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材料性能學課后習題與解答-全文預覽

2025-08-26 08:25 上一頁面

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【正文】力150MPa下的蠕變速率；解：由ε＝A控制晶粒尺寸控制應力水平b. 高溫蠕變變形的機理有哪幾種？解：主要有位錯滑移蠕變機理、擴散蠕變機理、晶界滑動蠕變機理、粘彈性機理。蠕變極限：金屬材料在高溫長期載荷作用下對塑性變形抗力指標。、高分子材料的磨損特點？解：陶瓷材料對表面狀態極為敏感，當氣氛壓力下降時，磨損率加大。提高磨粒磨損的抗力可以選用高硬度韌性好的材料或使用表面硬化的材料。簡答a. 簡述常見的磨損類型和特點？如何提高材料的耐磨粒磨損抗力？解：常見的磨損類型和特點有粘著磨損，特點是機件表面有大小不等的結疤。一般在疲勞源對側。b. 疲勞斷口宏觀斷口和微觀斷口分別有什么特征？解：宏觀斷口有三個特征區：疲勞源、疲勞裂紋擴展區、瞬斷區。分子鏈間剪切滑移產生微孔洞，隨后產生宏觀裂紋。陶瓷材料裂紋尖端不存在循環應力的疲勞效應，裂紋同樣經歷萌生、擴展和瞬斷過程。熱疲勞：機件在由溫度循環變化產生的循環熱應力及熱應變作用下，發生的疲勞。貝文線：疲勞裂紋擴展區留下的海灘狀條紋。計算：a. 有一材料，模量E＝200GPa, 單位面積的表面能γS＝8 J/m2, 試計算在70MPa的拉應力作用下，該裂紋的臨界裂紋長度？若該材料裂紋尖端的變形塑性功γP＝400 J/m2，該裂紋的臨界裂紋長度又為多少？[利用格里菲斯公式和奧羅萬修正公式計算]解：由格里菲斯公式得由奧羅萬修正公式得 b. 已知αFe的(100)晶面是解理面，其表面能是2 J/m2，楊氏模量E＝200 GPa，晶格常數a0＝，試計算其理論斷裂強度？解：c. 馬氏體時效鋼的屈服強度是2100MPa，斷裂韌度66MPa晶粒尺寸和相結構，面心立方斷裂韌性高，奧氏體大于鐵素體和馬氏體鋼。c. 斷裂韌性的影響因素有哪些？如何提高材料的斷裂韌性？解：外因，材料的厚度不同，厚度增大斷裂韌性增大，當厚度增大到一定程度后斷裂韌性穩定。低應力脆斷：在材料存在宏觀裂紋時，在應力水平不高，甚至低于屈服極限時材料發生脆性斷裂的現象。試樣形狀和尺寸，缺口曲率半徑越小，韌脆轉變溫度越高。顯微組織，細化晶粒課是材料韌性增加。簡答 1) 缺口沖擊韌性實驗能評定哪些材料的低溫脆性？哪些材料不能用此方法檢驗和評定？[提示：低中強度的體心立方金屬、Zn等對溫度敏感的材料，高強度鋼、鋁合金以及面心立方金屬、陶瓷材料等不能]解：缺口沖擊韌性實驗能評定中、低強度機構鋼的低溫脆性。低溫脆性：當試驗溫度低于某一溫度時，材料由韌性狀態轉變為脆性狀態。j使用肖氏硬度。滲碳淬火鋼、陶瓷玻璃試樣研究其力學性能常用的方法是扭轉實驗?？梢杂脕碛捎谔捕缓眉庸だ煸嚇拥拇嘈圆牧系臄嗔褟姸取A柱試樣在扭轉時，不產生縮頸現象，塑性變形始終均勻。缺點是實驗結果受人為因素影響較大，測量精度低。缺點是壓痕小，代表性差，重復性差、分散度大，不同標尺的硬度值不能直接進行比較，不能互換。優點是壓痕面積大反映較大區域內各組成相的平均性能，適合灰鑄鐵、軸承合金測量，實驗數據穩定，重復性高。一般認為一定體積內材料表面抵抗變形或破裂的能力。 =E 2) 一個拉伸試樣，標距50mm，直徑13mm，實驗后將試樣對接起來后測量標距81mm，伸長率多少？, 斷面收縮率是多少？解：已知： ∴斷后伸長率∴斷面收縮率第二章其它靜載下力學性能名詞解釋：應力狀態軟性系數剪切彈性模量抗彎強度缺口敏感度硬度解：應力狀態軟性系數：不同加載條件下材料中最大切應力與正應力的比值。拉升斷口的三要素：纖維區、放射區和剪切唇。(4) 拉伸斷裂包括幾種類型？什么是拉伸斷口三要素？如何具體分析實際構件的斷裂[提示：參考課件的具體分析實例簡單作答]？解：按宏觀塑性變形分為脆性斷裂和韌性斷裂。應用方面，是金屬機件具有一定的抗偶然過載能力，保證機件使用安全。高聚物的E隨負載時間延長而降低，發生松弛。簡答 (1) 材料的彈性模量有那些影響因素？為什么說它是結構不敏感指標？解：鍵合方式和原子結構，共價鍵、金屬鍵、離子鍵E高，分子鍵E低原子半徑大，E小，反之亦然。內耗：加載時材料吸收的變形功大于卸載是材料釋放的變形功，即有部分變形功倍材料吸收，這部分被吸收的功稱為材料的內耗。包申格效應：材料預先加載產生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規定殘余應力（彈性極限或屈服強度）增加；反向加載，規定殘余應力降低的現象。第一章單向靜載下力學性能名詞解釋：彈性變形塑性變形彈性極限彈性比功包申格效應彈性模量滯彈性內耗韌性超塑性韌窩解：彈性變形：材料受載后產生變形，卸載后這部分變形消逝，材料恢復到原來的狀態的性質。包括力學性能（拉、壓、扭、彎、硬、磨、韌、疲）物理性能（熱、光、電、磁）化學性能（老化、腐蝕）。彈性比功：彈性變形過程中吸收變形功的能力。滯彈性：快速加載或卸載后，材料隨時間的延長而產生的附加彈性應變的性能。韌窩：微孔聚集形斷裂后的微觀斷口。對金屬、陶瓷類材料的E沒有影響。意義加工方面，是金屬進行均勻的塑性變形，保證冷變形工藝的順利實施。

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