材料力学性能复习资料

1、名词解释
1、弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2、包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形 卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加,反向加载 规定残余伸长应力降低的现象。
3、韧脆转变具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时 冲击吸收功明显下降断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂这种现象称为韧脆转变
4、应力状态软性系数:材料或工件所承受的最大切应力和最大正应力的比值。
5、缺口效应:由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。
6、布氏硬度用钢球或硬质合金球作为压头采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。
7、洛氏硬度采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头以测量压痕深度所表示的硬度
8、维氏硬度——以两相对面夹角为136°。的金刚石四棱锥作压头采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。
9、冲击韧度: :U形缺口冲击吸收功除以冲击试样缺口底部截面积所得之商称为冲击韧度
南瓜的力量10、冲击吸收功: 缺口试样冲击弯曲试验中 摆锤冲断试样失去的位能为mgH1-mgH2。此即为试样变形和断裂所消耗的功 称为冲击吸收功
11、韧脆转变温度:材料屈服强度急剧升高的温度,或断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收能量急剧减小的温度,就是韧脆转变温度。
12、应力场强度因子K:表示应力场的强弱程度.
13、有效裂纹长度因裂纹尖端应力的分布特性 裂尖前沿产生有塑性屈服区 屈服区内松弛的应力将叠加至屈服区之外 从而使屈服区之外的应力增加 其效果相当于因裂纹长增加后对裂纹尖端应力场的影响 经修正后的裂纹长度即为有效裂纹长度
14、应力比r:r=σmin/σmax
15、疲劳源:是疲劳裂纹萌生的策源地 一般在机件表面常和缺口、裂纹、刀痕、蚀坑相连。
16、疲劳条带:疲劳裂纹扩展的第二阶段的断口特征是具有略程弯曲并相互平行的沟槽花样称为疲劳条带。
17、ΔK是由应力范围Δσ和a复合为应力强度因子范围, ΔK=Kmax-Kmin=Yσmax√a-Yσmin√a=YΔσ√a.
18、疲劳寿命:试样在交变循环应力或应变作用下直至发生破坏前所经受应力或应变的循环次数。 
19、过渡寿命:弹性应变幅-寿命线和塑形应变幅-寿命线两条直线的交点,对应的寿命为过渡寿命。
20、热疲劳:机件由温度循环变化时产生的循环应力及热应变作用下发生的疲劳。
21、、应力腐蚀:金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下,经过一段时间后所产生的
低应力脆断现象。
22、氢致延滞断裂:这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂。
23、磨损:机件表面相互接触并产生相对运动,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
24、耐磨性:是材料抵抗磨损的性能,是一个系统性质。
25、等强温度:晶粒强度与晶界强度相等的温度。
26、约比温度:使用温度与合金熔点的比值。
27、蠕变:在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。
28、应力松弛:在维持恒定变形的材料中,应力会随时间的增长而减小,这种现象称为应力松弛。
29、稳定蠕变:在较小的恒定力作用下,变形随时间增加到一定程度后就趋于稳定,不在随时间增加而变化,应变保持一个常数。
三网30、接触疲劳:是指摩擦材料受法向载荷和切向载荷重复作用产生的疲劳。
民主法制三、
1、金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标
答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小 但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,但原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。
2、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?
答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离 一般是韧性断裂 而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。
3、Bcc、fcc、hcp哪个滑移系多?滑移系少的为何也能产生一定量的变形?
答:hcp滑移系最少fcc比bcc的滑移系多(少了第二问)
4、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理 并比较布氏、洛氏与维氏硬度试验方法的优缺点。
原理:
布氏硬度:用钢球或硬质合金球作为压头 计算单位面积所承受的试验力。
洛氏硬度:采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头 以测量压痕深度。
维氏硬度:以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头计算单位面积所承受的试验力。
布氏硬度优点:实验时一般采用直径较大的压头球,因而所得的压痕面积比较大。压痕大的一个优点是其硬度值能反映金属在较大范围内各组成相得平均性能,另一个优点是实验数据稳定,重复性强。
缺点:对不同材料需更换不同直径的压头球和改变试验力,压痕直径的测量也较麻烦,因而用于自动检测时受到限制。
洛氏硬度优点:操作简便,迅捷,硬度值可直接读出,压痕较小,可在工件上进行试验,采用不同标尺可测量各种软硬不同的金属和厚薄不一的试样的硬度,因而广泛用于热处理质量检测。缺点,压痕较小,代表性差,若材料中有偏析及组织不均匀等缺陷,则所测硬度值重复性差,分散度大,此外用不同标尺测得的硬度值彼此没有联系,不能直接比较。
梅契尼科夫维氏硬度优点:不存在布氏硬度试验时要求试验力F与压头直径D之间所规定条件的约束 也不存在洛氏硬度试验时不同标尺的硬度值无法统一的弊端,维氏硬度试验时不仅试验力可以任意取,而且压痕测量的精度较高,硬度值较为准确。
缺点是硬度值需要通过测量压痕对角线长度后才能进行计算或查表,因此,工作效率比洛氏硬度法低的多。
5、试述焊接船舶比铆接船舶容易发生脆性破坏的原因。
答:焊接容易在焊缝处形成粗大金相组织气孔、夹渣、未熔合、未焊透、错边、咬边等缺
陷 增加裂纹敏感度、增加材料的脆性 容易发生脆性断裂。
构建和谐社会的意义6、复合材料有何性能特点
答:1)高比强度、比模量。2)各向异性。3)抗疲劳性好。4)减振性能好。5)可设计性强
7、为什么研究裂纹扩展的力学条件时不用应力判据而用其它判据 
答:因为裂纹前端的应力是一个变化复杂的多向应力,如用它直接建立裂纹扩展的应力判据,显得十分复杂和困难,而且当r→0时,不论外加平均应力如何小,裂纹尖端各应力分量均趋于无限大,构件就失去了承载能力,也就是说,只要构件一有裂纹就会破坏,这显然与实际情况不符。这说明经典的强度理论单纯用应力大小来判断受载的裂纹体是否破坏是不正确的。因此无法用应力判据处理这一问题。因此只能用其它判据来解决这一问题。
8、断裂韧度与强度、塑性之间的关系
答:总的来说,断裂韧度随强度的升高而降低;材料的断裂韧度越高和屈服点越低,其塑形区宽度就越大。
9、试述金属的循环硬化与循环软化现象及产生条件。
现象:金属材料在恒定应变范围循环作用下,随循环周次增加其应力不断增加,即为循环硬化。 应力下降的就是循环软化。
产生条件:位错的循环运动
如果位错的循环运动能够产生位错运动的阻力就会出现循环硬化。
如果位错的循环运动破坏位错运动原来存在的阻力就会出现循环软化。
循环硬化和软化与σb / σs有关 
σb / σs>1.4 表现为循环硬化 
σb / σs<1.2 表现为循环软化 
1.2<σb / σs<1.4 材料比较稳定,无明显循环硬化和软化现象。
10、试述疲劳曲线(S-N)及疲劳极限的测试方法
答:通常疲劳曲线是用旋转弯曲疲劳试验测定的,实验时,用升降法测定条件疲劳极限,用成组实验法测定高应力部分,然后将上述两实验数据整理,并拟合成疲劳曲线。
11、有一M24栓焊桥梁......
火山灰反应答:工作应力远低于抗拉强度脆性断裂,因此不是正常的断裂,而从断口形貌特点可以判断属于腐蚀断裂,由于有分叉状的裂纹存在,因此为应力腐蚀断裂。
防止措施:合理选择金属,减少或消除残余应力,改善化学介质;采用电化学保护,减少雨淋(加盖、防护漆)和电化学保护(添加阳极)。
12、试述金属产生应力腐蚀的条件和机理
答 :金属产生应力腐蚀的条件是应力、化学介质和金属材料。
机理:主要介绍以阳极溶解为基础的钝化膜破化理论。对应力腐蚀敏感的合金在特定的化学介质中,首先在表面形成一层钝化膜,使金属不致进一步受到腐蚀,即处于钝化状态,因此,在没有应力的作用下,金属不会发生腐蚀破坏。若有拉应力作用则可使局部地区的
钝化膜破裂,显露出新鲜的表面。这个新鲜的表面在电解质溶液中成为阳极,其余具有钝化膜的金属表面为阴极,从而形成腐蚀微电池。阳极金属变成正离子进入电解质中二产生阳极溶解,于是在金属表面形成蚀坑。抗应力除促使局部地区钝化膜破坏外,更主要的是在蚀坑或原有裂纹的尖端形成应力集中,使阳极电位降低,加速阳极金属的溶解。如果裂纹尖端的应力集中始终存在,那么微电池便不断进行,钝化膜不能恢复,裂纹将逐步纵深扩展。
13、试说明高温下金属蠕变变形的机理与常温下金属塑性变形的机理有何不同
答:高温下金属蠕变变形的机理是通过位错滑移、原子扩散引起的;而金属塑性变形主要是由滑移和孪生引起的。
14、试说明金属蠕变断裂的裂纹形成机理与常温下金属断裂的裂纹形成机理有何不同
答 :金属蠕变断裂的裂纹形成机理有两种形式:在三晶粒交汇处形成锲形裂纹;在晶界上有空洞形成晶界裂纹。常温下金属断裂的裂纹形成机理很多,如:位错塞积理论、柯垂耳位错反映理论、微孔聚集长大等方式。
15、何为复合材料?根据基体分类可分为哪几种并举例明
答:复合材料,是以一种材料为基体,另一种材料为增强体组合而成的材料.各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求.复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类.金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金.非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等.增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等.由两个或多个不同物理相组成的一种固体材料.

本文发布于:2024-09-23 09:32:07,感谢您对本站的认可!

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