2006～2007学年第一学期期末考试（备用卷）答案及评分标准
《材料力学性能》（B卷共 8 页）
（考试时间：2007 年1月 23 日）
一、名词解释（每小题2分，12分）
1）刚度：在弹性变形范围内，构件抵抗变形的能力。
2）弹性不完整性：弹性变形时加载线与卸载线不重合、应变落后于应力的现象。
3）形变强化：材料发生屈服应变后，屈服应力随屈服应变增加而增大的现象。
4）等强温度：晶粒与晶界强度相等的温度。
5）摩擦：两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动或有相对运动趋势，接触面上具有阻止相对运动或相对运动趋势的作用，这种现象称为摩擦。
6）纳米材料：任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料。
二、填空题（每空0.5分，共15分）
1）高分子材料的应力-应变曲线，大致可分为硬而脆，硬而强，硬而韧和软而韧和软而弱等五种类型。
2）材料的拉伸力学性能，包括屈服强度、抗拉强度和实际断裂强度等强度指标和延伸率和断面收缩率等塑性指标。
3）弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。对机床的底座等构件，为保证机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越大越好；而对弹簧片、钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越小越好。
4）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
5）在扭转实验中，塑性材料的断裂面与试样轴线垂直；脆性材料的断
裂面与试样轴线成450角。
6）低温脆性常发生在具有体心立方结构的金属及合金中，而在面心立方结构的金属及合金中很少发现。
7）根据构件的受力状态，环境敏感断裂可分为应力腐蚀开裂，腐蚀疲
，腐蚀磨损和微动磨损等四类。
8）材料的韧性是表征材料在外力作用下，从变形到断裂全过程中吸收塑性变形功和断裂功的能力。根据试样形状和加载速率，材料的韧性可分为光滑试样的静力韧性、缺口试样的冲击韧性和裂纹试样的断裂韧性。
三、单项选择题（每小题1.5分，共18分）
1）拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的抗拉强度会（ C ）。
a) 越高；b) 越低；c) 不变；d) 无规律可循
2）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
3）扭转加载的应力状态系数（ A）单向拉伸的应力状态系数。
a) 大于；b) 小于；c) 等于；d) 无关系
4）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
5) 平面应变条件下裂纹尖端的塑性区尺寸（ B）平面应力下的塑性区。
a) 大于；b) 小于； c) 等于； d) 不一定
6）在研究低周疲劳中，常通过控制（ B ）的方式进行。
a) 应力； b) 应变；c ) 时间；d) 频率
7）⊿K th表示材料的（ B ）。
a) 断裂韧性； b) 疲劳裂纹扩展门槛值；c ) 应力腐蚀破裂门槛值；d) 应力场强度因子8）奥氏体不锈钢在（ B ）溶液中容易发生应力腐蚀开裂。
a) 热碱溶液； b) 氯化物溶液；c ) 氨水溶液；d) 硝酸盐溶液
9）蠕变是指材料在（ A ）长期作用下发生的塑性变形现象。
a) 恒应变； b) 恒应力；c ) 恒加载速率；d) 恒定频率
10）细晶强化是非常好的强化方法，但不适用于（ A ）。
a) 高温；b) 中温；c) 常温；d) 低温
11）与干摩擦相比，加入润滑剂后摩擦副间的摩擦系数将会（ B ）。
a) 增大；b) 减小；c) 不变；d) 不一定
12）纳米材料是指一个维度的尺寸小于（ C ）的材料。
a) 1nm；b) 1μm；c) 100nm；d) 10nm
四、简答题（每小题4分，共24分）
1）简述材料性能的分析方法。
答：对材料性能的分析，常有如下四种不同的方法：
（1）黑箱法：由于不知道或不需要知道材料内部的结构，认为材料是一个黑箱；可从输入和输出信息的实验关系来定义或理解性能。（1分）
（2）相关法(灰箱法)：随着对材料结构的不断认识，及对材料实验数据的不断积累，材料的结构部分已知，从而可用统计的方法建立起性能与结构之间相关性的经验方程。（1分）（3）过程法（白箱法）：在深入了解材料内部结构的本质、并掌握材料的行为过程机制的情况下，可从材料的结构参数去计算或预测材料的各种性能。（1分）
（4）环境法：材料的性能，除与材料的成分和结构有关外，还与外界的环境条件有关。即从环境条件对材料的作用角度去研究材料的性能。（1分）
2）简述洛氏硬度试验方法的优缺点。
答：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。（2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，不象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。（2分）
3）试以日常生活的1~2则事例，说明裂纹的有益作用或对人们有利的一面。答：如切割玻璃时，工人们总是先用玻璃刀在玻璃上刻下划痕，以使玻璃切割得既整齐又省力。（2分）
再如售货员卖布时，也总是先在布的边缘剪开一个小口，沿着这个小口，可以很容易地将布撕开。（2分）
4）与纯机械疲劳相比，腐蚀疲劳有何特点？
答：与纯机械疲劳相比，在水介质中的腐蚀疲劳具有以下的特点：
(1) 在腐蚀疲劳的S~N曲线上，没有像大气疲劳那样具有水平线段，即不存在无限寿命的疲劳极限值。即使交变应力很低，只要循环次数足够大，材料总会发生断裂。（1分）
