材料力學性能簡答題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.材料的厚度或截面尺寸對材料的斷裂韌性有什么影響？在平面應變斷裂韌性KIC的測試過程中，為了保證裂紋尖端處于平面應變和小范圍屈服狀態(tài)，對試樣的尺寸有什么要求？ 答：材料的斷裂韌性隨材料厚度或截面尺寸的增加而減小，最終趨于一個穩(wěn)定的最低值，即平 面 應 變 斷 裂 韌 性 K I C 。（ 2 分 ）為 保 證 裂 紋 尖 端 處 于 平 面 應 變 和 小 范 圍 屈 服 狀 態(tài) ， 對 試樣在 z 向的厚度 B、在 y 向的寬度 W 與裂紋長度 a 之差（即 W-a，稱為韌帶寬度）和裂紋長度 a 設計成如下尺寸2.解釋形變強化的概念，并闡述其工程意義答：拉伸試驗中

2、，材料完成屈服應變后，隨應變的增加發(fā)生的應力增大的現(xiàn)象，稱為形變強化。材料的形變強化規(guī)律，可用Hollomon公式S=Kn描述。（2 分）形變強化是金屬材料最重要的性質(zhì)之一，其工程意義在于：1）形變強化可使材料或零件具有抵抗偶然過載的能力，阻止塑性變形的繼續(xù)發(fā)展，保證材料安全。2）形變強化是工程上強化材料的重要手段，尤其對于不能進行熱處理強化的材料，形變強化成為提高其強度的非常重要的手段。3）形變強化性能可以保證某些冷成形如冷拔線材和深沖成形等工藝的順利進行。（2 分）3.簡述布氏硬度試驗方法的原理、計算方法和優(yōu)缺點.4.解釋平面應力和平面應變狀態(tài)，并用應力應變參數(shù)表述這兩種狀態(tài)。 答 ：對

3、薄 板 ，由 于 板 材 較 薄 ，在 厚 度 方 向 上 可 以 自 由 變 形 ，即 z0 。這 種 只在 兩 個 方 向 上 存 在 應 力 的 狀 態(tài) 稱 為 平 面 應 力 。對厚板，由于厚度方向變形的約束作用，使得方向不產(chǎn)生應變，即z=0 ， 這 種 狀 態(tài) 稱 為 平 面 應 變 。（ 2 分 ）5.什么是低溫脆性？并闡述低溫脆性的物理本質(zhì)。答：材料因溫度的降低由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?，沖擊吸收功明顯下降，斷裂機理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫?，斷口特征由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀的現(xiàn)象，稱為低溫脆性或冷脆。低溫脆性是材料屈服強度隨溫度的下降而急劇增加、但材料的斷裂強度 f卻隨溫度變化較小的結(jié)果

4、。6. 哪些材料易表現(xiàn)出低溫脆性？工程上常用哪些方法評定材料的低溫脆性？ 答：與面心立方金屬相比，體心立方金屬材料如中低強度鋼等，容易表現(xiàn)出低 溫 脆 性 。在工程上，常用能量準則、斷口形貌準則、斷口變形特征準則等評價材料 的 低 溫 脆 性 敏 感 性 。7.與常溫下力學性能相比，金屬材料在高溫下的力學行為有哪些特點？ 答：與常溫下力學性能相比，金屬材料在高溫下的力學行為有如下特點：（1）材料在高溫下將發(fā)生蠕變現(xiàn)象。即在應力恒定的情況下，材料在應力的持續(xù)作用下不斷地發(fā)生變形。（2）材料在高溫下的強度與載荷作用的時間有關了。載荷作用的時間越長，引起一定變形速率或變形量的形變抗力及斷裂抗力越低。

5、（3）材料在高溫下工作時，不僅強度降低，而且塑性也降低。應變速率越低，載荷作用時間越長，塑性降低得越顯著。因而在高溫下材料的斷裂，常為沿晶斷裂。（4）在恒定應變條件下，在高溫下工作的材料還會應力松弛現(xiàn)象，即材料內(nèi)部的應力隨時間而降低的現(xiàn)象。9.缺口會引起哪些力學響應？如何評定材料的缺口敏感性？答：材料截面上缺口的存在，使得在缺口的根部產(chǎn)生應力集中、雙向或三向應 力 、 應 力 集 中 和 應 變 集 中 ， 并 試 樣 的 屈 服 強 度 升 高 ， 塑 性 降 低 。材料的缺口敏感性，可通過缺口靜拉伸、偏斜拉伸、靜彎曲、沖擊等方法 加 以 評 定 。10. 高周疲勞與低周疲勞的區(qū)別是什么？并從材料的強度和塑性出發(fā)，分析應如何提高材料的抗疲勞性能？ 答：高周疲勞是指小型試樣在變動載荷（應力）試驗時，疲勞斷裂壽命高于 105周次的疲勞過程。高周疲勞試驗是在低載荷、高壽命和控制應力下進行的疲勞。而低周疲勞是在高應力、短壽命、控制應變下進行的疲勞過程。（2 分）對高周疲勞，由于承受的載荷較小、常處于彈性變形范圍內(nèi)，因而材料的疲勞抗力主要取決于材料強度。于是提高的材料就可改善材料的高周疲勞抗力。而對低周疲勞，承受的載荷常大于材料的屈服強度、處于塑性變形內(nèi)，因而材料的疲勞抗力主要取決于材料的塑性。于是增加材料的塑性，可提高材料的低周疲勞抗力。 （2 分）1