材料力学性能课后作业

. 材学性能课后作业 主编 时海芳 任鑫副主编 胡全文 高志玉京大学出版社 第一章 1.解释下名词①滞弹性：属材在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附 加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变后于应的现象。 ②弹性比功： 属材吸收弹性变形功的能，一般用属开始塑性变形前单位体积吸收的 最大弹性变形功表示。 ③循环韧性：属材在交变载荷下吸收可逆变形功的能称为 循环韧性。 ④包申格效应：属材经过预先加载产生少塑性变形，卸载后再同向加载， 规定残余伸长应增加；反向加载，规定残余伸长应低的现象。⑤塑性：属材断 前发生可逆永久（塑性）变形的能。⑥韧性：指属材断前吸收塑性变形功和 断功的能。⑦加工硬化：属材在再结晶温以下塑性变形时,由于晶发生移, 出现位错的缠结,使晶长、破碎和纤维化,使属的强和硬升高,塑性和韧性低的 现象。 ⑧解断：解断是在正应作用产生的一种穿晶断，即断面沿一定的晶 面（即解面）分离。 2.解释下学性能指标的意义弹性模） ； （2）σp（规定非比伸长应）、σe（弹性 极限） 、σs（屈服强） 、σ0.2（屈服强） ； （3）σb（抗强）； （4）n（加工硬化指数） ; （5）δ（断后伸长） 、ψ（断面收缩） 4.常用的标准试样有 5 倍和 10 倍，其延伸分别用δ5 和δ10 表示，说明为么δ5δ 10。 答：对于韧性属材，它的塑性变形大于均匀塑性变形，所以对于它的式样的 比，尺寸越短，它的断后伸长越大。 5.某汽车弹簧，在未装满时已变形到最大位置， 卸载后可完全恢复到原来状态； 另一汽车弹 簧，使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生塑性变形，而且塑性变形越来越 大。试分析这两种故障的本质及改变措施。 答： （1）未装满载时已变形到最大位置：弹簧 弹性极限够导致弹性比功小； （2）使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生塑 性变形， 这是构件材的弹性比功足引起的故障，可以通过热处或合化提高材的弹 性极限（或屈服极限） ，或者换屈服强高的材。 6.今有 45、40Cr、35CrMo 钢和灰铸铁几种材，应选择哪种材作为机床机身？为么？ 答：应选择灰铸铁。 因为灰铸铁循环韧性大，也是很好的消振材，所以常用它做机床和动 机器的底座、支架，以达到机器稳定运转的目的。 刚性好容变形加工工艺朱造型好 成型抗压性好耐磨损好成本低 7.么是包申格效应？如何解释？它有么实际意义？答： （1）属材经过预先加载产 生少塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应增加；反向加载，规定残余伸长应 低的现象，称为包申格效应。（2）论解释：首先，在原先加载变形时，位错源在移 面上产生的位错遇到障碍， 积后产生背应，背应反作用于位错源， 当背应足够 大时，可使位错源停止开动。 预变形时位错运动的方向和背应方向相反， 而当反向加载时 位错运动方向和背应方向一致，背应帮助位错运动，塑性变形容，于是，经过预变 形再反向加载，其屈服强就低。（3）实际意义：在工程应用上，首先，材加工成型 工艺需要考虑包申格效应。如，大型油输气管道管线的UOE 制造工艺：U 阶段是将原始 板材冲压弯曲成 U 形，O 阶段是将 U 形板材径向压缩成 O 形，再进周边焊接，最后将管子 内径进扩展，达到给定大小，即 E 阶段。按UOE 工艺制造的管子，希望材具有非常小的 或者几乎没有包申格效应，以免管子成型后强的损失。 其次，包申格效应大的材， 内应 大。如，铁素体+马氏体的双相钢对氢脆就比较敏感，而普通低碳钢或低合高强钢 对氢脆敏感， 这是因为双相钢中铁素体周围有高密位错和内应，氢原子与长程内应 . . 交互作用导致氢脆。包申格效应和材的疲劳强也有密关系。 8.产生颈缩的应条件 是么？要抑制颈缩的发生有哪些方法？答：当加工硬化速等于该处的真应时就开始 颈缩。措施：提高加工硬化指数。 10.试用位错论解释：粗晶仅屈服强低，断塑性野地；而细晶仅使材的屈 服强提高，断塑性也提高。 答：主要是因为晶细化之后， 与粗晶相比，晶取向为均匀，从而避免过早出现应 集中引起的开，提高韧性。 11.韧性断口由几部分组成？其形成过程如何 答： 由纤维区、 放射区和剪唇三个区域组成。 第二章 1.解释下名词： 应状态软性系数材最大应与最大正应的比值，记为α。 布氏硬用钢球或硬质合球作为压头，采用单位面积所承受的试验 计算而得的硬。 氏硬采用刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测压痕深所表示的硬。维氏硬 以两相对面夹角为136。的刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承受的试验计算而得 的硬。 努氏硬采用两个对面角等的四棱锥刚石压头，由试验除以压痕投影面积得到的硬 。肖氏硬采动载荷试验法，根据重锤回跳高表证的属硬。 缺口效应缺口材在静载荷作用下，缺口截面上的应状态发生的变化。 缺口敏感属材的缺口敏感性指标，用缺口试样的抗强与等截面尺寸光试样的抗 强的比值表示。 2.说明下性能指标的意义：σbc（材的抗压强）； （2）σbb（材的抗弯强）； （3） τs（材的扭转屈服点） ； （4） τs（抗扭强） ； （5）τp（扭转比极限） ； （6）σbn（抗强）； （7）HBS（压头为淬火 钢球的材的布氏硬）； （8）HBW：压头为硬质合球的材的布氏硬；（9）HRA（材 的氏硬）； HRB （材的氏硬）； HRC （材的氏硬）； （10） HV （材的维氏硬）； （11）HK（材的努氏硬）； （12）HS（材的肖氏硬）； （13）K（论应集中系数）； （14）NSR（缺口敏感） 3.今有如下件和材等需测定硬，试说明选用何种硬试验方法为宜： （1）渗碳层的硬分布----HK 或-显微 HV（2）淬火钢-----HRC（3）灰铸铁-----HB（4） 鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体-----显微 HV 或者 HK （5） 仪表小黄铜齿轮-----HV （6） 龙门刨床导轨-----HS（肖氏硬）或HL(氏硬)（7）渗氮层-----HV（8）高速钢刀具 -----HRC（9）退火态低碳钢-----HB（10）硬质合-----HRA 4.说明几何强化现象的成因，并说明其本质与形变强化有何同 5.试综合比较单向伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。 伸：特点：温、应状态和加载速确定，采用光圆柱试样，试验简单，应状态 软性系数较硬。应用范围：塑性变形抗和断强较低的塑性材。 压缩：特点：应状态软，一般能产生塑性变形，试样常沿与轴线呈45º方向产生断， 具有断特征。应用范围：脆性材，以观察脆性材在韧性状态下所表现的学为。 弯曲：特点：弯曲试样形状简单， 操作方；存在伸试验时试样轴线与偏斜问题，没有附加应影响试验结果，可 用试样弯曲挠显示材的塑性；弯曲试样表面应最大，可灵敏地反映材表面 缺陷。 应用范围：测定铸铁、铸造合、工具钢及硬质合等脆性与低塑性材的强和 . . 显示塑性的差别。也常用于比较和鉴别渗碳和表面淬火等化学热处机件的质和性能。 扭转：特点：应状态软性系数为0.8，比伸时大，于显示属的塑性为；试样在整 个长上的塑性变形时均匀，没有紧缩现象，能实现大塑性变形下的试验；较能敏感地 反映出属表面缺陷和及表面硬化层的性能； 试样所承受的最大正应与最大应大体相 等。应用范围：用来研究属在热