材料性能学(精品)

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1、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；解：材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。包括①力学性能（拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲）②物理性能（热、光、电、磁）③化学性能（老化、腐蚀）。第一章单向静载下力学性能1、名词解释：弹性变形須性变形弹性极限弹性比功包中格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超須性韧窝解：弹性一变形：材料受载肩产生变形，卸载肩这部分变形消逝，材料恢复到原來的状态的性质。規性变形：微观结构的相邻部分产生永久

2、性位移，并不引起材料破裂的现象。弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形（屈服变形）时的应力。弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力。包屮格效应：材料预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应力降低的现象。弹性模量：工程丄被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力。实质是产牛100%弹性变形所需的应力。滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。内耗：加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸

3、收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。韧性：材料断裂前吸收蜩性变形功和断裂功的能力。超塑性：在一定条件下，呈现罪常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。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？解：①键合方式和原子结构，共价键、金属键、离子键E高，分子键E低原子半径人，E小，反Z亦然。②晶体结构，单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性，沿密排而E大，多晶材料为各晶粒的统计平均值；非晶材料各向E同性。③化学成分，④微观组织⑤温度，温度

4、升高，E下降⑥加载条件、负载时间。对金属、陶瓷类材料的E没有场响。高聚物的E随负载时间延长而降低，发生松弛。2）金属材料应变硬化的概念和实际意义。解：材料进入塑性变形阶段后，随着变形最增人，形变应力不断提高的现象称为应变硬化。意义①加工方面，是金属进行均匀的塑性变形，保证冷变形工艺的顺利实施。②应用方而，是金属机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件使用安全。③对不能进行热处理强化的金属材料进行强化的重要手段。3）高分子材料的塑性变形机理。解：结晶高分子的塑性变形是由薄晶转变为沿应力方向排列的微纤维朿的过程；

5、非晶高分子材料则是在正应力下形成银纹或在切应力下无取向的分子链局部转变为排列的纤维束的过程。4)拉伸断裂包括儿种类型？什么是拉仲断口三耍素？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］?解：按宏观塑性变形分为脆性断裂和韧性断裂。按裂纹扩展叮分为穿晶断裂和沿品断裂。按微观断裂机理分为解理断裂和剪切断裂。按作用力分为正断和切断。拉升断口的三耍素：纤维区、放射区和剪切唇。对实际构件进行断裂分析首先进行①宏观检测：目测构件表而外观；低倍酸洗观察；宏观断面分析。②扫描电镜分析③X射线能谱分析④金

6、相分析⑤硬度及有效便化层测定。3、计算：1)己知钢的杨氏模量为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，并且变形量耍求也相同，问铝丝直径应为多少？(EAi=70GPa)若用W(E=388GPa).钢化玻璃(E=345MPa)和尼龙线(E=2.83GPa)呢？解：已知：E=210GPa,d=2.5mm,厶二120mm,F二450N。•：b=FIS=Eg:.£=LIQ:.AL=164.5:.F^Ei/Si=F^E2/S2:.d2=

7、/E?•d:.dAI=y］E/Eai•d=J210/70•2.5mm=4.33mm.•・dw=/耳y•d=V210/388•2.5mm=1.83mm••〃钢化=Je/E钢化•d=J210/345•2.5mm=1.95mmd

8、它龙=(E/£*尼龙•d=a/210/2.83•2.5mm=21.5Hirn2)一个拉伸试样，标距50mm,宜径13mm,实验后将试样对接起來后测量标距81mm,伸长率多少？若缩颈处最小巴径6.9mm,断面收缩率是多少？解：已知：厶=50m/??d()=13mmLK=8bnmdK=6.9

9、mm・・・断后伸长率8=Lk/1^x100%=(81-50)/50x100%=62%・•・断面收缩率^=(4-A,)/4x100%=(132-6.92)/132x100%=71.8%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破度解：应力状态软性系数：不同加载条件下材料中最大切应力与正应力的比值。剪切弹性模量：材料在扭转过程中，扭矩与切应变的比值。缺口敏感度：常fflWW