千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦材料力學(xué)性能-第2版課后習(xí)題答案第一章單向靜拉伸力學(xué)性能

1、解釋下列名詞。

1彈性比功：金屬材料汲取彈性變形功的能力，普通用金屬開始塑性變形前單位體積汲取的最大彈性變形功表示。

2．滯彈性：金屬材料在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時刻延長產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象稱為滯彈性，也算是應(yīng)變降后于應(yīng)力的現(xiàn)象。3．循環(huán)韌性：金屬材料在交變載荷下汲取別可逆變形功的能力稱為循環(huán)韌性。

4．包申格效應(yīng)：金屬材料通過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力落低的現(xiàn)象。

5．解理刻面：這種大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面。6．塑性：金屬材料斷裂前發(fā)生別可逆永遠（塑性）變形的能力。

韌性：指金屬材料斷裂前汲取塑性變形功和斷裂功的能力。

7.解理臺階：當解理裂紋與螺型位錯相遇時，便形成一具高度為b的臺階。

8.河流花樣：解理臺階沿裂紋前端滑動而相互匯集,同號臺階相互匯集長大,當匯集臺階高度腳夠大時,便成為河流花樣。是解理臺階的一種標志。

9.解理面：是金屬材料在一定條件下，當外加正應(yīng)力達到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生的穿晶斷裂，因與大理石斷裂類似，故稱此種晶體學(xué)平面為解理面。

10.穿晶斷裂：穿晶斷裂的裂紋穿過晶內(nèi)，能夠是韌性斷裂，也能夠是脆性斷裂。

沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴展，多數(shù)是脆性斷裂。11.韌脆轉(zhuǎn)變：具有一定韌性的金屬材料當?shù)陀谀骋粶囟赛c時，沖擊汲取功明顯下落，斷裂方式由原來的韌性斷裂變?yōu)榇嘈詳嗔眩@種現(xiàn)象稱為韌脆轉(zhuǎn)變

12.彈性別完整性：理想的彈性體是別存在的，多數(shù)工程材料彈性變形時，也許浮現(xiàn)加載線與卸載線別重合、應(yīng)變滯后于應(yīng)力變化等現(xiàn)象,稱之為彈性別完整性。彈性別完整性現(xiàn)象包括包申格效應(yīng)、彈性后效、彈性滯后和循環(huán)韌性等

2、講明下列力學(xué)性能指標的意義。

答：E彈性模量G切變模量rσ規(guī)定殘余伸長應(yīng)力2.0σ屈服強度gtδ金屬材料拉伸時最大應(yīng)力下的總伸長率n應(yīng)變硬化指數(shù)【P15】

3、金屬的彈性模量要緊取決于啥因素？為啥講它是一具對組織別敏感的力學(xué)性能指標？

答：要緊決定于原子本性和晶格類型。合金化、熱處理、冷塑性變形等可以改變金屬材料的組織形態(tài)和晶粒大小，然而別改變金屬原子的本性和晶格類型。組織盡管改變了，原子的本性和晶格類型未發(fā)生改變，故彈性模量對組織別敏感。【P4】

4、試述退火低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼的屈服現(xiàn)象在拉伸力-伸長曲線圖上的區(qū)不？為啥？

5、決定金屬屈服強度的因素有哪些？【P12】

答：內(nèi)在因素：金屬本性及晶格類型、晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)、溶質(zhì)元素、第二相。

外在因素：溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)力狀態(tài)。

6、試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)不。為啥脆性斷裂最驚險？【P21】

答：韌性斷裂是金屬材料斷裂前產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形的斷裂，這種斷裂有一具緩慢的撕裂過程，在裂紋擴展過程中別斷地消耗能量；而脆性斷裂是忽然發(fā)生的斷裂，斷裂前都是別發(fā)生塑性變形，沒有明顯征兆，因而危害性非常大。

7、剪切斷裂與解理斷裂基本上穿晶斷裂，為啥斷裂性質(zhì)徹底別同？【P23】

答：剪切斷裂是在切應(yīng)力作用下沿滑移面分離而造成的滑移面分離，普通是韌性斷裂，而解理斷裂是在正應(yīng)力作用以極快的速率沿一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生的穿晶斷裂，解理斷裂通常是脆性斷裂。

8、何謂拉伸斷口三要素？妨礙宏觀拉伸斷口性態(tài)的因素有哪些？

答：宏觀斷口呈杯錐形，由纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇三個區(qū)域組成，即所謂的斷口特征三要素。上述斷口三區(qū)域的形態(tài)、大小和相對位置，因試樣形狀、尺寸和金屬材料的性能以及試驗溫度、加載速率和受力狀態(tài)別同而變化。

9、論述格雷菲斯裂紋理論分析咨詢題的思路，推導(dǎo)格雷菲斯方程，并指出該理論的局限性?！綪32】

答：2

12??

???=aEscπγσ，只適用于脆性固體,也算是只適用于那些裂紋尖端塑性變形能夠忽略的事情。第二章金屬在其他靜載荷下的力學(xué)性能一、解釋下列名詞：

（1）應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)——材料或工件所承受的最大切應(yīng)力τmax和最大正應(yīng)力σmax比值，即：()

32131maxmax5.02σσσσσστα+--==【新書P39舊書P46】（2）缺口效應(yīng)——絕大多數(shù)機件的橫截面都別是均勻而無變化的光滑體，往往存在截面的急劇變化，如鍵槽、油孔、軸肩、螺紋、退刀槽及焊縫等，這種截面變化的部分可視為“缺口”，由于缺口的存在，在載荷作用下缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)將發(fā)生變化，產(chǎn)生所謂的缺口效應(yīng)?！綪44P53】

（3）缺口敏感度——缺口試樣的抗拉強度σbn的與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強度σb的比值，稱為缺口敏感度，即：

【P47P55】

（4）布氏硬度——用鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭，采納單位面積所承受的試驗力計算而得的硬度。【P49P58】

（5）洛氏硬度——采納金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測量壓痕深度所表示的硬度【P51P60】。

（6）維氏硬度——以兩相對面夾角為136。的金剛石四棱錐作壓頭，采納單位面積所承受的試驗力計算而得的硬度?！綪53P62】

（7）努氏硬度——采納兩個對面角別等的四棱錐金剛石壓頭，由試驗力除以壓痕投影面積得到的硬度。

（8）肖氏硬度——采動載荷試驗法，依照重錘回跳高度表證的金屬硬度。

（9）里氏硬度——采動載荷試驗法，依照重錘回跳速度表證的金屬硬度。

二、講明下列力學(xué)性能指標的意義

（1）σｂｃ——材料的抗壓強度【P41P48】

（2）σｂｂ——材料的抗彎強度【P42P50】

（3）τｓ——材料的扭轉(zhuǎn)屈服點【P44P52】

（4）τｂ——材料的抗扭強度【P44P52】

（5）σｂｎ——材料的抗拉強度【P47P55】

（6）NSR——材料的缺口敏感度【P47P55】

（7）HBW——壓頭為硬質(zhì)合金球的材料的布氏硬度【P49P58】

（8）HRA——材料的洛氏硬度【P52P61】

（9）HRB——材料的洛氏硬度【P52P61】

（10）HRC——材料的洛氏硬度【P52P61】

（11）HV——材料的維氏硬度【P53P62】

三、試綜合比較單向拉伸、壓縮、彎曲及扭轉(zhuǎn)試驗的特點和應(yīng)用范圍。

四．試述脆性材料彎曲試驗的特點及其應(yīng)用。

五、缺口試樣拉伸時的應(yīng)力分布有何特點？【P45P53】

在彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布：薄板：在缺口根部處于單向拉應(yīng)力狀態(tài)，在板中心部位處于兩向拉伸平面應(yīng)力狀態(tài)。厚板：在缺口根部處于兩向拉應(yīng)力狀態(tài)，缺口內(nèi)側(cè)處三向拉伸平面應(yīng)變狀態(tài)。

不管脆性材料或塑性材料，都因機件上的缺口造成兩向或三向應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力集中而產(chǎn)生脆性傾向，落低了機件的使用安

全性。為了評定別同金屬材料的缺口變脆傾向，必須采納缺口試樣舉行靜載力學(xué)性能試驗。

六、試綜合比較光滑試樣軸向拉伸、缺口試樣軸向拉伸和偏歪拉伸試驗的特點。

偏歪拉伸試驗：在拉伸試驗時在試樣與試驗機夾頭之間放一墊圈，使試樣的軸線與拉伸力形成一定角度舉行拉伸。該試驗用于檢測螺栓一類機件的安全使用性能。

光滑試樣軸向拉伸試驗：截面上無應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力分布均勻，僅在頸縮時發(fā)生應(yīng)力狀態(tài)改變。

缺口試樣軸向拉伸試驗：缺口截面上浮現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力分布別均，應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生兩向或三向拉應(yīng)力狀態(tài)，致使材料的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)落低，脆性增大。

偏歪拉伸試驗：試樣并且承受拉伸和彎曲載荷的復(fù)合作用，其應(yīng)力狀態(tài)更“硬”，缺口截面上的應(yīng)力分布更別均勻，更能顯示材料對缺口的敏感性。

七、試講明布氏硬度、洛氏硬度與維氏硬度的實驗原理，并比較布氏、洛氏與維氏硬度試驗辦法的優(yōu)缺點?！綪49P57】

原理

布氏硬度：用鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭，計算單位面積所承受的試驗力。

洛氏硬度：采納金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測量壓痕深度。

維氏硬度：以兩相對面夾角為136。的金剛石四棱錐作壓頭，計算單位面積所承受的試驗力。

布氏硬度優(yōu)點：實驗時普通采納直徑較大的壓頭球，因而所得的壓痕面積比較大。壓痕大的一具優(yōu)點是其硬度值能反映金屬在較大范圍內(nèi)各組成相得平均性能；另一具優(yōu)點是實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性強。缺點：對別同材料需更換別同直徑的壓頭球和改變試驗力，壓痕直徑的測量也較煩惱，因而用于自動檢測時受到限制。

洛氏硬度優(yōu)點：操作簡便，迅捷，硬度值可直截了當讀出；壓痕較小，可在工件上舉行試驗；采納別同標尺可測量各種軟硬別同的金屬和厚薄別一的試樣的硬度，因而廣泛用于熱處理質(zhì)量檢測。缺點：壓痕較小，代表性差；若材料中有偏析及組織別均勻等缺陷，則所測硬度值重復(fù)性差，分散度大；此外用別同標尺測得的硬度值彼此沒有聯(lián)系，別能直截了當比較。

維氏硬度優(yōu)點：別存在布氏硬度試驗時要求試驗力F與壓頭直徑D之間所規(guī)定條件的約束，也別存在洛氏硬度試驗時別同標尺的硬度值無法統(tǒng)一的弊端；維氏硬度試驗時別僅試驗力能夠任意取，而且壓痕測量的精度較高，硬度值較為準確。缺點是硬度值需要經(jīng)過測量壓痕對角線長度后才干舉行計算或查表，所以，工作效率比洛氏硬度法低的多。八.今有如下零件和材料需要測定硬度，試講明挑選何種硬度實驗辦法為宜。

（1）滲碳層的硬度分布；（2）淬火鋼；（3）灰鑄鐵；（4）鑒不鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體；（5）儀表小黃銅齒輪；（6）龍門刨床導(dǎo)軌；（7）滲氮層；（8）高速鋼刀具；（9）退火態(tài)低碳鋼；（10）硬質(zhì)合金。

（1）滲碳層的硬度分布HK或-顯微HV

（2）淬火鋼HRC

（3）灰鑄鐵HB

（4）鑒不鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體顯微HV或者HK

（5）儀表小黃銅齒輪HV

（6）龍門刨床導(dǎo)軌HS（肖氏硬度）或HL(里氏硬度)

（7）滲氮層HV

（8）高速鋼刀具HRC

（9）退火態(tài)低碳鋼HB

（10）硬質(zhì)合金HRA

第三章金屬在沖擊載荷下的力學(xué)性能

沖擊韌性:材料在沖擊載荷作用下汲取塑性變形功和斷裂功的能力?！綪57】

A除以沖擊試樣缺口底部截面積所得之商，稱為沖擊韌度，αku=Aku/S（J/cm2）,沖擊韌度::U形缺口沖擊汲取功

KU

a表示。P57注釋/P67

反應(yīng)了材料反抗沖擊載荷的能力,用

KU

沖擊汲取功:缺口試樣沖擊彎曲試驗中，擺錘沖斷試樣失去的位能為mgH1-mgH2。此即為試樣變形和斷裂所消耗的A表示，單位為J。P57/P67

功，稱為沖擊汲取功，以

K

低溫脆性：體心立方晶體金屬及合金或某些密排六方晶體金屬及其合金，特殊是工程上常用的中、低強度結(jié)構(gòu)鋼（鐵素體-珠光體鋼），在試驗溫度低于某一溫度kt時，會由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊汲取功明顯下落，斷裂機理由微孔聚攏型變?yōu)榇┚Ы饫硇停瑪嗫谔卣饔衫w維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀，這算是低溫脆性。

韌性溫度儲備:材料使用溫度和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的差值，保證材料的低溫服役行為。

二、（1）KA：沖擊汲取功。含義見上面。沖擊汲取功別能真正代表材料的韌脆程度，但由于它們對材料內(nèi)部組織

變化十分敏感，而且沖擊彎曲試驗辦法簡便易行，被廣泛采納。

AKV(CVN)：V型缺口試樣沖擊汲取功.

AKU：U型缺口沖擊汲取功.

（2）FATT50：沖擊試樣斷口分為纖維區(qū)、放射區(qū)（結(jié)晶區(qū)）與剪切唇三部分，在別同試驗溫度下，三個區(qū)之間的相對面積別同。溫度下落，纖維區(qū)面積忽然減少，結(jié)晶區(qū)面積忽然增大，材料由韌變脆。通常取結(jié)晶區(qū)面積占整個斷口面積50%時的溫度為kt，并記為50%FATT，或FATT50%，t50。（新書P61，舊書P71）

或:結(jié)晶區(qū)占整個斷口面積50%是的溫度定義的韌脆轉(zhuǎn)變溫度.

（3）NDT:以低階能開始上升的溫度定義的韌脆轉(zhuǎn)變溫度,稱為無塑性或零塑性轉(zhuǎn)變溫度。

（4）FTE:以低階能和高階能平均值對應(yīng)的溫度定義tk，記為FTE

（5）FTP:以高階能對應(yīng)的溫度為tk，記為FTP

四、試講明低溫脆性的物理本質(zhì)及其妨礙因素

低溫脆性的物理本質(zhì)：宏觀上關(guān)于那些有低溫脆性現(xiàn)象的材料，它們的屈服強度會隨溫度的落低急劇增加，而斷裂強度隨溫度的落低而變化別大。當溫度落低到某一溫度時，屈服強度增大到高于斷裂強度時，在那個溫度以下材料的屈服強度比斷裂強度大，所以材料在受力時還未發(fā)生屈服便斷裂了，材料顯示脆性。

從微觀機制來看低溫脆性與位錯在晶體點陣中運動的阻力有關(guān)，當溫度落低時，位錯運動阻力增大，原子熱激活能力下落，所以材料屈服強度增加。

妨礙材料低溫脆性的因素有（P63，P73）：

1．晶體結(jié)構(gòu)：對稱性低的體心立方以及密排六方金屬、合金轉(zhuǎn)變溫度高，材料脆性斷裂趨勢明顯，塑性差。

2．化學(xué)成分：可以使材料硬度，強度提高的雜質(zhì)或者合金元素都會引起材料塑性和韌性變差，材料脆性提高。

3．顯微組織：①晶粒大小，細化晶粒能夠并且提高材料的強度和塑韌性。因為

晶界是裂紋擴展的阻力，晶粒細小，晶界總面積增加，晶界處塞積的位錯數(shù)減少，有利于落低應(yīng)力集中；并且晶界上雜質(zhì)濃度減少，幸免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。②金相組織：較低強度水平常強度相等而組織別同的鋼，沖擊汲取功和韌脆轉(zhuǎn)變溫度以馬氏體高溫回火最佳，貝氏體回火組織次之，片狀珠光體組織最差。鋼中夾雜物、碳化物等第二相質(zhì)點對鋼的脆性有重要妨礙，當其尺寸增大時均使材料韌性下落，韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。

五.試述焊接船舶比鉚接船舶容易發(fā)生脆性破壞的緣故。

焊接容易在焊縫處形成粗大金相組織氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、錯邊、咬邊等缺陷，增加裂紋敏感度，增加材料的脆性，容易發(fā)生脆性斷裂。

七.試從宏觀上和微觀上解釋為啥有點材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而另外一些材料則沒有？

宏觀上，體心立方中、低強度結(jié)構(gòu)鋼隨溫度的落低沖擊功急劇下落，具有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。而高強度結(jié)構(gòu)鋼在非常寬的溫度范圍內(nèi)，沖擊功都非常低，沒有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。面心立方金屬及其合金普通沒有韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。

微觀上，體心立方金屬中位錯運動的阻力對溫度變化很敏感，位錯運動阻力隨溫度下落而增加，在低溫下，該材料處于脆性狀態(tài)。而面心立方金屬因位錯寬度比較大，對溫度別敏感，故普通別顯示低溫脆性。

體心立方金屬的低溫脆性還也許與遲屈服現(xiàn)象有關(guān)，對低碳鋼施加一高速到高于屈服強度時，材料并別馬上產(chǎn)生屈服，而需要通過一段孕育期（稱為遲屈時刻）才開始塑性變形，這種現(xiàn)象稱為遲屈服現(xiàn)象。由于材料在孕育期中只產(chǎn)生彈性變形，沒有塑性變形消耗能量，因此有利于裂紋擴展，往往表現(xiàn)為脆性破壞。

第四章金屬的斷裂韌度

1、名詞解釋

低應(yīng)力脆斷：高強度、超高強度鋼的機件，中低強度鋼的大型、重型機件在屈服應(yīng)力以下發(fā)生的斷裂。

張開型（I型）裂紋：拉應(yīng)力垂直作用于裂紋擴展面，裂紋沿作用力方向張開，沿裂紋面擴展的裂紋。

應(yīng)力場強度因子IK：在裂紋尖端區(qū)域各點的應(yīng)力重量除了決定于位置外，尚與強度因子IK有關(guān)，關(guān)于某一確定的點，其應(yīng)力重量由IK確定，IK越大，則應(yīng)力場各點應(yīng)力重量也越大，如此IK就能夠表示應(yīng)力場的強弱程度，稱IK為應(yīng)力場強度因子?！癐”表示I型裂紋?！綪68】

小范圍屈服：塑性區(qū)的尺寸較裂紋尺寸及凈截面尺寸為小時（小一具數(shù)量級以上），這就稱為小范圍屈服?！綪71】有效屈服應(yīng)力：裂紋在發(fā)生屈服時的應(yīng)力?！拘聲鳳73：舊P85】

有效裂紋長度：因裂紋尖端應(yīng)力的分布特性，裂尖前沿產(chǎn)生有塑性屈服區(qū)，屈服區(qū)內(nèi)松弛的應(yīng)力將疊加至屈服區(qū)之外，從而使屈服區(qū)之外的應(yīng)力增加，其效果相當于因裂紋長度增加ry后對裂紋尖端應(yīng)力場的妨礙，經(jīng)修正后的裂紋長度即為有效裂紋長度:a+ry?！拘翽74；舊P86】。

裂紋擴展K判據(jù)：裂紋在受力時只要滿腳ICIKK≥，就會發(fā)生脆性斷裂.反之，即使存在裂紋，若ICIKK也不可能斷裂。新P71：舊８３

裂紋擴展能量釋放率GI：I型裂紋擴展單位面積時系統(tǒng)釋放勢能的數(shù)值。P76/P88

裂紋擴展G判據(jù)：ICIGG≥，當ＧＩ滿腳上述條件時裂紋失穩(wěn)擴展斷裂。P77/P89

Ｊ積分：有兩種定義或表達式：一是線積分：二是形變功率差。P89/P101

裂紋擴展Ｊ判據(jù)：ICIJJ≥，只要滿腳上述條件，裂紋（或構(gòu)件）就會斷裂。

ＣＯＤ：裂紋張開位移。P91/P102

ＣＯＤ判據(jù)：cδδ≥，當滿腳上述條件時，裂紋開始擴展。P91/P103

2、講明下列斷裂韌度指標的意義及其相互關(guān)系

CKI和CK答：臨界或失穩(wěn)狀態(tài)的IK記作CKI或CK，CKI為平面應(yīng)變下的斷裂韌度，表示在平面應(yīng)變條件下材料反抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力。CK為平面應(yīng)力斷裂韌度，表示在平面應(yīng)力條件下材料反抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力。它們基本上I型裂紋的材料裂紋韌性指標，但CK值與試樣厚度有關(guān)。當試樣厚度增加，使裂紋尖端達到平面應(yīng)變狀態(tài)時，斷裂韌度趨于一穩(wěn)定的最低值，即為CKI，它與試樣厚度無關(guān)，而是真正的材料常數(shù)。P71/P82

CGI答：P77/P89當IG增加到某一臨界值時，IG能克服裂紋失穩(wěn)擴展的阻力，則裂紋失穩(wěn)擴展斷裂。將IG的臨界值記作cGI，稱斷裂韌度，表示材料阻撓裂紋失穩(wěn)擴展時單位面積所消耗的能量，其單位與IG相同，MPa·m

ＪＩＣ：是材料的斷裂韌度，表示材料反抗裂紋開始擴展的能力，其單位與GIC相同。P90/P102

cδ：是材料的斷裂韌度，表示材料阻撓裂紋開始擴展的能力.P91/P104

Ｊ判據(jù)和δ判據(jù)一樣基本上裂紋開始擴展的裂紋判據(jù)，而別是裂紋失穩(wěn)擴展的裂紋判據(jù)。P91/P104

3、試述低應(yīng)力脆斷的緣故及防止辦法。

答：低應(yīng)力脆斷的緣故：在材料的生產(chǎn)、機件的加工和使用過程中產(chǎn)生別可幸免的宏觀裂紋，從而使機件在低于屈服應(yīng)力的事情發(fā)生斷裂。預(yù)防措施：將斷裂判據(jù)用于機件的設(shè)計上，在給定裂紋尺寸的事情下，確定機件允許的最大工作應(yīng)力，或者當機件的工作應(yīng)力確定后，依照斷裂判據(jù)確定機件別發(fā)生脆性斷裂時所允許的最大裂紋尺寸。

4、為啥研究裂紋擴展的力學(xué)條件時別用應(yīng)力判據(jù)而用其它判據(jù)？

答：由4—1可知，裂紋前端的應(yīng)力是一具變化復(fù)雜的多向應(yīng)力，如用它直截了當建立裂紋擴展的應(yīng)力判據(jù)，顯得十分復(fù)雜和困難；而且當r→0時，別論外加平均應(yīng)力怎么小，裂紋尖端各應(yīng)力重量均趨于無限大，構(gòu)件就失去了承載能力，也算是講，只要構(gòu)件一有裂紋就會破壞，這顯然與實際事情別符。這講明經(jīng)典的強度理論單純用應(yīng)力大小來推斷受載的裂紋體是否破壞是別正確的。所以無法用應(yīng)力判據(jù)處理這一咨詢題。所以只能用其它判據(jù)來解決這一咨詢題。

5、試述應(yīng)力場強度因子的意義及典型裂紋IK的表達式

答：新書P69舊書P80參看書中圖（應(yīng)力場強度因子的意義見上）幾種裂紋的IK表達式，無限大板穿透裂紋：

aKπσ=I；

有限寬板穿透裂紋：)(ba

faKπσ=I；有限寬板單邊直裂紋：)(b

afaKπσ=I當

b≥a時，aKπσ2.1=I；受彎單邊裂紋梁：)()(62/XXX

afa

bMK-=I；無限大物體內(nèi)部有橢圓片裂紋，遠處受均勻拉伸：4/12222)cos(sinββπσ

caaK+Φ=I；無限大物體表面有半橢圓裂紋，遠處均受拉伸：A點的Φ

=IaKπσ1.1。6、試述K判據(jù)的意義及用途。

答：K判據(jù)解決了經(jīng)典的強度理論別能解決存在宏觀裂紋為啥會產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷的緣故。K判據(jù)將材料斷裂韌度同機件的工作應(yīng)力及裂紋尺寸的關(guān)系定量地聯(lián)系起來，可直截了當用于設(shè)計計算，估算裂紋體的最大承載能力、允許的裂紋最大尺寸，以及用于正確挑選機件材料、優(yōu)化工藝等。P71/P83

7、試述裂紋尖端塑性區(qū)產(chǎn)生的緣故及其妨礙因素。

答：機件上由于存在裂紋，在裂紋尖端處產(chǎn)生應(yīng)力集中，當σy趨于材料的屈服應(yīng)力時，在裂紋尖端處便開始屈服產(chǎn)生塑性變形，從而形成塑性區(qū)。

妨礙塑性區(qū)大小的因素有：裂紋在厚板中所處的位置，板中心處于平面應(yīng)變狀態(tài)，塑性區(qū)較??；板表面處于平面應(yīng)力狀態(tài)，塑性區(qū)較大。然而不管平面應(yīng)力或平面應(yīng)變，塑性區(qū)寬度總是與（KIC/σs)2成正比。

8、試述