材料力學(xué)性能答案

1、1《材料力學(xué)性能材料力學(xué)性能》課后答案課后答案機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社20082008第2版第一章第一章單向靜拉伸力學(xué)性能單向靜拉伸力學(xué)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(nèi)快速加載或卸載后，隨時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象稱為滯彈性，也就是應(yīng)變落后于應(yīng)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(yīng)：包申格效應(yīng)：金屬材料經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)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(tái)階：解理臺(tái)階：當(dāng)解理裂紋與螺型位錯(cuò)相遇時(shí)，便

3、形成一個(gè)高度為b的臺(tái)階。8.8.河流花樣：河流花樣：解理臺(tái)階沿裂紋前端滑動(dòng)而相互匯合同號(hào)臺(tái)階相互匯合長(zhǎng)大當(dāng)匯合臺(tái)階高度足夠大時(shí)便成為河流花樣。是解理臺(tái)階的一種標(biāo)志。9.9.解理面：解理面：是金屬材料在一定條件下，當(dāng)外加正應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生的穿晶斷裂，因與大理石斷裂類似，故稱此種晶體學(xué)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(nèi)，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(kuò)展，多數(shù)是脆性斷裂。11.11.韌脆轉(zhuǎn)變：韌脆轉(zhuǎn)變：具有一定韌性的金屬材料當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟赛c(diǎn)時(shí)，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(zhuǎn)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(shí)，可能出現(xiàn)加載線與卸載線不重合、應(yīng)變滯后于應(yīng)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(yīng)、彈性后效、彈性滯后和循環(huán)韌性等2、說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的意義。說明下

5、列力學(xué)性能指標(biāo)的意義。答：答：E彈性模量G切變模量規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力屈服強(qiáng)度金屬材料拉伸時(shí)最大應(yīng)力r?2.0?gt?下的總伸長(zhǎng)率n應(yīng)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(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)？金屬的彈性模量主要取決于什么因素？為什么說它是一個(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)？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(duì)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(zhǎng)曲線圖上的區(qū)別？為什么？伸長(zhǎng)曲線圖上的區(qū)別？為什么？5、決定金屬屈服強(qiáng)度的因素有哪些？決定金屬屈服強(qiáng)度的因素有哪些？【P12】答：答：內(nèi)在因素：金屬本性及晶格類型、晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)、溶質(zhì)元素、第二相。外在因素：溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)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(xiǎn)？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(xiǎn)？【P21】答：答：韌性斷裂是金屬材料斷裂前產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形的斷裂，這種斷裂有一個(gè)緩慢的撕裂過程，在裂紋擴(kuò)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(zhì)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(zhì)完全不同？【P2

8、3】答：答：剪切斷裂是在切應(yīng)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(yàn)方法特點(diǎn)應(yīng)用范圍拉伸溫度、應(yīng)力狀態(tài)和加載速率確定，采用光滑圓柱試樣，試驗(yàn)簡(jiǎn)單，應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)較硬。塑性變形抗力和切斷強(qiáng)度較低的塑性材料。壓縮應(yīng)力狀態(tài)軟，一般都能產(chǎn)生塑性變形，試樣常沿與軸線呈45方向產(chǎn)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(xué)行為。彎曲彎曲試樣形狀簡(jiǎn)單，操作方便；不存在拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣軸線與力

9、偏斜問題，沒有附加應(yīng)力影響試驗(yàn)結(jié)果，可用試樣彎曲撓度顯示材料的塑性；彎曲試樣表面應(yīng)力最大，可靈敏地反映材料表面缺陷。測(cè)定鑄鐵、鑄造合金、工具鋼及硬質(zhì)合金等脆性與低塑性材料的強(qiáng)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(xué)熱處理機(jī)件的質(zhì)量和性能。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)為0.8，比拉伸時(shí)大，易于顯示金屬的塑性行為；試樣在整個(gè)長(zhǎng)度上的塑性變形時(shí)均勻，沒有緊縮現(xiàn)象，能實(shí)現(xiàn)大塑性變形量下的試驗(yàn)；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(yīng)力與最大切應(yīng)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(píng)定材料的熱壓力加工型，并未確定生產(chǎn)條件下的熱加工工藝參數(shù)提供依據(jù)；研究或檢驗(yàn)熱處理工件的表面質(zhì)量和各種表面強(qiáng)化工藝的效果。四試述脆性材料彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)及其應(yīng)用。五、缺口試樣拉伸時(shí)的應(yīng)力分布有何特點(diǎn)？五、缺口試樣拉伸時(shí)的應(yīng)力分布有何特點(diǎn)？【P45【P45P53】P53】在彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布：薄板：在缺口根部處于單向拉應(yīng)力狀態(tài)，在板中心部位

11、處于兩向拉伸平面應(yīng)力狀態(tài)。厚板：在缺口根部處于兩向拉應(yīng)力狀態(tài)，缺口內(nèi)側(cè)處三向拉伸平面應(yīng)變狀態(tài)。無論脆性材料或塑性材料，都因機(jī)件上的缺口造成兩向或三向應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力集中而產(chǎn)生脆性傾向，降低了機(jī)件的使用安全性。為了評(píng)定不同金屬材料的缺口變脆傾向，必須采用缺口試樣進(jìn)行靜載力學(xué)性能試驗(yàn)。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(yàn)的特點(diǎn)。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(yàn)的特點(diǎn)。偏斜拉伸試驗(yàn)：在拉伸

12、試驗(yàn)時(shí)在試樣與試驗(yàn)機(jī)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(jìn)行拉伸。該試驗(yàn)用于檢測(cè)螺栓一類機(jī)件的安全使用性能。光滑試樣軸向拉伸試驗(yàn)：截面上無應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力分布均勻，僅在頸縮時(shí)發(fā)生應(yīng)力狀態(tài)改變。缺口試樣軸向拉伸試驗(yàn)：缺口截面上出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力分布不均，應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生兩向或三向拉應(yīng)力狀態(tài)，致使材料的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)降低，脆性增大。偏斜拉伸試驗(yàn)：試樣同時(shí)承受拉伸和彎曲載荷的復(fù)合作用，其應(yīng)力狀態(tài)更“硬”，缺口截面上

13、的應(yīng)力分布更不均勻，更能顯示材料對(duì)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(shí)驗(yàn)原理，并比較布氏、洛氏與維氏硬度試驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。七、試說明布氏硬度、洛氏硬度與維氏硬度的實(shí)驗(yàn)原理，并比較布氏、洛氏與維氏硬度試驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)?！綪49【P49P57】P57】原理布氏硬度：用鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭，計(jì)算單位面積所承受的試驗(yàn)力。洛氏硬度：采用金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測(cè)量壓痕深度。維氏硬度：以兩相對(duì)面夾角為136。的金剛