发布时间 : 星期日 文章材料物理性能答案更新完毕开始阅读7d3e5302a0116c175e0e4871
3） 材料的内耗是指材料在弹性范围内由于其内部各种微观因素的原因致使机械能逐渐转化成为材料内能
的现象。
4） 动滞后：线性滞弹性和线性粘弹性都不满足瞬时性，即存在应变滞后应力的现象，因此都会产生内耗，
并且这种应变滞后效应与加载速率或频率关系密切。如果加载的速率非常缓慢或频率很低，这种滞后效应就不会出现，因此，又把这种滞后称为动滞后。
5） 静滞后：瞬时范性满足瞬时性，此类弹性体应变滞后应力是瞬时动态发生的，不依赖于加载速率或频率，
仅与应力大小有关。再缓慢的速率或频率，滞后现象也存在。
3什么是粘、滞弹性的静态响应特性？解释恒应力下的应变弛豫，恒应变下应力弛豫，未弛豫模量Eu，充分弛豫模量ER，动态模量E，恒应力下的应变弛豫时间间
??和恒应变下应力弛豫时
??。
① 响应特性是指施加或去除应力（或应变）载荷时，应变（或应力）的瞬时表现行为，所谓静态是指施加的是静态载荷。 ② 恒应力下的应变弛豫（弹性蠕变） 给滞弹性体施加应力???0，并保持不变，其总应变为：???0??(t)
?0是与应力?同时出现（同相位）的瞬时应变；?(t)是落后于应力、与时间
有关的滞后（弛豫）应变（弹性蠕变）。 同理，卸载时，应变的恢复会发生相反的过程，通常被称为弹性后效。相应的弹性模量变化为：
Eu??0?0 为未弛豫模量
ER??0?? 为充分弛豫模量 E??0?(t) 为动态模量
ER?E?Eu ??为恒应力下的应变弛豫时间
2）恒应变下的应力弛豫现象（弹性应力松弛）
在上述加载过程中，如果保持应变???0不变，经过一定时间后，其中的应力?将会发生变化。
d????0????
dt其中的??为恒应变下的应力弛豫时间。当然，卸载时也会发生相反的过程。
4.什么是粘、滞弹性的动态响应特性？图示说明总应变 ε中哪部分是应力同位相的弹性应变
?1?？哪部分是滞后应变???中与应力同位相的分量?1??？哪部分是滞后应变???中滞后应力?/2位相的分量ε″2？这些应变或与复模量、未弛豫模量、充分弛豫模量、模量亏损和内耗有什么关系？
所谓动态响应特性指应力随时间周期性变化时，应变滞后应力的表现行为。 （与时间无关） ?1? 是与应力同相位的应变。
（与时间有关） ?1??是滞后应变???中与应力同相位的分量。
?2是滞后应变???中滞后应力?/2相位的分量（与时间有关）
?1??代表着模量的亏损效应，?2代表内耗。
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5.为什么滞、粘弹性材料应变相对于应力的滞后角能代表其内消耗？为什么
EuER?????等式成立？
书上151页，答案暂不明确。第二个答案是广义胡克定律推到，见P151.
6.试证明对滞弹性（弛豫）内耗，其内耗与应变振幅的大小无关、并分析其原因。
(??)?1是内耗有最大值、
当
?1Q?0E?ER (??)??1当时，载荷变化速率太低，弛豫过程得以充分进行，而使
?1Q?0E?Eu
时，载荷变化速率太高，抑制了弛豫过程的出现，而使
当
(??)?1时，内耗有最大值?1Qmax??E2
7.对于由原子扩散（或热激活过程）引起的滞弹性（弛豫型）内耗，其弛豫时间与温度有何关系？该关系为什么能给内耗测试带来方便？何为内耗弛豫谱？利用内耗试验测试扩散激活焓的原理是什么？
对与扩散相关的弛豫型内耗的弛豫时间与发生弛豫的温度之间满足阿累尼乌斯方程，即
???0exp(HRT) ?0为材料常数 H为扩散激活能
方便：若在内耗实验时选择合适的加载频率不变，而通过改变试验温度来改变相应的弛豫时间，进而满足
(??)?1的条件，同样能获得一系列对应不同内耗机制的内耗峰或内耗弛豫温度谱。
选定在定温条件下改变加载频率的方法进行内耗侧视，一旦出现内耗峰值，就可以确定试验温度的弛豫时间，不同频率所对应的弛豫峰及其相应的弛豫时间应该属于不同的内耗机制。这种试验方法获得的是内耗频率谱。
内耗弛豫谱：内耗与T或者?的关系
原理：选择两种加载频率进行变温的内耗实验，可以确定相应内耗机制的扩散激活能
8简述内耗的分类方法，分别指出滞弹性（弛豫型）内耗、阻尼共振型内耗、静滞后型内耗的特征。并分别举出相应的内耗实例、描述其微观机制。
内耗是材料在动态载荷作用下，因其微观因素而造成机械能损耗现象的统称。根据内耗的宏观表现形式，常分类为：1）动滞后型内耗 2）粘弹性内耗 3）静滞后型内耗
滞弹性（弛豫型）内耗 弛豫时间受温度影响，内耗峰位置与频率和温度有关。
阻尼共振型内耗 弛豫时间不受温度影响，内耗峰位置只与频率有关，当加载频率与内耗微观机制的固有频率相等或相近时，即
，出现内耗峰。
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静滞后型内耗 应变滞后于应力是瞬时动态出现的，是一种微观上的塑性行为，内耗的大小与加载的速率或频率无关，仅与应力值有关，一定应力幅值下的应变滞后回线面积是一定的。
9以Snock内耗峰为例，说明什么是应力感生有序。
在Fe、V、Cr、Nb、Mo、Ta、W等bcc金属中含有C、N、O等间隙原子时，它们多存在于非对称的体
心立方的八面体间隙，在外应力作用下这些间隙原子会发生微扩散择优取向和重新分布，即所谓的应力感生有序现象。
10简述内耗有哪些量度和测试方法？说明扭摆仪测量
内耗的量度：应变滞后于应力的相位角，阻尼比（阻尼系数、阻尼能力率），振幅对数衰减率（对数减缩量），品质因数，损耗系数，衰减系数（声衰系数）。 测试方法： 扭摆仪
共振法、强迫振动、衰减振动 超声法 ? 或S.D.C
课 程 名 称：材料物理性能 试 卷： A
授课院（系）： 材料学院 考试日期： 2010年6月24日 试卷共 4 页
一、名词解释（每题3分，共30分） 有效电子 能级密度 费米能级 静态弹性模量 电子有效质量 格波
晶格热振动的简谐近似 铁磁质 退磁能 磁弹性能
二、判断以下命题真伪 (每题2分，共30分) （认为命题正确的划√；认为错误的划 ×）
1、根据量子导电理论，只有自由电子近似下材料中所有的价电子才
能全部参与导电。 （ ） 2、根据导电的能带理论，在k空间，电子的等能面形状会发生畸变。（ ） 3、由量子导电理论的紧束缚近似，材料的能带交叠有可能会使其禁
带消失。 （ ）
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4、量子导电理论中的自由电子近似认为，自由电子的运动行为是一
种等幅平面波。 （ ）
5、热膨胀是晶格简谐热振动叠加的结果。 （ ） 6、k 空间中的倒易结点数与晶体中自由电子包含自旋的能态数相同。（ ） 7、实测的材料等压热容曲线只能反映原子热振动的热容和自由电子
对热容的贡献。 （ ） 8、在由N个单胞原子数为P的原胞组成的晶体中，有 3PN种格波。（ ） 9、构成某种材料的原子，若其原子（或本征）磁矩为零，则该材料
在被磁化时的抗磁磁化率为零。 （ ） 10、温度对顺磁质的磁化率没有影响。 （ ）
11、纯铁在770℃的磁性转变是由其结构转变引起的。 （ ） 12、磁畴壁的迁移过程是通过原子扩散完成的。 （ ） 13、滞弹性是一种与时间有关的弹性行为。 （ ） 14、阻尼共振型内耗的弛豫时间与温度有关。 （ ） 15、静滞后型内耗的弛豫时间与加载频率有关。 （ ）
三、简略分析并回答以下问题（每题4分，共20分） 1、试分析为什么温度变化会对材料的导电性产生影响。
2、简述材料热膨胀为什么必须用原子热振动的非简谐近似理论解释？
3、如图，请选择(a)和(b)哪一个是n型掺杂半导体的能带结构示意图，并 解释为什么半导体的导电性对温度特别敏感？
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