工程材料力学性能-第2版答案-束德林 .pdf

《工程材料力学性能》课后答案

第一章单向静拉伸力学性能

1、解释下列名词。

1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑

性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

2．滞弹性：金属材料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称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现

象。

3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为

循环韧性。

4．包申格效应：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。

5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。

韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b

的台阶。

8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇

合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的

一种标志。

9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值

后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断

裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。

10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以

是脆性断裂。

沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。

11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击

吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种

现象称为韧脆转变

12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变

形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现

象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性

后效、弹性滞后和循环韧性等

2、说明下列力学性能指标的意义。

答：E弹性模量G切变模量r规定残余伸长应力0.2屈

服强度金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率n应变硬化

gt

指数【P15】

3、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对

组织不敏感的力学性能指标？

答：主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性

变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金

属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了，原子的本性和晶格

类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏感。【P4】

4、试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长

曲线图上的区别？为什么？

5、决定金属屈服强度的因素有哪些？【P12】

答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质

元素、第二相。

外在因素：温度、应变速率和应力状态。

6、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？

【P21】

答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，

这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗

能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性

变形，没有明显征兆，因而危害性很大。

7、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不

同？【P23】

答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分

离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率

沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。

8、何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？

答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组

成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和

相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、

加载速率和受力状态不同而变化。

9、论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，

并指出该理论的局限性。【P32】

1

答：2Es2，只适用于脆性固体,