发布时间 : 星期三 文章思考题2014年材料力学性能更新完毕开始阅读496f5a27f8c75fbfc67db239
力σm及应力循环对称系数r。(3.198MPa,145.36MPa,0.96)
12．设有屈服强度为415 MPa，断裂韧性为132 MPa.m1/2 ，宽度分别100mm、260 mm的两块合金厚钢板。如果板都受500 MPa的拉应力作用，并设板内都有长为46mm的中心穿透裂纹，试问此两板内裂纹是否都扩展?(KI= 156* f(a/b), MPa.m1/2)
??af(a/b)K? 12??1?0.176??s
13.物体内部有一圆盘状尖锐深埋裂纹，直径为2.5cmm，当作用的应力为700 MPa时，物体发生断裂事故，求:
1/2
(a)材料的断裂韧性是多少?(假定满足平面应变条件。)88.433 MPa.m
KIC? ?
(b)若用这种材料制成一块厚度B=0.75cm，裂纹半长a=3.75cm的板作断裂韧性试验，问测得的断裂韧性值是否有效?(设材料的屈服强度为1100 MPa。)(2.5（KIC/σs）2=16.2mm，B<16.2mm无效。) 2B?2.（5K/?）ICs
(c)测得有效KIC的厚度是多少?（16.875mm） 7.5×1.5×1.5=16.875
14. 设某压力容器周向应力σ ＝1400MPa，采用焊接工艺后可能有纵向表面裂纹(半椭圆)a=1mm,a/c=0.6.现可以选用的两种材料分别有如下性能：
A 钢σ0.2 ＝1700MPa, KⅠc =78 MPa.m1/2 ； B 钢σ0.2＝2800 MPa，KⅠc =47 MPa.m1/2 。试从防止低应力断裂考虑，应选用哪种材料。
（提示：参考有关半椭圆表面裂纹，而且还要考虑到塑性修正的应力场强度因子KⅠ表达式）（A：可以使用KI=156 MPa.m1/2
15. 有板件在脉动载荷下工作，σmax=200MPa,σmin=0,该材料的σb=670MPa, σ
1/2
,Paris公式中，C=6.9×10-12,n=3.0，使用中发现0.2=600MPa,KIc=104MPa·m
有0.1mm和1mm两处横向穿透裂纹，请估算板件的疲劳剩余寿命？（2.69×105循环周次）
KI???a
??ada?6.9?10?12(?K)3 dNacNc?a0?dada/dN
16.正火45钢的σb=610MPa，σ-1=300MPa，试用Goodman 公式绘制σmax（σmin）-σm疲劳图，并确定σ-0.5，σ0,σ0.5等疲劳极限(σmax)。(402.2MPa,484.8MPa,343.6MPa) σmax σa O σb σm O σb σm
σmin
???m?????a???1?1????? ??b???? 1(?max??min)?a1?r 2tg????1?m1?r (?max??min)2 ??1 ?m?(1)?1?r??1? ????1?r??b? ?
?2?max2 tan??max???m?max??min1?r
2?max??m(2)
1?r
?min?r?max(3)
17.某高强度钢的σ0.2=1400MPa，在水介质中的KISCC=21.3MPa?m1/2。裂纹扩展到第Ⅱ阶段的da/dt=2×10-6mm/s。第Ⅰ阶段结束时KI=62MPa?m1/2，该材料制成的机件在水介质中工作，工作拉应力σ=400MPa，探伤发现该机件表面有半径
σ-1 σ-1 σ-1 σb ac=4mm的半圆形裂纹，试粗略估算其剩余寿命。(ac=15.6mm,Φ2=2.46,67.13天)
?400??0.7,?s1400?2KIc2.46?622ac?22?2?15.6mm1.1??c1.1?40022
t?da?1?96?da ?0.5?10(0.0156?0.004)?5.8?10s?67.13days?9????da/dt2?10?a0a0?acac
五、说明下列力学性能指标的意义：
500HBW5/750；HR30N； HV；HK；HS；AKV；AKU, FATT50；NDT, FTE,FTP；KIc；GIc；σ-1，σ
??-1P
,σ
-1N
,τ
-1
,qf,ΔKth,da/dN, σ
scc
、KⅠscc、KⅠhec 、da/dt、?sh；；
TT?T；??/?；?? 。
六、判断正误，正确的在括号里打?，错误的打?
1.弹性模量E表征了金属材料对弹性变形的抗力（ ）。
2.材料的真实相对伸长与真实相对断面收缩率在数值上是相等的（ ）。 3.穿晶断裂一定是韧性断裂（ ）。 4.疲劳断裂总是脆性断裂（ ）。
5.所谓解理面是指屈服强度最低的晶面（ ）。
6.应力状态软性系数越小，越容易产生脆性断裂（ ）。 7.随着加载速率的提高，材料的韧脆转变温度也提高（ ）。 8.金属的断裂韧性KIc随裂纹的扩展而增大（ ）。 9.贝纹线和疲劳条带都是疲劳断口的微观特征（ ）。
10.材料的缺口敏感度为1，说明缺口几乎不影响材料的疲劳强度（ ）。 11.退火态和高温回火态的金属都有包申格效应（ ）。 12.弹性模量E主要取决于金属的本性，是组织不敏感因素（ ）。 13.解理断裂总是脆性断裂（ ）。
14.过载损伤是指金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后，其疲劳极限或疲劳寿命的减损（ ）。
15.韧窝是微孔聚集型断裂断口微观形貌的基本特征（ ）。 16.提高材料的弹性模量能够提高材料弹性比功（ ）。 17. 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能（ ）。 18.内耗可用弹性比功度量（ ）。
19.应变硬化指数随层错能降低而降低（ ）。 20冷加工状态应变硬化指数高（ ）。 21.晶粒粗大材料应变硬化指数高（ ）。
22.缺口试样的屈服强度与光滑试样的屈服强度的比值。称为“缺口敏感度”（ ）。
23.应力腐蚀是指金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象（ ）。
24.由于氢和应力的共同作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象叫做氢致断裂（ ）。
26.单位摩擦距离单位压力下的磨损量称之为比磨损量（ ）。 27.材料的组织越不均匀，弹性后效越明显（ ）。
28.疲劳寿命是指试样在交变循环应力或应变作用下直至发生破坏前所经受应力或应变的循环次数（ ）。
29.金属材料的蠕变变形主要是通过晶界滑动和位错滑移等机理进行的（ ）。 30. 金属材料蠕变断裂断口在变形区域附近有许多裂纹，使断裂机件内部出现龟裂现象（ ）。
31.金属材料蠕变断裂断口一定因为高温氧化，在表面形成一层氧化膜（ ）。
32. 金属材料蠕变断裂断口的微观特征通常是冰糖状花样的沿晶断裂形貌（ ）。
33. 蠕变极限是表示材料在高温长时间载荷作用下的塑性变形抗力指标（ ）。
34.材料的晶内和晶界的强度均随温度升高而降低（ ）。
35.蠕变极限是指在约比温度以下，使试样在蠕变第二阶级产生规定稳态蠕变速率的最大应力（ ）。
36.蠕变极限是指在给定温度和载荷条件下，使试样产生规定的蠕变应变的最大应力（ ）。
37.蠕变就是高温时材料在长时间的载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象（ ）。
38.滞弹性是指在外加载荷作用下，应变落后于应力现象，属于弹塑性变形（ ）。 39.包申格效应是指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限增加；反向加载时弹性极限降低的现象（ ）。
40.解理断裂沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂（ ）。 41.驻留滑移带是指用已发生塑性变形的试样电解抛光后，对其重新循环加载时，又在原处再现的循环滑移带（ ）。
42.布氏硬度是指用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位压痕投影面积所承受的试验力计算而得的硬度（ ）。
43.洛氏硬度不同标尺是可以相互比较的（ ）。
44.维氏硬度是以两相对面夹角为136°的金刚石四棱锥作压头，采用单位投影面积所承受的试验力计算而得的硬度（ ）。
45.冲击韧度是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功的能力（ ）。 46.低温脆性可以作为选材的依据（ ）。
47.小范围屈服是指塑性变形去尺寸较裂纹尺寸及净截面尺寸小一个数量级以下的屈服现象（ ）。
48.材料的循环韧性越高，则机件依靠材料自身的消振能力越好（ ）。
49.接触疲劳是指两接触面做滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤产生的小片金属剥落而使材料损失的现象（ ）。
50.弹性比功是指金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示（ ）。
51.循环韧性是指金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力（ ）。
52.韧性是指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力（ ）。 53.疲劳贝纹线是疲劳区的微观特征，一般认为它是由载荷变动引起的，是裂纹前沿线留下的弧状台阶痕迹（ ）。
54.疲劳条带是疲劳裂纹扩展宏观上具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样（ ）。