材料力學性能答案

1、1《材料力學性能材料力學性能》課后答案課后答案機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社20082008第2版第一章第一章單向靜拉伸力學性能單向靜拉伸力學性能1、解釋下列名詞。解釋下列名詞。1彈性比功：彈性比功：金屬材料吸收彈性變形功的能力，一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。2滯彈性：滯彈性：金屬材料在彈性范圍內快速加載或卸載后，隨時間延長產生附加彈性應變的現(xiàn)象稱為滯彈性，也就是應變落后于應力的現(xiàn)象。3循環(huán)韌性：循環(huán)韌性：金屬

2、材料在交變載荷下吸收不可逆變形功的能力稱為循環(huán)韌性。4包申格效應：包申格效應：金屬材料經過預先加載產生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應力增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長應力降低的現(xiàn)象。5解理刻面：解理刻面：這種大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面。6塑性：塑性：金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性）變形的能力。韌性：韌性：指金屬材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。7.7.解理臺階：解理臺階：當解理裂紋與螺型位錯相遇時，便

3、形成一個高度為b的臺階。8.8.河流花樣：河流花樣：解理臺階沿裂紋前端滑動而相互匯合同號臺階相互匯合長大當匯合臺階高度足夠大時便成為河流花樣。是解理臺階的一種標志。9.9.解理面：解理面：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生的穿晶斷裂，因與大理石斷裂類似，故稱此種晶體學平面為解理面。10.10.穿晶斷裂：穿晶斷裂：穿晶斷裂的裂紋穿過晶內，可以是韌性斷裂，也可以是脆性斷裂。沿晶斷裂：沿晶斷裂：

4、裂紋沿晶界擴展，多數(shù)是脆性斷裂。11.11.韌脆轉變：韌脆轉變：具有一定韌性的金屬材料當?shù)陀谀骋粶囟赛c時，沖擊吸收功明顯下降，斷裂方式由原來的韌性斷裂變?yōu)榇嘈詳嗔眩@種現(xiàn)象稱為韌脆轉變12.彈性不完整性：彈性不完整性：理想的彈性體是不存在的，多數(shù)工程材料彈性變形時，可能出現(xiàn)加載線與卸載線不重合、應變滯后于應力變化等現(xiàn)象稱之為彈性不完整性。彈性不完整性現(xiàn)象包括包申格效應、彈性后效、彈性滯后和循環(huán)韌性等2、說明下列力學性能指標的意義。說明下

5、列力學性能指標的意義。答：答：E彈性模量G切變模量規(guī)定殘余伸長應力屈服強度金屬材料拉伸時最大應力r?2.0?gt?下的總伸長率n應變硬化指數(shù)【P15】3、金屬的彈性模量主要取決于什么因素？為什么說它是一個對組織不敏感的力學性能指標？金屬的彈性模量主要取決于什么因素？為什么說它是一個對組織不敏感的力學性能指標？答：答：主要決定于原子本性和晶格類型。合金化、熱處理、冷塑性變形等能夠改變金屬材料的組織形態(tài)和晶粒大小，但是不改變金屬原子的本性和

6、晶格類型。組織雖然改變了，原子的本性和晶格類型未發(fā)生改變，故彈性模量對組織不敏感?！綪4】4、試述退火低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼的屈服現(xiàn)象在拉伸力試述退火低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼的屈服現(xiàn)象在拉伸力伸長曲線圖上的區(qū)別？為什么？伸長曲線圖上的區(qū)別？為什么？5、決定金屬屈服強度的因素有哪些？決定金屬屈服強度的因素有哪些？【P12】答：答：內在因素：金屬本性及晶格類型、晶粒大小和亞結構、溶質元素、第二相。外在因素：溫度、應變速率和應力狀態(tài)。6、試述韌

7、性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別。為什么脆性斷裂最危險？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？【P21】答：答：韌性斷裂是金屬材料斷裂前產生明顯的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，斷裂前基本上不發(fā)生塑性變形，沒有明顯征兆，因而危害性很大。7、剪切斷裂與解理斷裂都是穿晶斷裂，為什么斷裂性質完全不同？剪切斷裂與解理斷裂都是穿晶斷裂，為什么斷裂性質完全不同？【P2

8、3】答：答：剪切斷裂是在切應力作用下沿滑移面分離而造成的滑移面分離，一般是韌性斷裂，而解理斷裂是3試驗方法特點應用范圍拉伸溫度、應力狀態(tài)和加載速率確定，采用光滑圓柱試樣，試驗簡單，應力狀態(tài)軟性系數(shù)較硬。塑性變形抗力和切斷強度較低的塑性材料。壓縮應力狀態(tài)軟，一般都能產生塑性變形，試樣常沿與軸線呈45方向產生斷裂，具有切斷特征。脆性材料，以觀察脆性材料在韌性狀態(tài)下所表現(xiàn)的力學行為。彎曲彎曲試樣形狀簡單，操作方便；不存在拉伸試驗時試樣軸線與力

9、偏斜問題，沒有附加應力影響試驗結果，可用試樣彎曲撓度顯示材料的塑性；彎曲試樣表面應力最大，可靈敏地反映材料表面缺陷。測定鑄鐵、鑄造合金、工具鋼及硬質合金等脆性與低塑性材料的強度和顯示塑性的差別。也常用于比較和鑒別滲碳和表面淬火等化學熱處理機件的質量和性能。扭轉應力狀態(tài)軟性系數(shù)為0.8，比拉伸時大，易于顯示金屬的塑性行為；試樣在整個長度上的塑性變形時均勻，沒有緊縮現(xiàn)象，能實現(xiàn)大塑性變形量下的試驗；較能敏感地反映出金屬表面缺陷和及表面硬化層

10、的性能；試樣所承受的最大正應力與最大切應力大體相等用來研究金屬在熱加工條件下的流變性能和斷裂性能，評定材料的熱壓力加工型，并未確定生產條件下的熱加工工藝參數(shù)提供依據(jù)；研究或檢驗熱處理工件的表面質量和各種表面強化工藝的效果。四試述脆性材料彎曲試驗的特點及其應用。五、缺口試樣拉伸時的應力分布有何特點？五、缺口試樣拉伸時的應力分布有何特點？【P45【P45P53】P53】在彈性狀態(tài)下的應力分布：薄板：在缺口根部處于單向拉應力狀態(tài)，在板中心部位

11、處于兩向拉伸平面應力狀態(tài)。厚板：在缺口根部處于兩向拉應力狀態(tài)，缺口內側處三向拉伸平面應變狀態(tài)。無論脆性材料或塑性材料，都因機件上的缺口造成兩向或三向應力狀態(tài)和應力集中而產生脆性傾向，降低了機件的使用安全性。為了評定不同金屬材料的缺口變脆傾向，必須采用缺口試樣進行靜載力學性能試驗。六、試綜合比較光滑試樣軸向拉伸、缺口試樣軸向拉伸和偏斜拉伸試驗的特點。六、試綜合比較光滑試樣軸向拉伸、缺口試樣軸向拉伸和偏斜拉伸試驗的特點。偏斜拉伸試驗：在拉伸

12、試驗時在試樣與試驗機夾頭之間放一墊圈，使試樣的軸線與拉伸力形成一定角度進行拉伸。該試驗用于檢測螺栓一類機件的安全使用性能。光滑試樣軸向拉伸試驗：截面上無應力集中現(xiàn)象，應力分布均勻，僅在頸縮時發(fā)生應力狀態(tài)改變。缺口試樣軸向拉伸試驗：缺口截面上出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，應力分布不均，應力狀態(tài)發(fā)生變化，產生兩向或三向拉應力狀態(tài)，致使材料的應力狀態(tài)軟性系數(shù)降低，脆性增大。偏斜拉伸試驗：試樣同時承受拉伸和彎曲載荷的復合作用，其應力狀態(tài)更“硬”，缺口截面上

13、的應力分布更不均勻，更能顯示材料對缺口的敏感性。七、試說明布氏硬度、洛氏硬度與維氏硬度的實驗原理，并比較布氏、洛氏與維氏硬度試驗方法的優(yōu)缺點。七、試說明布氏硬度、洛氏硬度與維氏硬度的實驗原理，并比較布氏、洛氏與維氏硬度試驗方法的優(yōu)缺點?！綪49【P49P57】P57】原理布氏硬度：用鋼球或硬質合金球作為壓頭，計算單位面積所承受的試驗力。洛氏硬度：采用金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測量壓痕深度。維氏硬度：以兩相對面夾角為136。的金剛