力學(xué)性能二級考試題及答案

一、單項選擇題1.材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為（）A.強度B.硬度C.韌性D.塑性答案：B2.拉伸試驗時，試樣在拉應(yīng)力作用下，從開始到發(fā)生斷裂時所達到的最大應(yīng)力值稱為（）A.屈服強度B.抗拉強度C.彈性模量D.斷面收縮率答案：B3.下列哪種材料的韌性較好（）A.陶瓷B.玻璃C.中碳鋼D.混凝土答案：C4.材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后，變形能完全消失的能力稱為（）A.彈性B.塑性C.韌性D.疲勞強度答案：A5.沖擊韌性的指標(biāo)是（）A.硬度B.沖擊吸收功C.屈服強度D.抗拉強度答案：B6.疲勞強度是指材料在（）作用下，在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。A.靜載荷B.沖擊載荷C.交變載荷D.以上都不對答案：C7.布氏硬度的符號是（）A.HRAB.HRBC.HRCD.HBW答案：D8.材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時的應(yīng)力稱為（）A.比例極限B.彈性極限C.屈服強度D.抗拉強度答案：C9.衡量材料塑性的指標(biāo)有（）A.彈性模量B.沖擊吸收功C.伸長率和斷面收縮率D.硬度答案：C10.洛氏硬度HRC適用于測定（）A.較軟材料B.較硬材料C.各種材料D.有色金屬答案：B二、多項選擇題1.材料的力學(xué)性能指標(biāo)包括（）A.強度B.硬度C.塑性D.韌性E.疲勞強度答案：ABCDE2.下列屬于硬度測試方法的有（）A.布氏硬度B.洛氏硬度C.維氏硬度D.邵氏硬度E.巴氏硬度答案：ABC3.衡量材料強度的指標(biāo)有（）A.屈服強度B.抗拉強度C.抗壓強度D.抗彎強度E.抗剪強度答案：ABCDE4.材料的塑性指標(biāo)主要有（）A.伸長率B.斷面收縮率C.彈性模量D.泊松比E.沖擊吸收功答案：AB5.影響材料力學(xué)性能的因素有（）A.化學(xué)成分B.組織結(jié)構(gòu)C.加工工藝D.溫度E.加載方式答案：ABCDE6.下列材料中，屬于脆性材料的有（）A.鑄鐵B.玻璃C.陶瓷D.橡膠E.塑料答案：ABC7.疲勞斷裂的特點有（）A.低應(yīng)力破壞B.脆性斷裂C.對缺陷敏感D.斷裂前有明顯塑性變形E.多次加載產(chǎn)生答案：ABCE8.提高材料強度的方法有（）A.合金化B.熱處理C.冷加工D.細化晶粒E.表面處理答案：ABCDE9.韌性好的材料具有的特點是（）A.能吸收較大能量B.抵抗沖擊載荷能力強C.不易發(fā)生脆性斷裂D.硬度高E.塑性差答案：ABC10.下列關(guān)于彈性模量的說法正確的有（）A.反映材料抵抗彈性變形的能力B.與材料的化學(xué)成分有關(guān)C.與材料的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)D.是材料的固有性能E.單位是帕斯卡答案：ABCDE三、判斷題1.材料的強度越高，其塑性也越好。（）答案：錯誤2.硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。（）答案：正確3.沖擊韌性值越大，材料的韌性越差。（）答案：錯誤4.疲勞強度是材料在靜載荷作用下的力學(xué)性能指標(biāo)。（）答案：錯誤5.伸長率和斷面收縮率是衡量材料塑性的指標(biāo)。（）答案：正確6.布氏硬度適用于較硬材料的硬度測試。（）答案：錯誤7.材料的彈性模量是一個固定值，不隨材料的種類而變化。（）答案：錯誤8.屈服強度是材料開始產(chǎn)生塑性變形時的應(yīng)力。（）答案：正確9.脆性材料在斷裂前有明顯的塑性變形。（）答案：錯誤10.提高材料的強度一定會降低其塑性。（）答案：錯誤四、簡答題1.簡述強度和塑性的概念，并說明它們在工程上的意義。強度是材料在外力作用下抵抗破壞的能力。塑性是材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞，在外力去除后仍能保持變形后形狀和尺寸的能力。強度確保工程構(gòu)件在承受規(guī)定載荷時不發(fā)生破壞，保證結(jié)構(gòu)安全。塑性使材料便于通過加工成型為所需形狀，同時在過載時能通過塑性變形緩解應(yīng)力集中，防止突然斷裂。2.簡述硬度測試的意義及常用的硬度測試方法有哪些。硬度測試意義在于評估材料抵抗局部變形能力，了解材料軟硬程度，判斷材料質(zhì)量、熱處理狀態(tài)等。常用硬度測試方法有布氏硬度，用一定直徑鋼球或硬質(zhì)合金球，規(guī)定試驗力壓入式樣表面，保持規(guī)定時間后測量壓痕直徑計算硬度值，適用于較軟材料；洛氏硬度，用一個頂角為120度正四棱錐體壓頭，以規(guī)定試驗力壓入試樣表面，測量壓痕深度計算硬度值，有不同標(biāo)尺適用于不同硬度范圍；維氏硬度，用一個正四棱錐體壓頭，在規(guī)定試驗力作用下壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后測量壓痕對角線長度計算硬度值，精度高，適用范圍廣。3.簡述疲勞斷裂的特點及提高材料疲勞強度的措施。疲勞斷裂特點：是低應(yīng)力破壞，斷裂應(yīng)力遠低于材料的抗拉強度；是脆性斷裂，斷裂前無明顯塑性變形；對缺陷敏感，材料內(nèi)部或表面的微小缺陷易成為疲勞裂紋源；是多次加載產(chǎn)生的，在交變載荷反復(fù)作用下逐漸形成裂紋并擴展導(dǎo)致斷裂。提高材料疲勞強度措施：合理選材，選擇純凈度高、組織均勻材料；改善零件結(jié)構(gòu)形狀，避免應(yīng)力集中；進行表面處理，如噴丸、滾壓、氮化等提高表面強度和殘余壓應(yīng)力；采用適當(dāng)熱處理改善組織結(jié)構(gòu)提高韌性。4.簡述沖擊韌性的概念及影響沖擊韌性的因素。沖擊韌性是材料在沖擊載荷作用下吸收能量和抵抗斷裂的能力。影響沖擊韌性因素：化學(xué)成分方面，碳含量增加韌性降低，合金元素適量添加可提高韌性；組織結(jié)構(gòu)上，細化晶粒可提高沖擊韌性，粗大不均勻組織會降低；溫度影響，一般溫度降低沖擊韌性下降，存在韌脆轉(zhuǎn)變溫度；材料內(nèi)部缺陷如氣孔、夾雜物等會降低沖擊韌性，使裂紋易產(chǎn)生擴展；加載速度加快，材料來不及充分變形，沖擊韌性也會降低。五、討論題1.在機械制造中，如何根據(jù)零件的工作條件和性能要求合理選擇材料的力學(xué)性能指標(biāo)？舉例說明。在機械制造中，要依據(jù)零件工作條件和性能要求選力學(xué)性能指標(biāo)。如發(fā)動機曲軸，工作中受交變載荷，需有高疲勞強度，防止疲勞斷裂；同時承受沖擊，要有較好沖擊韌性。因此選材時重點關(guān)注疲勞強度和沖擊韌性指標(biāo)。再如機床床身，主要承受壓力，需良好抗壓強度和剛度，保證尺寸穩(wěn)定，選材注重抗壓強度等指標(biāo)。總之，要分析零件具體工作條件，綜合考慮各力學(xué)性能指標(biāo)來選合適材料。2.討論材料的強度和塑性之間的關(guān)系，以及在實際工程應(yīng)用中如何協(xié)調(diào)兩者之間的矛盾？材料強度和塑性一般呈反比關(guān)系。強度提高時，往往塑性會降低。因為強度提高常通過改變材料組織結(jié)構(gòu)，如細化晶粒、增加位錯密度等，這在增強材料抵抗變形能力同時，限制了材料塑性變形能力。在實際工程應(yīng)用中，協(xié)調(diào)兩者矛盾可從多方面入手。如采用合適加工工藝，冷加工提高強度同時降低塑性，可后續(xù)進行適當(dāng)退火恢復(fù)部分塑性；合金化合理添加元素，在提高強度基礎(chǔ)上盡量不降低塑性；還可優(yōu)化零件設(shè)計，在關(guān)鍵部位用高強度材料，非關(guān)鍵部位兼顧塑性，滿足零件綜合性能要求。3.舉例說明硬度測試在材料研究和生產(chǎn)實際中的應(yīng)用。在材料研究中，通過硬度測試可研究材料的組織結(jié)構(gòu)變化。如研究金屬材料熱處理過程，不同熱處理工藝會使材料硬度不同，通過硬度測試能了解組織轉(zhuǎn)變情況，確定最佳熱處理工藝參數(shù)。在新材料研發(fā)時，硬度測試可初步評估材料性能。在生產(chǎn)實際中，硬度測試用于質(zhì)量控制。如機械加工零件，檢測硬度判斷是否達到加工要求，不合格可及時調(diào)整工藝。對于原材料驗收，硬度測試判斷材料質(zhì)量是否合格。還用于判斷材料表面處理效果，如滲碳、氮化后測硬度評估表面強化程度。4.闡述溫度對材料力學(xué)性能的影響，并結(jié)合實際工程案例說明如何考慮溫度因素進行材料選擇。溫度對材料力學(xué)性能影響顯著。一般溫度升高，材料強度