工程材料力学-河北工程大学.doc

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1、河北工程大学2011~2012学年第1学期期末考试试卷（A）卷题号一二三四五六总分评分评卷教师一、名词解释（每题3分，共21分）1、弹性变形2、塑性变形3、包申格效应4、冲击韧性5、低应力脆断6、应力腐蚀断裂7、应力状态系数二、填空题（每空0.5分，共15分）1、退火低碳钢在拉伸力作用下的变形过程可分为___________、_________________、均匀塑性变形、____________________、和______________几个阶段。2、根据裂纹扩展的途径分类，断裂可分为__________断裂和_______

2、___断裂。3、根据裂纹体所受载荷和裂纹间的关系，可将裂纹扩展分为________型裂纹扩展、________型裂纹扩展和_______型裂纹扩展；其中________型裂纹最容易引起脆性断裂，在实际工程构件中最危险。4、在扭转实验中，塑性材料表面的断裂面与试样轴线_______；脆性材料的断裂面与试样轴线成_____角。5、按磨损机理分类，磨损分为________磨损、________磨损、________磨损、________磨损、________磨损和微动磨损等六种基本类型。6、材料长期在恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的

3、现象称为_________。7、断口的三要素是__________、__________和__________；解理断裂的微观特征有__________、________和______________；微孔聚集断裂的微观特征是_________。8、缺口使塑性材料的强度__________，塑性___________。9、疲劳断口就有三个形貌不同的区域__________、__________和__________。三、选择题（每题1分，共8分）1、在单向拉伸、扭转与单向压缩试验中，应力状态系数的变化规律是（）A单向拉伸>扭转>单向

4、压缩B单向拉伸>单向压缩>扭转C单向压缩>扭转>单向拉伸D扭转>单向拉伸>单向压缩2、KISCC表示材料的（）A疲劳裂纹扩展门槛值B冲击韧性C断裂韧性D应力场强度因子3、与维氏硬度试验原理相同，都是根据压痕单位面积所承受的试验力计算硬度值的是（）A洛氏硬度B布氏硬度C努氏硬度D肖氏硬度4、在缺口试样的冲击试验中，缺口越尖锐，试样的冲击韧性（）A越大B越小C不变D无规律5、碳钢在高温高压氢气氛中，氢与钢中的碳发生反应生成甲烷气体，从而导致钢的塑性降低，这种现象属于氢脆的（）类型A白点B氢化物致脆C氢蚀D氢致延滞断裂6、平面应变条件下裂

5、纹尖端的塑性区尺寸（）平面应力下的塑性区尺寸A大于B小于C等于D不确定7、为提高材料的疲劳寿命可采取如下（）措施A引入表面拉应力B引入表面压应力C引入内部压应力D引入内部拉应力8、材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加而（）A减小B增大C不变D无规律四、简答题（每题8分，共24分）1、简述低温脆性现象及其物理本质。2、简述金属疲劳过程及疲劳断裂的特点。3、简述韧性断裂和脆性断裂的区别，为什么脆性断裂最危险？五、论述题（12分）与常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有哪些？六、计算题（20分）有一大型厚板构件，构件材料

6、的屈服强度σ0.2=1200MPa，断裂韧性KIC=115MPa·m1/2,经探伤发现，厚板构件中存在长度为10mm的中心穿透裂纹。若构件在平均轴向拉应力为800MPa的条件下工作，试计算裂纹前端的应力强度因子KI及塑性区宽度R0，并判断构件是否安全？解：已知中心穿透裂纹的长度为2a0=10mm，于是a0=5mm。且由于构件为大型厚板，属平面应变状态。（1）已知材料的屈服强度σs=1200MPa，而构件的工作应力为800MPa。考虑到=800/1200=0.67>0.5,于是裂纹前端的应力强度因子K1=可按下式计算：K1===104

7、.43MPa*（2）由于在平面应变下，裂纹前端的塑性区尺寸为R0=。于是该构件裂纹前端的塑性区尺寸R0===8.53×10-4m=0.853mm（3）由于K1=104.43MPa*<115MPa*,所以该构件是安全的。河北工程大学期末考试（A）试卷标准答案及评分标准专用纸2011/2012学年第1学期课程工程材料力学班级机电金属材料09闭(开)卷姓名一、名词解释（每题3分，共21分）1、弹性变形：材料在外力作用下产生而在外力去除后可以恢复的那部分变形2、塑性变形：材料在外力作用下产生而在外力去除后不能恢复的那部分变形3、包申格效应：

8、金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。4、冲击韧性：材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。5、低应力脆断：6、应力腐蚀断裂：金属在拉应力和特定的