材料性能与测试-习题集.docVIP

材料性能与测试习题 绪论 1、简答题 什么是材料的性能？包括哪些方面？ [提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为； 第一章 单向静载下力学性能 1、名词解释： 弹性变形 塑性变形 弹性极限 弹性比功 包申格效应 弹性模量 滞弹性 内耗 韧性 超塑性 韧窝 2、简答 1) 材料的弹性模量有那些影响因素？为什么说它是结构不敏感指标？ 2) 金属材料应变硬化的概念和实际意义。 3) 高分子材料的塑性变形机理。 4) 拉伸断裂包括几种类型？什么是拉伸断口三要素？如何具体分析实际构件的断裂[提示：参考课件的具体分析实例简单作答]？ 3、计算： 1) 已知钢的杨氏模量为210GPa，问直径2.5mm,长度120mm的线材承受450N载荷时变形量是多少? 若采用同样长度的铝材来承受同样的载荷，并且变形量要求也相同，问铝丝直径应为多少？(EAl=70GPa) 若用W(E=388 GPa)、钢化玻璃(E=345MPa)和尼龙线(E=2.83GPa)呢？ 2) 一个拉伸试样，标距50mm，直径13mm，实验后将试样对接起来后测量标距81mm，伸长率多少？若缩颈处最小直径6.9mm, 断面收缩率是多少？ 第二章 其它静载下力学性能 1、名词解释： 应力状态软性系数 剪切弹性模量 抗弯强度 缺口敏感度 硬度 2、简答 1) 简述硬度测试的类型、原理和优缺点？[至少回答三种] 2) 简述扭转实验、弯曲实验的特点？渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学性能常用的方法是什么？ 3) 有下述材料需要测量硬度，试说明选用何种硬度实验方法？为什么？ a. 渗碳层的硬度分布，b. 淬火钢，c. 灰口铸铁，d. 硬质合金，e. 仪表小黄铜齿轮，f. 高速工具钢，g. 双相钢中的铁素体和马氏体，h. Ni基高温合金，i. Al合金中的析出强化相，j. 5吨重的大型铸件，k. 野外矿物 第三章 冲击韧性和低温脆性 1、名词解释： 冲击韧度 冲击吸收功 低温脆性 韧脆转变温度 迟屈服 2、简答 1) 缺口冲击韧性实验能评定哪些材料的低温脆性？哪些材料不能用此方法检验和评定？[提示：低中强度的体心立方金属、Zn等对温度敏感的材料，高强度钢、铝合金以及面心立方金属、陶瓷材料等不能] 2) 影响材料低温脆性的因素有哪些？ 3、计算： 某低碳钢的摆锤系列冲击实验列于下表， 温度(℃) 冲击功(J) 温度(℃) 冲击功(J) 60 75 10 40 40 75 0 20 35 70 -20 5 25 60 -50 1 试计算： a. 绘制冲击功－温度关系曲线； b. 试确定韧脆转变温度； c. 要为汽车减震器选择一种钢，它在－10℃时所需的最小冲击功为10J，问此种钢适合此项应用么？ 第四章 断裂韧性 1、名词解释： 应力场强度因子 断裂韧度 低应力脆断 2、简答 a. 格里菲斯公式计算的断裂强度和理论断裂强度差异？奥罗万修正计算适用范围？ b. Kl和KlC的异同？ c. 断裂韧性的影响因素有哪些？如何提高材料的断裂韧性？ 3、计算： a. 有一材料，模量E＝200GPa, 单位面积的表面能γS＝8 J/m2, 试计算在70MPa的拉应力作用下，该裂纹的临界裂纹长度？若该材料裂纹尖端的变形塑性功γP＝400 J/m2，该裂纹的临界裂纹长度又为多少？[利用格里菲斯公式和奥罗万修正公式计算] b. 已知α-Fe的(100)晶面是解理面，其表面能是2 J/m2，杨氏模量E＝200 GPa，晶格常数a0＝0.25nm，试计算其理论断裂强度？ c. 马氏体时效钢的屈服强度是2100MPa，断裂韧度66MPa·m1/2，用这种材料制造飞机起落架，最大设计应力为屈服强度的70％，若可检测到的裂纹长度为2.5mm，试计算其应力强度因子，判断材料的使用安全性。[提示：假设存在的是小的边缘裂纹，采用有限宽板单边直裂纹模型，2ba; 若存在的是穿透裂纹，则应用无限大板穿透裂纹模型计算] 第五章 疲劳性能 1、名词解释： 循环应力 贝纹线 疲劳条带 疲劳强度 过载持久值 热疲劳 2、简答 a. 比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料疲劳断裂的特点？ b. 疲劳断口宏观断口和微观断口分别有什么特征？ c. 列出至少四条提高金属疲劳性能的措施 3、计算： a. 某材料的应力幅和失效循环周次如下： 应力幅(MPa) 失效循环周次(104) 500 1 400 7 350 10 275 100 250 ＞1000 225 ＞1000 试绘制S－N曲线，并确定疲劳极限；如设计要求最少疲劳寿命105次，则许用的最大循环应力是多少？ b. 某压力容器受到升压降压交变应力△σ＝120MPa作用，计算得知该容器