谭澄宇老师2011年力学性能开卷考试试卷(答案)

中南大学考试试卷

2011-- 2012学年 第一 学期 时间100分钟 《材料力学性能》 课程 24 学时 1.5 学分 考试形式： 开卷 专业： 姓名 总分100分，占总评成绩 70 %

一、名词解释（每题：4分，共20分）

1、屈服强度——金属对起始塑性变形的抗力。常以下屈服应力作为材料的屈服强度或以一定残余变形

量时的应力作为条件屈服强度。如：残余变形0.2%时的应力，记为σ0.2 。

2、弹性蠕变——又称为正弹性后效。在弹性范围内，应力与应变不呈严格的对应关系；若应变随载荷

保持时间逐渐而增长，增长速率逐渐减慢，最后达一极限的现象。它与材料组织结构、环境温度有关。

3、包申格效应——金属预先经少量变形后再同向加载，弹性极限与屈服强度升高；反向加载，则弹性

极限和屈服强度降低的现象。可以通过较大预变形或回复、再结晶退火来减弱或消除该效应。

4、断裂韧性——裂纹扩展力或裂纹扩展能量释放率GⅠC称之为断裂韧性；KⅠC被称为平面应变断裂韧

性，单位为J/mm2 。裂纹体扩展即将断裂的判据。

5、金属疲劳——在循环载荷作用下，即使受到的应力低于屈服强度也发生断裂，这种现象称为金属的

疲劳。高强度金属材料疲劳断裂时，没有明显塑性变形。金属疲劳特征常用疲劳寿命曲线来描述。

二、名词概念比较（每题：8分，共32分）

1、比例极限 与 弹性极限

比例极限是金属弹性变形时应变和应力严格成正比关系的上限应力。弹性极限是金属发生最大弹性

变形时的应力值。两者都表征了材料对极微量塑形变形的抗力，弹性极限略高于比例极限数值。

2、布氏硬度 与 维氏硬度

采用钢球或硬质合金球压头压入，单位压痕面积上所承受的平均压力定义为布氏硬度（HB）， 布氏硬度与抗拉强度存在正比经验关系。与布氏硬度相比，维氏硬度采用金刚石四方角锥体压头压入，施加力较小（HV），试件表面应为平面。

3、脆性断裂 与 延性断裂

脆性断裂是指断裂前不发生塑性变形，且通常裂纹扩展速度很快的一类断裂模式。典型的脆性断裂

包括：解理断裂，沿晶断裂等；延性断裂指断裂后断口是韧性的，材料断口微观呈韧窝形貌，宏观则大多呈纤维状；常采用“微孔形核—长大—聚合”模型描述延性断裂过程。

4、应力集中 与 应变集中

由于承载构件中存在切口，使构件中应力与应变分布发生改变，在切口根部引起应力集中和应变集

中，引起应力和应变的多向性。切口影响的大小可用应力集中因子：Kt= σmax/ σn和应变集中因子：Kε= εmax/ εn表示。

三、问答计算题 （共48分）

1、通过拉伸试验可以测定哪些力学性能，对拉伸试件有什么基本要求？ （8分）

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