1、材料力學性能課后答案材料力學性能課后答案(整理版整理版)1、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象稱為滯彈性，也就是應變落后于應力的現象。3循環(huán)韌性循環(huán)韌性：金屬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

2、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象。5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：金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性）變形的能力。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.解理臺階：當解理裂紋與螺型位錯相遇時，便形成一個高度為b的臺階。8.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

3、志。9.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.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：裂紋沿晶界擴展，多數是脆性斷裂。11.韌脆轉變韌脆轉變：具有一定韌性的金屬材料當低于某一溫度點時，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?，這種現象稱為韌脆轉變12.

4、彈性不完整性：理想的彈性體是不存在的，多數工程材料彈性變形時，可能出現加載線與卸載線不重合、應變滯后于應力變化等現象稱之為彈性不完整性。彈性不完整性現象包括包申格效應、彈性后效、彈性滯后和循環(huán)韌性等決定金屬屈服強度的因素有哪些？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)。2、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？答：韌性斷裂是金屬材料斷裂前產生明顯的宏觀塑性變形

5、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。3、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？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，而解理斷裂是在正應力作用以極快的速率沿一定晶體學平面產生的穿晶斷裂，解理斷裂通常是脆性斷裂。4、何謂拉伸斷口三要素？影響宏觀拉伸斷口性態(tài)的因素有哪些

6、？答：宏觀斷口呈杯錐形，由纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇三個區(qū)域組成，即所謂的斷口特征三要素。上述斷口三區(qū)域的形態(tài)、大小和相對位置，因試樣形狀、尺寸和金屬材料的性能以及試驗溫度、加載速率和受力狀態(tài)不同而變化。5、論述格雷菲斯裂紋理論分析問題的思路，推導格雷菲斯方程，并指出該理論拉伸溫度、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

7、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)軟性系數為0.8，比

8、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，沒有緊縮現象，能實現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提供依據；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。五、缺口試樣拉伸時的應力分布有何特點？在彈性狀態(tài)下的應力分布：薄板

9、：在缺口根部處于單向拉應力狀態(tài)，在板中心部位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。八.今有如下零件和材料需要測定硬度，試說明選擇何種硬度實驗方法為宜。（1）滲碳層的硬度分布；（2）淬火鋼；（3）灰鑄

10、鐵；（4）鑒別鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體；（5）儀表小黃銅齒輪；（6）龍門刨床導軌；（7）滲氮層；（8）高速鋼刀具；（9）退火態(tài)低碳鋼；（10）硬質合金。（1）滲碳層的硬度分布HK或顯微HV（2）淬火鋼HRC（3）灰鑄鐵HB（4）鑒別鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體顯微HV或者HK（5）儀表小黃銅齒輪HV（6）龍門刨床導軌HS（肖氏硬度）或HL(里氏硬度)（7）滲氮層HV（8）高速鋼刀具HRC（9）退火態(tài)低碳鋼HB（10）硬質合金HRA第