名詞解釋1135

1、名詞解釋【滯彈性】答：在實(shí)際材料彈性變形過程中應(yīng)變落后于應(yīng)力的現(xiàn)象叫做滯彈性.【加工硬化指數(shù)】答：加工硬化指數(shù)是反映材料開始屈服以后，繼續(xù)變形時(shí)材料的應(yīng)變硬化情況。在數(shù)值上等于 一色，其值愈大，材料繼續(xù)變形時(shí)硬化愈快。Sd【高周疲勞】答：在交變載荷作用下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間工作后而發(fā)生的斷裂現(xiàn)象叫做疲勞，高周疲勞是指應(yīng)力較低，應(yīng)力交變頻率較高情況下的疲勞，也就是通常所說(shuō)的疲勞。【應(yīng)力腐蝕】答：材料或零件在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境作用下引起的破壞。【磨粒磨損】答：當(dāng)硬顆?；蚰承┯步饘偎槠仍趬毫Φ淖饔孟禄^或滾過零件表面時(shí)產(chǎn)生 的磨損?！景粮裥?yīng)】答：包辛格效應(yīng)就是指原先經(jīng)過變形，然后在反向加載時(shí)彈性極限或屈服強(qiáng)度

2、降低的現(xiàn)象?！镜椭芷凇繎?yīng)力高(工作應(yīng)力接近或大于材料的屈服強(qiáng)度)，應(yīng)力交變頻率低 ，斷裂時(shí)應(yīng)力交變次數(shù)少(小于10 210 5次)的情況下產(chǎn)生的疲勞叫做低周疲勞.【腐蝕疲勞】答：材料或零件在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下造成的失效叫做腐蝕疲勞?！練浯唷看穑翰牧蟽?nèi)部含有氫或使用環(huán)境與介質(zhì)中有氫時(shí)引起的脆性?！救渥儤O限】蠕變極限是保證在高溫長(zhǎng)時(shí)間載荷作用下機(jī)件不致產(chǎn)生過量塑性變形的抗力指 標(biāo).【平面應(yīng)力狀態(tài)】由于板材較薄 ，在厚度方向可以自由變形，即在厚度方向的收縮不受限制， 這種應(yīng)力狀態(tài)成為平面應(yīng)力狀態(tài)?！酒陂T檻值】在裂紋擴(kuò)展的第一階段中，當(dāng)4K小于某一臨界值 Kth時(shí)，疲勞裂紋不擴(kuò)展， K

3、th叫作疲勞門檻值。【持久強(qiáng)度】持久強(qiáng)度是指材料在一定溫度下和規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)引起斷裂的最大應(yīng)力值，記作(rtT(MN/m 2)【平面應(yīng)變狀態(tài)】由于板的厚度方向不能自由變形，即 £=0,根據(jù)虎克定律，£ z=1/E oz- 乂 ox+ oy)=0 ,固有oz= v( ox+ oy),這種應(yīng)力狀態(tài)就稱為平面應(yīng)變狀態(tài)?！緩椥员裙Α繌椥员裙閼?yīng)力一應(yīng)變曲線下彈性范圍內(nèi)所吸收的變形功，即：彈性比功=1/2( oe2/E)式中ere為材料的彈性極限，它表示材料發(fā)生彈性變性的極限抗力。填空題1、低碳鋼拉伸試驗(yàn)的過程可以分為彈性變形、塑性變形 和斷裂 三個(gè)階段。2、材料常規(guī)力學(xué)性能的五大

4、指標(biāo)為：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率斷面收縮率、 沖擊功 。3、陶瓷材料增韌的主要途徑有相變?cè)鲰g、微裂紋增韌、表面殘余應(yīng)力增韌、晶須或纖維增韌顯微結(jié)構(gòu)增韌以及復(fù)合增韌六種。4、常用測(cè)定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度 和維氏硬度測(cè)試法。5、聚合物的彈性模量對(duì)結(jié)構(gòu) 非常敏感,它的粘彈性表現(xiàn)為滯后環(huán)、應(yīng)力松弛和蠕變，這種現(xiàn)象與溫度、時(shí)間密切有關(guān)。6、影響屈服強(qiáng)度的內(nèi)在因素有：結(jié)構(gòu)健、組織、結(jié)構(gòu)、原子本性：外在因素有：溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài) 。7、缺口對(duì)材料的力學(xué)性能的影響歸結(jié)為四個(gè)方面：(1)產(chǎn)牛應(yīng)力集中、(2)引起三相應(yīng)力狀態(tài)，使材料脆化、(3)由應(yīng)力集中帶來(lái)應(yīng)變集中、使缺口附近的應(yīng)變速率增高 。

5、8、材料或零件在 交變應(yīng)力 和腐蝕介質(zhì)的共同作用下造成的失效叫腐蝕疲勞。二、指出下列力學(xué)性能指標(biāo)的名稱，物理意義及單位E答：材料的彈性模量，它表示材料在外載荷下抵抗彈性變形的能力。單位是GPa?！久?】答：條件屈服強(qiáng)度，材料有 0.2 %殘留變形量時(shí)的應(yīng)力。單位是 Mpa。Kth疲勞門欄值，表示疲勞裂紋不致擴(kuò)展的最大裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度，單位是1/2MPa , m ?！久蟆科跇O限；在交變載荷下，金屬承受的最大交變應(yīng)力b max越大，發(fā)生斷裂所用的應(yīng)力交變次數(shù)越少，當(dāng)最大應(yīng)力低于某值時(shí)，應(yīng)力交變無(wú)數(shù)次也不發(fā)生疲勞斷裂，這個(gè)應(yīng)力就稱之為材料的疲勞極限。單位為：MN/m2 。【HRC】答：洛氏

6、硬度，表示材料表面不大體積內(nèi)抵抗變形的能力，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用金剛石圓 錐洛氏硬度壓頭。無(wú)單位?！韭?斷裂極限，指材料在斷裂時(shí)的條件應(yīng)力。單位： Mpa。【狽】屈服強(qiáng)度，指材料開始發(fā)生塑性變形時(shí)的條件應(yīng)力。單位： Mpa?！綤iscc】應(yīng)力腐蝕門欄值，指在應(yīng)力腐蝕的情況下材料或零件發(fā)生破壞的最小應(yīng)力強(qiáng)度因子。單位：MPa m1/2。KJ應(yīng)力強(qiáng)度因子，表示裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的強(qiáng)弱。單位： MPa m1/2。Hv維氏硬度，表示材料或零件在不大的面積上抵抗變形的能力，實(shí)驗(yàn)時(shí)用四方錐作壓頭。單位：Kgf/mm 2?！続k】沖擊功，將具有一定重量的擺錘舉至一定高度，使其獲得一定的勢(shì)能，然后將擺錘釋放，在擺錘落至

7、最低位置處將試樣沖斷，擺錘在沖斷試樣時(shí)所做的功稱為沖擊功，單位是N - M（J）。n加工硬化指數(shù)；反映了材料開始屈服以后，繼續(xù)變形時(shí)材料的應(yīng)變硬化情況，它決定了材料開始發(fā)生頸縮時(shí)的最大應(yīng)力，也就是說(shuō)，n決定了材料能夠產(chǎn)生的最大均勻應(yīng)變量。無(wú)單位?！镜?】疲勞極限；在交變載荷下，金屬承受的最大交變應(yīng)力6ax越大，發(fā)生斷裂所用的應(yīng)力交變次數(shù)越少，當(dāng)最大應(yīng)力低于某值時(shí)， 應(yīng)力交變無(wú)數(shù)次也不發(fā)生疲勞斷裂，這個(gè)應(yīng)力就稱之為材料的疲勞極限。單位為：MN/m 2。Kic平面應(yīng)變的斷裂韌性；反映材料阻止裂紋擴(kuò)展的能力，是材料本身的特性。單位為：MPa ?m 1/2 。【ae】四、請(qǐng)說(shuō)明下面公式各符號(hào)的名稱以及

8、其物理意義【1】對(duì)公式 c K IC /Y 向進(jìn)行解釋，并說(shuō)明各符號(hào)的名稱及其物理意義（5分）答:表示帶有裂紋的材料斷裂應(yīng)力與斷裂韌性、裂紋尺寸之間的關(guān)系。b c：斷裂應(yīng)力，表示金屬 受拉伸離開平衡位置后，位移越大需克服的引力越大，bc表示引力的最大值；Kic：平面應(yīng)變的斷裂韌性，它反映了材料組織裂紋擴(kuò)展的能力；Y:幾何形狀因子ac：裂紋長(zhǎng)度da【2】對(duì)公式 c（ K）m進(jìn)行解釋，并說(shuō)明各符號(hào)的名稱及其物理意義（5分）dN答：表示疲勞裂紋擴(kuò)展速率與裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度之間的關(guān)系。也：裂紋擴(kuò)展速率（隨周次）；c與m ：與材料有關(guān)的常數(shù)；K :裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)dN度因子幅度?！緀ss】蠕變速

9、率，反映材料在一定的應(yīng)力作用下，發(fā)生蠕變的快慢；n為應(yīng)力指數(shù)，n并非完全是材料常數(shù)，隨著溫度的升高，n略有降低；A為常數(shù)；b為蠕變應(yīng)力。該公式反映了在穩(wěn)態(tài)蠕變階段，蠕變速率和蠕變應(yīng)力之間的關(guān)系。五、簡(jiǎn)答題1 .材料常規(guī)力學(xué)性能的五大指標(biāo)是什么？【答】屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率、沖擊功。2 .缺口對(duì)材料的性能有哪些影響？缺口沖擊韌性和斷裂韌性有何關(guān)系？【答】影響：產(chǎn)生應(yīng)力集中；引起三向應(yīng)力狀態(tài)， 使材料變脆；由應(yīng)力集中帶來(lái)應(yīng)變集中；使缺口附近的應(yīng)變 速率增高。關(guān)系：溫度對(duì)二者的影響類似、加載速率所引起的脆性轉(zhuǎn)變溫度的改變一致，二 者在低溫下有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3 .為什么材料的塑性要以

10、延伸率和斷面收縮率這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)度量？它們?cè)诠こ躺细饔惺裁磳?shí)際意義？答：試樣拉斷時(shí)所測(cè)得的延伸率主要反映了材料均勻變形的能力，而斷面收縮率則反映了材料局部變形的能力。在試樣拉伸過程中，試樣伸長(zhǎng)包括兩部分，均勻伸長(zhǎng)（頸縮前）和 局部伸長(zhǎng)（頸縮后），因此可以用延伸率和斷面收縮率來(lái)度量材料的塑性。4 .產(chǎn)生頸縮的應(yīng)力條件是什么 ？要抑制頸縮的發(fā)生有哪些方法 ？答：當(dāng)加工硬化速率等于該處的真應(yīng)力時(shí)就開始頸縮。措施：提高加工硬化指數(shù)。5 .金屬材料在高溫下的變形機(jī)制與斷裂機(jī)制和常溫比較有何不同？答：（變形機(jī)制） 常溫下的變形是通過為錯(cuò)的滑移和產(chǎn)生攣晶；高溫下變形有為錯(cuò)攀移、空位擴(kuò)散和晶界滑移三種方式。（斷

11、裂機(jī)制）常溫下金屬材料的斷裂是由于應(yīng)力集中在某處先 形成裂紋源，初始裂紋在應(yīng)力作用下開展，有效界面積減小，應(yīng)力達(dá)到材料強(qiáng)度極限時(shí)產(chǎn)生斷裂；高溫下往往是在晶界上出現(xiàn)許多空穴或微孔，這些微孔聚合相連，或者在晶界上有許多楔形裂紋，最后導(dǎo)致晶界斷裂，1 .陶瓷材料增韌主要有哪些途徑？答：相變?cè)鲰g、微裂紋增韌、表面殘余應(yīng)力增韌、晶須 或纖維增韌/、顯微結(jié)構(gòu)增韌以及復(fù)合增韌六種。2 .為什么通常體心立方金屬顯示低溫脆性，而面心立方金屬一般沒有低溫脆性？答：對(duì)于體心立方金屬來(lái)說(shuō)，隨著溫度的下降屈服強(qiáng)度上升劇烈， 但形變硬化速率卻對(duì)溫度 不太敏感，因此隨著溫度下降其抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的差別基本保持不變，而延伸

12、率則越來(lái)越低。這樣，當(dāng)屈服強(qiáng)度上升到和其解離斷裂抗力相等時(shí)，材料就發(fā)生脆斷。對(duì)于面心立方金屬來(lái)說(shuō)，屈服強(qiáng)度隨溫度降低基本不變，但加工硬化速率卻迅速上升，相應(yīng)地也伴隨著抗拉強(qiáng)度迅速上升。均勻延伸率隨溫度的降低不是減小而是明顯增大。故面心立方金屬?zèng)]有冷脆現(xiàn)象。3 .提高金屬材料的屈服強(qiáng)度有哪些方法？試用已學(xué)過的專業(yè)知識(shí)就每種方法各舉一例。【答】：從組織的影響來(lái)看有四種強(qiáng)化機(jī)制影響金屬材料的屈服強(qiáng)度：固溶強(qiáng)化、形變強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化、晶界和亞晶強(qiáng)化；影響屈服強(qiáng)度的外在因素還有：溫度、應(yīng)變速率、 應(yīng)力狀態(tài)。隨著溫度的降低與應(yīng)變速率的增高，材料的屈服強(qiáng)度也升高。“和常溫下力學(xué)性能相比，金屬材料在高

13、溫下的力學(xué)行為有哪些特點(diǎn)？造成這種差別的原因何在？答：首先，材料在高溫下將發(fā)生蠕變現(xiàn)象，即在應(yīng)力恒定的情況下，材料在應(yīng)力的持續(xù)作用 下不斷發(fā)生變形；其次，材料在高溫下不僅強(qiáng)度降低，而且塑性也降低。應(yīng)變?cè)降?，載荷作 用時(shí)間越長(zhǎng)，塑性降低得越顯著。再次，材料在高溫下晶界附近是弱化的區(qū)域。但在常溫或不太高的溫度下，晶界卻是阻止變形引起材料強(qiáng)化的因素，細(xì)晶粒不僅強(qiáng)度高，塑韌性也好。另外還有高溫應(yīng)力松弛、蠕變還會(huì)產(chǎn)生疲勞損傷，使高溫疲勞強(qiáng)度下降?？诓牧显诟邷叵碌牧W(xué)性能特點(diǎn)都是和蠕變過程緊密相連的?！坝绊憫?yīng)力腐蝕的主要因素有哪些？答 【環(huán)境因素】對(duì)于某一特定的材料只有在特定的介質(zhì)中才發(fā)生應(yīng)力腐蝕【力學(xué)因

14、素】如塑性加工后不同方向、熱處理狀態(tài)等【冶金因素】材料成分、組織、強(qiáng)度等?！疤岣呓饘俨牧系那?qiáng)度有哪些方法？試用已學(xué)過的專業(yè)知識(shí)就每種方法各舉一例?！敬稹繌慕M織的影響來(lái)看有四種強(qiáng)化機(jī)制影響金屬材料的屈服強(qiáng)度：固溶強(qiáng)化、形變強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化、晶界和亞晶強(qiáng)化；影響屈服強(qiáng)度的外在因素還有：溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀 態(tài)。隨著溫度的降低與應(yīng)變速率的增高，材料的屈服強(qiáng)度也升高。“和常溫下力學(xué)性能相比，金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有哪些特點(diǎn)？造成這種差別的原因何在？【答】首先，材料在高溫下將發(fā)生蠕變現(xiàn)象，即在應(yīng)力恒定的情況下，材料在應(yīng)力 的持續(xù)作用下不斷發(fā)生變形；其次，材料在高溫下不僅強(qiáng)度降低，而且塑

15、性也降低。應(yīng)變?cè)降?，載荷作用時(shí)間越長(zhǎng)，塑性降低得越顯著。再次，材料在高溫下晶界附近是弱化的區(qū)域。但在常溫或不太高的溫度下，晶界卻是阻止變形引起材料強(qiáng)化的因素，細(xì)晶粒不僅強(qiáng)度高， 塑韌性也好。另外還有高溫應(yīng)力松弛、蠕變還會(huì)產(chǎn)生疲勞損傷，使高溫疲勞強(qiáng)度下降。材料在高溫下的力學(xué)性能特點(diǎn)都是和蠕變過程緊密相連的。3、金屬疲勞破壞的特點(diǎn)是什么？典型疲勞斷口具有什么特征？提高疲勞強(qiáng)度的途徑有哪 些？【答】金屬疲勞破壞有以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，斷裂時(shí)并無(wú)明顯的宏觀塑性變形，斷裂前 沒有預(yù)兆，而是突然地破壞；第二，引起疲勞破壞的應(yīng)力很低， 常常低于靜載時(shí)的屈服強(qiáng)度； 第三，疲勞破壞能清楚地顯示出裂紋的發(fā)生、擴(kuò)展和

16、最后斷裂三個(gè)組成部分。一個(gè)典型的疲勞斷口總是有疲勞源、疲勞裂紋擴(kuò)展源和最終斷裂區(qū)三部分組成。2、提高零件的疲勞壽命有哪些方法？試就每種方法各舉一應(yīng)用實(shí)例，并對(duì)這種方法具體分析，其在抑制疲勞裂紋的萌生中起有益作用，還是在阻礙疲勞裂紋擴(kuò)展中有良好的效果？【答】提高疲勞壽命的方法有：1、采用滾壓或噴丸的表面強(qiáng)化方法。因?yàn)槠诹鸭y的萌生大多起 源于表面，滾壓或噴丸時(shí)表面的塑性變形受到約束，使表面產(chǎn)生很高的殘留壓應(yīng)力，這種情況下表面就不易萌生疲勞裂紋，即使表面有小的裂紋，裂紋也不易擴(kuò)展。2、利用表面化學(xué)熱處理的方法來(lái)提高零件的疲勞強(qiáng)度。如滲碳氮化等，其表面強(qiáng)化原理和上述的噴丸、滾壓法是相同的，也是在滲層

17、表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。3、減少夾雜物。夾雜物如 AI2O3、硅酸鹽和MnS等與基體的膨脹系數(shù)不同，在淬火過程中使其周圍產(chǎn)生應(yīng)力，在夾雜物和基體之間 萌生疲勞裂紋。4、細(xì)化晶粒。細(xì)化晶粒對(duì)阻止疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展都是有好處的。細(xì)化 晶粒相當(dāng)于減小了平均滑移距離，減少了在晶界上位錯(cuò)塞積所引起的應(yīng)力集中。5、其它因素。對(duì)Ti-8Al-1Mo-1V 用鍍的表面鍍層能顯著提高疲勞極限。在零件制造過程中，注意消 除磨削和焊接等工藝造成的殘余拉應(yīng)力。3、為什么材料的塑性要以延伸率和斷面收縮率這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)度量？它們?cè)诠こ躺细饔惺裁磳?shí)際意義？【答】試樣拉斷時(shí)所測(cè)得的延伸率主要反映了材料均勻變形的能力，而斷面收縮

18、率則反映了材料局部變形的能力。在試樣拉伸過程中，試樣伸長(zhǎng)包括兩部分，均勻伸長(zhǎng)（頸縮前）和局部伸長(zhǎng)（頸縮后），因此可以用延伸率和斷面收縮率來(lái)度量材料的塑性。六、綜合題1 .金屬疲勞破壞的特點(diǎn)是什么？典型疲勞斷口具有什么特征？提高疲勞強(qiáng)度的途徑有哪些？ 【答】金屬疲勞破壞有以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，斷裂時(shí)并無(wú)明顯的宏觀塑性變形，斷裂前沒有預(yù)兆，而是突然地破壞；第二，引起疲勞破壞的應(yīng)力很低，常常低于靜載時(shí) 的屈服強(qiáng)度；第三，疲勞破壞能清楚地顯示出裂紋的發(fā)生、擴(kuò)展和最后斷裂三個(gè)組成部分。（）一個(gè)典型的疲勞斷口總是有疲勞源、疲勞裂紋擴(kuò)展源和最終斷裂區(qū)三部分組成。（）提高疲勞強(qiáng)度的途徑（略）2. 一直徑為 2.

19、5mm ,長(zhǎng)為200mm 的桿，在載荷 2000N 作用下，直徑縮小為 2.2mm, 試計(jì)算：（1）桿的最終長(zhǎng)度；（2）在該載荷作用下的真應(yīng)力S與真應(yīng)變；（3）在該載荷作A0 Ad； d22.52 2.2222用下的條件應(yīng)力與條件應(yīng)變。答（1） = A0 x 100%= d0 X 100%=2.5X100%=22.56%=1=29.13% 最終桿長(zhǎng)：1=1（1+）=200 X （1+29.13% ）=258.26mm（ 備注： 也 可利 用 體積不 變定律計(jì)F 2000N算）（2）S= A = 1/4* *2.2 2* mm2 =526.13Mpa ln（1 ） = ln（1 29-13%）

20、=25.56J 1n 空6% （或=l0 =200=25.56%）_F2000N AO 1/ 4* *2.5 2* mm2 =407.44 Mpa（或 S= 1S（1） =526.131X （ 1 -22.56 %） = 407.44 Mpa_L258.26 200l0 =200 X 100%=29.13%3.某汽車彈簧，在未裝滿載時(shí)已變形到最大位置，缺載后可完全恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)；另一汽 車彈簧，使用一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)彈簧弓形越來(lái)越小，即產(chǎn)生了塑性變形，而且塑性變形 量越來(lái)越大。試分析這兩種故障的本質(zhì)及改變措施。答：第一種故障主要是材料的剛度（彈性模量）不足，抵抗彈簧變形能力不夠； 改進(jìn)措施：（1

21、）更換彈性模量高的材料；（2）改變材料的截面形狀尺寸。第二種故障主要是材料的彈性極限偏低所致；改進(jìn)措施：（1 ）更換彈性極限高的材料（2）對(duì)材料進(jìn)行適當(dāng)熱處理1 .提高零件的疲勞壽命有哪些方法？并對(duì)這種方法具體分析，其在抑制疲勞裂紋的萌生中起有益作用，還是在阻礙疲勞裂紋擴(kuò)展中有良好的效果？【答】提高疲勞壽命的方法有：采用滾壓或噴丸的表面強(qiáng)化方法。因?yàn)槠诹鸭y的萌生大多起源于表面，滾壓或噴丸時(shí)表面的塑性變形受到約束，使表面產(chǎn)生很高的殘留壓應(yīng)力，這種情況下表面就不易萌生疲勞裂紋，即使表面有小的裂紋，裂紋也不易擴(kuò)展。利用表面化學(xué)熱處理的方法來(lái)提高零件的疲勞強(qiáng)度。如滲碳氮化等， 其表面強(qiáng)化原理和上述的噴丸、滾壓法是相同的，也是在滲層表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。減少夾雜物。夾雜物如A12O3、硅酸鹽和MnS等與基體的膨脹系數(shù)不同，在淬火過程中使其周圍產(chǎn)生應(yīng)力，在夾雜物和基體之間萌生疲勞裂紋。細(xì)化晶粒。細(xì)化晶粒對(duì)阻止疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展都是有好處的。細(xì)化晶粒相當(dāng)于減小了