力學(xué)性能總復(fù)習(xí)

工程材料力學(xué)性能回顧復(fù)習(xí)1期末考試時(shí)間：第十五周周五下午3：00到5：00地點(diǎn)：七教305試題類型：單項(xiàng)選擇題（每小題1.5分，共15分）填空題（每空1分，共15分）名詞解釋（每小題5分，共20分）簡答題（每小題10分，共30分）計(jì)算題（每小題10分，共20分）總成績=70%期末+30%平時(shí)課后習(xí)題2三種曲線拉伸力-伸長工程應(yīng)力-應(yīng)變真應(yīng)力-應(yīng)變彈性變形塑性變形斷裂不均勻屈服塑性變形均勻塑性變形不均勻塑性變形第一章金屬在單向靜拉伸載荷下的力學(xué)性能3拉伸性能指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)塑性指標(biāo)彈性極限屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度延伸率斷面收縮率最大應(yīng)力下的總伸長率最大應(yīng)力下的非比例伸長率斷后伸長率對(duì)冶金組織很敏感比例試樣4彈性變形階段原子之間作用力和原子間距的變化模量=應(yīng)力/應(yīng)變泊松比=橫向變形量/縱向變形量只與原子本質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)彈性變形的實(shí)質(zhì)胡克定律彈性比功滯彈性包申格效應(yīng)包申格應(yīng)變5塑性變形階段塑性變形塑性變形方式屈服現(xiàn)象應(yīng)變硬化縮頸靜力韌度不可回復(fù)的變形滑移、孿晶變形前可動(dòng)位錯(cuò)少位錯(cuò)在塑性變形時(shí)的增殖位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速率與外力有關(guān)屈服強(qiáng)度影響因素本質(zhì)和晶格類型晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)溶質(zhì)元素第二相內(nèi)因外因溫度速率Hollomon方程6斷裂階段分類韌性斷裂脆性斷裂穿晶斷裂沿晶斷裂塑性好壞裂紋擴(kuò)展斷裂機(jī)理微孔聚集型斷裂解理斷裂純剪切斷裂7斷裂階段斷裂理論理論斷裂理論格雷菲斯斷裂理論格雷菲斯斷裂理論修正原子的相互作用力以及熱力學(xué)計(jì)算與實(shí)際差別很大假設(shè)存在裂紋體從能量角度計(jì)算不適合塑性材料裂紋尖端吸收塑性變形功比較屈服強(qiáng)度和臨界斷裂強(qiáng)度的大小判斷塑性還是脆性斷裂，并且可以提供增加塑性的方法8第二章金屬在其他靜載荷下的力學(xué)性能應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)最大切應(yīng)力/最大主應(yīng)力表示塑性變形的難易程度拉伸彎曲扭轉(zhuǎn)壓縮>∽>截面上的應(yīng)力分布在表面上應(yīng)力最大9缺口試樣缺口效應(yīng)應(yīng)力分布改變彈性狀態(tài)下彈塑性狀態(tài)下應(yīng)力集中系數(shù)缺口強(qiáng)化：屈服強(qiáng)度增加的現(xiàn)象缺口敏感度10硬度布氏硬度洛氏硬度維氏硬度努氏硬度肖氏硬度里氏硬度hv11NDTFTPFTEFATT50第三章金屬在沖擊載荷下的力學(xué)性能沖擊載荷：應(yīng)變速率為102~104s-1靜載荷：應(yīng)變速率為10-4~10-2s-1沖擊載荷金屬變形特點(diǎn)沖擊吸收功Ak沖擊韌度aK低溫脆性派—耐力對(duì)溫度的敏感性影響因素晶體結(jié)構(gòu)化學(xué)成分顯微組織其它因素晶粒細(xì)化金相組織12第四章金屬的斷裂韌度13應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KI穿透性裂紋臨界值斷裂韌度KIC斷裂韌度K判據(jù)修正σ/σs≥0.7測(cè)試時(shí)的試樣要求14KIC的測(cè)試方法三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)FQaKQKQ=KIC成功不成功15影響KIC的因素內(nèi)因外因化學(xué)成分基體結(jié)構(gòu)晶粒大小雜質(zhì)和第二相顯微組織溫度應(yīng)變速率斷裂韌度的應(yīng)用求實(shí)際工作應(yīng)力與斷裂強(qiáng)度的比值是否大于0.7實(shí)際服役條件下的K()值，和KIC(c)的比較看材料服役的條件，裂紋類型確定計(jì)算的公式16其它斷裂判據(jù)裂紋擴(kuò)展能量釋放率GIJ積分原理及斷裂韌度JIC裂紋尖端張開位移（COD）及斷裂韌度δc17第五章金屬的疲勞18金屬機(jī)件或構(gòu)件在變動(dòng)應(yīng)力和應(yīng)變長期作用下，由于累積損傷而引起的斷裂現(xiàn)象稱為疲勞。高周疲勞：循環(huán)周次（Nf）>105，因斷裂應(yīng)力低（<σs

），所以又稱低應(yīng)力疲勞。（常見方法）低周疲勞：循環(huán)周次102～105，由于斷裂應(yīng)力水平高，≥σs，往往伴有塑性變形，故稱為高應(yīng)力疲勞（或應(yīng)變疲勞）。19202122232425三、疲勞裂紋擴(kuò)展壽命的估算用無損探傷的方法確定機(jī)件初始裂紋尺寸a0、形狀位置和取向，確定裂紋形狀系數(shù)Y，確定的表達(dá)式。根據(jù)材料的斷裂韌度及工作名義應(yīng)力σ，確定臨界裂紋尺寸。根據(jù)由試驗(yàn)確定的疲勞裂紋擴(kuò)展速率da/Dn=c（△K）n達(dá)式。用積分方法計(jì)算從到所需要的循環(huán)周次（即疲勞剩余壽命Nc）。262728293031第六章金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂(SCC)：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時(shí)間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。3233氫化物致脆與氫有較大親和力的ⅣB、ⅤB族金屬，極易生成脆性氫化物，氫化物很硬、脆，與基體結(jié)合不牢。使金屬脆化。氫導(dǎo)致延滯斷裂定義：由于適量以固溶形式存在的氫，金屬在低于屈服強(qiáng)度應(yīng)力下持續(xù)作用經(jīng)過一段孕育期后，在金屬內(nèi)部形成裂紋且擴(kuò)展，最后突然發(fā)生的脆性斷裂。三個(gè)階段：孕育，裂紋亞穩(wěn)擴(kuò)展，失穩(wěn)擴(kuò)展階段。孕育期：α－Fe晶格中氫原子數(shù)量↑+遷移+偏聚34第七章金屬磨損和接觸疲勞機(jī)件表面接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑，使表面材料逐漸流失、造成表面損傷的現(xiàn)象稱為磨損。按磨損機(jī)理分為：粘著磨損、磨粒磨損、沖蝕磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和微動(dòng)磨損。3536機(jī)件兩接觸面做滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交變接觸應(yīng)力長期作用下，材料表面因疲勞損傷，導(dǎo)致局部區(qū)域產(chǎn)生小片或小塊狀金屬剝落而使材料流失的現(xiàn)象，又稱表面疲勞磨損或疲勞磨損。接觸疲勞破壞分為麻點(diǎn)剝落、淺層剝落和深層剝落。37第八章金屬高溫力學(xué)性能蠕變：金屬在長時(shí)間的恒溫