发布时间 : 星期二 文章思考题2014年材料力学性能更新完毕开始阅读496f5a27f8c75fbfc67db239
1.试分析金属材料在屈服阶段为何存在上下屈服点？
2.循环韧性有何工程意义？选择音叉需要选择循环韧性高的还是低的材料？ 3. 何为拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口的形态的因素有哪些？ 4、为什么材料的塑性要以延伸率和断面收缩率这两个指标来度量?它们在工程上各有什么实际意义?
5.包申格效应有何意义？工程中对机件会产生哪些影响？
6.试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力－伸长曲线图上的区别？为什么？
7. 试述韧性断裂与脆性断裂的区别，为什么说脆性断裂最危险？
8. 常温静拉伸试验可确定金属材料的哪些性能指标？说出这些指标的符号定义、意义。
9．常用的标准试样有5 倍试样和10 倍试样，其延伸率分别用σ5和σ10表示，说明为什么σ5>σ10。 第二章
1. 布氏硬度与洛氏硬度可否直接比较？
2. 缺口对材料的拉伸力学性能有什么影响？
3. 布氏硬度与洛氏硬度的测量方法有何不同？ HRA、HRB、HRC分别用于测量何种材料的硬度？
4. 什么叫金属的缺口效应？
5.金属材料在受到扭转、单向拉伸、三向等拉伸、单向压缩、两向压缩、三向压缩应力作用时，其应力状态软性系数分别为多少？ 6.缺口试样拉伸时应力分布有何特点？
7.试综合比较光滑试样轴向拉伸、缺口试样轴向拉伸和偏斜拉伸试验的特点
8. 今有如下工件需要测定硬度，试说明选用何种硬度试验法为宜？（1）渗碳层的硬度分布；（2）淬火钢；（3）灰铸铁，（4）硬质合金，（5）鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体，（6）仪表小黄铜齿轮，（7）龙门刨床导轨，（8）氮化层，（9）火车圆弹簧，（10）高速钢刀具。
第三章
1. 试说明低温脆性的物理本质及其影响因素？ 2.冲击韧性主要有哪些用途？
3．细化晶粒尺寸可以降低脆性转变温度或者说改善材料低温脆性，为什么？ 4．为什么通常体心立方金属显示低温脆性，而面心立方金属一般没有低温脆性?
第四章
1. 说明KI和KIc的异同。
2.为什么研究裂纹扩展的力学条件时不用应力判据而用其它判据？ 3.试述应力场强度因子的意义及典型裂纹KⅠ的表达式 4.试述K判据的意义及用途
5.试述裂纹尖端塑性区产生的原因及其影响因素，在什么条件下需考虑塑性区的影响对KⅠ进行修正？
6. 张开型、滑开型和撕开型哪种断裂方式最危险？ 7.试述影响KⅠc和AkV的异同及其相互之间的关系
8．什么叫断裂韧性？它与应力场强度因子有何联系与区别？
第五章
1.轴对称循环应力的平均应力、应力幅和应力比分别为多少？ 2. 疲劳宏观断口上的贝纹线与微观断口的条带有什么区别？ 3.试述金属疲劳断裂的特点
4.试说明合金成分、显微组织、非金属夹杂物、表面粗糙度等对金属疲劳性能的影响规律
第六章
1.有一M24栓焊桥梁用高强度螺栓，采用40B钢调质制成，抗拉强度为1200MPa，承受拉应力650MPa。在使用中，由于潮湿空气及雨淋的影响发生断裂事故。观察断口发现，裂纹从螺纹根部开始，有明显的沿晶断裂特征，随后是快速脆断部分。断口上有较多腐蚀产物，且有较多的二次裂纹。试分析该螺栓产生断裂的原因，并考虑防止这种断裂的措施。
2.试述金属产生应力腐蚀的条件和机理。
3.试述区别高强度钢的应力腐蚀和氢致延滞断裂的方法。
4.何为氢致延滞断裂？为什么高强度钢的氢致研制断裂是在一定的应变速率和温度范围内出现？
第七章
1..粘着磨损产生的条件、机理及其防止措施 2.摩擦副材料的硬度一般较测试材料高，请问为何一般不能选择同种材料作摩擦副？
3.耐磨性一般如何测量？有哪些测定方法？
4.如何提高材料或零件的抗粘着磨损能力?
第八章
1.试说明材料的持久强度极限是如何由实验方法测得的？
2.试说明使材料产生稳态蠕变速率的蠕变极限是如何由实验方法测得的？ 3．解释材料高温蠕变变形理论主要有哪些？蠕变断裂有哪几种形式？ 4. 试分析晶粒大小对金属材料高温力学性能的影响。 5. 材料的高温性能包括哪些？
6.试述金属蠕变断裂的裂纹形成机理与常温下金属的裂纹形成机理有何不同？
四、计算
1. 通常纯铁的γs=2J/m2,E=2×105MPa,a0=2.5×10-10m，试求其理论断裂强度σm。(4×104MPa)
1?E?s?2??m???a??0?
2. 若一薄板内有一条长3毫米的裂纹，且a0=3×10-8mm， 试求脆性断裂时的断裂应力σc（设σm=E/10＝2×105MPa）。（71.4MPa） 1?m?a?2??? ??c??a0?
3. 有一材料E=2×1011N/m2, γs=8N/m,试计算在 7×107N/m2的拉力作用下，该材
料的临界裂纹长度？（0.4mm）
1?E?s?m???a??2???
4．一直径为2.5mm，长为200mm 的杆，在载荷2000N作用下，直径缩小为2.2mm, 试计算：
(1)杆的最终长度；(258.3mm)
(2)在该载荷作用下的真应力S 与真应变e；(407.6MPam,0.291)
(3)在该载荷作用下的名义应力σ与名义应变δ。(526.2MPa,0.255)
5.某材料制成长50mm、直径5mm的圆形拉伸试样，当进行拉伸试验时，塑性变形阶段的外力F与长度增量ΔL的关系为 F (N) 6000， 14000 ΔL (mm) 1， 11.5
试求该材料的硬化系数和应变硬化指数。 (n＝0.44，K＝1659.59MPa)
S?Ken?lgS?lgK?nlge
6.有一大型板件，材料的?0.2=1200MPa，KIC=115MPa·m1/2，探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向拉应力900MPa下工作，试计算KI及塑性区宽度R0，并判断该件是否安全。（168.13 MPa.m1/2，1.01mm）
??aK1??KIC2KIC21?0.502???s?R0?0.11()
?s
7.有一轴件平均轴向工作应力150MPa，使用中发生横向疲劳脆性正断，断口分析表明有a=25mm深的表面半椭圆疲劳区，根据裂纹a/c可以确定Φ=1，测试材料的?0.2=720MPa，试估算材料的断裂韧度KIC是多少？（46.23 MPa.m1/2） 1.1?1.1??aY?,K?I ??
8.铝合金三点弯曲试样，尺寸B:W:S=18:36:144，用千分尺测得的实际尺寸B=18.01mm，W=36.06mm，试样的屈服强度550MPa，测试中所获得的F-V曲线形状如图所示，为第二类曲线，最大载荷Fmax=8700N，第一个高峰值为8360N，用初始线段的斜率小于5%做割线截取时与F-V曲线交点为8050N。试样断裂后，从断口上测得的相对裂纹长度a/W=0.54；从附表查得，Y(a/W)=3.04，试求条件断裂韧度KQ并进行有效性判断。（29.67 MPa.m1/2，B>7.27mm）
F
FQ F5 Fmax O
V
FQS
a?a?KQ??Y??;0.45??0.55
3/2W?W?BW
(1)Fmax/FQ?1.10
2(2)B?2.（5K/?） Qy 9．低合金钢厚板的断裂韧性在-20℃时的GⅠc=5.1×10-2MN/m，GⅠc值随温度成比例地减小，每下降10℃，GⅠc降低1.3×10-2MN/m，如果这块板上有长度为10mm 的裂纹，问在-50℃时σc的断裂应力是多少?( E=2×105MN/m2,ν=0.3)（409.86或者410.84MPa） 22221??K?U1????aIc GIc????,MN /m?MPa?m?(2a)EE
1/2K???aMPamI
10．用某材料制造一批压力容器，此材料的屈服强度σs=1600 MPa ，断裂韧性K
1/2
，经探伤检验发现某一容器沿轴向有一穿透裂纹，长度为Ⅰc=40 MPa.m
2a=5mm ，此批容器的半径R=1100mm ，壁厚t=6mm ，试问:
如果2a=5mm 的这一压力容器必须承受的最大压强为8.34 MPa(85 个大气压)，这个压力容器是否安全?（σ=1529MPa，不安全KI=184.18 MPa.m1/2）
??aK1?
1?0.502???s?2
11. 某汽车发动机连杆大头螺栓在工作时承受交变拉应力，最大拉力为59460N，最小拉力为56900N，螺栓螺纹处内径为11.29mm，试求应力半幅σa、平均应
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