强复合材料？列举几个常见的纤维增强复合材料。
答案：纤维增强复合材料是指由纤维增强体和基体材料组成的复合材料。
工程材料习题集及参考答案
工程材料习题集及参考答案工程材料习题集一．名词解释题间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。
淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。
枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。
同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。
临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。
热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。
二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。
共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。
比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。
置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。
变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。
固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。
形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。
残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。
调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。
淬硬性：钢淬火时的硬化能力。
过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。
本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。
C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。
CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。
马氏体：含碳过饱和的α固溶体。
热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。
热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。
回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。
可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。
材料工程基础部分讲解及课后答案PPT课件
uz
0
积分得：
x
c1ea
2
a
2 a2
2 a3 ;
y
c2eb
2
b
2 b2
2 b3 ;
当 0时刻，x a, y b, z c 代入上式得：
z c3
c1
a
2 a3
c2
b
2 b3
又因：a b 0
c3 c
第3页/共39页
x
（a
2 a3
）ea
2 a
2 a2
2 a3
;
y （ a
2 ）ea
解：
，10m油m的
0.09807。Pa求 s 作 用 在 平
第15页/共39页
1-12 试确定下列各流场是否满足不可压缩流体的连续条件：
解：由流体的连续性方程 d divu 0得，当流体不可压缩
时，
d
divu 0 即：ux uy uz 0
x y z
（1）
ux x2 y2 uy 2xy uz 0
解：由题意，流体运动的速度的欧拉描述为
u u u x2; y 2; xz
x
y
z
dx d
ux
x2 ;
dy d
uy
y 2;
dz d
uz
xz
积分得： x
2
2
c1;
3
y c2e 3 ;
2
z c3e
代入已知条件τ=1时刻，质点p的坐标为（1，3，2）
求得：c1 3;
-1
c2 3e 3 ;
c2 2e2;
求 1 时刻的流线方程；
2 0时在a,b, c处流体质点的迹线。
解：（1） 由流线方程
工程材料学习题与辅导答案
工程材料学习题与辅导答案工程材料学习题与辅导答案工程材料是工程领域中至关重要的一部分，它涉及到各种各样的材料，如金属、陶瓷、高分子材料等。
学习工程材料需要掌握一定的理论知识，并且能够运用这些知识解决实际问题。
下面将提供一些工程材料学习题及其辅导答案，希望对学习者有所帮助。
1. 什么是晶体结构？请简要描述晶体结构的几种常见类型。
答：晶体结构是指由原子、离子或分子组成的结晶体中，这些原子、离子或分子的排列方式。
晶体结构的常见类型包括：立方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系、三斜晶系和六方晶系。
立方晶系具有等长的边和直角，如立方体；正交晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等；单斜晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等，并且有一个斜角；菱面晶系具有等长的边和等角，但不是直角；三斜晶系具有不等长的边和不等角；六方晶系具有等长的边和等角。
2. 什么是晶格常数？如何计算晶格常数？答：晶格常数是指晶体中晶胞的尺寸，通常用a、b、c表示。
晶格常数的计算方法取决于晶体的结构类型。
对于立方晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶体的晶胞边长得到。
对于其他晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶胞的边长和角度来计算。
3. 什么是晶体缺陷？请列举几种常见的晶体缺陷。
答：晶体缺陷是指晶体中的结构缺陷或组成缺陷。
晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
常见的晶体缺陷包括：点缺陷有空位、间隙原子、替代原子和杂质原子；线缺陷有位错和螺旋位错；面缺陷有晶界和孪晶。
4. 什么是材料的力学性能？请简要描述材料的强度、硬度和韧性。
答：材料的力学性能是指材料在外力作用下的表现。
强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度来表示；硬度是指材料抵抗划伤或穿刺的能力，通常用洛氏硬度或布氏硬度来表示；韧性是指材料抵抗断裂的能力，通常用断裂韧性来表示。
5. 什么是金属的晶体结构？请简要描述几种常见的金属晶体结构。
答：金属的晶体结构是指金属中原子的排列方式。
工程材料基础知识-课后习题及答案.docx
第一章工程材料基础知识参考答案1.金属材料的力学性能指标有哪些？各用什么符号表示？它们的物理意义是什么？答：常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。
强度常用材料单位面积所能承受载荷的最大能力（即应力。
，单位为Mpa）表示。
塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不被破坏的能力。
金属塑性常用伸长率5和断面收缩率出来表示：硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬程度的指标，是一个综合的物理量。
常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。
冲击韧性的常用指标为冲击韧度，用符号a k表示。
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
疲劳强度用。
-1表示，单位为MPa。
2.对某零件有力学性能要求时，一般可在其设计图上提出硬度技术要求而不是强度或塑性要求，这是为什么？答：这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。
硬度是一个表征材料性能的综合性指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力，同时硬度的测量操作简单，不破坏零件，而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件，所以实际生产中，在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。
3.比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。
答：（1）布氏硬度测量原理：采用直径为D的球形压头，以相应的试验力F压入材料的表面，经规定保持时间后卸除试验力，用读数显微镜测量残余压痕平均直径d,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。
实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。
布氏硬度测量范围：用于原材料与半成品硬度测量，可用于测量铸铁；非铁金属（有色金属）、硬度较低的钢（如退火、正火、调质处理的钢）（2）洛氏硬度测量原理：用金刚石圆锥或淬火钢球压头，在试验压力F的作用下，将压头压入材料表面，保持规定时间后，去除主试验力，保持初始试验力，用残余压痕深度增量计算硬度值，实际测量时，可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。
工程材料考试题目讲解学习
⼯程材料考试题⽬讲解学习⼀、单选题（1′×10=10分）三、填空题（1′×10=10分）1.表⽰⾦属材料延伸率的符号是δ; ⾦属材料弹性极限的符号是σe;⾦属材料屈服强度的符号是σs; ⾦属材料抗拉强度的符号是σb。
2.⾦属材料在载荷作⽤下抵抗变形和破坏的能⼒叫强度3.冷变形⾦属再结晶后，与冷变形后相⽐形成等轴晶，塑性升⾼4.表⽰晶体中原⼦排列形式的空间格⼦叫做晶格5.晶格中的最⼩单元叫做晶胞6.晶体缺陷: 1点缺陷分:间隙原⼦和空位。
2线缺陷位错（刃型位错和螺型位错）、挛晶3⾯缺陷:晶界和亚晶界。
7.常见⾦属的晶体结构:晶体结构属于体⼼⽴⽅晶格的⾦属有α- Fe、铬、钨、钼等(2个原⼦，致密度0.68，配位数8）晶体结构属于⾯⼼⽴⽅晶格的⾦属有γ-Fe、铝、铜等(4个原⼦，致密度0.74，配位数12) 属于密排六⽅晶格的⾦属是Mg（6个原⼦，致密度0.74，配位数12）8.晶体具有各向异性，⾮晶体具有各向同性。
单晶体具有各向异性，⼤多数多晶体具有各向同性。
9.实际⾦属的结晶温度⼀般都低于理论结晶温度。
⾦属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将越低。
10.在⾦属结晶时，向液体⾦属中加⼊某种难熔杂质来有效细化⾦属的晶粒，以达到改善其机械性能的⽬的，这种细化晶粒的⽅法叫做变质处理11.⾦属的滑移总是沿着晶体中原⼦密度最⼤的晶⾯和其上原⼦密度最⼤的晶向进⾏12.细化晶粒的主要⽅法有提⾼过冷度，变质处理和机械振动。
13.纯铁在1000℃时晶体结构为⾯⼼⽴⽅晶格，在室温时晶体结构为体⼼⽴⽅晶格。
14.⾦属的结晶过程是形核与长⼤的过程. 晶粒的⼤⼩取决于形核速率与长⼤速率15.随着冷变形程度的增加，⾦属材料的强度、硬度升⾼，塑性、韧性降低。
16.钨在1000℃变形加⼯属于冷加⼯，锡在室温下变形加⼯属于热加⼯。
（钨的熔点3410℃、锡的熔点232℃）17.铸锭剖⾯由表⾯到中⼼的晶粒特点依次为：.表⾯细晶粒层，中间柱状晶粒层，⼼部等轴粗晶粒层。
土木工程材料练习题解析
土木工程材料习题库一、名词解释土木工程材料基本性质1 密度2 材料的空隙率3 堆积密度4 表观密度5 材料的弹性1 是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
2 指散粒状材料堆积体积（V）中，颗粒间空隙体积所占的百分率。
3 是指材料在自然状态下单位体积的质量。
4 是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。
5 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质。
建筑金属材料1 弹性模量2 屈服强度3 疲劳极限1 钢材受力初期，应力与应变成比例地增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量。
2 当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。
当应力达到B 点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。
这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。
由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。
3 材料在交变应力作用下，于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力无机胶凝材料1 胶凝材料2 气硬性胶凝材料1 凡能在物理、化学作用下，从浆体变为坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质错。
2 只能在空气中硬化，并保持和继续发展强度的胶凝材料混凝土+砂浆1 砂率2 徐变3 环箍效应4 抗冻性1 指砂用量与砂、石总用量的质量百分比。
2 指混凝土在长期不变荷载作用下，沿作用力方向随时间而产生的塑性变形。
3 指试件紧贴试验机承压板受压时，存在于试件受压面与试验机承压板之间的静摩擦力会在试件的上下端部造成横向约束，使该部位的抗压强度增大的现象。
4 混凝土的抗冻性是指混凝土在水饱和状态下，经受多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。
砌体材料沥青和沥青混合料1 沥青的粘滞性2 沥青的延性3 乳化沥青1 指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力。
2 是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，通常是用延度作为条件指标来表征。
3-工程材料知识综合应用题详解
温 Ac1＋(20~30)℃
度
炉冷
Ar1－(10~20)℃
等温时间取决 于TTT曲线及 工件截面尺寸
2~4h
6~8h
随炉冷至 550℃ 后再空冷
时间
2011-10-23 预先热处理等温球化退火工艺曲线示意图
4
温
820~840℃
度
1.5min/mm
油 淬
淬火
150~170℃
1~3h
空
回火
冷
最终热处理工艺(淬火+回火)曲线示意图
2011-10-23
10
12．说明高碳钢常用的预先热处理工艺（画出工艺曲线并进行简要分 析）；说明预先热处理的目的。
答：高碳钢常用的预先热处理工艺为球化退火。其工艺曲线见下图 所示。加热温度选在Ac1＋(20~30)℃，目的是保留部分渗碳体，为在 Ar1－(10~20)℃等温时形成球状渗碳体作为核心。
2011-10-23
14
4．若用CrWMn钢制造圆板牙或丝锥等薄刃刀具，应采 用何种热处理工艺（包括预先热处理和最终热处理）？ 试分析各热处理工艺的作用及其所得组织。
答：预先热处理采用球化退火工艺。其作用是：消除锻造应 力、降低硬度，使渗碳体呈球状，不仅便于机加工，也为最 终热处理作好组织准备。组织为P球状。
2011-10-23
6
8．针对汽车或拖拉机传递动力的齿轮回答以下问题。 （1）分析主要失效形式和对性能的主要要求； （2）在45、16Mn、CrWMn和20CrMnTi中选择一种合 适的材料并写出简明加工路线。
答：（1）其主要失效形式有：弯曲疲劳；接触疲劳； 磨损；断齿等。
（2）选20CrMnTi钢。 其简明加工路线为：
1．完全退火后含碳量为1.0％的钢比含碳量为0.5％ 的钢硬度高。
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工程材料习题解说3
第一章土木工程材料的基本性质
1、试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响？
参考答案：材料的成分对性质的影响：材料的组成及其相对含量的变化,不仅会影响材料的化学性质,还会影响材料的物理力学性质。
材料的成分不同,其物理力学性质有明显的差异。
值得注意的是,材料中某些成分的改变，可能会对某项性质引起较大的改变,而对其他性质的影响不明显。
材料的结构对性质的影响：材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。
可分为微观结构和细观结构。
材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质，可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。
材料的构造对性质的影响：材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。
不同材料适当搭配形成的复合材料，其综合性能优于各个单一材料。
材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。
总之,材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。
材料的组成、结构与构造的变化带来了材料世界的千变万化。
2、试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。
密度与视密度的区别何在?
参考答案:密度ρ：是指材料在密实状态下单位体积的质量。
测定方法：将材料磨细成粒径小于0.2５mｍ的粉末,再用排液法测得其密实体积。
用此法得到的密度又称“真密度”。
ρ：是指材料在自然状态下单位体积的质量。
测定方法：对于外形规则的块表观密度
体材料，测其外观尺寸就可得到自然体积。
对于外观不规则的块体材料，将其加工成规
则的块体再测其外观尺寸，或者采用蜡封排液法。
孔隙率P :材料中的孔隙体积与总体积的百分比。
相互关系：%10010⨯⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛
-=ρρP 密度与视密度区别：某些散粒材料比较密实,其内部仅含少量微小、封闭的孔隙,从工程
使用角度来说,不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积，这样测得的密度称为“视密度”。
3、孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？
参考答案：对表观密度的影响：材料孔隙率大,在相同体积下，它的表观密度就小。
而且材
料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同,材料的质量
和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。
对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度，且应力在孔隙
处的分布会发生变化,如:孔隙处的应力集中。
对吸水性的影响:开口大孔，水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。
当
孔隙率大,且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。
对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时,材料具有较高的渗透
性;如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。
对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时,抗冻性差。
对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性差，
保温隔热性能就好。
如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流,则
导热系数就大，导热性好。
4、材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么?。