材料力學性能習題及解答庫

1、第一章第一章習題答案習題答案一、解釋下列名詞一、解釋下列名詞1、彈性比功：又稱為彈性比能、應變比能，表示金屬材料吸收彈性變形功的能力。2、滯彈性：在彈性范圍內快速加載或卸載后，隨時間延長產(chǎn)生附加彈性應變的現(xiàn)象。3、循環(huán)韌性：金屬材料在交變載荷下吸收不可逆變形功的能力，稱為金屬的循環(huán)韌性。4、包申格效應：先加載致少量塑變，卸載，然后在再次加載時，出現(xiàn)σe升高或降低的現(xiàn)象。5、解理刻面：大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面。6、塑性、脆

2、性和韌性：塑性是指材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性）變形的能力。韌性：指材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力，或指材料抵抗裂紋擴展的能力7、解理臺階：高度不同的相互平行的解理平面之間出現(xiàn)的臺階叫解理臺階；8、河流花樣：當一些小的臺階匯聚為在的臺階時，其表現(xiàn)為河流狀花樣。9、解理面：晶體在外力作用下嚴格沿著一定晶體學平面破裂，這些平面稱為解理面。10、穿晶斷裂和沿晶斷裂：沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴展，一定是脆斷，且較為嚴重，為最低級。穿晶斷

3、裂裂紋穿過晶內，可以是韌性斷裂，也可能是脆性斷裂。11、韌脆轉變：指金屬材料的脆性和韌性是金屬材料在不同條件下表現(xiàn)的力學行為或力學狀態(tài)，在一定條件下，它們是可以互相轉化的，這樣的轉化稱為韌脆轉變。二、說明下列力學指標的意義１、Ｅ（Ｇ）：Ｅ（Ｇ）分別為拉伸楊氏模量和切變模量，統(tǒng)稱為彈性模量，表示產(chǎn)生100%彈性變形所需的應力。２、σr、σ0.2、σs:σr:表示規(guī)定殘余伸長應力，試樣卸除拉伸力后，其標距部分的殘余伸長達到規(guī)定的原始標距百分

4、比時的應力。σ0.2：表示規(guī)定殘余伸長率為0.2%時的應力。σs：表征材料的屈服點。３、σb：韌性金屬試樣在拉斷過程中最大試驗力所對應的應力稱為抗拉強度。４、n:應變硬化指數(shù)，它反映了金屬材料抵抗繼續(xù)塑性變形的能力，是表征金屬材料應變硬化行為的性能指標。５、δ、δgt、ψ：δ是斷后伸長率，它表征試樣拉斷后標距的伸長與原始標距的百分比。Δgt是最大試驗力的總伸長率，指試樣拉伸至最大試驗力時標距的總伸長與原始標距的百答：細晶強化，通過細化晶

5、粒提高金屬強度的方法，它既可以顯著強化金屬，又不降低塑性的方法。10、試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別。為什么脆性斷裂最危險？答：韌性斷裂是金屬材料斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂，這種斷裂有一個緩慢的撕裂過程，在裂紋擴展過程中不斷地消耗能量；而脆性斷裂是突然發(fā)生的斷裂，斷裂前期丁不發(fā)生塑性變形，沒有明顯征兆，因此脆性斷裂在生產(chǎn)中是很危險的。11、剪切斷裂與解理斷裂都是穿晶斷裂？為什么斷裂的性質完全不同？答：剪切斷裂是金屬材料在切應力作用下

6、，沿滑移面分離而造成的滑移面分離斷裂，其中又分滑斷（純剪切斷裂）和微孔聚集型斷裂。純金屬尤其是單晶體金屬常產(chǎn)生純剪切斷裂，其斷口呈鋒利的楔形或刀尖型。而解理斷裂是金屬材料在一定條件下，當外加正應力達到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學平面產(chǎn)生的穿晶斷裂。12、在什么情況下易出現(xiàn)沿晶斷裂？怎樣才能減小沿晶斷裂的傾向？答：當晶界上有一薄層連續(xù)或不連續(xù)脆性第二相、夾雜物，破壞了晶界的連續(xù)所造成，也可能是雜質元素向晶界偏聚引起的，如應力腐蝕、氫

7、脆、回火脆性、淬火裂紋、磨削裂紋等都是沿晶斷裂。要減小沿晶斷裂的傾向，則要求防止應力腐蝕、氫脆、回火脆性、淬火裂紋、磨削裂紋等出現(xiàn)。13、何為拉伸斷口三要素？影響宏觀拉伸斷口性態(tài)的因素有哪些？答：拉伸斷口的三要素：纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇；影響宏觀拉伸斷口性態(tài)的因素有試樣的形狀、尺寸和金屬材料的性能以及試驗溫度、加載速率和腕力狀態(tài)不同而變化。14、板材宏觀斷口的主要特征是什么？如何尋找斷裂源？答：板狀矩形拉伸試樣斷口中呈人字紋花樣。根據(jù)人

8、字紋花樣的放射方向，順著尖頂指向可以找到裂紋源。15、試證明，滑移相交產(chǎn)生微裂紋的柯垂耳機理對fcc金屬而言在能量上是不利的。16、通常純鐵的γs＝2J／㎡E=2105MPaa0=2.510－10m，試求其理論斷裂強度σm。解：由題意可得：MpaasEm421105210100.4105.22102??????????????????????????17、試述格雷菲斯裂紋理論分析問題的思路，推導格雷菲斯方程，并指出理論的局限性。18、若