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第一章证明题 显然，真应力总是大于工程应力，真应变总是小于工程应变。
缩颈的条件： 产生缩颈的载荷为 影响材料弹性模数的因素： 1、键合方式和原子结构：a 、以共价健、离子键、金属键结合的材料有较高的弹性模量。
b 、以分子键结合的材料，弹性模量较低。
()εσσσ+=∆+==⋅===10000000LLL L LA A A F A F S AL L A ()ε+====⎰⎰1ln ln 00l ll dl de e ll en endede A dA l dl de endeA dA de e F n dA A F e denKAe A dAKe A de KAne dA Ke dF KAe F Ke S SA F n nn n nn ==+--===+=⋅+=+⋅=+====-00001()()nnn b ne b b b bnb bn b b b b n n b b e n K e Kn e e A A A A e A A KnA Kn A S A F Kn Ke S b ⎪⎭⎫⎝⎛===========---σσσ00lnc、原子结构：a）非过渡金属（b）过渡族金属：原子半径较小，且d层电子引起较大的原子间结合力，弹性模数较高。
且当d层电子等于6时，E有最大值2、晶体结构：a、单晶体材料，由于在不同的方向上原子排列的密度不同，故呈各向异性。
b、多晶体材料，E为各晶粒的统计平均值，伪各向同性。
c、非晶态材料弹性模量各向同性。
3、化学成分：（引起原子间距或键合方式的变化）（1）纯金属主要取决于原子间的相互作用力。
（2）固溶体合金：主要取决于溶剂元素的性质和晶体结构，弹性模量变化不大（3）两相合金：与第二相的性质、数量、尺寸及分布状态有关。
（4）高分子：填料对E影响很大。
4.微观组织：金属：微观组织对弹性模量的影响较小晶粒大小对E无影响；陶瓷：工程陶瓷弹性模数与相的种类、粒度、分布、比例、气孔率等有关。
材料性能学复习(1)低碳钢拉伸曲线特点(p1)典型力——伸长曲线分析：OP：弹性变形，F∝△LPe：过量弹性变形Pe ：偏离OPeC：屈服变形，不均匀塑性变形CB：均匀塑性变形Bk：不均匀集中塑性变形k：断裂(2)影响弹性模数的因素(p5)一）键合方式和原子半径二）晶体结构单晶体材料的弹性模数在不同的晶体学方向上各向异性，即沿原子排列最密的晶向上弹性模数较大多晶体和非晶体材料表现为各向同性。
三）化学成分固溶体合金中，溶解度较小时，E变化不大；两相合金中， E与合金成分、第二相性质、数量、大小及分布有关。
四）微观组织气孔率对陶瓷的E的影响：高分子聚合物的弹性模数可以通过添加增强性填料而提高复合材料：其弹性模数随增强相体积分数的增高而增大五）温度影响原子间距而使弹性模数变化六）加载条件和载荷持续时间对金属、陶瓷类材料的弹性模数几乎没有影响高分子聚合物材料的弹性模数一般随负荷时间的延长而逐渐下降。
(3)高分子材料的塑性变形机理(p15)结晶态高分子材料的塑性变形由薄晶转变为沿应力方向排列的微纤维束。
非晶态高分子材料变形有两种方式：在正应力作用下形成银纹或在切应力作用下无取向分子链局部转变为排列的纤维束。
4、金属材料的塑性变形机理(p14)单晶体塑性变形的主要方式：滑移和孪生滑移是金属晶体在切应力的作用下，沿滑移面和滑移方向进行的切变过程滑移面和滑移方向的组合成为滑移系;滑移系越多，金属的塑性越好;滑移还受到晶体结构和温度的影响;滑移的机制——位错运动;为使晶体中上下两部份相对移动，滑移是“最省力”的一种方式孪生：晶体一部分相对于另一部分的均匀切变。
滑移难以发生时才会出现孪生；孪生变形可以调整;滑移面的方向使新的滑移系动，间接对塑性变形有贡献。
多晶体金属材料塑性变形的特征(4)塑性变形的非同时性和非均匀性：材料表面优先与切应力取向最佳的滑移系优先(5)各晶粒塑性变形的相互制约与协调晶粒间塑性变形的相互制约晶粒间塑性变形的相互协调晶粒内不同滑移系滑移的相互协调5、几种常见的硬度测试方法及机理(p48)常用：布氏硬度法、洛氏硬度法和维氏硬度HBS：以淬火钢球为压头测出的硬度值，主要用于450HBS以下的灰铸铁、软钢和非铁合金HBW：以硬质合金球为压头测出的硬度值，可测试650HBW以下的淬火钢材(6)火钢球或硬质合金球D(mm) ②加载F(kgf)；③压入；④定时；⑤卸载→圆形压痕；⑥测量圆形压痕d；⑧布氏硬度HB：⑦圆形压痕表面积(3)压痕几何相似原理(载荷F与压头直径D)：①d= D sinφ/2HB=2F/[πD(D-√D2-d2)]→HB=F/D2·2/[π(1-√1-sin2φ)]②两个条件：一是φ为常数；二是保证F/D2为常数。
材料性能学复习题及答案一、单项选择题1. 材料的弹性模量是指材料在受到外力作用时，应力与应变的比值。
下列哪种材料通常具有较高的弹性模量？A. 橡胶B. 木材C. 钢铁D. 塑料答案：C2. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时，开始发生永久变形的应力值。
下列哪种情况下材料的屈服强度会降低？A. 提高温度B. 降低温度C. 增加材料的纯度D. 进行热处理答案：A3. 疲劳强度是指材料在反复加载和卸载过程中，能够承受的最大应力而不发生断裂的能力。
下列哪种材料通常具有较好的疲劳强度？A. 纯金属B. 合金C. 复合材料D. 陶瓷材料答案：B二、多项选择题1. 影响材料硬度的因素包括哪些？A. 材料的微观结构B. 材料的化学成分C. 材料的加工工艺D. 材料的表面处理答案：ABCD2. 材料的断裂韧性是指材料在受到外力作用时，抵抗裂纹扩展的能力。
下列哪些因素可以提高材料的断裂韧性？A. 增加材料的韧性B. 减少材料的缺陷C. 提高材料的硬度D. 改善材料的微观结构答案：ABD三、判断题1. 材料的塑性是指材料在受到外力作用时，能够发生永久变形而不断裂的性质。
（对）2. 材料的导热系数越高，其导热性能越好。
（对）3. 材料的抗拉强度和屈服强度是相同的概念。
（错）四、简答题1. 简述材料的疲劳破坏过程。
答：材料的疲劳破坏过程通常包括裂纹的萌生、扩展和最终断裂三个阶段。
在反复加载和卸载的过程中，材料内部的微裂纹逐渐扩展，当裂纹扩展到一定程度时，材料的承载能力下降，最终导致断裂。
2. 描述材料的蠕变现象及其影响因素。
答：材料的蠕变现象是指在恒定应力作用下，材料发生持续的塑性变形。
影响蠕变的因素包括应力水平、温度、材料的微观结构和化学成分等。
高应力、高温和材料内部的缺陷都可能加速蠕变过程。
五、计算题1. 已知某材料的弹性模量为200 GPa，当受到100 MPa的应力时，计算其应变值。
答：根据弹性模量的定义，应变值可以通过应力除以弹性模量来计算。
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。
P42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围内，产生单位弹性应变的需应力。
P103、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。
P154、弹性极限：是材料只发生弹性变形所能承受的最大应力。
P155、弹性比功：是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
P156、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。
P207、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。
P22、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 ）。
P10A 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）。
P16A 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。
Mn C T12 钢A 08钢B 45钢C 60Si24、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敏感参数？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。
弹性模量是组织不敏感参数，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。
P242、塑性：材料在外力作用下，能产生永久变形而不断裂的能力。
P523、屈服强度：表征材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力。
第一章材料单向静拉伸的力学性能1、各种材料的拉伸曲线：曲线1:淬火、高温回火后的高碳钢曲线2:低碳钢、低合金钢曲线3:黄铜曲线4:陶瓷、玻璃等脆性材料曲线5:橡胶类高弹性材料曲线6:工程塑性2、拉伸曲线的变形过程：拉伸开始后试样的伸长随力的增加而增大。
在P点以下拉伸力F合伸长量ΔL呈直线关系。
当拉伸力超过F p后，曲线开始偏离直线。
拉伸力小于F e时，试样的变形在卸除拉力后可以完全恢复，因此e点以内的变形为弹性变形。
当拉伸力达到F A后，试样便产生不可恢复的永久变形，即出现塑性变形。
在这一阶段的变形过程中，最初试样局部区域产生不均匀的屈服塑性变形，曲线上出现平台式锯齿，直至C点结束。
接着进入均匀塑性变形阶段。
达到最大拉伸力F b时，试样再次出现不均匀塑性变形，并在局部区域产生缩颈。
最后在拉伸力Fk处，试样断裂。
在整个拉伸过程中变形可分为弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形及不均匀塑性变形四个阶段。
3、金属、陶瓷及高分子材料性能的差异及机制1）、弹性变形：a、金属、陶瓷或结晶态的高分子聚合物：在弹性变形范围内，应力和应变之间可以看成具有单值线性关系，且弹性变性量都较小。
橡胶态的高分子聚合物：在弹性变形范围内，应力和应变之间不呈线性关系，且变性量较大。
b、材料产生弹性变性的本质：构成材料的原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆位移的反映。
金属、陶瓷类晶体材料：处于晶格结点的离子在力的作用下在其平衡位置附近产生的微小位移。
橡胶类材料：呈卷曲状的分子链在力的作用下通过链段的运动沿受力方向产生的伸展。
2）、塑性变形：a、金属材料的塑性变形机理：晶体的滑移和孪生i、滑移：金属晶体在切应力作用下，沿滑移面和滑移方向进行的切变过程。
滑移面和滑移反向的组成成为滑移系。
滑移系越多，金属的塑性越好，但滑移系的多少不是决定塑性好坏的唯一因素。
金属晶体的滑移面除原子最密排面外，还受到温度、成分和预先变形程度等的影响。
塑变宏观特征：单晶体的滑移塑变微观特征: 原子面在滑移面上滑移,并非某原子面的整体运动,而是借助位移运动来实现,结果出现滑移台阶。
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=EεE：弹性模量（杨氏模数）切变时τ=GγG：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。
四、计算题：气孔率对陶瓷弹性模量的影响用下式表示：E=E0(1—1.9P+0.9P2)E0为无气孔时的弹性模量；P为气孔率，适用于P￡50%。
《材料力学性能》复习资料第一章1塑性--材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能力2穿晶断裂和沿晶断裂---穿晶断裂，裂纹穿过晶界。
沿晶断裂，裂纹沿晶扩展。
3包申格效应——金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，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。
4E---应变为一个单位时，E即等于弹性应力，即E是产生100％弹性变形所需的应力5σs----屈服强度，一般将σ0.2定为屈服强度6n—应变硬化指数 Hollomon关系式：S=ken （真应力S与真应变e之间的关系）n—应变硬化指数；k—硬化系数应变硬化指数n反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力。
分析：n=1，理想弹性体;n=0材料无硬化能力。
大多数金属材料的n值在0.1～0.5之间。
7δ10---长比例试样断后延伸率 L0=5d0 或 L0=10d0 L0标注长度 d0名义截面直径）8静力韧度：静拉伸时，单位体积材料断裂所吸收的功（是强度和塑性的综合指标）。
J/m3 9脆性断裂（1）断裂特点断裂前基本不发生塑性变形，无明显前兆；断口与正应力垂直。
（2）断口特征平齐光亮，常呈放射状或结晶状；人字纹花样的放射方向与裂纹扩展方向平行。
通常，脆断前也产生微量的塑性变形，一般规定Ψ<5%为脆性断裂；大于5％时为韧性断裂。
11屈服在金属塑性变形的开始阶段，外力不增加、甚至下降的情况下，变形继续进行的现象，称为屈服。
12低碳钢在室温条件下单向拉伸应力—应变曲线的特点p1-213解理断裂以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂。
解理面一般是指低指数晶面或表面能量低的晶面。
14韧性是金属材料塑性变形和断裂全过程吸收能量的能力，它是强度和塑性的综合表现，因而在特定条件下，能量、强度和塑性都可用来表示韧性。
15弹性比功αe(弹性比能、应变比能) 物理意义：吸收弹性变形功的能力。
几何意义：应力-应变曲线上弹性阶段下的面积。
αe = (1/2) σe*εe16G裂纹扩展能量释放率 GI为裂纹扩展单位长度时系统势能的变化率。
材料性能学总复习资料第一章 作业11.掌握以下物理概念：强度、屈服强度、抗拉强度、塑性、弹性、延伸率、断面收缩率、弹性模量、比例极限、弹性极限、弹性比功、包申格效应、弹性后效、弹性滞后环强度：指的是构件抵抗破坏的能力。
屈服强度：材料屈服时对应的应力值也就是材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力，这一应力值称为材料的屈服强度。
抗拉强度：材料最大均匀塑性变形的抗力。
塑性：是指在外力作用下，材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
弹性：材料受载后产生一定的变形，而卸载后这部分变形消逝，材料恢复到原来的状态的性质称为材料的弹性。
延伸率：材料拉伸后的截面面积变化量与原始截面面积的比值。
断面收缩率：材料拉断后，缩颈处横截面积的最大减缩量与原始截面面积的百分比。
弹性模量：弹性模数是产生100%弹性变形所需的应力。
比例极限：是保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力。
弹性极限：是材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力。
弹性比功：又称为弹性必能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应：是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形，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。
弹性后效：又称滞弹性，是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
弹性滞后环：在非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，是加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，这个封闭回线称为弹性滞后环。
2、衡量弹性的高低用什么指标，为什么提高材料的弹性极限能够改善弹性？ 衡量弹性的高低通常用弹性比功来衡量E a e e 22σ=，所以提高弹性极限可以提高弹性比功。
3、材料的弹性模数主要取决哪些因素？凡是影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模数。
主要有：键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度及加载方式和速度。
4、一直径2.5mm ，长度为200.0mm 的杆，在2000N 的载荷作用下，直径缩至2.2mm ，试求(1)杆的最终长度；(2)在该载荷作用下的真实应力和真实应变；(3)在该载荷作用下的工程应力和工程应变。
材料性能学第一章材料单向静拉伸的力学性能1.应力－应变曲线σp：比例极限σe：弹性极限σs：屈服点σb：抗拉强度2.弹性变形的本质？材料产生弹性变形的本质，概括来说，都是构成材料的原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆位移的反映。
⑴金属、陶瓷类晶体材料的弹性变形是处于晶格结点的离子在力的作用下在其平衡位置附近产生的微小位移。
⑵橡胶类材料则是呈卷曲状的分子链在力的作用下通过链段的运动沿受力方向产生的伸展。
3.影响弹性模数（E）的因素？⑴键合方式和原子结构：共价键、离子键和金属键都有较高的E值，而分子键E值较低。
对于金属元素，原子半径越大，E值越小，反之亦然。
⑵晶体结构：①单晶材料：E呈各向异性，沿密排面E值较大，反之较小；②多晶材料：Ｅ为各晶粒的统计平均值，表现为各向同性，但为伪各向同性；③非晶态材料：Ｅ是各项同性的。
⑶化学成分：材料化学成分的变化将引起原子间距或键合方式的变化，因此也将影响材料的弹性模数。
⑷微观组织：①对金属材料来说，E是一个组织不敏感的力学性能指标；②对高分子和陶瓷材料，E对结构和组织敏感；⑸温度：温度升高，原子结合力下降，Ｅ值降低。
⑹加载方式和负荷持续时间：①加载方式、加载速率和负荷持续时间对金属、陶瓷类材料的Ｅ几乎没有影响；②高分子聚合物的Ｅ随负载时间延长而降低，发生松弛。
4.非理想弹性行为可分为几种类型？⑴滞弹性（弹性后效）：材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
⑵粘弹性：材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
⑶伪弹性：在一定的温度条件下，当应力达到一定水平后，金属或合金将产生应力诱发马氏体相变，伴随应力诱发相变产生大幅度的弹性变形的现象。
⑷包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，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。
5.材料产生内耗的原因？材料产生内耗与材料中微观组织结构和物理性能的变化有关。
材料性能学重点(完整版)第一章1、 力—伸长曲线和应力—应变曲线，真应力—真应变曲线 在整个拉伸过程中的变形可分为弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形及不均匀集中塑性变形4个阶段将力—伸长曲线的纵，横坐标分别用拉伸试样的标距处的原始截面积Ao 和原始标距长度Lo 相除，则得到与力—伸长曲线形状相似的应力（σ=F/Ao ）—应变（ε=ΔL/Lo ）曲线比例极限σp ， 弹性极限σe ， 屈服点σs ， 抗拉强度σb如果以瞬时截面积A 除其相应的拉伸力F ，则可得到瞬时的真应力S （S ＝F/A)。
同样，当拉伸力F 有一增量dF 时，试样瞬时长度L 的基础上变为L ＋dL ，于是应变的微分增量应是de ＝dL / L ，则试棒自L 0伸长至L 后，总的应变量为： 00ln 0L L L dL de e L e L ===⎰⎰2、3、比例极限和弹性极限是保证材料的弹性变形按正比比例极限σp关系变化的最大应力，即在拉伸应力－应变曲线上开始偏离直线时的应力值。
试样加载后再卸载，以不出现弹性极限σe残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力值4、弹性比功又称为弹性比能或应变比能，表示，是材料在弹性变形过程中吸收变形用ae功的能力。
一般可用材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功表示。
5、根据材料在弹性变形过程中应力和应变的响应特点，弹性可以分为理想弹性（完全弹性）和非理想弹性（弹性不完整性）两类。
对于理想弹性材料，在外载荷作用下，应力和应变服从虎克定律σ＝Mε，并同时满足3个条件，即：应变对于应力的响应是线性的；应力和应变同相位；应变是应力的单值函数。
材料的非理想弹性行为大致可以分为滞弹性、粘弹性、伪弹性及包申格效应等类型。
6、滞弹性（弹性后效）是指材料在快速加载或卸料后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
7、粘弹性：指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同是存在的力学行为，其特征是应变对应力的响应不是瞬时完成的，需要通过一个弛豫过程，但卸载后，应变恢复到初始值，不留下残余变形。
材料性能学复习(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《材料性能学》复习第一章 材料单向静拉伸的力学性能一、力－伸长曲线（拉伸图） 1、曲线上变形三阶段 （1）、弹性变形（2）、塑性变形 （屈服现象）（3）、不均匀变形（颈缩阶段）及断裂阶段（会画） 2、拉伸图的种类曲线1 为淬火、高温回火后的高碳钢 曲线2 为低合金结构钢 曲线3 为黄铜 曲线4 为陶瓷、玻璃 曲线5 为橡胶类（会画）二、应力一应变曲线（σ－ε曲线）1、应力： 应变：2、 应力－应变曲线（工程应力－应变曲线）0A F =σ0L L ∆=ε３、各种性能指标（1）、强度指标①弹性极限：σe＝Fe / S0②比例极限：σp＝Fp / S0③屈服极限：σs＝Fs / S0 ；屈服强度σ＝ / S0④强度极限：σb＝Fb / S0⑤断裂强度： Sk＝Fk / Sk（2）、塑性指标①延伸率：δｋ＝(Ｌk-L0) / L0 X 100 %②断面收缩率：ψk＝（ S0－ Sk）/ S0 X 100 %４、真应力－真应变曲线（S－e曲线）真应力：其中， F －瞬时载荷， A－瞬时面积真应变：则：两曲线比较0 0ln)LLLdLdee e LL⎰⎰===)1(ψσ-=SAFS=三、弹性变形及其实质（一）、弹性变形的特点•1、可逆性；•2、单值线性关系；•3、弹性变形量较小（ε＜～1％）（二）、双原子模型解释弹性变形引力四、弹性的不完整性与内耗（一）、滞弹性（弹性后效）1．正弹性后效 2．反弹性后效3．产生原因４、危害（二）、包申格效应包申格（Bauschinger）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（或弹性极限）增加，反向加载，规定残余伸长应力（或弹性极限）降低的现象．原因：包申格（Bauschinger）效应可能与第二类内应力有关；危害：包申格（Bauschinger）效应可弱化材料，因而应予以消除；消除办法五、断裂1、断裂概念2、断裂的类型及断口特征3、韧性断裂与脆性断裂概念韧性断裂的特点；脆性断裂的特点4、穿晶断裂与沿晶断裂剪切断裂；解理断裂；准解理断裂5、断裂强度（1）．理论断裂强度（会推导）理论断裂强度和实际强度说（2）．断裂强度的裂纹理论（ Griffith强度理论）Griffith强度理论此公式说明的问题金属材料γs＝γe＋γp Griffith强度理论212⎪⎭⎫⎝⎛=aEscπγσ22σγπscEa=21(2⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=aEpecπγγσ2)(2σγγπpecEa+=第二章材料在其他静载下的力学性能主要讲了硬度试验一、布氏硬度（HB）（1）测定原理（2）、优缺点•优点：压痕面积较大，其硬度值能反映材料在较大区域内各组成相的平均性能，试验数据稳定，重复性强。
材料性能学重点（完整版）第⼀章1、⼒—伸长曲线和应⼒—应变曲线，真应⼒—真应变曲线在整个拉伸过程中的变形可分为弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形及不均匀集中塑性变形4个阶段将⼒—伸长曲线的纵，横坐标分别⽤拉伸试样的标距处的原始截⾯积Ao 和原始标距长度Lo 相除，则得到与⼒—伸长曲线形状相似的应⼒（σ=F/Ao ）—应变（ε=ΔL/Lo ）曲线⽐例极限σp ，弹性极限σe ，屈服点σs ，抗拉强度σb如果以瞬时截⾯积A 除其相应的拉伸⼒F ，则可得到瞬时的真应⼒S （S ＝F/A)。
同样，当拉伸⼒F 有⼀增量dF 时，试样瞬时长度L 的基础上变为L ＋dL ，于是应变的微分增量应是de ＝dL / L ，则试棒⾃L 0伸长⾄L 后，总的应变量为：式中的e 为真应变。
于是，⼯程应变和真应变之间的关系为2、弹性模数在应⼒应变关系的意义上，当应变为⼀个单位时，弹性模数在数值上等于弹性应⼒，即弹性模数是产⽣100%弹性变形所需的应⼒。
在⼯程中弹性模数是表征材料对弹性变形的抗⼒，即材料的刚度，其值越⼤，则在相同应⼒下产⽣的弹性变形就越⼩。
⽐弹性模数是指材料的弹性模数与其单位体积质量（密度）的⽐值，也称为⽐模数或⽐刚度3、影响弹性模数的因素①键合⽅式和原⼦结构（不⼤）②晶体结构（较⼤）③化学成分（间隙⼤于固溶）④微观组织（不⼤）⑤温度（很⼤）⑥加载条件和负荷持续时间（不⼤）4、⽐例极限和弹性极限⽐例极限σp 是保证材料的弹性变形按正⽐关系变化的最⼤应⼒，即在拉伸应⼒－应变曲线上开始偏离直线时的应⼒值。
弹性极限σe 试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最⾼应⼒值5、弹性⽐功⼜称为弹性⽐能或应变⽐能，⽤a e 表⽰，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能⼒。
⼀般可⽤材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功表⽰。
6、根据材料在弹性变形过程中应⼒和应变的响应特点，弹性可以分为理想弹性（完全弹性）和⾮理想弹性（弹性不完整性）两类。
《材料性能学》期末复习总结··名词解释抗拉强度：抗拉强度是拉伸试验时，试样拉断过程中最大试验力所对应的应力。
标志着材料在承受拉伸载荷时的实际承载能力。
疲劳强度：在指定疲劳寿命下，材料能承受的上限循环应力。
（疲劳寿命可分为有限周次和无限周次两种。
）屈服强度: 材料的屈服标志着材料在应力作用下由弹性变形转变为弹－塑性变形状态，因此材料屈服时所对应的应力值也就是材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力。
这一应力值称为材料的屈服强度或屈服点。
冲击韧性（Ak意义）：表示单位面积吸收冲击功的平均值，由于缺口处应力分布不均匀，因此Ak无明确的意义；Ak可表示材料的脆性倾向，但不能真正反映材料的韧脆程度。
接触疲劳：接触疲劳是两接触材料作滚动或滚动加滑动摩擦时，交变接触压应力长期作用使材料表面疲劳损伤，局部区域出现小片或小块材料剥落，而使材料磨损的现象。
蠕变：材料在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢的产生塑性变形的现象。
磨损：在摩擦作用下物体相对运动时,表面逐渐分离出磨屑,使接触表面不断发生尺寸变化与重量损失现象屈服现象：在变形过程中，外力不增加，试样仍然持续伸长，或外力增加到一定数值时，忽然下降，随后在外力不增加或上下波动的情况下试样可以继续伸长变形，这种现象称为屈服。
断裂韧度：KC>KIC；KIC是材料本身的力学性能指标，只与材料成分、组织结构有关。
载流子：具有电荷的自由粒子，在电场作用下可产生电流。
霍尔效应:置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势差，这种现象称霍尔效应。
电解效应：离子的迁移伴随着一定的质量变化，离子在电极附近发生电子得失，产生新物质，这就是电解现象。
固体电解质：同电解质溶液一样，有离子导体电流出现即为固体电解质。
压敏效应：压敏效应指对电压变化敏感的非线性电阻效应，即在某一临界电压以下，电阻值非常高，几乎无电流通过，超过该临界电压，电阻迅速降低，让电流通过。
PTC效应：采用阳离子半径同Ba2+、Ti4+相近，原子价不同的元素去置换固溶Ba2+、Ti4+位置，在氧化气氛中烧结，形成n型半导体其最大特征是存在着正方向与立方向相变的相变点，在其附近，电阻率随温度上升而发生突变，增大3-4个数目级。
电介质：在电场作用下，能建立极化的物质。
极化强度：电介质单位体积内的电偶极距总和，与面积电荷密度单位一样C/m2。
铁电体：在一定温度范围内存在自发极化，且自发极化方向可随外电场作可逆转动的晶体。
铁电晶体一定是极性晶体，但并非所有极性晶体都是铁电体，只有某些特殊晶体结构的极性晶体在自发极化改变方向时，晶体结构不发生打的畸变，具有自发极化随外电场转动的性质。
压电效应：某些晶体材料在一定方向上可按所施加的机械应力成比例地在受力两端表面上产生数量相等、符号相反的束缚电荷，反之在一定方向的电场作用下，会产生与电场强度成正比的几何应变。
热容：将m克质量的物质温度升高或降低一度，在没有相变或化学变化的条件下，所需要的热量称为该物质的热容，又称热容量。
比热：将1克物质温度升高1度所需要的热量称为该物质的比热容。
热膨胀：材料在加热或冷却时，物质尺寸或体积要发生变化，这种由于温度改变导致体积尺寸才发生变化的现象称为热膨胀。
膨胀系数：当温度变化1K时物质尺寸或体积的变化率。
因瓦反常：膨胀系数很小而趋于0值的现象。
因瓦合金：膨胀系数很小而趋于0值的材料。
正常热膨胀：大多数金属和合金的真是膨胀系数随温度的变化规律为，随温度的升高a值先是很快增加，以后增加速度减慢以至于近于恒值，称为正常热膨胀。
反常热膨胀：对于某些金属和合金其膨胀系数随温度的变化不符合规律，即在正常热膨胀曲线上出现附加的膨胀峰，这些是变化有时是非常剧烈的，称为反热膨胀。
热膨胀峰为正称为正反常，热膨胀峰为负称为负反常。
蓄热：把热能以潜热、显热、化学能的形式暂贮存起来，根据需要又可以方便的将这些形式的能量取出来加以利用的过程。
晶格热震动：晶体材料由晶体或非晶体组成，点阵中的质点，总是围绕其平衡位置做微小震动。
磁场强度H:A/M是对极化的外部驱动力.磁感应强度H:T=(Vs)/m2,是材料对外部作用场的响应的量度。
磁化率X：是无量纲的材料性质，用来描述材料对外部作用场的响应。
真空磁导率U0:作为建立材料的相应参数的尺度参比量。
磁化矢量M（磁化强度）：单位体积材料感应出来的磁偶极距之和（M=XH）。
描述材料磁性的三个方面：核外电子分布轨道运动自旋运动。
软磁性物质与铁磁性物质之间的根本区别：是相邻原子的磁偶极子之间交互作用强度的区别在顺磁性物质中偶极子之间实际上是相互独立的，而在铁磁性物质中它们存在强烈的交互作用。
具有铁磁性的物质需要满足以下条件：内层电子为填满，为填满的电子层必须具有较小的轨道半径，为填满的电子层的电子能带必须很窄。
磁畴：相邻偶极子的排列范围并非遍及整个样品,而是局限于物质中一个有限的微观体积中,这区域叫磁畴。
磁致伸缩能：如果两个磁畴中偶极子的取向不同，那么跨越畴壁外，该变形会失配，因此必须发生弹性变形来协调变形的失配，这样就会系统的能量升高了。
磁致伸缩：铁磁物质磁化时，沿磁化方向发生长度的伸长或缩短易磁化方向：相对比较容易进行磁化的晶体方向。
难磁化方向：比较难于进行磁化的晶体方向。
填空题1.在多数情况下，实验所测到的是线膨胀系数α，而非体膨胀系数。
β对立方晶体，各方向的膨胀特性相同，因此αβ3= ，对于各向异性的晶体，各晶轴方向的线膨胀系数不同，假定分别为c b a ααα,,，则（β=αa+αb+αc ）2.温度对热导率K 的影响比较复杂。
固体物质的热导率的大小正比于以下3个参数：热载流子的数量N 、载流子的平均速度v 、在被晶格散射之前载流子的平均移动距离λ3.根据固体中电子与外部磁场之间发生交互作用的性质与强度，可以按材料划分分成5种类型，即：抗磁性、顺磁性、反铁磁性、铁磁性和亚铁磁性。
4.蓄热功能大致包括：显热、潜热和化学反应热5.热量能够通过两种机制在物质中进行传导：晶格振动及自由电子移动。
这两种机制的相对重要性主要依赖于材料电子能带结构的特征。
一种材料，如果其价带只是部分地被填满（即金属），其热导率受到自由电子运动的支配；能带间隙较小的材料（例如半导体）中，两种机制的贡献都比较显著；而能带间隙较大的材料（如金刚石）中，来自于 声子机制 的热传导占主导地位。
6.由于淬火过程是一种 非稳态热传导 过程，最为重要的材料性质是热扩散率。
通过计算可以得到Al 具有比Fe 更高的热扩散率，由于可以预言：Al 合金中能够达到比黑色金属更 高 的最火速度。
7.固体点阵中的质点总是围绕其平衡位置做微小震动，震动着的质点中饱含频率低的格波。
质点彼此间相位差不大，该格波称为声频支振动，格波中频率高的振动波，质点间的位相差很大，称为光频支振动。
8.材料磁性的本源是材料内部电子的循轨和 自旋运动 。
9.材料被磁化后，磁化矢量与外加磁场向相反称为抗磁性，磁化矢量与外加磁场方向相同称为顺磁性，材料的抗磁性来源于电子循轨运动时受外加磁场作用所产生的抗磁矩 。
10.在铁磁物质中，存在着许多微小自发磁化区域，称为磁畴。
11.铁磁物质磁化时，沿磁化方向发生长度的伸长或缩短的现象称为磁致伸缩。
12.膨胀合金按膨胀系数大小分为三类：低膨胀合金、定膨胀合金、高膨胀合金 13 从极化的质点类型看，电介质的总极化一般包括三部分：电子极化、离子极化、偶极子转向极化；从是否消耗能量的角度看，电介质的极化分为位移极化和松弛极化两类，其中位移极化是弹性的、瞬时完成的极化，不消耗能量；而松弛极化的完成需要一定的时间，是非弹性的，消耗一定的能量。
14电介质在电场作用下产生损耗的形式主要有极化损耗和电导损耗两种；当外界条件一定时，介质损耗只与δεtg 有关，而δεtg 仅由介质本身决定，称为损耗因素。
15电介质材料在电场强度超过某一临界值时会发生介质的击穿，通常击穿类型可分为热击穿、电击穿、局部放电击穿三类。
16 铁电体可分为有序-无序型和位移型两大类。
简答题、论述题、计算题1、应力—应变曲线塑性材料应力—应变曲线图（a）为最常见的金属材料应力应变曲线。
Oa为弹性变形阶段，开始发生塑性变形，过程沿着abk进行。
开始发生塑性变形的点就是屈服点，屈服以后的变形包括弹性变形和塑性变形，如在点m处卸载，应力会沿着mn下降到零，m点对应的应变om `为总应变量，在卸载后回复的部分m `n为弹性应变量，残留部分no为塑性应变量。
图（b）为具有明显屈服点材料的应力应变曲线，与图（a）相比，不同之处在于出现了明显的屈服点aa `，有明显的齿状屈服平台，其相应的应变量在1%-3%范围图（c）为拉伸不出现颈缩的应力应变曲线，只有弹性变形的oa和均匀塑性变形的ak段。
某些塑性较低的金属如铝青铜，或变形强化能力特别强的金属如ZGMn 等高锰钢图（d）为拉伸不稳定型材料的应力应变曲线，其变形特点是在变形强化过程中出现多次局部失稳，原因是孪生变形机制的参与。
当孪生应变速率超过试验运动速率时，导致局部应力松弛，相应的在应力应变曲线上出现齿形特征。
如某些低溶质固溶体铝合金及含杂质的铁合金具有此类应力应变行为。
2、某厂购进一批15钢，按照国家标准规定，力学性能应符合如下要求：σb≥375MPa ， σs ≥225MPa ，δ5 ≥ 27%，φ≥55%。
入厂检验时采用d0=10mm 标准短试样进行拉伸试验，测得Fb=33.70KN ，Fs=20.50KN ，L1=64.0mm ，d1=6.5mm ，试列式计算并回答这批钢材的力学性能是否合格？已知：试样d 0=10mm ，短试样L 0=5d0=50mm ；⑴求A 0和A 1⑵求塑性：断面收缩率φ和 断后伸长率δ5 ⑶求强度：屈服点σs ，抗拉强度σb答 ：试验测得15钢的屈服点、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率均大于规定的要求，所以这批钢材合格 。
4、使用经典电子理论导出欧姆定律，并说明其物理意义。
图：J-电流密度；v-移动速度；E-电场；q-载流子电量；n-载流子个数；u-载流子迁移率；I=nqls/t ；u=v/E ；j=I/S=nvq=nquE σ;=nqu ，所以j=σE 。
J=nquE=LE/Rs 变形Js=LE/R 即I=U/R 。
物理意义：电流密度与载流子个数，电荷数迁移率，电场强度成正比，等于电场强度与电导率的乘积。
5、简述超导体的特性和性能指标：22205.7841014.340mm d A ≈⨯≈=π2221117.3345.614.34m m d A ≈⨯≈=π%7.57%1005.7817.335.78%100010=⨯-=⨯-=A A A ϕ%28%100505064%1000015=⨯-=⨯-=L L L δMPa A F b b 30.4295.781070.3330=⨯==σMPa A F s s 15.2615.781050.2030=⨯==σ完全抗磁性：当超导体冷却到临界温度以下而转变为超导态后，只要周围的外加磁场没有强到破坏超导性的程度，超导体就会把穿透到体内的磁力线完全排出体外，在超导体内永远保持磁感应强度为零。
