材料力學(xué)性能考試試題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上材料力學(xué)性能考試試題:一、名詞解釋：解理斷裂；冷脆轉(zhuǎn)變；磨粒磨損；應(yīng)力腐蝕；高溫蠕變；二、一直徑為10mm，標(biāo)距長(zhǎng)為50mm的拉伸試樣，在拉力P=30kN時(shí)，測(cè)得其標(biāo)距伸長(zhǎng)為52.872mm。求材料的彈性模量。和試樣此時(shí)的條件應(yīng)力、條件應(yīng)變及真應(yīng)力、真應(yīng)變。該試樣曾在拉力達(dá)到35.76kN時(shí)，開始發(fā)生明顯的塑性變形；在拉力達(dá)到63.36kN后試樣斷裂，測(cè)得斷后的拉伸試樣的標(biāo)距為58.4mm，最小處截面直徑為7.16mm；求其屈服極限s、斷裂極限b、延伸率和斷面收縮率。三、一大型板件中心有一寬度為7.8mm的穿透裂紋，其材料的S=1060MPa，KIC=114MPa.M

2、1/2；板件受920Mpa的單向工作應(yīng)力，問：(1) 該裂紋尖端的塑性屈服區(qū)尺寸(2) 該裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子的大小(3)該板件是否能安全工作(4)在該應(yīng)力下工作該板所允許的最大裂紋尺寸(5)該板帶有此裂紋安全工作所能承受的最大應(yīng)力四、簡(jiǎn)述題：1什么是低周疲勞？有何特點(diǎn)？2陶瓷材料性能的主要特點(diǎn)？五、某材料的-1為600Mpa，b為750Mpa，作圖求其應(yīng)力循環(huán)對(duì)稱系數(shù)為r時(shí)的r，并在疲勞圖上標(biāo)出其相應(yīng)的max、min、m、a材料力學(xué)性能試卷答案：一、名詞解釋：解理斷裂：指材料斷裂時(shí)裂紋沿某特定的晶體學(xué)平面擴(kuò)展而產(chǎn)生的脆性穿晶斷裂方式。冷脆轉(zhuǎn)變：指金屬材料在低于某溫度后韌性大幅度下降的現(xiàn)象

3、。磨粒磨損：兩摩擦副一方有硬凸起或接觸面間夾有硬的質(zhì)點(diǎn)，并在因相對(duì)運(yùn)動(dòng)在另一摩擦面上產(chǎn)生切削劃痕并導(dǎo)致其物質(zhì)丟失的現(xiàn)象。應(yīng)力腐蝕：金屬材料在拉應(yīng)力及特定的化學(xué)介質(zhì)的共同作用下，產(chǎn)生的早期的、低壽命的、低應(yīng)力脆性疲勞斷裂。高溫蠕變：金屬材料在高溫和持久載荷的共同作用下，所產(chǎn)生的隨時(shí)間的增加而增加的塑性變形。二、一直徑為10mm，標(biāo)距長(zhǎng)為50mm的拉伸試樣，在拉力P=30kN時(shí)，測(cè)得其標(biāo)距伸長(zhǎng)為52.872mm。求材料的彈性模量，和試樣此時(shí)的條件應(yīng)力、條件應(yīng)變及真應(yīng)力、真應(yīng)變。該試樣曾在拉力達(dá)到35.76kN時(shí)，開始發(fā)生明顯的塑性變形；在拉力達(dá)到63.36kN后試樣斷裂，測(cè)得斷后的拉伸試樣的標(biāo)距為

4、58.4mm，最小處截面直徑為7.16mm；求其屈服極限s、斷裂極限b、延伸率和斷面收縮率。解： d0 = 10.0mm, F0 =d02/4 = 78.54 mm2L0= 50mm, L1= 52.872mmLk = 58.4mm,dk = 7.16mm, Fk =dK2/4 = 40.26 mm2由： F1×L1=F0×L0=>F1= F0×L0/L1=78.54×50/52.872=74.27 (mm2)條件應(yīng)力：= P/F0 = 30kN/78.54mm2 = 381.97MPa真實(shí)應(yīng)力：S=P/F1 = 30kN/74.27mm2 = 4

5、03.93Mpa相對(duì)伸長(zhǎng)：= (L1-L0)/ L0=(52.872-50)/50= 0.0574 = 5.74%相對(duì)收縮：=(F0 -F1)/F0=(78.54-74.27)/78.54= 0.0544=5.44%真實(shí)應(yīng)變：e =ln(L1/L0)=ln(52.872/50)=0.0559=5.59%= -e彈性模量：= E=> E =/=381.97MPa/5.74%=6.83×103MPa屈服極限：S =35.76kN/78.54 mm2 = 455.3MPa斷裂極限：b = 63.36kN/78.54 mm2 = 806.7Mpa延伸率： = (LK-L0)/ L0=

6、(58.4-50)/50 = 0.168= 16.8%斷面收縮率:k=(F0-Fk)/F0=(78.54-40.26)/78.54=0.487= 48.7%三、一大型板件中心有一寬度為7.8mm的穿透裂紋，其材料的S=1060MPa，KIC=114MPa.m1/2；板件受920Mpa的單向工作應(yīng)力，問：(1) 該裂紋尖端的塑性屈服區(qū)尺寸(2) 該裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子的大小(3)該板件是否能安全工作(4)在該應(yīng)力下工作該板所允許的最大裂紋尺寸(5)該板帶有此裂紋安全工作所能承受的最大應(yīng)力解：a = 0.0078m/2=0.0039mKI=Y(a + ry) Y=ry= Ro/2= KI2/4

7、2S2聯(lián)立求解得：KI=Ya/(1-Y22/42S2)=×920×106×0.0039/(1-×9202×/42×10602)=109.38MPa.m1/2該裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子：KI=109.38 MPa.m1/2該裂紋尖端的塑性屈服區(qū)尺寸Ro：Ro=2ry=KI2/22S2=109.382/22×10602=0.0012m=1.2mmry =0.60mm=0.0006m因K I=109.38MPa.m1/2 < KIC=114MPa.m1/2故該板件能安全工作；在該工作條件下，板件中所允許的最大裂紋尺寸aC：K

8、I=Y(a + ry)=> KIC=Y(aC + ry)=> aC = KIC2/ Y22-ryaC = 1142/(× 9202)- 0.00060 = 0.00428 m=4.29mm板件中所允許的最大裂紋尺寸為：2×4.29 mm=8.58mmKI=Y(a + ry)=> KIC=YC(a + ry) =>C= KIC/ Y(a + ry)C= 114/(0.0039 + 0.0006)=958.8 MPa板帶有此裂紋安全工作所能承受的最大應(yīng)力為：958.8 MPa四、簡(jiǎn)述題：1什么是低周疲勞？有何特點(diǎn)？定義：特指材料在較高的循環(huán)應(yīng)力作用下導(dǎo)致的低壽命的疲勞破壞。特點(diǎn)：1) 循環(huán)周次低(壽命低)；2) 其工作應(yīng)力值max較高，表現(xiàn)為應(yīng)變循環(huán)破壞；不再適用N曲線來描述材料的抗疲勞性能，以pN曲線來描述材料的抗疲勞性能；3) 低周疲勞因應(yīng)力較高，常有不止一個(gè)疲勞源；4) 低周疲勞斷口疲勞線間距較寬，數(shù)目較少；2陶瓷材料性能的主要特點(diǎn)？陶瓷材料具有：高的高溫強(qiáng)度、紅硬性、蠕變強(qiáng)度，高熔點(diǎn)，高溫下不氧化；高的硬度、抗壓強(qiáng)度、彈性