1、最新資料推薦第一章材料的彈性變形一、填空題：1. 金屬材料的力學(xué)性能是指在載荷作用下其抵抗變形 或斷裂的能力。2.低碳鋼拉伸試驗的過程可以分為彈性變形、塑性變形和斷裂 三個階段。3. 線性無定形高聚物的三種力學(xué)狀態(tài)是玻璃態(tài)、 高彈態(tài)、 粘流態(tài) ，它們的基本運動單元相應(yīng)是 鏈節(jié)或側(cè)基、 鏈段、 大分子鏈，它們相應(yīng)是 塑料、橡膠 、 流動樹脂（膠粘劑 的使用狀態(tài)。二、名詞解釋1. 彈性變形：去除外力，物體恢復(fù)原形狀。彈性變形是可逆的2. 彈性模量：拉伸時 =EE：彈性模量（楊氏模數(shù)）切變時 =GG：切變模量3. 虎克定律：在彈性變形階段，應(yīng)力和應(yīng)變間的關(guān)系為線性關(guān)系。4. 彈性比功定義 ：材料在彈

2、性變形過程中吸收變形功的能力， 又稱為彈性比能或應(yīng)變比能，表示材料的彈性好壞。三、簡答：1金屬材料、陶瓷、高分子彈性變形的本質(zhì)。答：金屬和陶瓷材料的彈性變形主要是指其中的原子偏離平衡位置所作的微小的位移，這部分位移在撤除外力后可以恢復(fù)為0。對高分子材料彈性變形在玻璃態(tài)時主要是指鍵角鍵長的微小變化，而在高彈態(tài)則是由于分子鏈的構(gòu)型發(fā)生變化，由鏈段移動引起，這時彈性變形可以很大。2非理想彈性的概念及種類。答：非理想彈性是應(yīng)力、應(yīng)變不同時響應(yīng)的彈性變形，是與時間有關(guān)的彈性變形。表現(xiàn)為應(yīng)力應(yīng)變不同步，應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系不是單值關(guān)系。種類主要包括滯彈性，粘彈性，偽彈性和包申格效應(yīng)。3什么是高分子材料強度和模

3、數(shù)的時- 溫等效原理 ?1最新資料推薦答：高分子材料的強度和模數(shù)強烈的依賴于溫度和加載速率。加載速率一定時，隨溫度的升高，高分子材料的會從玻璃態(tài)到高彈態(tài)再到粘流態(tài)變化，其強度和模數(shù)降低；而在溫度一定時，玻璃態(tài)的高聚物又會隨著加載速率的降低，加載時間的加長，同樣出現(xiàn)從玻璃態(tài)到高彈態(tài)再到粘流態(tài)的變化，其強度和模數(shù)降低。時間和溫度對材料的強度和模數(shù)起著相同作用稱為時=溫等效原理。四、計算題 ：氣孔率對陶瓷彈性模量的影響用下式表示：E=E0 (1 1.9P+0.9P 2)E0 為無氣孔時的彈性模量；P 為氣孔率，適用于P 50。370= E0 (1 1.9 0.05+0.9 0.05 2)則 E0=4

4、07.8 Gpa260= 407.8 (1 1.9 P+0.9P2)P=0.207其孔隙度為 20.7%。五、綜合問答1. 不同材料（金屬材料、陶瓷材料、高分子材料）的彈性模量主要受什么因素影響 ?答：金屬材料的彈性模量主要受鍵合方式、原子結(jié)構(gòu)以及溫度影響，也就是原子之間的相互作用力?；瘜W(xué)成分、微觀組織和加載速率對其影響不大。陶瓷材料的彈性模量受強的離子鍵和共價鍵影響，彈性模量很大，另外，其彈性模量還和構(gòu)成相的種類、粒度、分布、比例及氣孔率有關(guān)，即與成型工藝密切相關(guān)。高分子聚合物的彈性模量除了和其鍵和方式有關(guān)外，還與溫度和時間有密切的關(guān)系（時 - 溫等效原理）。（綜合分析的話，每一條需展開）

5、。第二章材料的塑性變形一、填空題1金屬塑性的指標主要有伸長率 和 斷面收縮率兩種。2單晶體的塑性變形方式有滑移和 孿生 2 種。3非晶態(tài)高分子材料的塑變過程主要是銀紋的形成。二、簡答題2最新資料推薦1. (1)彈性變形與塑性變形去除外力，恢復(fù)原形狀。彈性變形是可逆的。塑性變形：微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分產(chǎn)生永久性位移。屈服強度 s 抗拉強度 b。答 :1 ）塑性變形是指微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分產(chǎn)生永久性位移在外力撤除后不可恢復(fù)，即變形不可逆。2）屈服強度 s：材料發(fā)生 起始 塑性變形所對應(yīng)的應(yīng)力。表征材料抵抗起始（或微量）塑變的能力。是材料由彈性變形向 彈- 塑性變形過渡的明顯標志。3）抗拉強度 b材料在拉

6、伸到斷裂的過程中所經(jīng)歷的最大應(yīng)力。是韌性金屬單向拉伸光滑試樣的實際最大承載能力。b易于測定，重復(fù)性好，選材設(shè)計的重要依據(jù)。2. 一次再結(jié)晶 二次再結(jié)晶一次再結(jié)晶是指冷變形金屬在再結(jié)晶溫度以上退火時，變形伸長晶粒被無變形的等軸晶粒取代的過程。二次再結(jié)晶是指在再結(jié)晶晶粒長大過程中出現(xiàn)的晶粒異常長大的現(xiàn)象。（ 3） 熱加工與冷加工熱加工是指金屬在再結(jié)晶溫度以上進行的塑性加工，冷加工是在再結(jié)晶溫度以下進行的塑性加工。（ 4）絲織構(gòu)與板織構(gòu)答：絲織構(gòu)是指晶體在某一晶向趨于某一特定方向，或有優(yōu)勢取向。板織構(gòu)是指某一晶面和某一晶向有優(yōu)勢取向。4. 銀紋答：高分子材料在塑性變形過程中，某些缺陷處會有局部塑變產(chǎn)

7、生，取向纖維和空洞交織分布，該區(qū)域密度減小 50%，對光線的反射能力很高，呈銀色，稱為銀紋。簡答3最新資料推薦1金屬單晶體的塑性變形方式。答滑移和孿生2什么是滑移系？產(chǎn)生晶面滑移的條件是什么？寫出面心立方金屬在室溫下所有可能的滑移系。答：滑移系是 一個滑移面和該面上一個滑移方向的組合。產(chǎn)生晶面滑移的條件是在這個面上的滑移方向的分切應(yīng)力大于其臨界分切應(yīng)力。3試述 Zn、 -Fe 、Cu等幾種金屬塑性不同的原因。答： Zn、 -Fe 、Cu這三種晶體的晶體結(jié)構(gòu)分別是密排六方、體心立方和面心立方結(jié)構(gòu)。密排六方結(jié)構(gòu)的滑移系少，塑性變形困難，所以Zn的塑性差。面心立方結(jié)構(gòu)滑移系多，滑移系容易開動，所以對

8、面心立方結(jié)構(gòu)的金屬Cu塑性好。體心立方結(jié)構(gòu)雖然滑移系多，但滑移面密排程度低于fcc ，滑移方向個數(shù)少，較難開動，所以塑性低于面心立方結(jié)構(gòu)材料，但優(yōu)于密排六方結(jié)構(gòu)晶體，所以-Fe 的塑性較 Cu差，優(yōu)于 Zn。4. 孿晶和滑移的變形機制有何不同 ?答：主要的不同 1）晶體位向在滑移前后不改變，而在孿生前后晶體位向改變，形成鏡面對稱關(guān)系。 2）滑移的變形量為滑移方向原子間距的整數(shù)倍，而孿生過程中的位移量為孿生方向的原子間距的分數(shù)倍。3）滑移是全位錯運動的結(jié)果而孿生是分位錯運動的結(jié)果。5. 什么是應(yīng)變硬化？有何實際意義？答：隨著應(yīng)變量的增加，讓材料繼續(xù)變形需要更大的應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化。隨變形

9、量的增加，材料的 強度、硬度升高 而塑性、韌性下降 的現(xiàn)象，為加工（ 應(yīng)變） 硬化（形變強化、冷作強化） 。其意義是可以使得塑變均勻，可以防止突然過載斷裂，強化金屬的一種手段，通過形變硬化可以改善某些金屬的切削性能。6. 在室溫下對鉛板進行彎折，越彎越硬，但如果稍隔一段時間再彎折，鉛板又像最初一樣柔軟，這是什么原因 ?4最新資料推薦答：鉛板在室溫下的加工屬于熱加工，加工硬化的同時伴隨回復(fù)和再結(jié)晶過程 。越彎越硬是由于位錯大量增加而引起的加工硬化造成，而過一段時間又會變軟是因為室溫對于鉛已經(jīng)是再結(jié)晶溫度以上，所以伴隨著回復(fù)和再結(jié)晶過程，等軸的沒有變形晶粒取代了變形晶粒，硬度和塑性又恢復(fù)到了未變形

10、之前。綜合問答1位錯在金屬晶體中運動可能受到哪些阻力? （對金屬專業(yè)要求詳細展開）答：晶格阻力，位錯之間的相互作用力，固溶體中的溶質(zhì)原子造成的晶格畸變引起的阻力，晶界對位錯的阻力，彌散的第二相對位錯運動造成的阻力。5最新資料推薦三、計算：1. 沿鐵單晶的 110方向?qū)ζ涫┘永?，當力的大小?0MPa時，在 (101)面上的 111 方向的分切應(yīng)力應(yīng)為多少 ?若 c=31.1MPa ，外加拉應(yīng)力應(yīng)為多大?coscos110 方向與 111 滑移方向的夾角 ：cos1212122222221112221 11 10( 1)2611 11163110 方向與 (101) 面法線方向夾角 ：cosh

11、1h2k1k2 l1l21 1 1 0 0 1 1h12k12l12h22k22l 2211112coscos2120.4MPa5026在 (101)面上的 111 方向的分切應(yīng)力應(yīng)為20.4Mpa 。cs coscossc31.1cos cos276.2 Mpa162若 c=31.1MPa ，外加拉應(yīng)力應(yīng)為76.2Mpa 。） 101） 110有一70MPa應(yīng)力作用在fcc晶體的001方向上，求作用在（111和（1112滑移系上的分切應(yīng)力。coscos1 方向與 101 滑移方向的夾角 ：cos1212122222221112220 1 001 ( 1)111121 方向與 (111) 面法

12、線方向夾角 ：cosh1h2k1k2 l1l20101111k12l12 h22k22l22h1211113cos cos1128.6MPa7032在 (111)面上的 101方向的分切應(yīng)力應(yīng)為28.6Mpa 。1 方向與 110 滑移方向的夾角 ：cos121212222222111222cos cos0MPa0 ( 1)01 1 011016最新資料推薦在 (111)面上的 110 方向的分切應(yīng)力應(yīng)為0Mpa 。3.有一 bcc 晶體的 (110) 111 滑移系的臨界分切力為60MPa ，試問在 001和 010方向必須施加多少的應(yīng)力才會產(chǎn)生滑移？coscos（ 1）001 方向與 11

13、1 滑移方向的夾角：cos121212222222111222001 方向與 (110) 面法線方向夾角：010111111113cosh1h2k1k2l1l20( 1)01 1 0k12l12h22k22l22h121101由于 001 方向與滑移面(110)平行，因此，無論在001 方向施加多大的應(yīng)力不會使(110) 111滑移系產(chǎn)生滑移。（ 2）010 方向與 111 滑移方向的夾角：cos12121222222211122201110111111310 方向與 (110) 面法線方向夾角 ：cosh1h2k1k2l1l 20 ( 1)11 00 1h2k 2l 2h2k2l 21112

14、221112sc60coscos1147MPa123在 010方向必須施加147Mpa 的應(yīng)力才會產(chǎn)生滑移。16 個 /mm2 時，s=100MPa；5為什么晶粒大小影響屈服強度？經(jīng)退火的純鐵當晶粒大小為而當晶粒大小為4096 個 mm2 時，s 250MPa ，試求晶粒大小為256 個 /mm2 時的 s。1sid 216 個 /mm2 時 -d=0.25mm4096 個 mm2 時 -64 個 /mm-d=1/64mm256 個 /mm 2 時 -16個 /mm-d=1/16mm1002501i 0.25 21i1 2求得：i 506425s 50 25 1 1612150MPa7最新資料

15、推薦第三章材料的斷裂與斷裂韌性一、填空題1. 材料中裂紋的 形成 和擴展 的研究是微觀斷裂力學(xué)的核心問題。2. 材料的斷裂過程大都包括裂紋的形成與擴展兩個階段。3. 按照斷裂前材料宏觀塑性變形的程度，斷裂分為脆性斷裂與韌性斷裂。4. 按照材料斷裂時裂紋擴展的途徑，斷裂分為穿晶斷裂和沿晶(晶界 )斷裂。5. 按照微觀斷裂機理，斷裂分為解理斷裂和剪切斷裂。6. 對于無定型玻璃態(tài)聚合物材料，其斷裂過程是銀紋產(chǎn)生和發(fā)展的過程。7. 韌性斷裂斷口一般呈杯錐狀， 斷口特征三要素由纖維區(qū)、 放射區(qū)和剪切唇 3 個區(qū)組成。8. 根據(jù)外加應(yīng)力的類型及其與裂紋擴展面的取向關(guān)系，裂紋擴展的基本方式有張開型 (型 )

16、、滑開型 (型 )、撕開型 (型 ) 3 種，其中，以張開型 (型 ) 裂紋擴展最危險。9. Griffith 裂紋理論是為解釋玻璃、陶瓷等脆性材料斷裂強度理論值與實際值的巨大差異現(xiàn)象而提出的。10. 線彈性斷裂力學(xué)處理裂紋尖端問題有應(yīng)力應(yīng)變分析和能量分析兩種方法。二、名詞解釋1韌性斷裂韌性斷裂是材料斷裂前及斷裂過程中產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂過程。韌性斷裂時一般裂紋擴展過程較慢，而且要消耗大量塑性變形能。2 脆性斷裂脆性斷裂是材料斷裂前基本上不產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形，沒有明顯預(yù)兆， 往往表現(xiàn)為突然發(fā)生的快速斷裂過程，因而具有很大的危險性。3 剪切斷裂剪切斷裂是材料在切應(yīng)力作用下沿滑移面滑移分

17、離而造成的斷裂。包括純剪切斷裂和微孔聚集型斷裂，微觀斷口特征花樣則是斷口上分布大量“韌窩”。4解理斷裂在正應(yīng)力作用下，由于原子間結(jié)合鍵的破壞引起的沿特定晶面發(fā)生的脆性穿晶斷裂稱為解理斷裂。解理臺階、河流花樣和舌狀花樣是解理斷口的基本微觀特征。5 斷裂韌度K CK c 為平面應(yīng)變斷裂韌度，表示材料在平面應(yīng)變狀態(tài)下抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力； K I K c裂紋失穩(wěn)擴展 ，引起脆性斷裂； K I K c 時，存在的斷裂不會引起斷裂。6 韌度： 韌度是衡量材料韌性大小的力學(xué)性能指標，其中又分為靜力韌度、沖擊韌度和斷裂韌度。習(xí)慣上，韌性和韌度這兩個名詞混用，但它們的含義不同，韌性是材料的力學(xué)性能，它是指材

18、料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。：韌度是韌性的度量。7 韌性韌性是材料的力學(xué)性能，它是指材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。三、簡答題1材料斷裂的過程包括哪些？斷裂過程：裂紋的 形成與擴展（穩(wěn)態(tài)擴展、失穩(wěn)擴展）過程。2非晶態(tài)高分子材料的塑變與斷裂過程主要是什么過程？銀紋的形成和擴展過程。3低碳鋼典型拉伸斷口的宏觀特征是什么？對應(yīng)的微觀斷口特征是什么？8最新資料推薦宏觀特征 由纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇3 個區(qū)。韌窩、撕裂韌窩、“鏈波”花樣。4晶粒的形狀、大小及分布對材料強度與韌性的影響。細小、彌散、均勻分布，提高材料強度與韌性。5說明 K 與 K c 的關(guān)系。K 與 K cK I : 應(yīng)

19、力場強度因子,力學(xué)參量 ,表示裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場強度大小。K 與外加應(yīng)力 、試樣尺寸a、裂紋類型Y 有關(guān)，與材料無關(guān)。K c：斷裂韌度，材料的力學(xué)性能指標,表示平面應(yīng)變狀態(tài)下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力。與材料成分 ,組織結(jié)構(gòu)有關(guān) ,與外加應(yīng)力 ,試樣尺寸等外因素無關(guān)。當 增加到臨界值 ， a 增大到臨界值 a ，K 達到臨界值 K c (K c )，裂紋失穩(wěn)擴展至斷裂。 K I K c裂紋失穩(wěn)擴展 ，引起脆性斷裂； K I K c=105Mpa.m 1/2，構(gòu)件不安全第四章材料的扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮性能一、填空題1單向拉伸、扭轉(zhuǎn)和壓縮試驗方法中，應(yīng)力狀態(tài)最軟的加載方式是壓縮，該方法易于顯示材料的

20、塑性（塑性 /脆性）行為，可用于考查 脆性 （塑性 /脆性）材料的 塑性（塑性 /脆性）指標。2 要測試灰鑄鐵和陶瓷材料的塑性指標，在常用的單向拉伸、扭轉(zhuǎn)和壓縮試驗方法中，可選擇壓縮試驗方法。二、名詞解釋（ 1）應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)： m ax 和 max 的比值稱為應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)，用表示。越大，最大切應(yīng)力分量越大，材料越易于產(chǎn)生塑性變形，則應(yīng)力狀態(tài)越軟。反之，越小，最大切應(yīng)力分量越小，則應(yīng)力狀態(tài)越硬，材料越易產(chǎn)生脆性斷裂。（ 2）抗扭強度： 試樣在扭斷前承受的最大扭矩（T b） /W ， W 為試樣抗扭截面系數(shù)。反映材料的最大抗扭矩能力。第 5 章 材料的硬度一、填空題1. 硬度表征材料的 軟

21、硬程度，材料表面上不大體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。2.常用硬度試驗方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度 等。3.測 45 鋼調(diào)質(zhì)后的硬度，可選用洛氏硬度、維氏 硬度實驗方法。4.要鑒別淬火鋼中馬氏體組織的硬度，可用顯微維氏硬度、顯微努氏硬度實驗方法，5.測量灰鑄鐵的硬度，可用布氏硬度硬度實驗方法。6.石膏和金剛石的硬度可用莫氏硬度表示。7.測橡膠墊的硬度可用邵氏硬度表示。二、簡答題1. 試比較布氏硬度與維氏硬度實驗原理的異同，并比較布氏、洛氏、維氏硬度實驗的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍。維氏硬度的試驗原理與布氏硬度基本相似，也是根據(jù)壓痕單位面積所承受的載荷來計算硬度值的，所不同的是維氏硬度試驗所用的壓頭是兩

22、相對面夾角a 為 136 的金剛石四棱錐體。布氏硬度試驗的優(yōu)點是壓痕面積較大，其硬度值能反映材料在較大區(qū)域內(nèi)各組成相的平均性能。因此，布氏硬度檢驗最適合測定灰鑄鐵、軸承合金等材料的硬度。壓痕大的另一優(yōu)點是試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性高。布氏硬度試驗的缺點是因壓痕直徑較大，一般不宜在成品件上直接進行檢驗；此外，對硬度不同的材料需要更換壓頭直徑D 和載荷 F ，同時壓痕直徑的測量也比較麻煩。10最新資料推薦洛氏硬度試驗的優(yōu)點是操作簡便迅速，壓痕小，可對工件直接進行檢驗；采用不同標尺，可測定各種軟硬不同和薄厚不一試樣的硬度。缺點是因壓痕較小，代表性差，尤其是材料中的偏析及組織不均勻等情況，使所測硬度值的重復(fù)

23、性差、分散度大，用不同標尺測得的硬度值即不能直接進行比較，又不能彼此互換。維氏硬度試驗角錐壓痕清晰，采用對角線長度計量，精確可靠；壓頭為四棱錐體，當載荷改變時，壓入角恒定不變，因此可以任意選擇載荷，而不存在布氏硬度那種載荷 F 與壓球直徑 D 之間的關(guān)系約束。此外，維氏硬度也不存在洛氏硬度那種不同標尺的硬度。2. 今有如下工作需測定硬度，試說明選用何種硬度實驗法為宜。(1) 滲碳層的硬度分布； 顯微維氏硬度、顯微努氏、表面洛氏硬度(2) 淬火鋼； 洛氏硬度 HRC(3) 灰鑄鐵； 布氏硬度 HB(4) 硬質(zhì)合金； 洛氏硬度 HRA 、維氏硬度(5) 鑒別鋼中的隱晶馬氏體與殘余奧氏體；顯微維氏硬

24、度、顯微努氏(6) 儀表小黃銅齒輪； （顯微）維氏硬度 HV(7) 龍門刨床導(dǎo)軌； 肖氏硬度里氏硬度(8) 氮化層； 顯微維氏硬度、顯微努氏、表面洛氏硬度(9) 火車圓彈簧； 洛氏硬度 HRC 、維氏硬度(10) 高速鋼刀具。 洛氏硬度 HRC3. 在用壓入法測量硬度時，試討論如下情況的誤差：(1) 壓入點過于接近試樣端面；(2) 壓入點過于接近其他測試點；(3) 試樣太薄。試樣厚度應(yīng)大于壓入深度的 10 倍。壓痕中心距試樣邊緣 2.5d，兩相鄰痕中心距離應(yīng) 4d （ d壓痕平均直徑） 。第 6 章 材料的沖擊韌性及低溫脆性一、填空題1測定W18Cr4V高速鋼、 20 鋼、灰鑄鐵、陶瓷材料、聚

25、乙烯板的沖擊韌性，要開缺口的是，不需開缺口的是。2同一材料分別采用拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗方法，測得的tk 較低的是；若試樣分別制成光滑試樣和缺口試樣，都采用拉伸試驗，測得的t k 較低的是。二、名詞解釋（ 1）沖擊吸收功（ 2）沖擊韌性 （ 3）低溫脆性（ 4）韌脆轉(zhuǎn)變溫度三、簡答題1、什么是沖擊韌性？用于測定沖擊韌性的試件有哪兩種主要形式？測定的沖擊韌性如何表示？2、什么是低溫脆性？在哪些材料中容易發(fā)生低溫脆性？3、說明下列力學(xué)性能指標的意義：（ 1） Aku 、 Akv （ 2） ku 、 kv （ 3） FATT 50（ 4） NDT （ 5） FTE （ 6） FTP 4、簡述影響沖擊韌性和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的內(nèi)在因素與外在因素？11最新資料推薦第 7 章 材料的疲勞性能一、填空題1.疲勞斷裂的過程包括裂紋萌生、 擴展和斷裂三個階段。2.低碳鋼典型的疲勞斷口上有疲勞源、 疲勞裂紋擴展區(qū)和 瞬時斷裂區(qū)斷裂特征區(qū)。3.疲勞裂紋一般發(fā)源于構(gòu)件的表面缺陷處。4. 貝紋線是 疲勞裂紋擴展區(qū)的宏觀特征；疲勞條帶是疲勞裂紋擴展區(qū)的微觀特征。二、名詞解釋2. 疲勞貝紋線：貝紋線是疲勞裂紋擴展區(qū)的宏觀特征。疲勞裂紋擴展時，變動的載荷在前沿形成貝殼狀或海灘狀條紋