2025年大學(xué)疲勞力學(xué)（材料疲勞）期末測(cè)試卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.材料在交變載荷作用下，發(fā)生破壞時(shí)的應(yīng)力水平通常（）其靜強(qiáng)度極限。A.高于B.低于C.等于D.不確定2.疲勞裂紋的萌生通常發(fā)生在材料的（）。A.表面B.內(nèi)部C.晶界D.都有可能3.應(yīng)力集中對(duì)材料疲勞壽命的影響是（）。A.提高B.降低C.無影響D.不確定4.材料的疲勞極限是指（）。A.交變載荷下材料所能承受的最大應(yīng)力B.交變載荷下材料所能承受的最小應(yīng)力C.交變載荷下材料所能承受的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)D.交變載荷下材料所能承受的最大應(yīng)力且不發(fā)生破壞的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)5.下列哪種因素不會(huì)影響材料的疲勞性能（）。A.材料的化學(xué)成分B.加工工藝C.環(huán)境溫度D.材料的密度6.疲勞裂紋擴(kuò)展的速率與（）有關(guān)。A.應(yīng)力水平B.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)C.裂紋長(zhǎng)度D.以上都是7.對(duì)于金屬材料，疲勞斷口的宏觀特征通常呈現(xiàn)（）。A.韌性斷裂特征B.脆性斷裂特征C.既有韌性又有脆性斷裂特征D.不確定8.材料的疲勞壽命主要取決于（）。A.裂紋萌生階段B.裂紋擴(kuò)展階段C.最終斷裂階段D.以上都不是9.提高材料疲勞性能的有效方法之一是（）。A.降低材料強(qiáng)度B.增加材料內(nèi)部缺陷C.進(jìn)行表面強(qiáng)化處理D.提高材料密度10.疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值是指（）。A.裂紋開始擴(kuò)展時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度因子B.裂紋擴(kuò)展速率為零時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度因子C.裂紋擴(kuò)展到臨界尺寸時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度因子D.以上都不是二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題至少有兩個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.影響材料疲勞性能的因素包括（）。A.應(yīng)力集中B.材料的組織結(jié)構(gòu)C.環(huán)境介質(zhì)D.加載頻率E.材料的顏色2.疲勞裂紋擴(kuò)展的階段包括（）。A.裂紋萌生B.裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展C.裂紋加速擴(kuò)展D.最終斷裂E.裂紋愈合3.可以用來研究材料疲勞性能的試驗(yàn)方法有（）。A.疲勞試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)B.電子顯微鏡觀察C.X射線衍射分析D.超聲波檢測(cè)E.紅外熱成像檢測(cè)4.下列關(guān)于材料疲勞極限的說法正確的是（）。A.不同材料的疲勞極限不同B.同一材料在不同環(huán)境下疲勞極限可能不同C.疲勞極限與加載方式有關(guān)D.疲勞極限是一個(gè)固定值，不會(huì)隨其他因素變化E.材料的疲勞極限越高，其疲勞性能越好5.為了提高材料的疲勞壽命，可以采取的措施有（）。A.優(yōu)化材料的化學(xué)成分B.改善加工工藝，減少內(nèi)部缺陷C.進(jìn)行表面處理，如噴丸、滾壓等D.降低使用環(huán)境溫度E.增加材料的厚度三、判斷題（總共10題，每題2分，請(qǐng)判斷下列說法的對(duì)錯(cuò)，在括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”）1.材料在交變載荷作用下一定會(huì)發(fā)生疲勞破壞。（）2.疲勞裂紋只能從材料表面萌生。（）3.應(yīng)力集中越大，材料的疲勞壽命越長(zhǎng)。（）4.材料的疲勞極限與加載頻率無關(guān)。（）5.疲勞裂紋擴(kuò)展速率隨裂紋長(zhǎng)度的增加而減小。（）6.金屬材料的疲勞斷口一般由疲勞源、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)組成。（）7.提高材料的強(qiáng)度可以提高其疲勞性能。（）8.環(huán)境介質(zhì)不會(huì)對(duì)材料的疲勞性能產(chǎn)生影響。（）9.疲勞壽命是指材料從開始加載到發(fā)生疲勞破壞所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（）10.對(duì)于同一材料，疲勞試驗(yàn)的加載波形不同，其疲勞性能也不同。（）四、簡(jiǎn)答題（總共3題，每題10分，請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題）1.簡(jiǎn)述應(yīng)力集中對(duì)材料疲勞性能的影響機(jī)制。2.說明材料疲勞裂紋萌生的主要位置及原因。3.提高材料疲勞性能的主要途徑有哪些？五、綜合分析題（總共1題，每題20分，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)分析下列問題）某航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在使用過程中出現(xiàn)疲勞斷裂現(xiàn)象，請(qǐng)分析可能導(dǎo)致其疲勞斷裂的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。答案：一、單項(xiàng)選擇題1.B2.D3.B4.D5.D6.D7.C8.B9.C10.B二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD2.ABCD3.ABCDE4.ABCE5.ABC三、判斷題1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.×8.×9.√10.√四、簡(jiǎn)答題1.應(yīng)力集中會(huì)使局部應(yīng)力遠(yuǎn)高于名義應(yīng)力，導(dǎo)致材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)加劇、晶格畸變等。在交變載荷作用下，這些部位更容易萌生裂紋，且裂紋擴(kuò)展速率加快，從而顯著降低材料的疲勞壽命。2.主要位置：材料表面、表面缺陷處、晶界等。原因：表面易受交變載荷直接作用，應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜；表面缺陷如劃痕、孔洞等破壞了材料的連續(xù)性，成為應(yīng)力集中源，易引發(fā)裂紋萌生；晶界處原子排列不規(guī)則，結(jié)合力較弱，在交變載荷下易產(chǎn)生滑移和開裂，導(dǎo)致裂紋萌生。3.優(yōu)化材料成分，提高材料純度，減少雜質(zhì)對(duì)疲勞性能的不利影響；改善加工工藝，如采用合理的鍛造、熱處理等工藝，細(xì)化晶粒，降低內(nèi)部殘余應(yīng)力；進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，如噴丸、滾壓、表面淬火等，提高表面硬度和強(qiáng)度，改善表面應(yīng)力狀態(tài)；合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)，避免應(yīng)力集中；控制使用環(huán)境，減少腐蝕介質(zhì)等對(duì)材料的侵蝕。五、綜合分析題可能原因：葉片材料本身疲勞性能不足，如化學(xué)成分不合理、組織結(jié)構(gòu)不佳；加工過程中產(chǎn)生內(nèi)部缺陷，如氣孔、夾雜等；葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在應(yīng)力集中，如過渡圓角過小等；發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的交變載荷頻率與葉片固有頻率接近，引發(fā)共振，增大應(yīng)力水平；工作環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)等加速了疲勞裂紋的