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材料的力学性能包括材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括强度、韧性、硬度、塑性等方面。
这些性能对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
下面将分别介绍材料的力学性能。
首先，强度是材料抵抗外力破坏的能力。
材料的强度可以分为拉伸强度、压缩强度、剪切强度等。
拉伸强度是指材料在拉伸作用下抵抗破坏的能力，压缩强度是指材料在压缩作用下抵抗破坏的能力，剪切强度是指材料在剪切作用下抵抗破坏的能力。
强度的大小直接影响着材料的使用安全性和可靠性，因此在材料选择和设计中需要充分考虑材料的强度。
其次，韧性是材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
韧性是材料抵抗断裂的能力，通常用断裂韧性来表示。
断裂韧性是指材料在受到外力作用下能够吸收能量并抵抗断裂的能力。
韧性越大，材料在外力作用下越不容易发生断裂，具有更好的抗破坏能力。
因此，韧性是衡量材料抗破坏能力的重要指标之一。
另外，硬度是材料抵抗划伤、压痕和穿透的能力。
硬度是材料抵抗外力作用而不易产生形变或破坏的能力。
硬度的大小直接影响着材料的耐磨性和耐久性，对于一些需要长期使用的材料来说，硬度是一个非常重要的性能指标。
最后，塑性是材料在外力作用下发生形变的能力。
塑性是指材料受到外力作用后能够发生持久性形变的能力，通常用屈服点和延伸率来表示。
塑性越大，材料在外力作用下发生形变的能力越强，具有更好的加工性能和变形能力。
总的来说，材料的力学性能是材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括强度、韧性、硬度、塑性等方面。
这些性能直接影响着材料的使用安全性、耐久性和加工性能，对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
因此，在材料研究和工程应用中，需要充分考虑材料的力学性能，以确保材料的使用安全和可靠。
材料的力学性能
材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的性能，主要包括强度、韧性、硬度、塑性等指标。
这些性能对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。
下面将分别对材料的强度、韧性、硬度和塑性进行介绍。
首先，强度是材料抵抗破坏的能力，通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等
指标来表示。
强度高的材料具有较好的抗破坏能力，适用于承受大外力的场合。
例如，建筑结构中常使用高强度钢材，以保证结构的安全稳定。
其次，韧性是材料抵抗断裂的能力，也可以理解为材料的延展性。
韧性高的材
料在受到外力作用时能够延展变形而不断裂，具有较好的抗震抗冲击能力。
例如，汽车碰撞安全设计中常使用高韧性的材料，以保护乘车人员的安全。
再次，硬度是材料抵抗划伤和压痕的能力，通常用洛氏硬度、巴氏硬度等指标
来表示。
硬度高的材料具有较好的耐磨损性能，适用于制造耐磨损零部件。
例如，机械设备中常使用高硬度的合金材料来制造齿轮、轴承等零部件。
最后，塑性是材料在受力作用下发生塑性变形的能力，通常用延伸率、收缩率
等指标来表示。
具有良好塑性的材料能够在加工过程中较容易地进行成型和加工，适用于复杂零部件的制造。
例如，塑料制品的生产常使用具有良好塑性的材料，以满足复杂形状的加工需求。
综上所述，材料的力学性能是材料工程领域中的重要指标，对于材料的选择、
设计和应用具有重要意义。
强度、韧性、硬度和塑性是衡量材料力学性能的重要指标，不同的应用场合需要选择具有不同力学性能的材料，以满足工程需求。
因此，深入了解和掌握材料的力学性能，对于材料工程师和设计师来说是非常重要的。
材料物理性能课后习题答案材料物理性能习题与解答目录1 材料的力学性能 (2)2 材料的热学性能 (12)3 材料的光学性能 (17)4 材料的电导性能 (20)5 材料的磁学性能 (29)6 材料的功能转换性能 (37)1材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解：根据题意可得下表由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm，受到应力为1000N拉力，其杨氏模量为3.5×109 N/m2，能伸长多少厘米?解：拉伸前后圆杆相关参数表)(0114.0105.310101401000940cmEAlFlEll=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⋅=∆-σε10909.40⨯0851.01=-=∆=AAllε名义应变1-3一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。
解：根据 可知：1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。
证：1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。
1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。
解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程：Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程：)21(3)1(2μμ-=+=B G E )(130)(103.1)35.01(2105.3)1(288MPa Pa E G ≈⨯=+⨯=+=μ剪切模量)(390)(109.3)7.01(3105.3)21(388MPa Pa E B ≈⨯=-⨯=-=μ体积模量.,.,11212121212121S W VS d V ld A Fdl W W S W VFdl Vl dl A F d S l l l l l l ∝====∝====⎰⎰⎰⎰⎰⎰亦即做功或者：亦即面积εεεεεεεσεσεσ)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =⨯+⨯=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量).1()()(0)0()1)(()1()(10//0----==∞=-∞=-=e e e Et t t σσεσεττ；；则有：其蠕变曲线方程为：./)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。
工程材料力学性能复习重点选择：20 填空:20 名词解释：10 简答计算：50一．选择题（10道从下面抽，10道英语出题）1.材料力学性能研究的问题不涉及（物理问题）。
2.工程材料在使用过程中（弹性变形）是不可避免的。
3.工程构件生产过程（提高）塑性，（降低）强度。
4.工程构件使用过程（降低）塑性，（提高）强度。
5.断裂力学解决（含缺陷材料）抗断裂方面的问题。
6.拉伸试样直径一定，标距越长则测出的抗拉强度值（越低）。
7.拉伸试样直径一定，标距越长则测出的延伸率（越低）8.拉伸试样直径一定，标距越长则测出的断面收缩率（不变）。
9.拉伸试样的标距长度I 0应满足关系式（I 0=5.650A 或I 0=10d 0）。
10.均匀变形阶段，金属的伸长率与截面收缩率通常满足关系式（δ=ψ/(1-ψ)）。
11.长材料甲δ10=18%，短材料乙δ5=18%，则两种材料的塑性（甲>乙）。
12.表征脆性材料的力学性能的参量是（E ）、（σb ）。
13.在设计时用来确定构件截面大小的机械性能指标(σb ,σ0.2)14.10mm 直径淬火钢球，加压3000kg ，保持30s ，测得布氏硬度为150的正确表达方式为（150HBS10/3000/30）。
15.（韧窝断口）是非脆性断裂。
16.裂纹体变形的最危险形式是（张开型）。
17.表示的是（持久强度）。
18.晶粒度越小，耐热性（越差）。
19.真空应力应变曲线在拉伸时位于工程应力应变曲线的（左上方）。
20.若材料的断面收缩率小于延伸率，则属于（低塑性）材料21.材料的弹性常数是（E ）、（G ）、（ν）。
22.影响弹性模量最基本的原因是（点阵间距）。
23.加载速率不影响材料的（弹性）。
24.机床底座用铸铁制造的主要原因是价格（低），内耗（高），模量（大）。
25.多晶体金属塑性变形的特点是（不同时性，不均匀性，相互协调性）。
26.细晶强化不适用于（高温）27.位错增殖理论可用于解释（屈服现象）和（形变强化）。
试题内容：直径为d的拉伸比例试样，其标距长度l只能为10d。
( ) 试题答案：答：非试题内容：直径为d的拉伸比例试样，其标距长度l只能为5d。
（）试题答案：答：非试题内容：圆柱形拉伸试样直径为d，常用的比例试样其标距长度l是5d或10d。
（）试题答案：答：是试题内容：直径为d的拉伸非比例试样，其标距长度l和d无关。
（）试题答案：答：是试题内容：Q235钢进入屈服阶段以后，只发生弹性变形。
（）试题答案：答：非试题内容：低碳钢拉伸试验进入屈服阶段以后，只有塑性变形。
（）试题答案：答：非试题内容：低碳钢拉伸试验进入屈服阶段以后，只发生线弹性变形。
（）试题答案：答：非试题内容：试题内容：低碳钢拉伸应力-应变曲线的上、下屈服极限分别为1s σ和2s σ，则其屈服极限s σ为1s σ。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：低碳钢拉伸应力-应变曲线的上、下屈服极限分别为1s σ和2s σ，则其屈服极限s σ为2s σ。
（ ） 试题答案： 答：是试题内容：拉伸试验测得材料的上、下屈服极限分别为1s σ和2s σ，则材料的屈服极限s σ为22s 1s σσ+。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：拉伸试验测得材料的上、下屈服极限分别为1s σ和2s σ，则材料的屈服极限S σ为22s 1s σσ-。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：铸铁的强度指标是s σ。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：铸铁的强度指标是b σ。
（ ）试题内容：铸铁的极限应力是s σ和b σ。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：铸铁的强度指标是δ和s σ。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：材料的塑性指标有s σ和b σ。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：材料的塑性指标有s σ和ε。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：材料的塑性指标有δ和ψ。
（ ） 试题答案： 答：是试题内容：材料的塑性指标有s σ、ε和ψ。
（ ） 试题答案： 答：是工程上通常把伸长率%5≥δ材料称为塑性材料。
（ ） 试题答案： 答：是试题内容：工程上通常把伸长率%5.0>δ材料称为塑性材料。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：工程上通常把伸长率%5.0<δ材料称为塑性材料。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：工程上通常把伸长率%2.0<δ材料称为塑性材料。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：冷作硬化是指由于材料温度降低，其弹性极限提高，塑性降低的现象。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：冷作硬化是指由于材料温度降低，其弹性极限提高，泊松比降低的现象。
（ ） 试题答案： 答：非试题内容：冷作硬化是指材料经过塑性变形，其比例极限提高，塑性降低的现象。
（ ） 试题答案： 答：是试题内容：冷作硬化现象是指经过塑性变形，其弹性模量提高，塑性降低。
（ ） 试题答案：答：非试题内容：钢材经过冷作硬化处理后，其弹性模量基本不变。
（）试题答案：答：是试题内容：钢材经过冷作硬化处理后，其比例极限基本不变。
（）试题答案：答：非试题内容：经过冷作硬化处理后的钢材，其伸长率基本不变。
（）试题答案：答：非试题内容：复合材料的力学性能随加力方向变化，即为各向异性。
（）试题答案：答：是试题内容：比较铸铁的力学性能是抗剪能力比抗拉能力差。
（）试题答案：答：非试题内容：比较铸铁的力学性能是抗剪能力比抗拉能力强。
（）试题答案：答：是试题内容：比较铸铁的力学性能是抗剪能力比抗压能力强。
（）试题答案：答：非比较铸铁的力学性能是抗拉能力最差、抗剪能力居中、抗压能力最强。
（）试题答案：答：是试题内容：复合材料的力学性能变化与加力方向无关。
（）试题答案：答：非试题内容：与常温相比，在低温环境下，碳钢的强度降低，塑性提高。
（）试题答案：答：非试题内容：与常温相比，在低温环境下，碳钢的强度、塑性提高。
（）试题答案：答：非试题内容：铸铁的压缩强度比拉伸强度高。
（）试题答案：答：是试题内容：拉伸试样标距原长l，拉断后标距长度l1内既包括了整个工作段的均匀伸长，也包括“颈缩”部分的局部伸长。
（）试题答案：答：是试题内容：拉伸试样拉断后的标距长度l1是断裂时试样的长度。
（）试题答案：答：非试题内容：拉伸试样拉断后的标距长度l1是断裂后试样的长度。
（）答：非试题内容：拉伸试样拉断后的标距长度l1是断裂时试验段（标距）的长度。
（）试题答案：答：非试题内容：拉伸试样拉断后的长度l1是断裂后试验段（标距）的长度。
（）试题答案：答：是试题内容：低碳钢试样拉伸时,除了弹性阶段变形时均匀外,其他阶段变形都是不均匀的。
（）试题答案：答：非试题内容：低碳钢试样在整个拉伸过程中，变形都是均匀的。
（）试题答案：答：非试题内容：低碳钢试样在整个拉伸过程中，变形都是不均匀的。
（）试题答案：答：非试题内容：试样拉断后的长度与拉断时（拉断前瞬时）的长度一样。
（）试题答案：答：非试题内容：试样拉断后的长度与拉断时（拉断前瞬时）的长度不一样。
（）试题答案：答：是伸长率δ的大小是和试样工作段的长度与横截面尺寸的比值有关。
（）试题答案：答：是试题内容：伸长率δ的大小是和试样工作段的长度与横截面尺寸的比值无关。
（）试题答案：答：非试题内容：伸长率δ的大小是和试样工作段的长度有关与横截面尺寸无关。
（）试题答案：答：非试题内容：伸长率δ的大小是和试样工作段的长度无关与横截面尺寸有关。
（）试题答案：答：非试题内容：以下关于材料力学一般性能的结论中哪一个是正确的？（A）脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力；（B）脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力；（C）塑性材料的抗拉能力高于其抗压能力；（D）塑性材料的抗拉能力高于其抗剪能力。
正确答案是。
试题答案：答：A试题内容：关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力，在以下结论中哪一个是正确的？σ（A）比例极限;pσ（B）屈服极限;sσ（C）强度极限;b[σ。
（D）许用应力]正确答案是。
试题答案： 答：C试题内容：材料的主要强度指标是哪几个以下结论哪一个是正确的？ （A ）; s p σσ和 （B ） s σ和ψ； （C ）; b δσ和 （D ）b s σσ和。
正确答案是 。
试题答案： 答：D试题内容：脆性材料的强度指标是什么？以下结论哪一个是正确的？ （A ）; s p σσ和 （B ）s σ和ψ； （C ）; b σ（D ）; b s σσ和 。
正确答案是 。
试题答案： 答：C试题内容：铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？ （A ）切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向； （B ）切应力造成，破坏断面在横截面； （C ）正应力造成，破坏断面在横截面；（D ）正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向。
正确答案是 。
试题答案： 答：C铸铁压缩试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？ （A ）切应力造成，破坏断面与轴线大致成45º方向； （B ）切应力造成，破坏断面在横截面； （C ）正应力造成，破坏断面在横截面；（D ）正应力造成，破坏断面与轴线大致夹角成45º方向。
正确答案是 。
试题答案： 答：A试题内容：对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常以 2.0σ表示屈服极限。
其定义有以下四个结论，正确的是哪一个？ （A ）产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限； （B ）产生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限； （C ）产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限； （D ）产生0.2%的应变所对应的应力值作为屈服极限。
正确答案是 。
试题答案： 答：C试题内容：工程上通常以伸长率区分材料，对于脆性材料有四种结论，哪一个是正确？ （A ）; 5% <δ （B ）; 0.5% <δ （C ）; 2% <δ（D ）。
% 0.2 <δ 正确答案是 。
试题答案： 答：A试题内容：关于材料的冷作硬化现象有以下四种结论，正确的是哪一个？ （A ）由于温度降低，其比例极限提高，塑性降低； （B ）由于温度降低，其弹性模量提高，泊松比减小； （C ）经过塑性变形，其比例极限提高，塑性降低； （D ）经过塑性变形，其弹性模量提高，泊松比减小。
正确答案是 。
试题答案：钢材经过冷作硬化处理后，基本不变的量有以下四种结论，正确的是哪一个？（A ）弹性模量；（B ）比例极限；（C ）伸长率；（D ）断面收缩率。
正确答案是 。
试题答案：答：A试题内容：关于铸铁力学性能有以下四个结论，正确的是哪一个？（A ）抗剪能力比抗拉能力差；（B ）抗剪能力比抗拉能力强；（C ）抗剪能力比抗压能力强；（D ）抗剪能力等于抗拉能力。
正确答案是 。
试题答案：答：B试题内容：关于直径为d 的拉伸比例试样，其标距长度l 有以下结论，正确的是哪一个？（A ）只能为10d ；（B ）只能为5d ；（C ）为10d 或5d ；（D ）大于等于10d 。
正确答案是 。
试题答案：答：C试题内容：关于测定材料性能指标时，应采用标距范围内的最小横截面尺寸。
以下结论中，正确的是哪一个？（A ）E 和ν；（B ）s σ和b σ；（C ）E 和s σ；（D ）E 、ν和s σ。
正确答案是 。
试题答案：答：B关于应力—应变曲线的纵、横坐标分为A F=σ，ε=l l ∆，其中以下结论中，正确的是哪一个？（A ）A 和l 均为初始值； （B ）A 和l 均为瞬时值；（C ）A 为初始值，l 为瞬时值；（D ）A 为瞬时值，l 为初始值。
正确答案是 。
试题答案：答：A试题内容：现有两种说法：○1弹性变形中的σ-ε关系一定是线性的；○2弹塑性变形中的 σ-ε关系一定是非线性的。
若不考虑卸载情况，则以下说法哪一个是正确的？（A ）○1正确, ○2错误； （B ）○1和○2都正确； （C ）○2正确, ○1错误； （D ）○1和○2都错误。
正确答案是 。
试题答案：答：C试题内容：进入屈服阶段以后，材料发生一定变形。
则以下结论哪个是正确的？（A ） 弹性；（B ） 线弹性；（C ） 塑性；（D ） 弹塑性。
正确答案是 。
试题答案：答：D试题内容：关于解除外力后，消失的变形和残余的变形的定义,以下结论哪个是正确的？（A ）分别称为弹性变形、塑性变形；（B ）通称为塑性变形；（C ）分别称为塑性变形、弹性变形；（D ）通称为弹性变形。
正确答案是 。
试题答案：答：A关于铸铁的极限应力有以下结论，哪个是正确的？（A ）s σ；（B ）b σ；（C ）s σ和b σ；（D ）p σ、s σ和b σ。
正确答案是 。
试题答案：答：B试题内容：关于材料的塑性指标有以下结论，哪个是正确的？（A ）s σ和δ；（B ）s σ和ψ；（C ）δ和ψ；（D ）s σ、δ和ψ。
