机械制造基础第一章 金属材料的力学性能习题解答.docx

编者 第一章 金属材料的力学性能 习题解答 什么是金属的力学性能? 根据载荷形式的不同，力学性能主要包括哪些指标? 答：金属在各种不同载荷作用下表现出来的特性就叫力学性能。根据载荷形式的不同，力学性能主要包括强度、硬度、塑性和冲击韧度等。 什么是强度? 什么是塑性? 衡量这两种性能的指标有哪些? 各用什么符号表示? 答：金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力就是强度； σ σ σ σ衡量强度的主要指标有弹性极限 、抗拉强度 和屈服强度 ( σ σ σ σ e b s 0.2 等。 金属发生塑性变形但不破坏的能力称为塑性；衡量塑性的主要指标有断面收缩率ψ和伸长率 δ。 低碳钢做成的 d = 10mm 的圆形短试样经拉伸试验，得到 0 如下数据：F = 21100N， F = 34500N， l = 65mm， d = 6mm。试 s b 1 1 σ σ δ求低碳钢的 、 、 、ψ σ σ δ s b 5 答：原始试样截面积为 A 0 ? ? d 2 4 0 ? ? ? 4 102 ? 78.5(mm2 ) ，试验后截 面 积 为 A 1 ? ? d 2 4 1 ? ? ? 4 62 ? 28.26(mm2 ) ； 原 始 试 样 长 度 为 l ? 5d ? 5 ?10 ? 50(mm) ，故 0 0 s? ? F s s A 0  ? 21100 ? 268.8(MPa) 78.5 F ? ? b b A 0 l ? l ? 34500 ? 439.5(MPa) 78.5 65 ? 50 ? ? 1 5 l 0 0 ?100% ? 100% ? 30% 50 01? ? A ? A 0 1 A 0 ?100% ? 78.5 ? 28.26 ?100% ? 64% 78.5 什么是硬度? HBW、HRA、HRB、HRC 各代表什么方法测出的硬度? 答：硬度是衡量金属材料软硬程度的指标，是指金属抵抗局部弹性变形、塑性变形、压痕或划痕的能力。 HBW 代表用布氏硬度测定方法测出的硬度，HRA、HRB、HRC 各代表用洛氏硬度的A、B、C 三种不同的标尺测定出的硬度。1-5 下列硬度要求和写法是否正确? HBW150 HRC40N HR00 HRB10 478HV HRA79 474HBW 答：HBW150 不正确；HRC40N 不正确；HR00 不正确； HRB10 不正确；478HV 正确；HRA79 不正确；474HBW 正确。 什么是冲击韧度? A 和α K KV 各代表什么? 答：金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧度。 A 代表冲击吸收功；α K KV 代表使用 V 形缺口试件测出的冲击 韧度值。 什么是疲劳现象? 什么是疲劳强度? 答：1、疲劳现象是指零件在交变载荷作用下（交变应力通常都低于材料的屈服强度），经长时间工作发生破坏的现象。 材料在无数次交变载荷作用下而不破坏的最大应力值称为疲劳强度。 用标准试样测得的金属材料的力学性能能否直接代表材料制成零件的力学性能? 为什么? 答：用标准试样测得的金属材料的力学性能不能直接代表零件的力学性能。因为金属材料力学的力学性能是在特定条件下测定出的指标，零件的实际工作条件与这些条件不一定是一致的，如热处理、温度、尺寸大小等，从而导致零件力学性能改变。