材料性能學(xué)期末考試(參考版)
2025-08-06 05:43本頁面
【正文】 專業(yè)整理分享 。高周疲勞的斷裂壽命（N）較長，N10，斷裂應(yīng)力水平較低，又稱低力應(yīng)疲勞；低周疲勞的斷裂壽命較短，N=10～，斷裂應(yīng)力水平較高，往往伴有塑性應(yīng)變發(fā)生，常稱為高應(yīng)力疲勞或應(yīng)力疲勞。因為缺口和裂紋會引起應(yīng)力集中，加大對材料的損傷作用；組織缺陷（）,將降低材料的局部強(qiáng)度，二者綜合更加速疲勞破壞的起始和發(fā)展。？答：疲勞裂紋形成，裂紋擴(kuò)展，當(dāng)裂紋擴(kuò)展達(dá)到臨界尺寸時發(fā)生瞬時斷裂補(bǔ)51疲勞破壞的特點：答：（1）該破壞是一種潛在的突發(fā)性破壞，在靜載下顯示韌性或脆性破壞的材料，在疲勞破壞前均不會發(fā)生明顯的塑性變形，呈脆性斷裂，易引起事故造成經(jīng)濟(jì)損失。第五章 材料的疲勞性能（1）疲勞貝紋線：貝紋線是疲勞區(qū)的最典型特征，一般認(rèn)為是因載荷變動引起的，均要在裂紋擴(kuò)展前沿線留下弧狀貝紋線痕跡。？答：對于金屬材料，細(xì)化晶粒的合金元素因提高強(qiáng)度和韌性，可使斷裂韌度提高；強(qiáng)烈固溶強(qiáng)化的合金元素因大大降低塑性而是斷裂韌度降低，并且隨合金元素濃度的提高，降低的作用更加明顯；形成金屬間化合物并呈第二相析出的合金元素，因降低塑性有利于裂紋擴(kuò)展而使斷裂韌度降低；對于陶瓷，提高材料強(qiáng)度組元，提高斷裂韌度；對于高分子材料，增強(qiáng)結(jié)合鍵的元素將提高斷裂韌度。5. 對于材料E： 由于/=1000/1500=，所以必須使用塑性區(qū)的修正公式來計算即：= 代入數(shù)據(jù)得：=55（MPa）使用材料E后會發(fā)生脆性斷裂，不可以選用。3. 對于材料C： 由于/=1000/1300=，所以必須使用塑性區(qū)的修正公式來計算即：= 代入數(shù)據(jù)得：=75（MPa）使用材料C后不會發(fā)生脆性斷裂，可以選用。若a=1mm，a/c=，在1000MPa的應(yīng)力下工作，對下列材料應(yīng)選用哪一種？ 材料ABCDE／MPa11001200130014001500/(MPa*m)11095756055解：：由于/=1000/1100= 所以必須使用塑性區(qū)的修正公式來計算即：=，其中第二類橢圓積分 當(dāng) 時，得將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入得：=110（MPa） 說明使用材料A后不會發(fā)生脆性斷裂，可以選用。=1200Mpa，K=,探傷發(fā)現(xiàn)有20㎜大的橫向穿透裂紋，若在平均軸向應(yīng)力900Mpa下工作，試計算K和塑性區(qū)寬度，并判斷該件是否安全解：σs=σ=1200Mpa 2a=20㎜= σ=900Mpa Y=則σ/σs=900/1200=～需考慮修正問題 K=Y/即K=*900*/=168MpaK 不安全塑性區(qū)寬度 R=(K/)=*(168/1200)=㎜K為168Mpa，㎜，該件不安全。43．說明KI和KIC的異同。⑤J積分： 反映了裂紋尖端區(qū)的應(yīng)變能，即應(yīng)力應(yīng)變集中程度。第4章 材料的斷裂韌度41名詞解釋①.低應(yīng)力脆性：高強(qiáng)度鋼、高超強(qiáng)度鋼的機(jī)件，中低強(qiáng)度鋼的大型機(jī)件常常在工作應(yīng)力并不高，甚至遠(yuǎn)低于屈服極限的情況下，發(fā)生脆性斷裂的現(xiàn)象 ?應(yīng)力場強(qiáng)度因子：KI= 反應(yīng)了裂紋尖端區(qū)域應(yīng)力場的強(qiáng)度?斷裂韌度：當(dāng)應(yīng)力或裂紋尺寸a增大到臨界值時，也就是在裂紋尖端足夠大的范圍內(nèi)，應(yīng)力達(dá)到了材料的斷裂強(qiáng)度，裂紋便失穩(wěn)擴(kuò)展而導(dǎo)致材料的斷裂，這時KI也達(dá)到了一個極限值，這個臨界或失穩(wěn)狀態(tài)的KI記為KIC或Kc稱為斷裂韌度。a 晶粒大小 細(xì)化晶?？墒共牧享g性增加，原因是晶界是裂紋擴(kuò)展的阻力；晶界 前塞集的位錯數(shù)減少，有利于降低應(yīng)力集中；晶界總面積增加，使晶界上雜質(zhì)濃度減少，避免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。 雜質(zhì)元素S、P、Pb、Sn、As等使鋼的韌性下降，這是由于他們偏聚于晶界，降低晶界的表面能，產(chǎn)生沿晶脆性斷裂，同時降低脆斷應(yīng)力所致。這是由于間隙溶質(zhì)元素溶入基體金屬晶格中，通過與位錯的交互作用偏聚于位錯線附近形成柯氏氣團(tuán)，既增加σi，又使ky增加，致使σs升高，所以剛的脆性增大。體心立方金屬的低溫脆性還與遲屈服現(xiàn)象有關(guān)，而具有面心立方金屬的遲屈服現(xiàn)象不明顯，故其低溫脆性不明顯。從微觀角度
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