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《材料性能學(xué)(精品)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、緒論1、簡(jiǎn)答題什么是材料的性能?包括哪些方面?[提示]材料的性能定量地反映了材料在給定外界條件下的行為;解:材料的性能是指材料在給定外界條件下所表現(xiàn)出的可定量測(cè)量的行為表現(xiàn)。包括①力學(xué)性能(拉、壓、、扭、彎、硬、磨、韌、疲)②物理性能(熱、光、電、磁)③化學(xué)性能(老化、腐蝕)。第一章單向靜載下力學(xué)性能1、名詞解釋?zhuān)簭椥宰冃雾毿宰冃螐椥詷O限彈性比功包中格效應(yīng)彈性模量滯彈性?xún)?nèi)耗韌性超須性韌窩解:彈性一變形:材料受載肩產(chǎn)生變形,卸載肩這部分變形消逝,材料恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)的性質(zhì)。規(guī)性變形:微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分產(chǎn)生永久
2、性位移,并不引起材料破裂的現(xiàn)象。彈性極限:彈性變形過(guò)度到彈-塑性變形(屈服變形)時(shí)的應(yīng)力。彈性比功:彈性變形過(guò)程中吸收變形功的能力。包屮格效應(yīng):材料預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形,卸載后再同向加載,規(guī)定殘余應(yīng)力(彈性極限或屈服強(qiáng)度)增加;反向加載,規(guī)定殘余應(yīng)力降低的現(xiàn)象。彈性模量:工程丄被稱(chēng)為材料的剛度,表征材料對(duì)彈性變形的抗力。實(shí)質(zhì)是產(chǎn)牛100%彈性變形所需的應(yīng)力。滯彈性:快速加載或卸載后,材料隨時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能。內(nèi)耗:加載時(shí)材料吸收的變形功大于卸載是材料釋放的變形功,即有部分變形功倍材料吸
3、收,這部分被吸收的功稱(chēng)為材料的內(nèi)耗。韌性:材料斷裂前吸收蜩性變形功和斷裂功的能力。超塑性:在一定條件下,呈現(xiàn)罪常大的伸長(zhǎng)率(約1000%)而不發(fā)生縮頸和斷裂的現(xiàn)象。韌窩:微孔聚集形斷裂后的微觀斷口。2、簡(jiǎn)答1)材料的彈性模量有那些影響因素?為什么說(shuō)它是結(jié)構(gòu)不敏感指標(biāo)?解:①鍵合方式和原子結(jié)構(gòu),共價(jià)鍵、金屬鍵、離子鍵E高,分子鍵E低原子半徑人,E小,反Z亦然。②晶體結(jié)構(gòu),單晶材料在彈性模量在不同取向上呈各向異性,沿密排而E大,多晶材料為各晶粒的統(tǒng)計(jì)平均值;非晶材料各向E同性。③化學(xué)成分,④微觀組織⑤溫度,溫度
4、升高,E下降⑥加載條件、負(fù)載時(shí)間。對(duì)金屬、陶瓷類(lèi)材料的E沒(méi)有場(chǎng)響。高聚物的E隨負(fù)載時(shí)間延長(zhǎng)而降低,發(fā)生松弛。2)金屬材料應(yīng)變硬化的概念和實(shí)際意義。解:材料進(jìn)入塑性變形階段后,隨著變形最增人,形變應(yīng)力不斷提高的現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)變硬化。意義①加工方面,是金屬進(jìn)行均勻的塑性變形,保證冷變形工藝的順利實(shí)施。②應(yīng)用方而,是金屬機(jī)件具有一定的抗偶然過(guò)載能力,保證機(jī)件使用安全。③對(duì)不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的金屬材料進(jìn)行強(qiáng)化的重要手段。3)高分子材料的塑性變形機(jī)理。解:結(jié)晶高分子的塑性變形是由薄晶轉(zhuǎn)變?yōu)檠貞?yīng)力方向排列的微纖維朿的過(guò)程;
5、非晶高分子材料則是在正應(yīng)力下形成銀紋或在切應(yīng)力下無(wú)取向的分子鏈局部轉(zhuǎn)變?yōu)榕帕械睦w維束的過(guò)程。4)拉伸斷裂包括兒種類(lèi)型?什么是拉仲斷口三耍素?如何具體分析實(shí)際構(gòu)件的斷裂[提示:參考課件的具體分析實(shí)例簡(jiǎn)單作答]?解:按宏觀塑性變形分為脆性斷裂和韌性斷裂。按裂紋擴(kuò)展叮分為穿晶斷裂和沿品斷裂。按微觀斷裂機(jī)理分為解理斷裂和剪切斷裂。按作用力分為正斷和切斷。拉升斷口的三耍素:纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇。對(duì)實(shí)際構(gòu)件進(jìn)行斷裂分析首先進(jìn)行①宏觀檢測(cè):目測(cè)構(gòu)件表而外觀;低倍酸洗觀察;宏觀斷面分析。②掃描電鏡分析③X射線(xiàn)能譜分析④金
6、相分析⑤硬度及有效便化層測(cè)定。3、計(jì)算:1)己知鋼的楊氏模量為210GPa,問(wèn)直徑2.5mm,長(zhǎng)度120mm的線(xiàn)材承受450N載荷時(shí)變形量是多少?若采用同樣長(zhǎng)度的鋁材來(lái)承受同樣的載荷,并且變形量耍求也相同,問(wèn)鋁絲直徑應(yīng)為多少?(EAi=70GPa)若用W(E=388GPa).鋼化玻璃(E=345MPa)和尼龍線(xiàn)(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??〃鋼化=Je/E鋼化?d=J210/345?2.5mm=1.95mmd
8、它龍=(E/£*尼龍?d=a/210/2.83?2.5mm=21.5Hirn2)一個(gè)拉伸試樣,標(biāo)距50mm,宜徑13mm,實(shí)驗(yàn)后將試樣對(duì)接起來(lái)后測(cè)量標(biāo)距81mm,伸長(zhǎng)率多少?若縮頸處最小巴徑6.9mm,斷面收縮率是多少?解:已知:厶=50m/??d()=13mmLK=8bnmdK=6.9
9、mm???斷后伸長(zhǎng)率8=Lk/1^x100%=(81-50)/50x100%=62%???斷面收縮率^=(4-A,)/4x100%=(132-6.92)/132x100%=71.8%第二章其它靜載下力學(xué)性能1、名詞解釋?zhuān)簯?yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)剪切彈性模量抗彎強(qiáng)度缺口敏感度破度解:應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù):不同加載條件下材料中最大切應(yīng)力與正應(yīng)力的比值。剪切彈性模量:材料在扭轉(zhuǎn)過(guò)程中,扭矩與切應(yīng)變的比值。缺口敏感度:常fflWW