材料力学性能试题集

判断

1.由内力引起的内力集度称为应力。（ × ）

2.当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。（ √ ）

3.工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。（ × ） 4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。（ √ ）

5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。（ × ） 6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。（ × ） 7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数，因而它不受单相固溶合金（或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。（ × ）

8.随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就增大。（ √ ）

9.层错能低的材料应变硬度程度小。（ × ）

10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。（ × ） 11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。（ × ）

12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。（ √ ） 13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就越小。（ × ）

14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。（ √ ） 15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。（ √ ）

16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。（ × ） 17.可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。（ √ ） 18.缺口截面上的应力分布是均匀的。（ × ） 19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。（ √ ）

20.于降低温度不同，提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。（ × ） 21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。（ × ） 22.体心立方金属及其合金存在低温脆性。（ √ ）

23.无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆转变温度升高。（ √ ）

24.细化晶粒的合金元素因提高强度和塑性使断裂韧度KIC下降。（ × ）

25.残余奥氏体是一种韧性第二相，分布于马氏体中，可以松弛裂纹尖端的应力峰，增大裂纹扩展的阻力，提高断裂韧度KIC。（ √ ）

26.一般大多数结构钢的断裂韧度KIC都随温度降低而升高。（ × ） 27.金属材料的抗拉强度越大，其疲劳极限也越大。（ √ ） 28.宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。（ √ ）

29.材料的疲劳强度仅与材料成分、组织结构及夹杂物有关，而不受载荷条件、工作环境及表面处理条件的影响。（ × ）

30.应力腐蚀断裂并是金属在应力作用下的机械破坏与在化学介质作用下的腐蚀性破坏的叠加所造成的。（ × ）

31.氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。（ √ ） 32.含碳量较低且硫、磷含量较高的钢，氢脆敏感性低。（ × ）

33.在磨损过程中，磨屑的形成也是一个变形和断裂的过程。（ √ ） 34.马氏体耐磨性最好，铁素体因硬度高，耐磨性最差。（ × ） 35.在相同硬度下，下贝氏体比回火马氏体具有更高的耐磨性。（ √ ）

36.随着实验温度升高，金属的断裂由常温下常见的沿晶断裂过渡到传晶断裂。（ × ） 37.蠕变断裂的微观断口特征，主要为冰糖状花样的传晶断裂形貌。（ × ） 38.晶粒大小对金属材料高温力学性能的影响很大。（ √ ） 39.聚合物的性能主要取决于其巨型分子的组成与结构。（ √ ） 40.三种状态下的聚合物的变形能力不同，弹性模量几乎相同。（ × ） 41.再高弹态时聚合物的变形量很大，且几乎与温度无关。（ √ ） 42.聚合物的疲劳强度高于金属。（ × ）

43. 对机床的底座等构件，为保证机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越大越好；而对弹簧片、钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越小越好。（ √ ）

44. 鉴于弯曲试验的特点，弯曲试验常用于铸铁、硬质合金等韧性材料的性能测试。（ × ） 45. 奥氏体不锈钢在硝酸盐溶液溶液中容易发生应力腐蚀开裂。（ × ） 46. 晶粒与晶界两者强度相等的温度，称为等强温度。（ √ ） 47. 材料的硬度与抗拉强度之间为严格的线性关系。（ × ） 48. 裂纹扩展方向与疲劳条带的方向垂直。（ √ ） 49. 金属只有在特定介质中才能发生腐蚀疲劳。（ × ） 50. 适量的微裂纹存在于陶瓷材料中将提高热震损伤性。（ √ ）

填空

1-1、金属弹性变形是一种“可逆性变形”，它是金属晶格中原子自平衡位置产生“可逆位移”的反映。

1-2、弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生“100％”弹性变形所需的应力。

1-3、弹性比功表示金属材料吸收“弹性变形功”的能力。 1-4、金属材料常见的塑性变形方式主要为“滑移”和“孪生”。 1-5、滑移面和滑移方向的组合称为“滑移系”。 1-6、影响屈服强度的外在因素有“温度”、“应变速率”和“应力状态”。 1-7、应变硬化是“位错增殖”、“运动受阻”所致。

1-8、缩颈是“应变硬化”与“截面减小”共同作用的结果。

1-9、金属材料断裂前所产生的塑性变形由“均匀塑性变形”和“集中塑性变形”两部分构成。

1-10、金属材料常用的塑性指标为“断后伸长率”和“断面收缩率”。 1-11、韧度是度量材料韧性的力学指标，又分为“静力韧度”、“冲击韧度”、“断裂韧度”。

1-12、机件的三种主要失效形式分别为“磨损”、“腐蚀”和“断裂”。 1-13、断口特征三要素为“纤维区”、“放射区”、“剪切唇”。 1-14、微孔聚集断裂过程包括“微孔成核”、“长大”、“聚合”，直至断裂。 1-15、决定材料强度的最基本因素是“原子间结合力”。

2-1、金属材料在静载荷下失效的主要形式为“塑性变形”和“断裂”。 2-2、扭转试验测定的主要性能指标有“切变模量”、“扭转屈服点τs”、“抗扭强度τb”。 2-3、缺口试样拉伸试验分为“轴向拉伸”、“偏斜拉伸”。 2-5、压入法硬度试验分为“布氏硬度”、“洛氏硬度”和“维氏硬度”。 2-7、洛氏硬度的表示方法为“硬度值”、符号“HR”、和“标尺字母”。

3-1、冲击载荷与静载荷的主要区别是“加载速率不同”。 3-2、金属材料的韧性指标是“韧脆转变温度tk

4-1、裂纹扩展的基本形式为“张开型”、“滑开型”和“撕开型”。 4-2、机件最危险的一种失效形式为“断裂”，尤其是“脆性断裂”极易造成安全事故和经济损失。

4-3、裂纹失稳扩展脆断的断裂K判据：KI≥KIC 4-4、断裂G判据：GI≥GIC 。

4-7、断裂J判据：JI≥JIC

5-1、变动应力可分为“规则周期变动应力”和“无规则随机变动应力”两种。 5-2、规则周期变动应力也称循环应力，循环应力的波形有“正弦波”、“矩形波”和“三角形波”。

5-4、典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域，分别为“疲劳源”、“疲劳区”和“瞬断区”。

5-6、疲劳断裂应力判据：对称应力循环下：σ≥σ-1 。非对称应力循环下：σ≥σr 5-7、疲劳过程是由“裂纹萌生”、“亚稳扩展”及最后“失稳扩展”所组成的。 5-8、宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的“形成”、“长大”及“连接”而成的。

5-10、疲劳微观裂纹都是由不均匀的“局部滑移”和“显微开裂”引起的。 5-11、疲劳断裂一般是从机件表面“应力集中处”或“材料缺陷处”开始的，或是从二者结合处发生的。 ”。

6-1、产生应力腐蚀的三个条件为“应力”、“化学介质”和“金属材料”。 6-2、应力腐蚀断裂最基本的机理是“滑移溶解理论”和“氢脆理论”。

6-5、防止氢脆的三个方面为“环境因素”、“力学因素”及“材质因素”。

7-4、脆性材料冲蚀磨损是“裂纹形成”与“快速扩展”的过程。 7-5、影响冲蚀磨损的主要因素有：“环境因素”、“粒子性能”、“材料性能”。 7-6、磨损的试验方法分为“实物试验”与“实验室试验”。

8-1、晶粒与晶界两者强度相等的温度称为“等强温度”。

8-2、金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢的产生塑性变形的现象称为“蠕变”。

8-3、金属的蠕变变形主要是通过“位错滑移”、“原子扩散”等机理进行的。 9-3、聚合物的聚集态结构包括“静态结构”、“非晶态结构”和“取向”。 9-5、静态粘弹性一般的变现形式为“蠕变”、“应力松弛”。 9-6、聚合物具有独特的“摩擦特性”、“磨损规律”。 10-2、热震破坏包括“热震断裂”、“热震损伤”。

11-1、复合材料是由两种或两种以上“异质”、“异形”、“异性”的材料复合形成的新型材料。

11-2、复合材料中通常包括“基体”、“增强体”。 11-3、单向复合材料产生屈曲的形式有“拉压型”、“剪切型”。 11-4、单向连续纤维增强复合材料的一个显著特点是沿纤维方向有较高的“强度”和“模量”。

名词解释

1 滞弹性

在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象叫做 滞弹性 2 包申格效应

金属材料经过预先加载产生少量塑性变形（残余应变为1%---4%）,卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余伸长应力降低（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零）的现象，称为包申格效应 3 解理刻面

大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面 4 缺口效应

由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应 5 缺口敏感度

金属材料的缺口敏感性指标用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉轻度比值表示，称为缺口敏感度，记为NSR 6 布氏硬度值