发布时间 : 星期一 文章材料的宏微观力学性能习题及答案更新完毕开始阅读0159e60bd0d233d4b04e6955
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3.6 在测试扭转的屈服强度时为什么采用?0.3，而不是像测拉伸屈服强度?0.2那样去测?0.2？ 3.7 为什么说用扭转试验可以大致判断出材料的?k与Sk的相对大小?能否根据扭转试验中试样的断口特征分析引起开裂的应力的特征?
3.8 用d0?0.9mm,l0?75mm的GCrl5钢(淬火＋200℃回火)试样进行扭转试验，其试验数据记录如下：
M?N?m?： 139.7，186.3，217.7，254.0，269.7，283.4，293.0，305.0
?： 11.5， 15.7， 26.3， 34.3， 46.0， 59.6， 78.7， 98.1， 117.5
其中
Mp?139.7N?m,M0.3?217.7N?m,Mk?305.0N?m
(1)绘制???曲线； (2)求
?p,?0.3,?k,G。
3.9 哪些材料适合进行抗弯试验？抗弯试验的加载形式有哪两种？其最大弯矩在哪个位置？试用图表示。
3.10 有一飞轮壳体，材料为灰铸铁，其零件技术要求抗弯强度应大于400N／mm2，现用?30mm?340mm的试棒进行三点弯曲试验，实际测试结果如下，问是否满足技术要求？
第一组：d?30.2mm,L?300mm,Pbb?14.2kN 第二组：d?32.2mm,L?300mm,Pbb?18.3kN
3.11 试综合比较单向拉伸、扭转、弯曲、压缩和剪切试验的特点。如何根据实际应用条件来选择恰当的试验方法衡量材料的力学性能？
3.12 材料为灰铸铁，其试样直径d?30mm，原标距长度h0?45mm。在压缩试验时，当试样承受到485kN压力时发生破坏，试验后长度h?40mm。试求其抗压强度和相对收缩率。 3.13 双剪试样尺寸为?12.3mm，当受到载荷为21.45kN时试样发生断裂，试求其抗剪强度。 3.14 今要用冲床从某种薄钢板上冲出一定直径的孔，在确定需多大冲剪力时应知材料的哪种力学性能指标，采用何种试验方法测定它?
3.15 今有以下各种材料，欲评定材料在静载条件下的力学行为，给定测试方法有单向拉伸、单向压缩、弯曲、扭转和硬度五种，试对给定的材料选定一种或两种最佳的测试方法。 材料：低碳钢、灰铸铁、高碳工具钢(经淬火低温回火)、结构陶瓷、玻璃、热塑性材料。
习题4
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4.1硬度的定义是什么，硬度试验有什么特点？常见的硬度试验方法有哪些？ 4.2试说明下列力学性能指标的物理意义 HB；HRA；HV100；HS；
4.3试比较布氏、洛氏、维氏硬度试验原理的异同，并说明他们的优缺点和应用范围。 4.4肖氏硬度和捶击式布氏硬度都是动力法测材料的硬度，试问这两种方法的试验原理一样吗？为什么？
4.5同一材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值有无确定的关系？为什么？有两种材料的硬度分别为200HBS10/1000和45HRC，问哪一种材料硬？ 4.6显微硬度有何用途。
4.7何谓几何相似原理？若材料为黑色金属?HB?140?，当钢球直径为2.5mm时，则其试验力应是多少？
4.8布氏硬度试验时要求试样最小厚度不应小于压痕深度的10倍，试推导出试样最小厚度的公式。若某棒料的布氏硬度值为280HBS10/3000，问试验用棒料的允许最小厚度是多少？ 4.9一个?10mm的圆柱试样在端面及圆周侧面上所测得的洛氏硬度值是否相等？以哪个为准？
4.10现有如下工作需测定硬度，选用何种硬度试验方法为宜？
(1)陶瓷涂层 (2) 灰铸铁 (3) 大齿轮 (4) 淬火后的高硬度制件 (5)退火状态下的软钢 (7)渗碳钢；(8) 硬质合金 (9) 大型机架
4.11下列的硬度要求或写法是否妥当？为什么：
(1) 100HBS10/3000；(2) 150HBS10/3000/10；(3) 15HRC； (4) 100HBW0.05； (5) 500HRS5/750；(6)640HV30/20；(7)45HRCkgf/mm
4.12某一钢件毛坯测布氏硬度时，压头用?10mm钢球、载荷为3000kg，测得压坑直径为3.34mm，问HBS、HRC、?b各为多少？
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习题5
5.1试述韧性断裂与脆性断裂的区别。工程构件中，为什么脆性断裂最危险?
5.2试述微孔聚集型断裂的全过程，若材料的基体塑性相同，第二相质点密度大小对断口中韧窝的大小和深浅有何影响？
5.3巳知淬火后200℃回火的CrMnSi钢的宏观正断抗力Sk＝3236MPa，屈服抗力s＝745MPa。试问它在三向拉伸(S1＝S2＝+S，S3＝0.75S)，单向拉伸，扭转，三向压缩(S1＝S2＝-0.3S,S3＝-S)状态下各发生何种形式破坏？(＝O.25) 5.4退火纯铁的＝2J／m2，E＝2×105MPa，d＝2.5×10-8cm，试求其理论断裂强度th
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5.5若一簿板内部存在一条长3mm的裂纹，且d＝3×10-8cm，试求其脆性断裂时的断裂应力。(设th＝0.1E＝2×104MPa) 5.6有一材料E＝2×1011N／m2，＝8N／m，试计算在7×107N／m2的拉应力作用下，该材料能扩展的裂纹的最小长度。(KI??πa) 5.7在什么条件下易出现沿晶断裂？怎样才能减小沿晶断裂倾向？ 5.8何谓应力强度因子，其表达式的一般形式如何？
5.9线弹性断裂力学建立了新的断裂判据，试举例说明它在工程中的应用：
例1：一块含有长为16mm中心穿透裂纹的钢板，受到350MPa垂直于裂纹平面的
应力作用。
(1) 如果材料的屈服强度是1400MPa，求塑性区尺寸和裂纹尖端有效应力强度因子值。 (2) 如果材料的屈服强度为385MPa，求塑性区尺寸和裂纹尖端有效应力强度因子值。 (3)试比较和讨论上述二种情况下，对应力场强度因子进行塑性修正的意义。
例2：设有屈服强度为415MPa，断裂韧性KIC为
132MPa?m??，厚度分别为100mm
和260mm的两块很宽的合金钢板。如果板都受300MPa的拉应力作用，并设板内有长为46mm
的中心穿透裂纹，试问此两板内裂纹是否都扩展？
例3：已知一构件的工作应力＝800MPa，裂纹长2a＝4mm，应力场强度因子义KI??πa，钢材KIC随
增加而下降，其变化如下表所示：
(MPa) 1100 1200 1300 1400 1500 KIC
/MPa?m?? 108.5 85.5 69.8 54.3 46.5
若按屈服强度计算的安全系数为n＝1.4，试找出既保证材料强度储备又不发生脆性断裂的钢材。若n＝1.7时，上述材料是否能满足要求?
5.10测定平面应变断裂韧性KIC的试件有哪些基本要求？如何测得有效的KIC值?在用三点弯曲试件测定尺KIC时，所用试件的尺寸为B＝30mm，W＝60mm，S＝240mm，预制疲劳裂纹(包括机械缺口)的深度a＝32mm，P5＝56kN，Pmax＝60.5kN，试计算条件断裂韧性KQ， 5.11可采用怎样的技术措施提高材料的断裂韧性KIC值? 5.12试述COD的意义。 5.13试述J的意义。
5.14在导出估算切口强度的公式时作了哪些假设和近似?据此说明上述公式的适用范围。 5.15为什么低强度高塑性材料的切口敏感度小，高强度塑性材料的大，而脆性材料是完全切口敏感的?
5.16什么是冲击韧性?用于测定冲击韧性的试件有哪两种主要形式？测定的冲击韧性如何表示?
5.17冲击韧性值在工程中有什么实用价值？
5.18何谓低温脆性?在哪些材料中发生低温脆性？
5.19何谓韧－脆转变?如何确定韧－脆转变温度？有哪些因素影响韧一脆转变温度?
5.20对于颗粒增强金属基复合材料的界面断裂韧性，目前还没有实验及理论结果。请设计一个实验方法直接确定颗粒增强金属基复合材料的界面断裂韧性，并具体给出理论模型。
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习题6
6.1残余应力对材料的力学性能有重要影响，试总结一下残余拉应力和残余压应力对应力腐蚀开裂的影响。 6.2残余应力的概念
6.3残余应力的产生是不可避免的，试说出几种工件常见的残余应力，说明其产生原因，并说出其按其影响范围属于哪种分类。
6.4试说出三种日常生活中去除、调整残余应力的工艺，并说明其属于什么方法。
6.5试例举出几种你所知道或用过的残余应力的测试方法，并说出其属于哪一类测试方法。 6.6欲测7-3黄铜试样的应力，用CoK?照射400面，当??0时，2??150.4?，当??45?时，2??150.9?，试计算试样表面宏观应力。（a?0.369 5 nm, E?8.83?104 MPa, ??0.35）
习题7
7.1 名词解释
高周疲劳，低周疲劳，应力幅
o7.2 一超静定架由三根等截面杆构成，如下图所示，该架在500C环境下承受集中载荷P，5?13试按陈化理论公式分析蠕变应力。已知其材料参数为E?2*10MPa，A?5*10，n?2，
m?0.7及P?20kN，截面面积为F?1cm2，杆长为l1?10cm。
2 1 2 45o45oe P
?c??nB?t?，分析其蠕变应力。 7.3 .在上题中，设杆1和杆2夹角为?，试用时间硬化理论?7.4 试述疲劳破坏与静力破坏的本质区别。
7.5 一半径为a的圆截面杆仅承受扭转力矩M，试用Κачанов准则分析其寿命。
7.6 一等温场厚壁筒，内外半径各为a及b，承受不变的内压P，请用连续损伤计算方法分析蠕变破坏。
7.7 疲劳行为经验规律有哪些？
7.8 试述低周疲劳循环中的寿命－载荷曲线的含义。
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