2008-2009工程材料力学性能试题B

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广大09年土木工程材料试卷

1.下列关于胶体的叙述，不合理的是（
）。
（A）水化硅酸钙具有胶体结构
（B）凝胶体在长期应力作用下具有类似粘性液体的流动性质
（C）凝胶体的吸附能力很弱
（D）凝胶体的质点很微小，比表面积很大 2.含水率为 5%的中砂 2200 克，其中含水（
）克。
（A）110
（B）105 （C）116
（D）180
3.下列各材料中，（
对稳定，这时木材的含水率称为
。
三、名词解释（10 分）
1、（粗级料）颗粒级配
2、混凝土徐变
3、砂浆的流动性
4、热塑性聚合物
5、防水涂料
第 4 页，共 8 页
四、问答题（20 分）
1、硅酸盐水泥石腐蚀的内在因素是什么？防止腐蚀发生的措施有哪些？ 2、在混凝土中掺入减水剂可获得哪些经济技术效果？ 3、钢材所采用的防锈（腐蚀）的方法有哪些？ 4、影响材料传热性能的因素有哪些？
，
这时的温度称为
。
20、钢材抵抗冲击荷载的能力用
来评价。
21、一般情况下，钢的抗拉强度σb 随含碳量的增大而脆性和时效敏感性；当含量超过 0.3%时，将显著
。碳还可钢材的可焊性。
钢的冷
第 3 页，共 8 页
22、木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，当水分的蒸发和吸收达到动态平衡时，其含水率相
11、
是将已硬化的普通混凝土，经干燥和真空处理后，浸渍在液态单体中，然后
用加热或辐射（或加催化剂）的方法，使渗入到混凝土孔隙内的单体产生聚合作用，使混凝土和聚
合物结合成一体的一种新型混凝土。
12、针入度是等温相对粘度，在相同试验条件下，沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度
。

2009年7月材力试卷(07机械)B卷-参考答案

2

x
2
y
2

xy
2
解得： x 27.6MPa
极值应力

max min

x
y 2

主应力

x
2
y
2

xy
2

62.3(MPa) 17.6(MPa)
1 62.3MPa, 2 17.6MPa, 3 0
20Mpa 10Mpa
得分评卷人
θ
18.6Mpa 52.3MPa
y
解：给定应力状态： y 52.3MPa, xy 18.6MPa, 90o 20MPa, 90o 10MPa 。
代入应力圆方程

90o

x
2
y
2

90o
2

先按弯曲强度设计轴径
M max
d3
d
21.2(mm)
32
取 d 25mm ，代入 r3 计算公式
r3 98MPa< ，满足强度要求。
第6页共8页
第7页共8页
第8页共8页
略剪力的影响。
A
B
C
F
150mm
得分评卷人
解：弯扭组合变形，任意截面上扭矩 T Fd
2 最大弯矩值在固定端 C 截面处
M F 150103 max
根据第三强度理论
r3
T 2 M 2 max W
32

F

2008-2009年全国高等教育自学考试建筑材料试题

2008 年半年全国高等教育自学考试试题建筑材料单项选择题（本大题共 20小题，每小题 1 分，共 20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1.致密结构的材料具有的特性是（） A .导热系数小 B 、强度高 C 抗渗性差 D 体积密度小2. 材料含水率变化时，随之变化的材料性质为（ A 密度 C 视密度（表观密度） 3. 耐磨性优良的岩石为 A 花岗岩、玄武岩 C 花岗岩、大理石 4 高强度石膏是 A 二水石膏 C3型半水石膏 5. 石膏仿制品的特性有A 防火性好、吸声性好、耐水性差B 防火性好、吸声性好、耐水性高C 防火性好、保温性好、耐水性高D 防火性好、保温性好、吸声性好、 B 体积密度 D 吸水率） B 花岗岩、石灰岩 D 石灰岩、大理石 B a 型半水石膏 D 无水石膏耐水性差、6. 硬化时产生很大收缩，并且不能单独使用的材料为 A 石膏 B 石灰 C 水泥 D 菱苦土7.决定混凝土拌合物流动性的最大因素是 A 水泥品种 B 骨料条件 C 砂率 D 用水量8.配置混凝土时，通常优先选择的骨料为 A 单粒级粗骨料和较粗大的细骨料 C 连续粒级粗骨料和较细的细骨料9. 试测砂浆的抗压强度的试件尺寸为 A100X100X 100mm C70.7X 70.7 X 70.7mm 10. 钢筋经冷加工后，其 A 抗拉强度提高 C 屈服强度和抗拉强度提高 11.钢材的伸长率越大，则表明其 AT s 越高BB 连续粒级粗骨料和较粗大细骨料 D 间断粒级粗骨料和较细粒级的细骨料 B150 X 150X 150mm D40 X 40 X 160mmB 抗拉强度降低D 屈服强度提咼，抗拉强度不变（T b越咼C 塑性越好D 12. 牌号为Q235-C 的钢材与牌号为A 强度相同，韧性差 C 强度相同，韧性好13. 建筑钢材中，硅元素可使其 A 强度降低 BC 时效敏感性增大D14. 反映钢材利用率及安全的指标为A T sl T p BC T sl T bD T P 越咼的钢材相比强度低，韧性差强度高，韧性差塑性韧性提高强度提高，塑性、韧性基本不变15. 钢材的基本组织中，含碳量少，塑性大，韧性好，但强度较低的为 A奥氏体C 铁素体 16. 木结构中，A 针叶树材C 针叶树材和阔叶树材D 榆木 17. 结构工程中的胶粘剂应选用A 聚醋酸乙烯胶粘剂BC 环氧树脂胶粘剂D18. 防水性能和耐久性能最差的防水材料为A 三元乙丙橡胶防水卷材B 沥青防水卷材C 氯化聚乙烯防水卷材D APP改性沥青防水卷材19. 装修工程中不得用于外墙的材料为A 轴面砖BC 马赛克D20. 常用绝热材料具有的特征为 A 轻质、多孔，且以开口空隙为主 C 重质、孔隙率小28. 高铝水泥在使用时 _______ 与水泥或含氢氧化钙的材料混合使用。

2008-2009材料力学A答案

A卷答案
07-08学年二学期课程类型：必修（√）、选修
试卷类型：A（√）、B
第1题图
、铸铁的扭转破坏是由
、图示为承受气体压力p的封闭薄壁圆筒，平均直径为
均为已知，用第三强度理论校核筒壁强度的相当应力为
各向同性假设是指_________________________________________________、两根细长压杆，横截面面积相等，其中一个形状为正方形，另一个为圆形，其它条件均相同，则横截面为
界力大。

、在线弹性范围内，表示剪应力和剪应变的关系式是
答案：抗扭刚度，抵抗扭转破坏的能力。

材料沿各个方向具有相同的力学性能。

圆形；正方形。

二、选择题（每小题2分，共
）。

强度极限和比例极限；强度极限和屈服极限。

、纯剪切状态应力状态中，则其第三强度理论相当应力为 ( )。

τσ63=r ； (D)τσ83=r 。

成比例增加，它的柔度（）。

3、受扭圆轴某截面上的扭矩为，直径为d。

求该截面A、B 并在图中标出方向。

2、计算图示杆件的应变能。

已知抗拉刚度均为
z 答案
A 截面上边缘受拉下边缘受压：
KN F Ay 30=82max 10013.61025.7)(--+⨯⨯⋅=A A M σ1.24=
基本静定系。

多余的约束反力为由01111=∆+p X δ 应用图乘法求系数：a a EI
11321(1⎢⎣⎡⨯⨯=
δqa EI p 231(12
1⎢⎣⎡⨯⨯-=∆将计算结果代入方程：
教研室主任出卷人机械设计教研室。

电子科大2008年期末材料力学B卷试题及答案

电子科技大学二零零八至二零零九学年第 1 学期期末考试材料力学课程考试题 B 卷（ 120 分钟）考试形式：闭卷考试日期 200 年月日课程成绩构成：平时 10 分，期中 10 分，实验 10 分，期末 70 分一、选择题（每题2分，共14分）1. 杆件受力作用如图所示。

若AB ，BC ，CD 三段的横截面面积分别为A ，2A ，3A ，则下列结论中正确的是（ d ）。

（A ）各段横截面上的轴力相等，各段横截面上的正应力相等；（B ）各段横截面上的轴力不相等，各段横截面上的正应力不等；（C ）各段横截面上的轴力相等，各段横截面上的正应力不等；（D ）各段横截面上的轴力不相等，各段横截面上的正应力相等。

2.矩形截面梁纯弯曲时，在横截面的中性轴处（ b ）。

（A ）正应力最大，切应力为零；（B ）正应力为零，切应力最大（C ）正应力和切应力均最大；（D ）应力和切应力均为零。

3. 矩形截面木拉杆的接头如图所示。

其剪切面积、挤压面积分别为（ c ）。

（A ）bl ，al ；（B ）lh ，al ；（C ）bl ，ab ;（D ）lh ，ab 4. 在单元体的主平面上（ d ）。

（A ）正应力一定最大（B ）正应力一定为零（C ）切应力一定最大（D ）切应力一定为零 5. 实心圆轴扭转，横截面积为A ，已知不发生屈服的极限扭矩为0T ，若将其横截面积增加到2A ，那么极限扭矩为（ c ）。

（A ）02T （B 0 （C ）0 （D ）04T6. 梁AB 受载荷如图，试问：将支座A 、B 分别内移到C 、D 位置时，梁的承载能力（ a ）。

aq（A ）提高（B ）降低（C ）不变（D ）无法确定7. 某机轴材料为45号钢，工作时发生弯扭组合变形，对其进行强度计算时，宜采用（ c ）强度理论。

题1-1图题1-3图（A ）第一或第二（B ）第二或第三（C ）第三或第四（D ）第四或第一二、填空题（共16分） 1. （3分）用公式()s z zF S w bI τ=计算图示横截面A 点的弯曲应力时，()z S w =___55000mm3________。

2008材料真题

三、个人体会：正如刘士兴编历年真题前言部分所说的：材料部分以教材及手册为主，构造部分以规范为主。

材料部分教材里面的内容是永远不够的，必须看材料手册，材料部分历年真题大概有1/2以上的内容在教材里面是找不到答案的，手册占1/3强。

而构造部分规范占绝大多数，再结合工程经验基本构造就差不多了。

材料部分：第一遍复习顺序：教材→真题→手册，这样每一章看下来确实理解了很多以前不熟悉的知识点；第二遍巩固阶段顺序：真题→手册或教材，这一遍主要针对不熟悉的题目所涉及的知识点。

临考前两天就看个别还不熟悉的真题了。

构造部分：第一遍复习顺序：教材→真题→规范，一样也是一章一章的来；第二遍巩固阶段顺序：规范→真题，规范熟悉一点再看真题就会理解更多的题目。

临考前两天主要看还不熟悉的规范与真题。

规范必须熟悉否则就难考了。

其实规范都看看对工作还是很有帮助的，比如室内环境规范：人造板测甲醛，水性（包含涂料、胶粘剂、处理剂）测TVOC+甲醛，溶剂型测TVOC+苯，聚氨酯测TDI，苯基本都不能用。

这对以后工作及家装都很有帮助。

这样复习下来去考试确实感觉比较轻松。

刘士兴编的《2008历年试题解析与模拟试卷-建筑材料与构造》作一些补充及纠错。

其实这么多难免有错漏，尤其是规范不停的更新。

下面也以章节对应来说明吧：A．建筑材料部分第二章气硬性无机胶凝材料11、石膏与石灰的价格：出处在《手册》P299-30214、出处在《手册》P296-29721、【说明】石膏中的CaSiO4与水玻璃反应生成Na2SiO4，我认为石膏主要成分是CaSO4。

所以CaSiO4应该改为CaSO4。

第三章水泥4、水泥主要提高下列何种含量可以制得快硬高强水泥？A、硅酸三钙B、硅酸二钙C、铝酸三钙D、铁铝酸四钙这道题目的答案A没错，说明感觉太简单了。

我认为说明应该这样：这四种成分的凝结硬化速度从快到慢顺序是：C-A-D-B；长期强度从高到低是：AB＞CD（最好四种能分开）。

08级材料力学试卷B卷谜底与评分标准 2

A
l
2
RA
A
A
F
Cl

2
C
Q 图 F Fl 2
C
M 图
Fl
2
RB
B
B
B
（2）写挠曲线近似微分方程，并积分 EIw" M (x)
EIw" Fl Fx
EIw'
EIw

1 2
Flx
Flx 2

1 2

Fx 2
1 6
Fx 3
C1

C1 x

C2
把边界条件：当 x 0 时， w' 0 ， w 0 代入以上方程得： C1 0 ， C2 0 。故：
解：（1）强度校核
qy q cos 300 2 0.866 1.732(kN / m) （正 y 方向↓）
qz q sin 300 2 0.5 1(kN / m)
M zmaz

1 8
q
y
l
2

1 1.732 42 8
3.464(kN
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求写5卷技、重保术电要护交气设装底设备置。备高4动管调、中作线试电资，敷高气料并设中课试3且技资件、卷拒术料中管试绝中试调路验动包卷试敷方作含技设案，线术技以来槽术及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

天津大学材料力学性能_王吉会_2008-2009学年材料力学性能课程考试试题B卷

五、推导题（每小题 8 分，共 16 分）
1）在原子平衡间距为 a 的理想晶体中，两原子间的作用力与原子相对位置变化 x 的关系为 m sin
2 x

。如晶体断裂的表面能为，弹性模量为 E ，试推导晶体
发生断裂的理论断裂强度 m 。
天津大学试卷专用纸学院材料科学与工程专业班年级 2006 学号六、计算题（14 分）
材料与介质的组合现。核分人签字
（考试时间：2009 年 1 月 13 日）
题号得分一二三四五六成绩
8）材料长期在高温条件下时，在恒应力下发生的塑性变形现象称作。，，，
9 ）按照磨损机理，磨损包括
姓名
）。
共 4 页
第 2 页
a)断裂韧性；b) 冲击韧性；c) 应力腐蚀破裂门槛值；d) 应力场强度因子 11）在高温高压下，氢与钢中的碳发生反应生成甲烷气体，从而导致钢的塑性降低，这种现象叫做（）。
a) 穿晶断口；b) 沿晶断口；c) 河流花样；d) 韧窝断口 3）在单向拉伸、扭转与单向压缩实验中，应力状态系数的变化规律是（）。
，
和冲蚀磨损等六种基本类型。等 0 维纳米材料，等
10 ）根据维度，纳米材料可分 1 维纳米材料，
等 2 维纳米材料，及
等 3 维纳米材料。
断裂。微孔聚集型断和；
二、说明下列力学性能指标的意义（每小题 1 分，共 10 分）
1） p ： 2） e ： 3） b ： 4） bb ：
分布公式
y K I / 2r

09级工程材料学试题B参考答案

2012-2013学年第一学期《工程材料学》试题B参考答案及评分标准一、简答题：(30分，每题5分)1.试分析材料的化学成分、组织结构、加工工艺与使用性能之间的关系。

答：化学成分和组织结构是性能的内在依据，是基础，性能是一定化学成分和组织结构的外部表现。

金属材料的组成元素与含量从内部、热处理工艺从外部实现对组织结构的改变，从而使材料具有不同的使用性能。

2.按形成碳化物的倾向性大小写出主要的碳化物形成元素。

答: Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe (写出6个元素以上3 分,写对顺序2分)3.说明细化晶粒对钢的强度、塑性和韧性的影响及其作用机制。

答：晶粒越细小，晶界面积越大，对位错运动的阻力越大，据霍尔-配奇公式，强度越高；晶粒细小塑性变形更均匀，提高均匀塑变能力，晶界多，阻碍裂纹扩展，提高韧性。

4.给出高速工具钢常用热处理工艺，为什么淬火后要采用三次高温回火？答：如图，亦可文字说明。

淬Array火后要采用高温回火的目的是使奥氏体化时溶入基体的碳和合金元素析出，形成二次硬化；高速钢淬火后残余奥氏体量很大，高温回火冷却时可形成二次淬火，降低残余奥氏体量，三次回火后可降至1%左右。

5.说明材料电化学腐蚀机理，给出提高耐蚀性能的方法及依据。

答：电化学腐蚀过程为同一钢板中不同物相电极电位不同，天然构成许多微小原电池，引起钢板腐蚀。

提高耐腐途径：1)减少微电池数量：限制C、S量，减少第二相；2)提高基体电极电位：加入Cr、Ni、i；3)钝化效应—表面形成氧化膜；4)形成单相组织。

6.为什么γ-Fe基热强钢比α-Fe基热强钢的热强性要高?答：1) γ-Fe为面心立方结构，α-Fe为体心立方结构，面心立方致密度高，原子间结合力强，高温稳定性好；2) γ-Fe再结晶温度高，组织稳定。

二、试述下面各类钢的服役条件、可能失效形式和主要性能要求，并分别举出两种典型钢号：(15分，每题5分)1.低合金构件用钢答：服役条件：无相对运动、长期受静载，有时有温度要求，有腐蚀环境；主要失效形式：弹性变形、低温脆断、环境腐蚀、锅炉和压力容器的爆裂等。

2008-2009年第一学期《材料物理化学》试卷答案

2008～2009 学年度第一学期《材料物理化学》期末考试试卷课程代码：0301010 试卷编号：3-A 命题日期：2008 年12 月8 日答题时限：120 分钟考试形式：闭卷笔试一、判断题（正确的打“√”，错误的打“Ｘ”，每小题2分，共20分）1. 偏摩尔量就是化学势。

（Ｘ）2. 朗缪尔吸附等温式只适用于单分子层吸附。

（√）3. 对理想气体反应，恒温恒容下添加惰性气体组分，平衡不移动。

（√）4. 吉布斯所定义的表面过剩ΓB只能是正值，不能是负值。

（×）5. 若一个过程是可逆过程，则该过程的每一步都是可逆过程。

（√）6. 在恒温、恒压、非体积功为零的条件下，某反应的△rＧm<０，则反应物全部变成产物，反应将进行到底。

（×）7. △f HΘm（C，金刚石，298.15K）=0（×）8. 绝热过程Q＝0，由于Q＝ΔH，所以ΔH＝0。

（Ｘ）9. 在隔离系统中发生某化学反应，使系统的温度明显升高，则该系统的△U>0（Ｘ）10. 在温度、溶剂种类一定条件下，某强电解质稀溶液随电解质浓度增加，电导率κ变大，而摩尔电导率Λm变小。

（√）二、填空题（每空2分，共20分）1. 在U 、H 、S 、G 四个热力学量中，系统发生恒温恒压可逆相变，不变的量是 G ，而绝热可逆过程中不变的量是 S 。

2. 1mol 理想气体在298K 下，从2×10-3m 3等温可逆膨胀到20×10-3m 3，此过程中系统的熵变△S 为 19.15 J·K -1。

（R 为8.315 J·mol －1·K －1）。

3. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经绝热可逆压缩和恒温可逆压缩到相同的终态体积V 2，则终态的压力p 2（恒温） < p 2（绝热）。

（选填“>”、“<”“=”）4. 反应2O 3 = 3O 2 的速率方程可表示为2121323232d (O )d (O )(O )(O ) (O )(O )d d c c kc c k c c t t--'-==或则速度常数k 和 k ˊ 的关系为 3k = 2 k ˊ 。

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2） e ：弹性极限 3） b ：抗拉强度 4） bb ：抗弯强度 5）HBW：压头为硬质合金球时的布氏硬度 6）α KV ：V型缺口试样的冲击韧性 7） R ：应力比为 R 下的疲劳极限 8） SCC ：应力腐蚀破裂的临界应力 9） / t ：给定温度 T 下，规定试验时间 t 内产生一定的蠕变伸长率δ的蠕变极限

/2
0
m sin
2 x

dx
m =2
（2）（2 分）
m 2 /
注意到材料在低应力作用下应该是弹性的，在这一条件下 sinx≈x，同时，曲线开始部分近似为直线，服从虎克定律，有：
Ex / a
（3）
（2 分）
式中 b 为平衡状态时原子间距，E 为弹性模量，由式（1）和（3）得：
'' ''
的测试过程中，为了保证裂纹尖端处于平面应变和小范围屈服状态，对试样的尺寸有什么要求？答：材料的断裂韧性随材料厚度或截面尺寸的增加而减小，因此为保证裂纹尖端处于平面应变和小范围屈服状态，对试样在 z 向的厚度 B、在 y 向的宽度 W 与裂纹长度 a 之差（即 W-a，称为韧带宽度）和裂纹长度 a 设计成如下尺寸：
1）在原子平衡间距为 a 的理想晶体中，两原子间的作用力与原子相对位置变化 x 的
2 x

。体发生
断裂的理论断裂强度 m 。解:材料的理论结合强度，应从原子间的结合力入手，只有克服了原子间的结合力，材料才能断裂。两个原子面的作用力如下图所示。克服了原子之间作用力的最大值，即可产生断裂。这一最大值即为理论断裂强度 m 。
2 K IC a 2.5 s (W a ) B
（4 分）
5）材料的应力腐蚀开裂具有哪些主要特征？答：应力腐蚀开裂具有以下特点：(1)造成应力腐蚀破坏的是静应力，远低于材料的屈服强度，而且一般是拉伸应力。(2)应力腐蚀造成的破坏，是脆性断裂，没有明显的塑性变形。 (3)只有在特定的合金成分与特定的介质相组合时才会造成应力腐蚀。(4)应力腐蚀的裂纹扩展速率—般在 10-9~10-6m/s，有点象疲劳，是渐进缓慢的，这种亚临界的扩展状况一直达到某一临界尺寸，使剩余下的断面不能承受外载时，就突然发生断裂。(5)应力腐蚀的裂纹多起源于表面蚀坑处，而裂纹的传播途径常垂直于拉力轴。(6)应力腐蚀破坏的断口，其颜色灰暗，表面常有腐蚀产物。(7)应力腐蚀的主裂纹扩展时常有分枝。(8)应力腐蚀引起的断裂可以是穿晶断裂，也可以是晶间断裂。（4 分） 6 ）高周疲劳与低周疲劳的区别是什么？并从材料的强度和塑性出发，分析应如何提高材料的抗疲劳性能？答：高周疲劳是指小型试样在变动载荷（应力）试验时，疲劳断裂寿命高于 105周次的疲劳过程。高周疲劳试验是在低载荷、高寿命和控制应力下进行的疲劳。而低周疲劳是在高应力、短寿命、控制应变下进行的疲劳过程。（2 分）对高周疲劳，由于承受的载荷较小、常处于弹性变形范围内，因而材料的疲劳抗力主要取决于材料强度。于是提高的材料就可改善材料的高周疲劳抗力。而对低周疲劳，承受的载荷常大于材料的屈服强度、处于塑性变形内，因而材料的疲劳抗力主要取决于材料的塑性。于是增加材料的塑性，可提高材料的低周疲劳抗力。（2 分）五、推导题（每小题 8 分，共 16 分）关系为 m sin
应力
a
σm a
面间距x
为了简单、粗略地估计材料的理论强度，可假设用波长为的正弦波来近似原子间约束力随原子间距离 x 的变化。得出
m sin
2 x

（1）
式中 m 为使原子分开时所需的最大应力即理论断裂强度。材料的断裂是在拉应力作用下，沿与拉应力垂直的原子被拉开的过程，在这一过程中，为使断裂发生，必须提供足够的能量以创造两个新表面。令表面能为 2 ，意味着外力作功消耗在断口的形成上的能量至少等于 2 。即外力功与断口的表面能相等。因此有：
T
10） t ：给定温度 T 下，规定试验时间 t 内发生断裂的持久极限
T
三、单项选择题（每小题 1 分，共 12 分） 1）拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的延伸率会（ B ）。 a) 越大；b) 越小；c) 不变；d) 无规律可循 2）下述断口哪一种是延性断口（ D ）。 a) 穿晶断口；b) 沿晶断口；c) 河流花样；d) 韧窝断口 3）在单向拉伸、扭转与单向压缩实验中，应力状态系数的变化规律是（ C ）。 a) 单向拉伸＞扭转＞单向压缩；b) 单向拉伸＞单向压缩＞扭转；c) 单向压缩＞扭转＞单向拉伸；d) 扭转＞单向拉伸＞单向压缩 4）从化学键的角度看，一价键材料的硬度变化规律是（ A ）。 a) 离子键＞金属键＞氢键；b) 离子键＞氢键＞金属键；c) 氢键＞金属键＞离子键； d) 金属键＞离子键＞氢键 5）与维氏硬度值可以互相比较的是（ A ）。 a) 布氏硬度；b) 洛氏硬度；c) 莫氏硬度；d) 肖氏硬度 6）在缺口试样的冲击实验中，缺口越尖锐，试样的冲击韧性（ B ）。 a) 越大；b) 越小；c) 不变；d) 无规律 7）双原子模型计算出的材料理论断裂强度比实际值高出 1~3 个数量级，是因为（ C ）。 a) 模型不正确；b)近似计算太粗太多；c) 实际材料有缺陷；d) 实际材料无缺陷 8）材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加而（ A ）。 a) 减小；b) 增大；c) 不变；d) 无规律 9）在研究低周疲劳时，常通过控制（ B ）的方式进行。 a) 应力；b) 应变；c) 时间；d) 频率 10）K ISCC 表示材料的（ C ）。
a)断裂韧性；b) 冲击韧性；c) 应力腐蚀破裂门槛值；d) 应力场强度因子 11）在高温高压下，氢与钢中的碳发生反应生成甲烷气体，从而导致钢的塑性降低，这种现象叫做（ B ）。 a) 氢化物脆性；b) 氢蚀；c) 白点；d) 氢致滞后断裂 12）应力松弛是指高温服役的零件或材料在保持不变的条件下，其中的自行降低的现象。（ B ） a) 应力、应变；b) 应变、应力；c) 温度、应变；d) 温度、应力四、简答题（每小题 4 分，共 24 分） 1）简述洛氏硬度试验方法的原理、计算方法和优缺点。答：洛氏硬度试验方法的原理是以一定的压力（600N、1000N、1500N）将顶角为 1200的金刚石圆锥体压头或直径为 1/ 16 ~ 1/ 2 的钢球压入试样表面，以残留于表面的压痕深度e来表示材料的硬度。（1 分）洛氏硬度的计算方法为：（1）对以金刚石圆锥体为压头、总试验力为 1500N 的 C 标尺，有 HRC=100-e/0.002；（2）对以钢球为压头、总试验力为 600N 和 1000N 的 A 和 B 标尺，有 HRA(B)=130-e/0.002。（1 分）洛氏硬度试验的优点是：（1）因有硬质、软质两种压头，故适于各种不同硬质材料的检验，不存在压头变形问题。（2）因为硬度值可从硬度机的表盘上直接读出，故测定洛氏硬度更为简便迅速，工效高。（3）对试件表面造成的损伤较小，可用于成品零件的质量检验。（4）因加有预载荷，可以消除表面轻微的不平度对试验结果的影响。（1 分）洛氏硬度的缺点是：（1）洛氏硬度存在人为的定义，使得不同标尺的洛氏硬度值无法相互比较，不像布氏硬度可以从小到大统一起来。（2）由于压痕小，所以洛氏硬度对材料组织的不均匀性很敏感，测试结果比较分散，重复性差，因而不适用具有粗大组成相(如灰铸铁中的石墨片)或不均匀组织材料的硬度测定。（1 分） 2）哪些材料易表现出低温脆性？工程上常用哪些方法评定材料的低温脆性？答：与面心立方金属相比，体心立方金属材料如中低强度钢等，容易表现出低温脆性。（2 分）在工程上，常用能量准则、断口形貌准则、断口变形特征准则等评价材料的低温脆性敏感性。（2 分） 3）缺口会引起哪些力学响应？如何评定材料的缺口敏感性？答：材料截面上缺口的存在，使得在缺口的根部产生应力集中、双向或三向应力、应力集中和应变集中，并试样的屈服强度升高，塑性降低。（2 分）材料的缺口敏感性，可通过缺口静拉伸、偏斜拉伸、静弯曲、冲击等方法加以评定。（2 分） 4）材料的厚度或截面尺寸对材料的断裂韧性有什么影响？在平面应变断裂韧性 K I C
2008～2009 学年第一学期期末考试试题答案及评分标准
《材料力学性能》（ B卷共 8 页）（考试时间：2009 年 1 月 13 日）
一、填空题（每空 0.5 分，共 24 分） 1）在材料的完整弹性变形中，加载的应力 -应变曲线与卸载曲线完全重合；而对不完整的弹性变形，存在着弹性后效、弹性滞后、包辛格效应等弹性变形时加载线与卸载线不重合的现象。 2）材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂，解理断裂和沿晶断裂；按断裂前塑性变形大小分可分为延性断裂和脆性断裂。微孔聚集型断裂的微观特征是韧窝；解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河流和舌状花样；沿晶断裂的微观特征为石状断口和冰糖块状断口。 3 ）单向拉伸条件下的应力状态系数为 0 .5 ；扭转和单向压缩下的应力状态系数分别为 0.8 和 2.0 。应力状态系数越大，材料越容易产生延性 ( 塑性 ) 断裂。 4）测定材料硬度的方法主要有压入法、回跳法和刻划法；其中压入硬度法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、和努氏硬度等。 5) 根据裂纹体所受载荷与裂纹间的关系，可将裂纹分为张开型裂纹、滑开型裂纹和撕开型裂纹等三种类型；其中张开型裂纹是实际工程构件中最危险的一种形式。 6）对循环载荷，常用最大应力、最小应力、平均应力、应力半幅和应力比等五个参量进行描述。 7）材料的环境敏感断裂，可按材料或零件受力的性质划分为应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳断裂、腐蚀磨损和微动腐蚀等形式。在应力腐蚀断裂中材料与介质的组合特定的；在腐蚀疲劳断裂中材料会在任何介质中出现。 8）材料长期在高温条件下时，在恒应力下发生的塑性变形现象称作蠕变。 9 ）按照磨损机理，磨损包括粘着磨损，磨粒磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损，微动磨损和冲蚀磨损等六种基本类型。 10 ）根据维度，纳米材料可分原子团簇、纳米微粒等 0 维纳米材料，纳米线等 1 维纳米材料，纳米薄膜等 2 维纳米材料，及纳米块体等 3 维纳米材料。二、说明下列力学性能指标的意义（每小题 1 分，共 10 分） 1） p ：比例极限