工程材料力学性能复习全.docx

工程材料力学性能复习全.docx

《工程材料力学性能复习全.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程材料力学性能复习全.docx（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

工程材料力学性能复习全

第一章

1、弹性比功：

表示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：

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。

3、循环韧性：

金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力。

4、包申格效应：

材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载强度升高，反向加载强度降低。

5、解理刻面：

大致以晶粒大小为单位的解理面.

6、塑性：

指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。

脆性：

指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力。

韧性：

指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。

7、解理台阶：

解理断裂的裂纹要跨越若干相互平行的而且位于不同高度的解理面，从而在同一刻面内部出现了解理台阶与和河流花样。

8、河流花样：

解理台阶沿裂纹前端滑动儿相互汇合，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。

9、解理面：

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穿晶断裂，此种晶体学平面即为解理面。

10、穿晶断裂：

裂纹穿过晶粒扩展，可以是韧性，也可以是脆性。

沿晶断裂：

裂纹沿晶界扩展，多为脆性，是由于晶界上有夹杂，第二相以及杂志偏聚引起晶界弱化。

11、韧性转变：

某些金属材料在低于某一温度时由韧性状态转变为脆性状态，即低温脆性。

12、弹性模量E：

被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力。

13、弹性模量：

钢210GPa，铝72GPa，氧化铝：

380GPa。

第二章

1、应力状态软性系数：

τmax与σmax的比值。

2、缺口效应：

由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口界面上的应力状态将发生变化。

3、缺口敏感度：

缺口式样抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值，记NSR。

4、布氏硬度：

此试验的原理是用一定直径D的硬质合金球为压头，施以一定的试验力F，将其压入试样表面，经规定时间t后卸除试验力，试样表面将残留压痕，布氏硬度值就是试验力F除以压痕球形表面积A。

5、洛氏硬度：

试验测量压痕深度h表示材料的硬度值，压头有两种：

圆锥角120°的金刚石圆锥体；一定直径的小淬火钢球或硬质合金球。

6、维氏硬度：

试验原理与布氏硬度相同，也是根据压痕单位面积所承受的试验力计算硬度值。

压头：

两相对面间夹角为136°的金刚石四棱锥体。

7、努氏硬度：

试验也是一种显微硬度试验方法，与显微维氏硬度相比有两点不同：

1>压头形状不同，使用的是两个对面角不等的四角棱锥金刚石。

2>硬度值不是试验力除以压痕表面积之值，而是除以压痕投影面积只商值。

8、肖氏硬度：

试验是一种动载荷试验法，其原理是将一定质量的带有金刚石圆头或钢球的重锤，从一定高度落于金属试样表面，根据重锤回跳的高度来表征金属硬度值大小。

9、里氏硬度：

试验也是动载荷试验法，它是用规定质量的冲头在弹力作用下以一定速度冲击试样表面，用冲头的回弹速度表征金属的硬度值。

第三章

1、冲击韧度：

带缺口的试件在冲击破坏时断裂面上所吸收的能量。

2、冲击吸收功：

指规定形状和尺寸的试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。

3、低温脆性：

在试验温度低于某一温度tk时，会有韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断口特征由纤维状变为结晶状。

4、韧脆转变温度：

当试验温度低于某一温度tk时，发生低温脆性，转变温度tk为韧脆转变温度。

5、韧性温度储备：

△为韧性温度储备，to为材料使用温度，tk为韧脆转变温度，△=to-tk。

6、FATT50：

断口横截面结晶区面积占整个断口面积50%时的温度。

7、NDT：

当低于某一温度，金属材料吸收的冲击能量基本不随温度而变化，形成一平台，该能量称为低阶能，以低阶能开始上升的温度即为NDT。

8、FTE：

以低阶能和高阶能平均值对应的温度。

9、FTP：

高于某一温度，材料吸收的能量也基本不变，出现一个上平台，称为高阶能，以高阶能对应的温度记为FTP。

第四章

1、低应力脆断：

材料断裂时的应力低于材料的屈服强度σs，也往往低于许用应力[σ]，断裂形式为脆性断裂，塑性材料也是这样，这都被称为低应力脆断。

2、张开型（I）裂纹：

裂纹拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展。

3、应力场：

应力在空间的分布情况。

应变场：

应变在空间的分布情况。

4、应力场强度因子K1：

表示I型应力场的强弱程度。

5、小范围屈服：

塑性区尺寸较裂纹尺寸a及净截面尺寸为小（小一个数量级以上）

6、塑性区：

金属材料在裂纹扩展前，其尖端附近总要先出现一个或大或小的塑性变形区，塑性区内应力应变之间就不再是线性关系。

7、有效屈服应力：

在y方向发生屈服时的应力，记σys。

8、有效裂纹长度：

采用虚拟有效裂纹代替实际裂纹。

9、裂纹扩展K判据：

K1>=K1c发生断裂。

10、裂纹扩展能量释放率G1：

裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值。

11、裂纹扩展G判据：

G1>=G1c发生断裂。

12、J积分：

由G1延伸而来的一种断裂能量判据，其值反映了裂纹尖端区的应变能，即应力应变集中程度。

13、裂纹扩展J判据：

J1>=J1c开裂。

14、COD：

由K1延伸而来的断裂应变判据，裂纹尖端张开位移δ称为COD。

15、COD判据：

δ>=δc。

第五章

1、疲劳源：

是疲劳裂纹萌生的策源地。

2、疲劳贝纹线：

由变动载荷引起的，使裂纹前沿线留下弧状台阶痕迹，疲劳区的最大特征（宏观）。

3、疲劳条带：

疲劳裂纹扩展第二阶段的断口特征是具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样。

4、驻留滑移带：

用电解抛光的方法也很难将已产生的表面循环滑移带去除，即使去除，当对试样重新循环加载时，则循环滑移带又会在原处再现，这种永留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带。

5、挤出脊和侵入沟：

在拉应力作用下，位错源被激活，使其增殖的位错滑移到表面，形成滑移台阶，应力不断循环，多个位错源引起交互滑移，形成“挤出”和“侵入”的台阶。

6、疲劳寿命：

疲劳失效时材料所经受的应力或应变循环次数。

7、过渡寿命：

弹性应变幅-寿命线和塑性应变幅-寿命线的交点对应的寿命。

8、热疲劳：

机件在由温度循环变化时产生的循环热应力及热应变作用下的疲劳。

9、过载损伤：

倘若金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后，其疲劳极限或疲劳寿命减小，这就造成了过载损伤。

10、疲劳缺口敏感度qf：

金属在交变载荷下的缺口敏感性。

11、过载损伤界：

在不同过载应力下，损伤累积造成的裂纹尺寸达到或超过σ-1应力的“非扩展裂纹”尺寸的循环次数。

12、疲劳门槛值△Kth：

疲劳裂纹不扩展的△K临界值，表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能。

第六章

1、应力腐蚀：

金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象。

2、氢蚀：

由于氢与金属的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化。

断口宏观形貌呈氧化色，颗粒状；微观断口上晶界明显加宽，呈沿晶断裂。

3、白点：

当钢中有过量的氢时，随着温度降低氢在钢中的溶解减小，如果过饱和的氢未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷处而形成氢分子，此时，氢的体积发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，而形成微裂纹，这种微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色为银白色，故称白点。

4、氢化物致脆：

对于ⅣB或ⅤB族金属，由于它们与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，使金属脆化。

5、氢致延滞断裂：

高强度钢或α+β钛合金中，含有适量的处于固溶状态的氢，在低于屈服强度的应力持续作用下，经一段孕育期后，在金属内部三向拉应力区形成裂纹，裂纹逐步扩展，最后突然发生脆性断裂。

解释下列名词

第一章

1、弹性比功：

又称为弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。

2、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。

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，称为金属的循环韧性。

4、包申格效应：

先加载致少量塑变，卸载，然后在再次加载时，出现σe升高或降低的现象。

5、解理刻面：

大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6、塑性、脆性和韧性：

塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。

韧性：

指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力

7、解理台阶：

高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶；

8、河流花样：

当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花样。

9、解理面：

晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂，这些平面称为解理面。

10、穿晶断裂和沿晶断裂：

沿晶断裂：

裂纹沿晶界扩展，一定是脆断，且较为严重，为最低级。

穿晶断裂裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可能是脆性断裂。

11、韧脆转变：

指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在一定条件下，它们是可以互相转化的，这样的转化称为韧脆转变。

12、形变强化：

指材料在外力作用下发生塑性变形后，如欲继续增加其塑性变形量，所需外力也必须增加的现象。

表征材料在发生塑性变形后强度提高。

13、屈服极限：

表征在外力作用下材料不发生明显塑性变形的最大抗力。

14、解理断裂：

指裂纹沿着特定的晶体学平面分离的断裂方式。

断口平整、光亮，由许多相当于晶粒尺寸大小的小的解理平面组成，微观表现为解理台阶或河流状花样。

断裂前没有明显的塑性变形，是典型的脆性断裂方式。

15、脆性断裂：

指断裂前没有明显的塑性变形的断裂方式，一般以5%的变形量作为区分塑性断裂的标准。

断口平整、光亮，呈放射状，或有闪烁状光泽而呈结晶状。

16、塑性断裂（韧性断裂）：

指断裂前产生明显塑性变形的断裂方式，一般以塑性变形量>5%而作为区分塑性断裂的标准。

断口粗糙、暗灰色，呈纤维状。

第二章

（1）应力状态软性系数：

表征最大切应力与的比值。

（2）缺口效应：

由于缺口的存在，在静载作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化，这称为“缺口效应”。

（3）缺口敏感度：

表征缺口试样的抗拉强度与光滑试样的抗拉强度的比值。

（4）布氏硬度：

用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。

布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。

以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2（MPa）。

其计算公式为：

式中：

F--压入金属试样表面的试验力，N；

D--试验用钢球直径，mm；

d--压痕平均直径，mm。

（5）洛氏硬度：

在规定的外加载荷下，将钢球或金刚石压头垂直压入试件表面，产生压痕，测试压痕深度，利用洛氏硬度计算公式HR=（K-H）/C便可计算出洛氏硬度。

简单说就是压痕越浅，HR值越大，材料硬度越高。

（6）维氏硬度：

是根据压痕单位面积所承受的试验力计算硬度值。

所采用的压头是两相对面间夹角为136°的金刚石四棱锥体，压头的试验力作用下将试样表面压出一个四方锥形的压痕，经一定保持时间后担卸除试验力，测量压痕对角线平均长度d，用以计算压痕表面积。

维氏硬度的值为试验力除以压痕表面积A所得的商。

第三章

（1）冲击韧度：

批材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。

（2）冲击吸引功：

然后将具有一定质量m的摆锤兴到一定高度H1，使其获得一定位能mgH1。

释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为mgH2，则摆锤冲断试样失去的位能mgH1－mgH2，即为试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功，以Ak表示，单位为J。

（3）低温脆性：

体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金，特别是工程上常用的中、低强度结构（铁素体－珠光体钢），在试验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚焦型变为穿晶解理，断