第2章習題與答案

1、思考題1為什么說力學性能是機械零件設計時首先要考慮的性能解：所謂力學性能是指金屬在力或能的作用下，材料所表現(xiàn)出來的性能。力學性能包括強度、塑性、硬度、沖擊韌性及疲勞強度等，機械零件在加工過程或使用過程中，都要受到不同形式外力的作用，而力學性能反映了金屬材料在各種外力作用下抵抗變形或破壞的某些能力，是選用金屬材料的重要依據，因此是機械零件設計時首先要考慮的性能。2塑性和強度都是金屬材料的一種能力。金屬材料的塑性對零件制造有什么特殊意義金屬

2、材料的強度對零件使用有什么特殊意義解：金屬材料的斷后伸長率（A）和斷面收縮率（Z）數值越大，表示材料的塑性越好。塑性好的金屬可以發(fā)生大量塑性變形而不破壞，易于通過塑性變形加工成復雜形狀的零件。當零件工作時所受的應力，低于材料的屈服強度或規(guī)定殘余延伸強度，則不會產生過量的塑性變形。材料的屈服強度或規(guī)定殘余延伸強度越高，允許的工作應力也越高，則零件的截面尺寸及自身質量就可以減小。零件在工作中所承受的應力，不允許超過抗拉強度，否則會產生斷裂。

3、Rm也是機械零件設計和選材的重要依據。3通過拉伸試驗繪制的力—伸長曲線表達了金屬材料在靜拉伸力作用下的強度行為、塑性行為等。請就力伸長曲線思考下列問題：(1)哪一段曲線表達了材料的彈性變形能力和抗彈性變形能力(剛度)(2)哪一段曲線表達了材料的塑性變形能力和抗塑性變形能力(3)哪一段曲線表達了材料的塑性變形后強度得到提高的能力(形變強化能力)解：(1)op——彈性變形階段(2)p點后的水平或鋸齒狀線段——屈服階段(3)屈服后至m點——強

4、化階段4強度判據ReL、Rm、Rr0.2都是機械零件選材和設計的依據，應用場合有何不同解：ReL——有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料。Rr0.2——無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料。Rm——承受的最大應力，零件在工作中所承受的應力，不允許超過Rm，否則會產生斷裂。5抗拉強度與硬度之間有沒有一定的關系？為什么？解：有。因為它們以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。只是反映的材料體積不同，抗拉強度反映的是被測材料整個體積內，而HRC反映被壓

5、處。硬度是一項綜合力學性能指標，從金屬表面化局部壓痕就可以反應出的強度和塑性。習題1何謂金屬的力學性能？金屬的力學性能包括哪些？加載荷。(4)mk——縮頸階段（局部塑性變形階段)當載荷達到最大值Fm后，試樣截面發(fā)生局部收縮，稱為“縮頸”。6何謂強度？衡量強度的常用指標有哪些？各用什么符號表示？解：金屬材料在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強度。常見的強度指標包括以下幾項：上屈服強度——ReH下屈服強度——ReL抗拉強度——Rm7

6、何謂塑性？衡量塑性的指標有哪些？各用什么符號表示？解：斷裂前金屬材料產生永久變形的能力稱為塑性。衡量塑性的指標有：斷后伸長率——A斷面收縮率——Ｚ8某廠購進一批40#鋼材，按國家標準規(guī)定，其力學性能指標應不低于下列數值：ReL=340MPa，Rm=540MPa，A=19%，Z=45%。驗收時，用該材料制成d0＝1102m的短試樣（原始標距為5102m）作拉伸試驗：當載荷達到28260N時，試樣產生屈服現(xiàn)象；載荷加至45530N時，試樣發(fā)

7、生縮頸現(xiàn)象，然后被拉斷。拉斷后標距長為6.05102m，斷裂處直徑為7.3103m。試計算這批鋼材是否合格。解：求此試樣的ReL、Rm、A、Z。（1）計算So，Su：mm2223.141078.544dS?????oomm2223.147.341.8344uudS?????（2）計算ReL、Rm：MPa28260R36078.5eLeLFS???oMPa4553058078.5mmFRS???o（3）計算A，Z：60.550100%10