材料力學(xué)性能簡答題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.材料的厚度或截面尺寸對材料的斷裂韌性有什么影響？在平面應(yīng)變斷裂韌性KIC的測試過程中，為了保證裂紋尖端處于平面應(yīng)變和小范圍屈服狀態(tài)，對試樣的尺寸有什么要求？ 答：材料的斷裂韌性隨材料厚度或截面尺寸的增加而減小，最終趨于一個(gè)穩(wěn)定的最低值，即平 面 應(yīng) 變 斷 裂 韌 性 K I C 。（ 2 分 ）為 保 證 裂 紋 尖 端 處 于 平 面 應(yīng) 變 和 小 范 圍 屈 服 狀 態(tài) ， 對 試樣在 z 向的厚度 B、在 y 向的寬度 W 與裂紋長度 a 之差（即 W-a，稱為韌帶寬度）和裂紋長度 a 設(shè)計(jì)成如下尺寸2.解釋形變強(qiáng)化的概念，并闡述其工程意義答：拉伸試驗(yàn)中

2、，材料完成屈服應(yīng)變后，隨應(yīng)變的增加發(fā)生的應(yīng)力增大的現(xiàn)象，稱為形變強(qiáng)化。材料的形變強(qiáng)化規(guī)律，可用Hollomon公式S=Kn描述。（2 分）形變強(qiáng)化是金屬材料最重要的性質(zhì)之一，其工程意義在于：1）形變強(qiáng)化可使材料或零件具有抵抗偶然過載的能力，阻止塑性變形的繼續(xù)發(fā)展，保證材料安全。2）形變強(qiáng)化是工程上強(qiáng)化材料的重要手段，尤其對于不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的材料，形變強(qiáng)化成為提高其強(qiáng)度的非常重要的手段。3）形變強(qiáng)化性能可以保證某些冷成形如冷拔線材和深沖成形等工藝的順利進(jìn)行。（2 分）3.簡述布氏硬度試驗(yàn)方法的原理、計(jì)算方法和優(yōu)缺點(diǎn).4.解釋平面應(yīng)力和平面應(yīng)變狀態(tài)，并用應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)表述這兩種狀態(tài)。 答 ：對

3、薄 板 ，由 于 板 材 較 薄 ，在 厚 度 方 向 上 可 以 自 由 變 形 ，即 z0 。這 種 只在 兩 個(gè) 方 向 上 存 在 應(yīng) 力 的 狀 態(tài) 稱 為 平 面 應(yīng) 力 。對厚板，由于厚度方向變形的約束作用，使得方向不產(chǎn)生應(yīng)變，即z=0 ， 這 種 狀 態(tài) 稱 為 平 面 應(yīng) 變 。（ 2 分 ）5.什么是低溫脆性？并闡述低溫脆性的物理本質(zhì)。答：材料因溫度的降低由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?，沖擊吸收功明顯下降，斷裂機(jī)理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫?，斷口特征由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀的現(xiàn)象，稱為低溫脆性或冷脆。低溫脆性是材料屈服強(qiáng)度隨溫度的下降而急劇增加、但材料的斷裂強(qiáng)度 f卻隨溫度變化較小的結(jié)果

4、。6. 哪些材料易表現(xiàn)出低溫脆性？工程上常用哪些方法評(píng)定材料的低溫脆性？ 答：與面心立方金屬相比，體心立方金屬材料如中低強(qiáng)度鋼等，容易表現(xiàn)出低 溫 脆 性 。在工程上，常用能量準(zhǔn)則、斷口形貌準(zhǔn)則、斷口變形特征準(zhǔn)則等評(píng)價(jià)材料 的 低 溫 脆 性 敏 感 性 。7.與常溫下力學(xué)性能相比，金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有哪些特點(diǎn)？ 答：與常溫下力學(xué)性能相比，金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有如下特點(diǎn)：（1）材料在高溫下將發(fā)生蠕變現(xiàn)象。即在應(yīng)力恒定的情況下，材料在應(yīng)力的持續(xù)作用下不斷地發(fā)生變形。（2）材料在高溫下的強(qiáng)度與載荷作用的時(shí)間有關(guān)了。載荷作用的時(shí)間越長，引起一定變形速率或變形量的形變抗力及斷裂抗力越低。

5、（3）材料在高溫下工作時(shí)，不僅強(qiáng)度降低，而且塑性也降低。應(yīng)變速率越低，載荷作用時(shí)間越長，塑性降低得越顯著。因而在高溫下材料的斷裂，常為沿晶斷裂。（4）在恒定應(yīng)變條件下，在高溫下工作的材料還會(huì)應(yīng)力松弛現(xiàn)象，即材料內(nèi)部的應(yīng)力隨時(shí)間而降低的現(xiàn)象。9.缺口會(huì)引起哪些力學(xué)響應(yīng)？如何評(píng)定材料的缺口敏感性？答：材料截面上缺口的存在，使得在缺口的根部產(chǎn)生應(yīng)力集中、雙向或三向應(yīng) 力 、 應(yīng) 力 集 中 和 應(yīng) 變 集 中 ， 并 試 樣 的 屈 服 強(qiáng) 度 升 高 ， 塑 性 降 低 。材料的缺口敏感性，可通過缺口靜拉伸、偏斜拉伸、靜彎曲、沖擊等方法 加 以 評(píng) 定 。10. 高周疲勞與低周疲勞的區(qū)別是什么？并從材料的強(qiáng)度和塑性出發(fā)，分析應(yīng)如何提高材料的抗疲勞性能？ 答：高周疲勞是指小型試樣在變動(dòng)載荷（應(yīng)力）試驗(yàn)時(shí)，疲勞斷裂壽命高于 105周次的疲勞過程。高周疲勞試驗(yàn)是在低載荷、高壽命和控制應(yīng)力下進(jìn)行的疲勞。而低周疲勞是在高應(yīng)力、短壽命、控制應(yīng)變下進(jìn)行的疲勞過程。（2 分）對高周疲勞，由于承受的載荷較小、常處于彈性變形范圍內(nèi)，因而材料的疲勞抗力主要取決于材料強(qiáng)度。于是提高的材料就可改善材料的高周疲勞抗力。而對低周疲勞，承受的載荷常大于材料的屈服強(qiáng)度、處于塑性變形內(nèi)，因而材料的疲勞抗力主要取決于材料的塑性。于是增加材料的塑性，可提高材料的低周疲勞抗力。 （2 分）1