【正文】 在裂紋尖端處便開始屈服產(chǎn)生塑性變形，從而形成塑性區(qū)。但是無論平面應(yīng)力或平面應(yīng)變，塑性區(qū)寬度總是與（KIC/σs)2成正比。由于裂紋尖端塑性區(qū)的存在將會降低裂紋體的剛度，相當(dāng)于裂紋長度的增加，因而影響應(yīng)力場和及KI的計算，所以要對KI進(jìn)行修正?；舅悸肥牵核苄詤^(qū)松弛彈性應(yīng)力的作用于裂紋長度增加松弛彈性應(yīng)力的作用是等同的，從而引入“有效長度”的概念，它實際包括裂紋長度和塑性區(qū)松弛應(yīng)力的作用。當(dāng)塑性區(qū)小時，或塑性區(qū)周圍為廣大的彈性去所包圍時，這種結(jié)果還是很精確。11 ＣＯＤ的意義：表示裂紋張開位移。P91/P1031斷裂韌度ＫＩＣ與強度、塑性之間的關(guān)系：總的來說，斷裂韌度隨強度的升高而降低。外因：溫度；應(yīng)變速率。，使用中發(fā)現(xiàn)橫向疲勞脆性正斷，斷口分析表明有25mm深度的表面半橢圓疲勞區(qū)，根據(jù)裂紋a/c可以確定φ=1，=720MPa ，試估算材料的斷裂韌度KIC為多少？解： 因為σ/=150/720=，所以裂紋斷裂韌度KIC不需要修正對于無限板的中心穿透裂紋，修正后的KI為：KIC=Yσcac1/2對于表面半橢圓裂紋，Y=所以，KIC=Yσcac1/2==（MPa*m1/2）第五章 金屬的疲勞。P96疲勞貝紋線：是疲勞區(qū)的最大特征，一般認(rèn)為它是由載荷變動引起的，是裂紋前沿線留下的弧狀臺階痕跡。 P111ΔK:材料的疲勞裂紋擴展速率不僅與應(yīng)力水平有關(guān)，而且與當(dāng)時的裂紋尺寸有關(guān)。 P105疲勞壽命：試樣在交變循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變作用下直至發(fā)生破壞前所經(jīng)受應(yīng)力或應(yīng)變的循環(huán)次數(shù) p102/p117過載損傷：金屬在高于疲勞極限的應(yīng)力水平下運轉(zhuǎn)一定周次后，其疲勞極限或疲勞壽命減小，就造成了過載損傷。疲勞缺口敏感度qf P103/p118 金屬材料在交變載荷作用下的缺口敏感性，常用疲勞缺口敏感度來評定。 Kf=(σ1)/(σ1N) 過載損傷界 P102,103/p117 由實驗測定，測出不同過載應(yīng)力水平和相應(yīng)的開始降低疲勞壽命的應(yīng)力循環(huán)周次，得到不同試驗點，連接各點便得到過載損傷界。只有當(dāng)ΔKΔKth時，da/dN0,疲勞裂紋才開始擴展。 p96/p109 （1）疲勞是低應(yīng)力循環(huán)延時斷裂，機具有壽命的斷裂 （2）疲勞是脆性斷裂 （3）疲勞對缺陷（缺口，裂紋及組織缺陷）十分敏感4．試述疲勞宏觀斷口的特征及其形成過程（新書P96~98及PPT，舊書P109~111）答：典型疲勞斷口具有三個形貌不同的區(qū)域—疲勞源、疲勞區(qū)及瞬斷區(qū)。（2） 疲勞區(qū)的疲勞裂紋亞穩(wěn)擴展所形成的斷口區(qū)域，是判斷疲勞斷裂的重要特征證據(jù)。斷口光滑是疲勞源區(qū)域的延續(xù)，但其程度隨裂紋向前擴展逐漸減弱。（3） 瞬斷區(qū)是裂紋最后失穩(wěn)快速擴展所形成的斷口區(qū)域。6．試述疲勞圖的意義、建立及用途。意義：很多機件或構(gòu)件是在不對稱循環(huán)載荷下工作的，因此還需知道材料的不對稱循環(huán)疲勞極限，以適應(yīng)這類機件的設(shè)計和選材的需要。疲勞圖建立：這種圖的縱坐標(biāo)以表示，橫坐標(biāo)以表示。其幾何關(guān)系為：（用途）：我們知道應(yīng)力比r，將其代入試中，即可求得和，而后從坐標(biāo)原點O引直線，令其與橫坐標(biāo)的夾角等于值，該直線與曲線ABC相交的交點B便是所求的點，其縱、橫坐標(biāo)之和，即為相應(yīng)r的疲勞極限。然后將不同應(yīng)力比r下的疲勞極限，分別以和表示于上述坐標(biāo)系中，就形成這種疲勞圖。8．試述影響疲勞裂紋擴展速率的主要因素。過載峰的影響：偶然過載進(jìn)入過載損傷區(qū)內(nèi)，使材料受到損傷并降低疲勞壽命。材料組織的影響：①晶粒大小：晶粒越粗大，其值越高，越低，對疲勞壽命越有利。當(dāng)鋼的淬火組織中存在一定量的殘余奧氏體和貝氏體等韌性組織時，可以提高鋼的，降低。9．試述疲勞微觀斷口的主要特征。疲勞條帶是疲勞斷口最典型的微觀特征。疲勞裂紋擴展的塑性鈍化模型(Laird模型)：圖中(a),在交變應(yīng)力為零時裂紋閉合。圖(c),裂紋張開至最大，塑性變形區(qū)擴大，裂紋尖端張開呈半圓形，裂紋停止擴展。圖(d)，當(dāng)應(yīng)力變?yōu)閴嚎s應(yīng)力時，滑移方向也改變了，裂紋尖端被壓彎成“耳狀”切口。12．試述金屬表面強化對疲勞強度的影響。這兩方面的作用都能提高疲勞強度。（1） 表面噴丸及滾壓 噴丸是用壓縮空氣將堅硬的小彈丸高速噴打向機件表面，使機件表面產(chǎn)生局部形變硬化；同時因塑變層周圍的彈性約束，又在塑變層內(nèi)產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。（2） 表面熱處理及化學(xué)熱處理 他們除能使機件獲得表硬心韌的綜合力學(xué)性能外，還可以利用表面組織相變及組織應(yīng)力、熱應(yīng)力變化，使機件表面層獲得高強度和殘余壓應(yīng)力，更有效地提高機件疲勞強度和疲勞壽命。金屬材料在恒定應(yīng)變范圍循環(huán)作用下，隨循環(huán)周次增加其應(yīng)力不斷增加，即為循環(huán)硬化。金屬材料產(chǎn)生循環(huán)硬化與軟化取決于材料的初始狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特性以及應(yīng)變幅和溫度等。也可用應(yīng)變硬化指數(shù)n來判斷循環(huán)應(yīng)變對材料的影響，n1軟化，n1硬化。循環(huán)硬化和軟化與位錯的運動有關(guān)：退火軟金屬中，位錯產(chǎn)生交互作用，運動阻力增大而硬化。第六章 金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂一、名詞解釋應(yīng)力腐蝕：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。白點：當(dāng)鋼中含有過量的氫時，隨著溫度降低氫在鋼中的溶解度減小。此時，氫的體積發(fā)生急劇膨脹，內(nèi)壓力很大足以將金屬局部撕裂，而形成微裂紋。氫致延滯斷裂：這種由于氫的作用而產(chǎn)生的延滯斷裂現(xiàn)象稱為氫致延滯斷裂。KIscc：應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場強度因子。7．如何識別氫脆與應(yīng)力腐蝕？。在強度較低的材料中，或者雖為高強度材料但受力不大，存在的殘余拉應(yīng)力也較小這時其斷裂源都不在表面，而是在表面以下的某一深度，此處三向拉應(yīng)力最大，氫濃集在這里造成斷裂。氦脆斷口上一般沒有腐蝕產(chǎn)物或者其量極微。氫脆只在一定的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，出現(xiàn)氫脆的溫度區(qū)間決定于合金的化學(xué)成分和形變速率。接觸疲勞：兩接觸面做滾動或滾動加滑動摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(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)生小片金屬剝落而使材料損失的現(xiàn)象。等強溫度（TE）：晶粒強度與晶界強度相等的溫度。 該指標(biāo)與常溫下的屈服強度相似。一、和常溫下力學(xué)性能相比，金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有哪些特點?答案：首先，材料在高溫將發(fā)生蠕變現(xiàn)象。應(yīng)變速率越低，載荷作用時間越長，塑性降低得越顯著。產(chǎn)生疲勞損傷，使高溫疲勞強度下降。第九章 陶瓷材料的力學(xué)性能銀紋：非晶態(tài)聚合物的某些薄弱區(qū)，因拉應(yīng)力塑性變形，在其表面和內(nèi)部出現(xiàn)閃亮的、細(xì)長形的“類裂紋”銀紋。第十章熱震斷裂：陶瓷材料承受溫度驟變產(chǎn)生瞬時斷裂，稱之為熱震斷裂。簡述陶瓷材料的增韌措施。晶粒形狀也影響陶瓷的韌性。在外力作用下，陶瓷從亞穩(wěn)定相轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定相，消耗一部分外加能量，使材料增韌。當(dāng)主裂紋擴展遇到微裂紋時，發(fā)生分叉轉(zhuǎn)變擴展方向，增加擴展過程的表面能；同時，主裂紋尖端應(yīng)力集中被松弛，致使擴展速度