第一章 材料的弹性变形
一、填空题：
1.金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗 变形
或
断裂
的能力。
2. 低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、塑性变形和 断裂 三个阶段。
3. 线性无定形高聚物的三种力学状态是 玻璃态、 高弹态、 粘流态 ，它们的基本运动单元相应是 链节或侧基、 链段、 大分子链，它们相应是 塑料、橡胶 、 流动树脂（胶粘剂 的使用状态。
二、名词解释
1.弹性变形：去除外力，物体恢复原形状。弹性变形是可逆的
2.弹性模量：
拉伸时σ=Eε E：弹性模量（杨氏模数）
切变时τ=Gγ G：切变模量
3.虎克定律：在弹性变形阶段，应力和应变间的关系为线性关系。
4.弹性比功
定义 ：材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，又称为弹性比能或应变比能，表示材料的弹性好坏。
。
三、简答：
1．金属材料、陶瓷、高分子弹性变形的本质。
答：金属和陶瓷材料的弹性变形主要是指其中的原子偏离平衡位置所作的微小的位移，这部分位移在撤除外力后可以恢复为0。对高分子材料弹性变形在玻璃态时主要是指键角键长的微小变化，而在高弹态则是由于分子链的构型发生变化，由链段移动引起，这时弹性变形可以很大。
2．非理想弹性的概念及种类。
答：非理想弹性是应力、应变不同时响应的弹性变形，是与时间有关的弹性变形。表现为应力应变不同步，应力和应变的关系不是单值关系。种类主要包括
滞弹性，粘弹性，伪弹性和包申格效应。
3．什么是高分子材料强度和模数的时-温等效原理?
答：高分子材料的强度和模数强烈的依赖于温度和加载速率。加载速率一定时，随温度的升高，高分子材料的会从玻璃态到高弹态再到粘流态变化，其强度和模数降低；而在温度一定时，玻璃态的高聚物又会随着加载速率的降低，加载时间的加长，同样出现从玻璃态到高弹态再到粘流态的变化，其强度和模数降低。时间和温度对材料的强度和模数起着相同作用称为时=温等效原理。
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. .word.zl. 摘要：由高强度合金所制成的机械构造发生断裂时的应力水平，往往远低于屈服应力。因此，当机械构造带有裂纹时，判断机械构造发生断裂的时机，不能用屈服判据，而应该寻求新的断裂判据。现代断裂力学就是在这种背景下诞生的，从五十年代中期以来，断裂力学开展很快，目前理论局部已相当成熟，在工程方面，已广泛应用于宇航、航空、海洋、兵器、机械、化工和地质等许多领域。
第一章 能量守恒于断裂判据
1.1 能量释放率的由来
断裂力学的一大特点是，假定物体已经带有裂纹。现代断裂力学就能对此带裂纹物体的裂纹端点区进展应力应变分析，从而得到表征裂端区应力应变场强度的参量。
如图1-1,1-2的Griffith裂纹问题〔即无限大平板带有穿透板厚的中心裂纹，且受到无穷远处的单向均匀拉伸的裂纹问题〕，以及图1-2的矩形平板带有单边裂纹的问题。
图1-1 图1-2
设两采板的厚度均为B，Griffith裂纹长度是2a，单边裂纹长度为a。由于对称关系，现在只考虑图1-1中右边的裂纹端点。在拉伸应力的作用下，此裂纹端点是向正前方扩展的。根据Griffith能量释放观点，在裂纹扩展的过程中，能量在裂端区释放出来，此释放出来的能量将用来形成新的裂纹面积。因此，能量释放率是指裂纹由某一端点向前扩展一个单位长度时，平板每单位厚度所释放出来的能量。
断裂力学概述
摘 要： 断裂力学是固体力学中研究带裂纹材料强度的一门学科。它在生产中有着重要的应用价值，近年来在国内外发展很快。材料在生产加工过程以及在随后的使用过程中中，不可避免的会产生缺陷和裂纹，会发生低应力脆性破坏。断裂力学主要研究裂纹周围材料的形状断裂力学是传统力学的补充和发展。本文介绍了断裂力学中的格里菲斯能量理论、COD准则、J积分理论等，并就简单介绍了其在疲劳断裂中的应用。
关键词：断裂力学，格里菲斯能量理论，COD准则，J积分理论；
1 引言
断裂力学是近几十年才发展起来的一支新兴学科，它应用力学成就研究含缺陷材料和结构的破坏问题。由于它与材料或结构的安全问题直接相关，因此它虽然起步晚但实验与理论均发展迅速，并在工程上得到了应用，在材料评估、结构设计及至标准的交货条件中均已涉及使用了一些断裂力学参数。世界上主要工业发达国家也先后颁布了断裂力学标准，其中以美国在此方面的工作领先。
随着现代生产的发展，新材料、新产品、新工艺不断涌现，在机械、结构等运行使用中经常发生脆断破坏事故。例如:1947年前苏联4500m的大型石油储罐底部和下部壳连接处，在气温降到一43O℃时破断。1969年美国F一n飞机在执行训练飞行途中作投弹恢复动作时，左翼脱落，导致飞机附毁。当时飞机速度、总重量和过载等指标远低于设计指标。今天，我们还能从新闻中听到某大桥或商业大厦突然断裂或坍塌。这些器械或结构是在负载“还远低于传统的设计强度指标时发生断裂的。用材料力学的传统设计思想是解释不了这类现象的。从事故后的分析来看，上述脆断均是由宏观裂纹引起的[1]。早在本世纪20年代英国人格里菲斯试想解释玻璃的实际强度远低于理论强度的原因时，以材料内部存在缺陷的观点提出在一定条件下，微小缺陷或裂纹将失稳扩展，从而导致材料或结构的破坏。格里菲斯推测玻璃内部的细小缺陷或裂纹引起应力集中，使断裂在较低的名义应力下发生。进而，他从能量观点出发提出裂纹失稳扩展条件:如果裂纹扩展释放的弹性应变能，克服了材料阻力所作的功，则裂纹失稳扩展。材料力学是假设材料内部是无缺陷的，而实际上对大多数结构和零件来说，宏观裂纹的存在是不可避免的，有裂纹的材料的强度，取决于材料对裂纹扩展的抗力。应用弹塑性理论和新的实验技术研究裂纹尖端附近的应力应变场和裂纹扩展规律，就产生了新的力学分支一断裂力学。
第一篇 材料的力学性能
第一章材料的弹性变形
一、 名词解释
1、弹性变形：外力去除后，变形消失而恢复原状的变形。P4
2弹性模量：表示材料对弹性变形的抗力，即材料在弹性变形范兩内，产生单位 弹性应变的需应力。P10
3、 比例极限：是保证材料的弹性变形按正比例关系变化的最大应力。P15
4、 弹性极限：是材料只发生弹性变形所能承受的最大应力。P15
5、 弹性比功：是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。P15
6、 包格申效应：是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%）, 而后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的 现象。P20
7、 内耗：在加载变形过程中，被材料吸收的功称为内耗。P21
二、 填空题
1、 金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）和（断裂）的能力。
P2
2、 低碳钢拉伸试验的过程可以分为（弹性变形）、（塑性变形）和（断裂）三个 阶段。P2
三、 选择题
1、 表示金属材料刚度的性能指标是（B ）。P10
A比例极限 B弹性模量 C弹性比功
2、 弹簧作为广泛应用的减振或储能元件，应具有较高的（C ）<> P16
A塑性 B弹性模量 C弹性比功 D硬度
3、 下列材料中（C ）最适宜制作弹簧。
A 08 钢 B 45 钢 C 60Si:Mn C T12 钢
4、 下列因素中，对金属材料弹性模量影响最小的因素是（D ）。
A化学成分B键合方式 C晶体结构 D晶粒大小
四、问答题
影响金属材料弹性模量的因素有哪些？为什么说它是组织不敬感参数？
答：影响金属材料弹性模量的因素有：键合方式和原子结构、晶体结构、化学成 分、温度及加载方式和速度。弹性模量是组织不敬感参数，材料的晶粒大小和热 处理对弹性模量的影响很小。因为它是原子间结合力的反映和度量。P11
第二章材料的塑性变形
一、名词解释
1、 塑性变形：材料在外力的作用于下，产生的不能恢复的永久变形。P24
