材料力學效能1
一、填空：（每空1分,總分25分）
1. 高塑性材料延伸率的測量中，δ5和δ10中的大者為________。
2. 材料硬度的測定方法有和
3. 彈性不完善性主要包括和
4. 工程應用中，常根據斷裂前是否發生巨集觀的塑性變形，把斷裂分成和兩大類。
5. 研究裂紋體的低應力脆斷，主要採用的分析方法有和
6. 脆性材料切口根部裂紋形成準則遵循斷裂準則；塑性材料切口根部裂紋形成準則遵循斷裂準則；
7. 典型的疲勞斷口具有三個形貌不同的區域，即
及8．蠕變斷裂全過程大致由和
三個階段組成。
9．應力腐蝕斷裂的斷裂力學測試方法主要有和
10．磨損目前比較常用的分類方法是按磨損的失效機制分為和腐蝕磨損等。
11．在材料力學行為的研究中，經常採用三種典型的試樣進行研究，即
二、選擇：（每題1分，總分15分）
（ ）1. 下列哪項不是陶瓷材料的優點
a）耐高溫 b) 耐腐蝕 c) 耐磨損 d)塑性好
（ ）2. 對於脆性材料，其抗壓強度一般比抗拉強度
a) 高 b) 低 c) 相等 d) 不確定
（ ）3.今欲用沖床從某薄鋼板上衝剪出一定直徑的孔，在確定需多大衝剪力時應採用材料的力學效能指標為
a) 抗壓性能 b) 彎曲效能
c) 抗剪下效能 d) 疲勞效能
（ ）4. 工程中測定材料的硬度最常用
a) 刻劃法 b) 壓入法 c) 回跳法 d) 不確定
（ ）5. 細晶強化是非常好的強化方法，但不適用於
a) 高溫 b) 中溫 c) 常溫 d) 低溫
（ ）6. 工具機底座常用鑄鐵製造的主要原因是
a) **低，內耗小，模量小
b) **低，內耗小，模量高
c) **低，內耗大，模量大
d) **高，內耗大，模量高
（ ）7. 應力狀態柔度係數越小時，材料容易會發生
a) 韌性斷裂 b) 脆性斷裂
c) 塑性變形 d) 最大正應力增大
（ ）8. 下列哪副圖是金屬材料沿晶斷裂的典型斷口形貌
abcd)
（ ）9. 裂紋體變形的最危險形式是
a)張開型 b) 滑開型 c) 撕開型 d) 混合型
（ ）10. 韌性材料在什麼樣的條件下可能變成脆性材料
a) 增大缺口半徑 b) 增大載入速度
c) 公升高溫度 d) 減小晶粒尺寸
（ ）11．腐蝕疲勞正確的簡稱為
a) scc b) cf c) ae d) he
（ ）12．高強度材料的切口敏感度比低強度材料的切口敏感度
a) 高 b) 低 c) 相等 d) 無法確定
（ ）13．為提高材料的疲勞壽命可採取如下措施
a)引入表面拉應力 b) 引入表面壓應力
c) 引入內部壓應力 d) 引入內部拉應力
（ ）14．工程上產生疲勞斷裂時的應力水平一般都比條件屈服強度
a) 高 b) 低 c) 一樣 d) 不一定
（ ）15．下列摩擦實驗的示意圖中，銷盤式磨損實驗示意圖為
abcd)
三、判斷：（每題1 分，總分15分）
（ ）1.材料的力學行為與材料的力學效能是同一概念。
（ ）2. 比例極限、彈性極限與屈服強度都是表徵材料對微量塑性變形的抗力，它們之間沒有質的差異而只有量的差別。
（ ）3. 壓縮可以看作是反向拉伸。因此，拉伸試驗時所定義的各個力學效能指標和相應的計算公式，在壓縮試驗中基本上都能應用。
（ ）4. 材料的硬度與抗拉強度之間為嚴格的線性關係。
（ ）5. 減少彈性後效的辦法是長時間退火。
（ ）6. 微孔聚集型斷裂（韌窩斷裂）並不一定是韌性斷裂，也可能在巨集觀上表現為脆性斷裂。
（ ）7. 解理斷裂中，「河流」的流向與裂紋擴充套件方向相反，故可從「河流」的流向去尋找斷裂源。
（ ）8. griffith強度理論指出，含裂紋板材的實際斷裂強度與裂紋半長的平方根成正比。
（ ）9. 金屬材料的切口強度不是材料常數，而切口強度比是材料常數。
（ ）10. 衝擊載荷具有能量特性，與零件的斷面積、形狀和體積有關。
（ ）11. 裂紋擴充套件方向與疲勞條帶的方向垂直。
（ ）12. 熱暴露後所有的力學效能都下降。
（ ）13. 金屬只有在特定介質中才能發生腐蝕疲勞。
（ ）14. 兩種互溶性大的材料（相同金屬或晶格型別，晶格間距，電子密度，電化學性質相近的金屬）所組成的摩擦副，黏著傾向大，容易引發黏著磨損。
（ ）15. 適量的微裂紋存在於陶瓷材料中將提高熱震損傷性。
四、名詞解釋：（每題3 分，總分15分）
1.失效
2. 強度
3. 包申格效應
4．應力強度因子
5．抗熱震性
五、簡答：（總分20分）
1.試畫出連續塑性變形強化材料的應力—應變曲線?並說明如何根據應力—應變曲線確定材料的屈服強度？（5分）
2. 試用位錯增殖理論解釋多晶體金屬產生明顯物理屈服的現象？（6分）
3．衝擊韌性值在工程中有什麼實用價值? （4分）
4．疲勞失效過程可分成哪幾個階段?並簡述各階段的機制。（5分）
六、計算：（10分）
已知一構件的工作應力σ=700mpa,裂紋長度2a=6mm，應力場強度因子kⅰ=2σa1/2,現有5種鋼材，各鋼材的kⅰc隨σ0.2增加而下降，其變化如下表所示：
若按屈服強度計算的安全係數n =1.4，試找出既保證材料強度儲備又不發生脆性斷裂的鋼材強度。若n =1.6時，上述材料是否滿足要求?
材料03級「材料力學效能」試卷a標準答案及評分標準
一、填空：（每空1分,總分25分）
1.δ5
2. 顯微、顯微維氏、顯微努氏
3. 彈性後效、彈性滯後
4. 韌性斷裂、脆性斷裂
5．能量分析法、應力分析法
6. 正應力，正應變
7. 疲勞源，疲勞區，瞬斷區
8. 減速蠕變、恆速蠕變（穩態蠕變階段）、加速蠕變
9. 恆載荷法、恆位移法
10．黏著磨損、磨料磨損（也可填微動磨損、接觸疲勞磨損、沖蝕磨損等）
11．光滑試件、切口試件、帶裂紋試件
二、選擇：（每題1分，總分15分）
1. d 2. a 3. c 4. b 5. a
6. c 7. b 8. c 9. a 10. b
11．b 12．a 13．b 14．b 15．a
三、判斷：（每題1 分，總分15分）
1. x 2.√ 3. √ 4. x 5.√
6.√ 7.× 8. x 9. x 10. √
11.√ 12. x 13. x 14. √ 15. √
四、名詞解釋：（每題3 分，總分15分）
1.失效：就是機械零件喪失規定功能的現象。
2. 強度：材料對塑性變形和斷裂的抗力。
3. 包申格效應：金屬材料預先經少量塑性變形後再同向載入，彈性極限與屈服強度公升高；若反向載入，則彈性極限和屈服強度降低，這一現象稱為包申格效應。
4．應力強度因子：反映了裂紋尖端區域應力場的強度，故稱為應力強度因子。（它綜合反映了外加應力裂紋長度對裂紋尖端應力場強度的影響。）
5．抗熱震性：材料承受溫度驟變而不破壞的能力稱為材料的抗熱震性。
五、簡答：（總分20分）
1．試畫出連續塑性變形強化材料的應力—應變曲線?並說明如何根據應力—應變曲線確定材料的屈服強度？（5分）
答：連續塑性變形強化材料的應力—應變曲線如右圖所示（2.5分）；
屈服強度：工程上通常以產生0。2%的殘留變形時的應力記為屈服強度。（2.5分；文字回答或做圖均可）
2. 用位錯增值理論解釋物理屈服現象的本質。（6分）
答：金屬材料塑性應變速率與可動位錯密度ρ、位錯運動速率ν及柏氏向量的關係式為.由於變形前的材料中可動位錯很少，為了適應一定的巨集觀變形速率的要求，必須增大位錯運動速率。
而位錯運動速率又取決於應力的大小，其關係式為.於是，要增大位錯運動速率，就必須有較高的外應力，就出現了上屈服點。（3分）接著發生塑性變形，位錯大量增殖，ρ增大，為適應原先的形變速率，位錯運動速率必然大大降低，相應的應力也就突然降低，出現了屈服降落現象。
（3分）
3．衝擊韌性值在工程中有什麼實用價值? （4分）
答：①評定原材料的冶金質量和熱加工後的半成品質量，通過測定衝擊韌性和斷口分析，可揭示原材料中夾渣、氣泡、偏析、嚴重分層等冶金缺陷和過熱、過燒、回火脆性等鍛造以及熱處理缺陷等；（1分）
②確定結構鋼的冷脆傾向及韌脆轉變溫度；（1分）
③衝擊韌性反映著材料對一次和少數次大能量衝擊斷裂的抗力，因而對某些在特殊條件下服役的零件，如彈殼、防彈甲板等，具有參考價值：（1分）
材料力學效能
蠕變 金屬在長時間的恆溫 恆載荷作用下緩慢地產生塑性變形的現象。蠕變極限 在高溫長時間載荷作用下不致產生過量塑性變形的抗力指標。該指標與常溫下的屈服強度相似。應力腐蝕 金屬在拉應力和特定的化學介質共同作用下，經過一段時間後所產生的低應力脆性斷裂叫應力腐蝕。靜力韌度 材料在靜拉伸時單位體積材料從變形到...
材料力學效能
斷裂是機械和工程構件失效的主要形式之一，它比其它失效形式，如失穩 磨損 腐蝕等，更具有危險性。斷裂是材料的一種十分複雜的行為，在不同的力學 物理和化學環境下，會有不同的斷裂形式。例如，在迴圈應力作用下材料會發生疲勞斷裂，在高溫持久應力作用下會發生蠕變斷裂，在腐蝕環境下會發生應力腐蝕或腐蝕疲勞斷裂等等...
材料力學效能
試說明高溫下金屬蠕變變形的機理與常溫下金屬塑性變形的機理有何不同？答 常溫下金屬塑性變形主要是通過位錯滑移和孿晶進行的，以位錯滑移為主要機制。當滑移面上的位錯運動受阻產生塞積時，必須在更大的切應力作用下才能使位錯重新運動和增值，巨集觀變現為加工硬化現象，或對於螺型位錯，採用交滑移改變滑移面來實現位錯...