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材料力学性能期末试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填入括号内）

1.金属材料抵抗弹性变形的能力称为（）。

A.强度B.硬度C.刚度D.韧性

2.金属拉伸试验中，试样在断裂前能吸收变形能量的能力通常用（）指标衡量。

A.屈服强度B.强度极限C.延伸率D.硬度

3.当金属材料受到的应力低于其屈服强度时，其变形主要是（）。

A.弹性变形B.塑性变形C.蠕变D.疲劳

4.金属材料发生脆性断裂时，其断口通常呈现（）特征。

A.韧性断口B.脆性断口C.疲劳断口D.蠕变断口

5.下列哪种方法不属于材料硬度测试方法？（）

A.布氏硬度B.洛氏硬度C.维氏硬度D.拉伸试验

6.在金属材料中，位错运动是产生（）的主要原因。

A.弹性变形B.塑性变形C.硬度D.韧性

7.金属材料在高温和应力共同作用下，发生缓慢塑性变形的现象称为（）。

A.应力腐蚀B.疲劳C.蠕变D.断裂

8.下列哪种因素会显著提高金属材料的疲劳极限？（）

A.提高工作应力B.存在应力集中C.改善表面光洁度D.降低温度

9.断裂力学中，描述材料抵抗裂纹失稳扩展能力的指标是（）。

A.屈服强度B.强度极限C.断裂韧性D.硬度

10.金属材料的冲击韧性是指其（）。

A.抵抗弹性变形的能力B.抵抗塑性变形的能力C.吸收冲击能量的能力D.抵抗断裂的能力

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填入横线处）

1.金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、______、______和冲击韧性等。

2.金属拉伸试验中，发生塑性变形最快的阶段是______阶段。

3.金属材料的疲劳极限是指试样在______循环下不发生断裂的最大应力。

4.影响金属材料疲劳极限的因素主要有应力集中、表面状况、尺寸效应和______。

5.布氏硬度试验适用于测试______材料，不宜测试太硬或太薄的材料。

6.洛氏硬度试验中，常用的标尺有HRA、HRB、______和HRE等。

7.金属材料的蠕变变形是在______和高温共同作用下产生的。

8.提高金属材料强度的主要途径有固溶强化、______、细晶强化和形变强化等。

9.裂纹尖端应力场强度因子K是断裂力学中的一个重要参数，它表征了______对裂纹扩展的影响。

10.金属材料的硬度越高，通常其耐磨性______。

三、判断题（每题1分，共10分。请将“正确”或“错误”填入括号内）

1.金属材料的屈服强度越高，其塑性变形能力越好。（）

2.金属材料在拉伸试验中，弹性变形是可逆的，塑性变形是不可逆的。（）

3.疲劳破坏是金属材料在低于其屈服强度的循环应力作用下发生的突然断裂。（）

4.蠕变变形是金属材料在高温和应力作用下发生的缓慢塑性变形，变形后不能恢复。（）

5.布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度都是常用的硬度测试方法，它们的原理基本相同。（）

6.应力集中会降低金属材料的疲劳极限。（）

7.断裂韧性是衡量材料抵抗脆性断裂能力的指标，其值越大，材料越不容易发生脆断。（）

8.金属材料的冲击韧性值越高，说明其韧性越好，在冲击载荷作用下越不容易断裂。（）

9.细化晶粒可以提高金属材料的强度和韧性。（）

10.硬度是衡量金属材料软硬程度的指标，没有量纲。（）

四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述金属材料塑性变形的机理。

2.简述影响金属材料疲劳极限的主要因素。

3.简述应力集中的概念及其对金属材料力学性能的影响。

4.简述断裂力学中应力强度因子K的意义。

五、计算题（每题10分，共20分。请列出计算过程，并给出最终结果）

1.某金属材料拉伸试验测得试样标距长度从100mm变为120mm，同时标距段横截面积从50mm2变为45mm2。计算该材料的延伸率和截面收缩率。

2.某零件在工作中承受交变应力，应力幅σa=160MPa，平均应力σm=40MPa。该材料的疲劳极限σ-1=400MPa。试计算该零件的工作安全系数（基于疲劳极限）。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.D

3.A

4.B

5.D

6.B

7.C

8.C

9.C

10.C

解析思路：

1.C：刚度是抵抗弹性变形的能力，与弹性模量有关。强度是