材料力学性能-复习思考题

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资源描述

1)在材料的完整弹性变形中,加载的应力-应变曲线与卸载曲线完全重合;而对不完整的弹性变形,存在着弹性后效、弹性滞后、包辛格效应等弹性变形时加载线与卸载线不重合的现象。2)材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂,解理断裂和沿晶断裂;按断裂前塑性变形大小分可分为延性断裂和脆性断裂。微孔聚集型断裂的微观特征是韧窝;解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河流和舌状花样;沿晶断裂的微观特征为石状断口和冰糖块状断口。3)单向拉伸条件下的应力状态系数为0.5;扭转和单向压缩下的应力状态系数分别为0.8和2.0。应力状态系数越大,材料越容易产生延性(塑性)断裂。4)测定材料硬度的方法主要有压入法、回跳法和刻划法;其中压入硬度法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、和努氏硬度等。5)根据裂纹体所受载荷与裂纹间的关系,可将裂纹分为张开型裂纹、滑开型裂纹和撕开型裂纹等三种类型;其中张开型裂纹是实际工程构件中最危险的一种形式。6)对循环载荷,常用最大应力、最小应力、平均应力、应力半幅和应力比等五个参量进行描述。7)按断裂寿命和应力水平,疲劳可分为高周疲劳和低周疲劳;疲劳断口的典型特征是疲劳条纹(贝纹线)。8)低温脆性常发生在具有体心立方或密排六方结构的金属及合金中,而在面心立方结构的金属及合金中很少发现。9)材料截面上缺口的存在,使得缺口根部产生应力集中和双(三)向应力,试样的屈服强度升高,塑性降低。10)通过静载拉伸实验可以测定材料的弹性极限、屈服极限、抗拉强度、断裂强度等强度指标,及延伸率、断面收缩率等塑性指标。11)断口的三要素是纤维区、放射区和剪切唇。12)在平面应变断裂韧性KIC的测试过程中,对三点弯曲试样的厚度B、裂纹长度a和韧带长度(W-a)之间的关系有一定的要求,这样做的目的是为了保证裂纹尖端处于小范围屈服和平面应变状态。13)弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。对机床的底座等构件,为保证机器的平稳运转,材料的弹性滞后环越大越好;而对弹簧片、钟表等材料,要求材料的弹性滞后环越小越好。14)材料长期在高温条件下时,在恒应力下发生的塑性变形现象称作蠕变;而在恒应变下的应力降低现象称作应力松弛。15)在典型金属的蠕变曲线上,蠕变过程常由减速蠕变,恒速蠕变和加速蠕变三个阶段组成。1)拉伸试样的直径一定,标距越长则测出的延伸率会(B)。a)越大;b)越小;c)不变;d)无规律可循2)下述断口哪一种是延性断口(D)。a)穿晶断口;b)沿晶断口;c)河流花样;d)韧窝断口3)在单向拉伸、扭转与单向压缩实验中,应力状态系数的变化规律是(C)。a)单向拉伸>扭转>单向压缩;b)单向拉伸>单向压缩>扭转;c)单向压缩>扭转>单向拉伸;d)扭转>单向拉伸>单向压缩4)从化学键的角度看,一价键材料的硬度变化规律是(A)。a)离子键>金属键>氢键;b)离子键>氢键>金属键;c)氢键>金属键>离子键;d)金属键>离子键>氢键5)与维氏硬度值可以互相比较的是(A)。a)布氏硬度;b)洛氏硬度;c)莫氏硬度;d)肖氏硬度6)在缺口试样的冲击实验中,缺口越尖锐,试样的冲击韧性(B)。a)越大;b)越小;c)不变;d)无规律7)双原子模型计算出的材料理论断裂强度比实际值高出1~3个数量级,是因为(C)。a)模型不正确;b)近似计算太粗太多;c)实际材料有缺陷;d)实际材料无缺陷8)材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加而(A)。a)减小;b)增大;c)不变;d)无规律9)在研究低周疲劳时,常通过控制(B)的方式进行。a)应力;b)应变;c)时间;d)频率10)平面应变条件下裂纹尖端的塑性区尺寸(B)平面应力条件下的塑性区。a)大于;b)小于;c)等于;d)不一定11)在研究高周疲劳时,常通过控制(A)的方式进行。a)应力;b)应变;c)时间;d)频率12)对称循环应力的应力比R为(C)。a)0;b)1;c)-1;d)∞13)I型(张开型)裂纹的外加应力与裂纹面(B);而II型(滑开型)裂纹的外加应力与裂纹面()。a)平行、垂直;b)垂直、平行;c)成450角、垂直;d)平行、成450角14)在缺口试样的冲击实验中,缺口试样的厚度越大,试样的冲击韧性越(C)、韧脆转变温度越()。a)大、高;b)小、低;c)小、高;d)大、低15)HRC是(D)的一种表示方法。a)维氏硬度;b)努氏硬度;c)肖氏硬度;d)洛氏硬度16)材料的弹性比功,可通过(B)来得到提高。a)提高抗拉强度、降低弹性模量;b)提高弹性极限、降低弹性模量;c)降低弹性极限、降低弹性模量;d)降低弹性极限、提高弹性模17)Bauschinger效应是指经过预先加载变形,然后再反向加载变形时材料的弹性极限(B)的现象。a)升高;b)降低;c)不变;d)无规律可循18)应力松弛是指高温服役的零件或材料在保持不变的条件下,其中的自行降低的现象。(B)a)应力、应变;b)应变、应力;c)温度、应变;d)温度、应力19)表示给定温度T下,恰好使材料经过规定的时间t发生断裂的(B)。a)蠕变极限;b)持久强度;c)高温强度;d)抗拉强度20)晶粒与晶界两者强度相等的温度,称为(C)。a)冷脆转变温度;b)玻璃化转变温度;c)等强温度;d)共晶温度21)细晶强化是非常好的强化方法,但不适用于(A)。a)高温;b)中温;c)常温;d)低温(1)某材料的值大于值,则可判断此材料为韧性材料,拉伸时有缩颈现象--(错)(2)布氏硬度是测量压痕的深度,洛氏硬度是测量压痕的平均直径-----------(错)(3)若断口与试样轴线垂直,则可判断为正断;若断口与试样轴线是45度则切断。---(错)(4)脆性较大的材料采用多向不等压缩试验,比用单向压缩获得的塑性高--(对)(5)应变速率对金属材料的弹性行为和弹性模量没有影响(对)(6)寒冷地区应尽量选用脆性转变温度较高的钢材(错)(7)从裂纹扩展角度区分的三种方式中,撕开型裂纹最危险,容易引起低应力脆断。(错)(8)聚合物材料的抗拉强度与抗压强度比金属低得多,其比强度也比金属材料低。(错)(9)塑性材料应该在应力状态软性系数小的实验中考察其脆性行为------(对)(10)屈服强度是一个组织不敏感的力学参量。------------------------------------(错)(11)显微硬度是选用了很小载荷的维氏硬度---------------------------------------(对)(12)加载速率提高时,金属材料力学性能将发生显著变化。------------------(对)(13)复合材料最显著的特点是其可设计性----------------------------------------(对)(14)金属材料高温力学性能中的温度高低是以其“约比温度”为标准的,即T/Tm0.5为高温状态。(对)(15)考察聚合物材料的硬度指标时,由于聚合物具有粘弹性,所以必须要求其足够载荷保持时间。------------------------------------------------------------------------------(对)(16)构件的刚度Q与材料的弹性模量E成正比,而与构件的横截面积A成反比。(×)(17)对机床的底座等构件,为保证机器的平稳运转,材料的弹性滞后环越大越好;而对弹簧片、钟表等材料,要求材料的弹性滞后环越小越好。(√)(18)Bauschinger效应是指经过预先加载变形,然后再反向加载变形时材料的弹性极限升高的现象。(×)(19)鉴于弯曲试验的特点,弯曲试验常用于铸铁、硬质合金等韧性材料的性能测试。(×)(20)在韧性材料的冲击试样断口上,裂纹会在距缺口一定距离的试样内部萌生,而不是在缺口根部。(√)(21)利用双原子模型计算出的材料理论断裂强度比实际值高出1~3个数量级,这是因为该计算模型不正确。(×)。(22)材料的低周疲劳行为,常通过S-N曲线来表示。(×)(23)晶粒与晶界两者强度相等的温度,称为等强温度。(√)(24)应力松弛是指高温服役的零件或材料在应力保持不变的条件下,其中的应变自行降低的现象。(×)纤维临界长度:纤维传递应力达到其强度极限时的纤维最小长度。贝纹线:疲劳区是疲劳裂纹亚稳扩展所形成的一个区域。该区的宏观特征是断口比较光滑并有贝纹线,有时还有裂纹扩展台阶。贝纹线是疲劳区的最大特征,它是由载荷变动引起的。应力状态软性系数:与的比值表示它们的相对大小,称为应力状态软性系数。包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。缺口敏感度:以缺口试样的抗拉强度与光滑试样的抗拉强度的比值来衡量,比值越大,缺口敏感度越小。穿晶断裂:晶体金属断裂时,裂纹穿过晶内。滞弹性:在外加载荷作用下,应变落后于应力现象。韧脆转变温度:材料呈现低温脆性的临界转变温度等强温度:晶粒和晶界两者强度相等的温度。COD:裂纹尖端因塑性钝化在不增加裂纹长度2a的情况下,裂纹将沿应力方向产生张开位移该称为COD。FTP:高于某一温度时,材料吸收的能量也基本不变,出现一个上平台,称为“高阶能”。以高阶能对应的温度为tk,记为FTP。σtε:蠕变极限,表示在规定温度下,使试样产生规定稳态蠕变速率的最大应力。σ0.2以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度。KIC:平面应变条件下的断裂韧度,表示材料抵抗断裂的能力FATT50:温度下降,纤维区面积减少,结晶区面积增大,材料由韧变脆。通常取结晶区面积占整个断口面积50%时的温度为tk,记为FATT50σ-1对称循环疲劳极限,表示外载荷低于该值经过无数次循环也不发生断裂。1.材料的厚度或截面尺寸对材料的断裂韧性有什么影响?在平面应变断裂韧性KIC的测试过程中,为了保证裂纹尖端处于平面应变和小范围屈服状态,对试样的尺寸有什么要求?2.解释形变强化的概念,并阐述其工程意义3.简述布氏硬度试验方法的原理、计算方法和优缺点.4.解释平面应力和平面应变状态,并用应力应变参数表述这两种状态。5.什么是低温脆性?并阐述低温脆性的物理本质。6.哪些材料易表现出低温脆性?工程上常用哪些方法评定材料的低温脆性?7.与常温下力学性能相比,金属材料在高温下的力学行为有哪些特点?8.利用Hollomon公式S=Kεn,推导应力-应变曲线上应力达到最大值时开始产生颈缩的条件。9.缺口会引起哪些力学响应?如何评定材料的缺口敏感性?10.高周疲劳与低周疲劳的区别是什么?并从材料的强度和塑性出发,分析应如何提高材料的抗疲劳性能?11.画出低碳钢的—曲线,并写出拉伸时的变形过程及每个过程所涉及的力学性能指标。12.何谓疲劳现象?请绘制典型的疲劳寿命曲线?并结合曲线进行分析不同的区域的重要意义?13对金属材料而言,疲劳断裂是“脆性的”和疲劳断裂是“韧性的”观点你怎么理解的,为什么?14什么是高聚物粘弹性的Maxwell模型?试用Maxwell模型来解释高聚物的应力松弛,并对松弛时间τ作出讨论。15什么是聚合物的粘弹性?为什么多数聚合物在室温下就会产生明显的蠕变?聚合物的蠕变抗力怎样度量?计算题

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