文档介绍：材料力学性能-
《工程材料力学性能》课后答案
***出版社 2008第2版
第一章单向静拉伸力学性能
1、解释下列名词。
1弹性比功: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。
:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。
:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。
:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。
:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。
:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变
:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等
2、说明下列力学性能指标的意义。
答:E弹性模量 n 应gt
变硬化指数【P15】
3、金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?
答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹
性模量对组织不敏感。【P4】
4、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?
5、决定金属屈服强度的因素有哪些?【P12】
答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。
外在因素:温度、应变速率和应力状态。
6、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?【P21】
答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。
7、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?【P23】
答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用
以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。
8、何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些?
答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不
同而变化。
9、论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论的局限性。【P32】
1
答: σc?2Eγs?2= ??πa?,只适用于脆性固体,也就是只适用于那
些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。
第二章金属在其他静载荷下的力学性能
一、解释下列名词:
(1)应力状态软性系数——材料或工件所承受的最大切应力
α=τmax
σmax=τmax和最大正应力+σ3)σmax比值,即: σ1-σ32σ1-(σ2 【新书P39 旧书P46】
(2)缺口效应——绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体,往往存在截面的急剧变化,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面变化的部分可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应
力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。【P44 P53】
(3)缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σ