材料的宏微观力学性能习题及答案..

《材料的宏微观力学性能》试卷(1)一、 选择题：（1553=⨯分）1.材料中有一裂纹如图1，试判断该裂纹类型是（ ）A I 型裂纹或张开型裂纹B Ⅱ型或滑开型裂纹C Ⅲ型或撕开型裂纹D 复合型裂纹2.通常用来评价材料的塑性高低的指标是（ ）A 比例极限B 抗拉强度C 延伸率D 杨氏模量 3.在测量材料的硬度实验方法中，（ ）是直接测量压痕深度并以压痕深浅表示材料的硬度A 布氏硬度B 洛氏硬度C 维氏硬度D 肖氏硬度4.下列关于断裂的基本术语中，哪一种是指断裂的缘由和断裂面的取向（ ）A 解理断裂、沿晶断裂和延性断裂B 正断和切断C 穿晶断裂和沿晶断裂D 韧性断裂和脆性断裂5.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（ ）A 强度B 硬度C 塑性D 弹性二、名词解释：（2054=⨯分）1.应变等效原理2.解理断裂3.低温脆性4. 压电效应5.腐蚀疲劳三、简答题：（2045=⨯分）1.简述损伤类型及其表现形式。

2.阐述残余应力产生的原因。

3.简要说明应力腐蚀断裂与氢脆的异同。

4.简述布氏硬度的原理及优缺点。

四、计算题：（30310=⨯分）图11.某试件进行拉伸实验时，测得在标距范围内载荷与伸长的结果（如下表）试件在标距范围内的直径=21mm ，标距长度=100mm ，断裂处直径=18.21mm ，断裂后的标距=121mm 。

试画出完整的拉伸图，并用放大的比例画出图出直线部分从而求出：1）弹性模量 2）延伸率 3）截面收缩率 4）名义应力（断裂时）5）断裂时真实应力 6）拉伸强度极限载荷（KN ） 20 30 40 50 55 55 60伸长（mm ） 0.07 0.10 0.13 0.16 0.78 2.4 2.8载荷（KN ） 65 70 75 80 82 80 70伸长（mm ） 3.85 5.20 7.62 12.7 16.0 19.0 21.162. 设1I 、2I 为应力张量第一、第二不变量，试用1I 、2I 表示Mises 屈服条件。

完整版材料⼒学性能课后习题答案整理材料⼒学性能课后习题答案第⼀章单向静拉伸⼒学性能1、解释下列名词。

1弹性⽐功:⾦属材料吸收弹性变形功的能⼒,⼀般⽤⾦属开始塑性变形前单位体积吸收的最⼤弹性变形功表⽰。

２、滞弹性:⾦属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产⽣附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就就是应变落后于应⼒的现象。

3、循环韧性:⾦属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能⼒称为循环韧性。

4、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。

5、解理刻⾯:这种⼤致以晶粒⼤⼩为单位的解理⾯称为解理刻⾯。

６.塑性:⾦属材料断裂前发⽣不可逆永久(塑性)变形的能⼒。

脆性:指⾦属材料受⼒时没有发⽣塑性变形⽽直接断裂的能⼒韧性:指⾦属材料断裂前吸收塑性变形功与断裂功的能⼒。

7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成⼀个⾼度为b的台阶。

８.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动⽽相互汇合,同号台阶相互汇合长⼤,当汇合台阶⾼度⾜够⼤时,便成为河流花样。

就是解理台阶的⼀种标志。

9.解理⾯:就是⾦属材料在⼀定条件下,当外加正应⼒达到⼀定数值后,以极快速率沿⼀定晶体学平⾯产⽣的穿晶断裂,因与⼤理⽯断裂类似,故称此种晶体学平⾯为解理⾯。

10、穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以就是韧性断裂,也可以就是脆性断裂。

沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数就是脆性断裂。

1１、韧脆转变:具有⼀定韧性的⾦属材料当低于某⼀温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂⽅式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变2、说明下列⼒学性能指标的意义。

答:E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应⼒ 2.0σ屈服强度 gt δ⾦属材料拉伸时最⼤应⼒下的总伸长率 n 应变硬化指数P15 ３、⾦属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它就是⼀个对组织不敏感的⼒学性能指标?答:主要决定于原⼦本性与晶格类型。

力学性能考试题目和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时，从弹性变形过渡到塑性变形的应力值，通常用符号表示为：A. σsB. σbC. σyD. σu答案：C2. 在拉伸试验中，材料的弹性极限是指：A. 材料发生永久变形的应力值B. 材料发生塑性变形的应力值C. 材料在弹性阶段的最大应力值D. 材料在塑性阶段的最小应力值答案：C3. 硬度试验中，布氏硬度的符号表示为：A. HBB. HRCC. HVD. HS答案：A4. 疲劳破坏是指材料在：A. 一次静载荷作用下发生的破坏B. 多次循环载荷作用下发生的破坏C. 温度变化下发生的破坏D. 腐蚀环境下发生的破坏答案：B5. 冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力，通常用符号表示为：A. σbB. αkC. AkvD. σs答案：C6. 材料的断裂韧性是指材料抵抗：A. 拉伸破坏的能力B. 压缩破坏的能力C. 弯曲破坏的能力D. 裂纹扩展的能力答案：D7. 材料的蠕变是指在恒定应力作用下，材料发生的：A. 弹性变形B. 塑性变形C. 永久变形D. 弹性和塑性变形答案：C8. 材料的疲劳极限是指材料在多少次循环载荷作用下不发生疲劳破坏的应力值：A. 10^6次B. 10^7次C. 10^8次D. 10^9次答案：C9. 材料的硬度与其强度之间的关系是：A. 硬度越高，强度越低B. 硬度越高，强度越高C. 硬度越低，强度越高D. 硬度与强度无关答案：B10. 材料的塑性是指材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力，通常用下列哪个指标来衡量：A. 硬度B. 弹性模量C. 延伸率D. 冲击韧性答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 下列哪些因素会影响材料的硬度（）A. 材料的成分B. 材料的微观结构C. 材料的表面粗糙度D. 测试时施加的力答案：A, B, D12. 材料的冲击韧性与哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 测试时的环境温度D. 材料的硬度答案：A, B, C13. 影响材料疲劳寿命的因素包括（）A. 材料的表面粗糙度B. 材料的硬度C. 循环载荷的应力幅值D. 材料的微观结构答案：A, C, D14. 材料的蠕变与下列哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 施加的应力大小D. 环境温度答案：A, B, C, D15. 材料的断裂韧性与下列哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 材料的表面状态D. 环境介质答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共10分）16. 材料的屈服强度越高，其塑性越好。

材料研发考试题库和答案一、选择题1. 材料科学中的“四要素”包括以下哪些选项？A. 原子排列、化学组成、微观结构、宏观性能B. 原子排列、化学组成、微观结构、加工工艺C. 原子排列、化学组成、微观结构、热处理D. 原子排列、化学组成、宏观性能、加工工艺答案：A2. 下列哪种材料不属于金属材料？A. 不锈钢B. 铝合金C. 陶瓷D. 钛合金答案：C3. 材料的疲劳寿命与以下哪个因素无关？A. 材料的强度B. 材料的韧性C. 材料的导热性D. 循环加载的幅度答案：C4. 以下哪种合金具有最高的熔点？A. 钢B. 铜合金C. 钛合金D. 钨合金答案：D5. 材料的断裂韧性通常用来描述材料的哪种特性？A. 硬度B. 韧性C. 弹性D. 塑性答案：B二、填空题6. 材料的微观结构包括________、________和________。

答案：晶体结构、晶粒、晶界7. 材料的热处理工艺主要包括________、________和________。

答案：退火、正火、淬火8. 材料的腐蚀类型包括化学腐蚀、________和________。

答案：电化学腐蚀、应力腐蚀9. 材料的疲劳破坏通常发生在________应力下。

答案：循环10. 材料的断裂方式主要有________和________。

答案：韧性断裂、脆性断裂三、简答题11. 简述材料的疲劳破坏机理。

答案：材料的疲劳破坏是指在循环加载作用下，材料在没有明显塑性变形的情况下发生断裂。

其机理主要包括：局部应力集中、微观裂纹的萌生和扩展，以及最终的断裂。

疲劳破坏是一个累积损伤的过程，与材料的疲劳极限、加载频率、应力比等因素有关。

12. 描述材料的塑性变形过程。

答案：材料的塑性变形是指在外力作用下，材料内部发生不可逆的形变。

塑性变形过程通常包括：位错的滑移、孪晶的形成、晶粒的转动等。

塑性变形会导致材料的硬化或软化，影响材料的力学性能。

13. 解释什么是材料的断裂韧性。

材料力学性能课后习题答案1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。

3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。

4．xx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。

5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。

韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。

8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。

是解理台阶的一种标志。

9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。

10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。

沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。

11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。

弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：主要决定于原子本性和晶格类型。

合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。

第一章习题答案一、解说以下名词1、弹性比功：又称为弹性比能、应变比能，表示金属资料汲取弹性变形功的能力。

2、滞弹性：在弹性范围内迅速加载或卸载后，随时间延长产生附带弹性应变的现象。

3、循环韧性：金属资料在交变载荷下汲取不行逆变形功的能力，称为金属的循环韧性。

4、包申格效应：先加载致少许塑变，卸载，而后在再次加载时，出现σ e 高升或降低的现象。

5、解理刻面：大概以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6、塑性、脆性和韧性：塑性是指资料在断裂前发生不行逆永久（塑性）变形的能力。

韧性：指资料断裂前汲取塑性变形功和断裂功的能力，或指资料抵挡裂纹扩展的能力7、解理台阶：高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶；8、河流花式：当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花式。

9、解理面：晶体在外力作用下严格沿着必定晶体学平面破裂，这些平面称为解理面。

10、穿晶断裂和沿晶断裂：沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，必定是脆断，且较为严重，为最初级。

穿晶断裂裂纹穿过晶内，能够是韧性断裂，也可能是脆性断裂。

11、韧脆转变：指金属资料的脆性和韧性是金属资料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在必定条件下，它们是能够相互转变的，这样的转变称为韧脆转变。

二、说明以下力学指标的意义１、Ｅ（Ｇ）：Ｅ（Ｇ）分别为拉伸杨氏模量和切变模量，统称为弹性模量，表示产生100% 弹性变形所需的应力。

２、σr、σ、σ s:σ r:表示规定节余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的节余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。

σ：表示规定节余伸长率为%时的应力。

σs：表征资料的折服点。

３、σ b：韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。

４、 n: 应变硬化指数，它反应了金属资料抵挡连续塑性变形的能力，是表征金属资料应变硬化行为的性能指标。

５、δ、δ gt 、ψ：δ是断后伸长率，它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。

第九章宏微观计算材料力学_材料的宏微观力学性能材料的宏微观力学性能是指材料在宏观和微观尺度下的力学行为和性能。

宏观力学性能是指材料在整体上对外加力的响应和表现，包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性等。

微观力学性能是指材料在微观尺度下的组织结构和缺陷对力学性能的影响，包括位错运动、晶格缺陷、相变等。

在宏观尺度下，材料的弹性模量是一个重要的力学性能。

弹性模量反映了材料受力时的变形能力，是材料的刚度系数。

常见的材料如金属、聚合物、陶瓷等具有不同的弹性模量，弹性模量越大，材料的刚度越大，抵抗变形的能力越强。

屈服强度是材料受力后开始发生塑性变形的临界点，它反映了材料抵抗外力引起塑性变形的能力。

断裂韧性反映了材料抵抗断裂的能力，即破坏前材料吸收的能量。

不同材料的断裂韧性也不同，金属通常具有较高的断裂韧性，而陶瓷则通常具有较低的断裂韧性。

在微观尺度下，材料的力学性能与材料内部的位错运动和晶格缺陷密切相关。

位错是材料中的晶格缺陷，它可以通过滑移、螺旋滑移等方式运动，从而引起材料的塑性变形。

位错的数量和运动性质对材料的塑性变形行为有着重要的影响，不同类型的位错运动可导致不同的塑性变形和强化行为。

晶格缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷等，它们对材料的力学性能和缺陷扩展行为有着重要影响。

例如，点缺陷可以降低材料的强度和韧性，而面缺陷可以作为裂纹的起始点，并影响裂纹的扩展行为。

此外，材料的相变行为也是材料力学性能的重要组成部分。

相变是指材料在温度、应力或组分等条件发生变化时，形态和结构也发生变化的过程。

相变可以引起材料的塑性变形、蠕变和强度等力学性能的变化。

例如，材料的固溶体化相变可以改变材料的晶体结构、晶界运动和晶粒尺寸等，从而对材料的力学性能产生影响。

总之，材料的宏微观力学性能是多个因素共同作用的结果，包括材料的组织结构、晶格缺陷和相变行为等。

深入理解和研究材料的宏微观力学性能对于改善材料的性能和开发新型材料具有重要意义。

材料概论复习题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪一项不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 经济性能答案：D2. 材料的微观结构对其宏观性能的影响主要体现在哪些方面？A. 力学性能B. 热学性能C. 电学性能D. 所有以上选项答案：D3. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢铁B. 铝合金C. 陶瓷D. 铜合金答案：C4. 材料的断裂韧性通常用来描述材料的哪种特性？A. 硬度B. 韧性C. 脆性D. 弹性答案：B5. 材料的疲劳寿命主要受哪些因素的影响？A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 应力集中D. 所有以上选项答案：D6. 材料的热处理过程中，淬火的主要目的是？A. 提高硬度B. 提高韧性C. 提高耐腐蚀性D. 提高导电性答案：A7. 以下哪种材料具有最好的导电性能？A. 塑料B. 橡胶C. 玻璃D. 银答案：D8. 材料的塑性变形通常发生在哪个温度区间？A. 低于玻璃化转变温度B. 在玻璃化转变温度附近C. 高于玻璃化转变温度D. 以上都不对答案：C9. 材料的断裂模式主要分为哪两种？A. 拉伸断裂和压缩断裂B. 剪切断裂和拉伸断裂C. 脆性断裂和韧性断裂D. 疲劳断裂和蠕变断裂答案：C10. 材料的硬度通常通过哪种测试来测量？A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 硬度测试D. 冲击测试答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1. 材料的_______性能是指材料在受到外力作用时，抵抗变形和破坏的能力。

答案：力学2. 材料的热膨胀系数是指材料在单位温度变化下长度变化的_______。

答案：比例3. 金属材料的强化机制主要包括_______强化、_______强化和_______强化。

答案：固溶，加工，沉淀4. 陶瓷材料的主要特点是_______、_______和_______。

答案：高硬度，高熔点，低热导率5. 聚合物材料的玻璃化转变温度是指聚合物从_______状态转变为_______状态的温度。

习题11.1弹塑性力学的研究对象、内容是什么？与材料力学比较，有何异同？其基本假设又是什么？1. 2如图1.21所示的三角形截面水坝，材料的比重为γ，承受着比重为1γ液体的压力，已求得应力解为⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫--=-+=+=ay dx y dy cx by ax xy yy xx σγσσ，试根据直边及斜边上的表面条件确定系数a ,b ,c 和d1.3如图1.22所示的矩形板，AB 边只受垂直于边界的面力作用，而CD 边为自由表面，设其应力分量为⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+-=+-=-=x c qxy c y c qy qy y qx xy y x 12213323132τσσ，若体积力为零，试求常数1c 和2c ，并画出AB 及BC 边上的面力分布图。

1.4证明 (1) 应力的三个主方向互相垂直；(2) 三个主应力1σ，2σ，3σ必为实根。

1.5判断下述命题是否正确，并简短说明理由：(1) 若物体内一点的位移w v u ,,均为零，则该点必有应变0===z y x εεε。

(2) 在x 为常数的直线上，若0=u ，则沿该线必有0=x ε。

(3) 在y 为常数的直线上，若0=u ，则沿该线必有0=x ε。

(4) 满足平衡微分方程又满足应力边界条件的应力必为正确解(设该问题的边界条件全部为应力边界条件)。

1.6假定物体被加热至定常温度场()321,,x x x T 时，应变分量为T αεεε===332211； 图1.21y o D 图1.210323112===γγγ，其中α为线膨胀系数，试根据应变协调方程确定温度场T 的函数形式。

1.7试问什么类型的曲面在均匀变形后会变成球面。

1.8将某一小的物体放入高压容器内，在静水压力2/45.0mm N p =作用下，测得体积应变5106.3-⨯-=e ，若泊松比3.0=v ，试求该物体的弹性模量E 。

1.9在某点测得正应变的同时，也测得与它成︒60和︒90方向上的正应变，其值分别为6010100-⨯-=ε，6601050-⨯=ε，69010150-⨯=ε，试求该点的主应变、最大剪应变和主应力（25/101.2mm N E ⨯=，3.0=ν）。

完整版材料⼒学性能课后习题答案整理材料⼒学性能课后习题答案第⼀章单向静拉伸⼒学性能1、解释下列名词。

1弹性⽐功：⾦属材料吸收弹性变形功的能⼒，⼀般⽤⾦属开始塑性变形前单位体积吸收的最⼤弹性变形功表⽰。

2．滞弹性：⾦属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产⽣附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应⼒的现象。

3．循环韧性：⾦属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能⼒称为循环韧性。

4．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。

5．解理刻⾯：这种⼤致以晶粒⼤⼩为单位的解理⾯称为解理刻⾯。

6．塑性：⾦属材料断裂前发⽣不可逆永久（塑性）变形的能⼒。

脆性：指⾦属材料受⼒时没有发⽣塑性变形⽽直接断裂的能⼒韧性：指⾦属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能⼒。

7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成⼀个⾼度为b的台阶。

8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动⽽相互汇合,同号台阶相互汇合长⼤,当汇合台阶⾼度⾜够⼤时,便成为河流花样。

是解理台阶的⼀种标志。

9.解理⾯：是⾦属材料在⼀定条件下，当外加正应⼒达到⼀定数值后，以极快速率沿⼀定晶体学平⾯产⽣的穿晶断裂，因与⼤理⽯断裂类似，故称此种晶体学平⾯为解理⾯。

10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。

沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。

11.韧脆转变：具有⼀定韧性的⾦属材料当低于某⼀温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂⽅式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变2、说明下列⼒学性能指标的意义。

答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应⼒ 2.0σ屈服强度 gt δ⾦属材料拉伸时最⼤应⼒下的总伸长率 n 应变硬化指数P153、⾦属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是⼀个对组织不敏感的⼒学性能指标？答：主要决定于原⼦本性和晶格类型。

力学性能二级考试题及答案一、选择题1. 下列哪一项不属于材料的力学性能指标？A. 强度B. 韧性C. 导热系数D. 塑性答案：C. 导热系数2. 在拉伸试验中，应力和应变之间的关系符合下列哪个方程？A. Hooke定律B. 阿基米德原理C. 波尔斯曼定律D. 麦克斯韦方程答案：A. Hooke定律3. 下列哪一种材料属于金属材料？A. 水泥B. 陶瓷C. 玻璃D. 铝合金答案：D. 铝合金4. 弹性模量是用来衡量材料的哪一种力学性能？A. 塑性B. 刚性C. 韧性D. 强度答案：B. 刚性5. 下列哪个参数用来表示材料的硬度？A. 泊松比B. 弹性模量C. 韧性指数D. 洛氏硬度答案：D. 洛氏硬度二、简答题1. 请简要说明强度和韧性在材料力学性能中的定义及区别。

答：强度是材料抵抗外部力量破坏的特性，通常用来衡量材料的承受能力。

而韧性是材料抵抗断裂或塑性变形的能力，是材料延展变形的指标。

简单来说，强度体现在材料的抵抗力量的能力，而韧性体现在材料的抗变形和破坏的能力。

2. 请简要介绍拉伸试验，该试验用来测试材料的哪些力学性能？答：拉伸试验是一种用来测试材料拉伸性能的实验方法。

在该试验中，测试材料受到垂直于其截面方向的拉力，通过测量材料的应力-应变曲线来评估材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等力学性能参数。

3. 请简要解释材料的各向同性和各向异性的概念及区别。

答：各向同性是指材料在各个方向上具有相同的力学性能，即无论受到何种方向的外力，其性能表现均一致。

各向异性则是指材料在不同方向上具有不同的力学性能，如拉伸方向的强度等物理性能会有所差异。

各向同性材料在应用中更为广泛，而各向异性材料往往需要根据具体情况设计应用。

以上就是力学性能二级考试题及答案的内容，希望能对您的学习有所帮助。

如果有任何疑问，欢迎随时向老师咨询。

祝您学习顺利！。

材料力学性能试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料在拉伸过程中，当应力达到某一点时，应力不再增加而应变继续增加，这种现象称为（）。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 蠕变D. 断裂答案：B2. 材料的屈服强度是指（）。

A. 材料开始发生塑性变形时的应力B. 材料发生断裂时的应力C. 材料发生弹性变形时的应力D. 材料发生蠕变时的应力答案：A3. 材料的硬度是指（）。

A. 材料抵抗外力作用的能力B. 材料抵抗塑性变形的能力C. 材料抵抗弹性变形的能力D. 材料抵抗断裂的能力答案：B4. 材料的疲劳是指（）。

A. 材料在循环应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象B. 材料在恒定应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象C. 材料在高温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象D. 材料在低温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象答案：A5. 材料的冲击韧性是指（）。

A. 材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力D. 材料在剪切载荷作用下吸收能量的能力答案：A6. 材料的断裂韧性是指（）。

A. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力D. 材料在断裂过程中吸收能量的能力答案：D7. 材料的疲劳强度是指（）。

A. 材料在循环应力作用下发生断裂时的应力B. 材料在拉伸载荷作用下发生断裂时的应力C. 材料在压缩载荷作用下发生断裂时的应力D. 材料在冲击载荷作用下发生断裂时的应力答案：A8. 材料的蠕变是指（）。

A. 材料在循环应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象B. 材料在恒定应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象C. 材料在高温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象D. 材料在低温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象答案：B9. 材料的弹性模量是指（）。

A. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在拉伸或压缩载荷作用下应力与应变的比值D. 材料在剪切载荷作用下吸收能量的能力答案：C10. 材料的泊松比是指（）。

材料物理考研复试题库及答案### 材料物理考研复试题库及答案#### 一、选择题1. 材料的微观结构对宏观性能的影响主要体现在哪些方面？- A. 强度- B. 韧性- C. 导电性- D. 所有上述选项2. 晶格常数的变化对材料的哪些性质有影响？- A. 密度- B. 熔点- C. 热膨胀系数- D. 所有上述选项3. 材料的疲劳寿命与哪些因素有关？- A. 应力水平- B. 循环次数- C. 材料的微观结构- D. 所有上述选项#### 二、简答题1. 简述材料的微观结构与宏观性能之间的关系。

材料的微观结构，包括晶粒大小、晶界、相界、缺陷等，对材料的宏观性能有着决定性的影响。

晶粒大小影响材料的强度和韧性，晶界可以阻碍位错运动，提高材料的强度。

相界的存在可以改善材料的韧性。

缺陷如位错、孔洞等会降低材料的强度和韧性。

2. 描述材料的疲劳失效过程。

材料的疲劳失效是一个循环加载导致材料逐渐损伤直至断裂的过程。

在循环应力作用下，材料内部产生微小的塑性变形，形成微裂纹。

随着循环次数的增加，微裂纹逐渐扩展，最终导致材料的断裂。

#### 三、计算题1. 假设某材料的杨氏模量为200 GPa，泊松比为0.3，试计算其剪切模量。

剪切模量G可以通过以下公式计算：\[ G = \frac{E}{2(1 + \nu)} \]其中E为杨氏模量，ν为泊松比。

代入数值得：\[ G = \frac{200 \times 10^9 \text{ Pa}}{2(1 + 0.3)} = 75\times 10^9 \text{ Pa} \]2. 如果上述材料在拉伸过程中，应力达到材料的屈服强度，求其应变。

应变ε可以通过以下公式计算：\[ \epsilon = \frac{\sigma}{E} \]其中σ为应力，E为杨氏模量。

假设屈服强度为σy，则应变为：\[ \epsilon = \frac{\sigma_y}{200 \times 10^9 \text{ Pa}} \]#### 四、论述题1. 论述材料的断裂机制及其对材料选择和设计的影响。

填空：1．影响材料弹性模数的因素有键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件和负荷持续时间等。

2．提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的弹性极限，或降低弹性模量。

3．退火态和高温回火态的金属都有包申格效应，因此包申格效应是具有的普遍现象。

4．金属材料常见的塑性变形机理为晶体的滑移和孪生两种。

5．多晶体金属材料由于各晶粒位向不同和晶界的存在，其塑性变形更加复杂，主要有各晶粒变形的不同时性和不均匀性及各晶粒变形的相互协调性的特点。

6．影响金属材料屈服强度的因素主要有晶体结构、晶界与亚结构、溶质元素、第二相、温度等。

7．产生超塑性的条件是（1）超细晶粒；（2）合适的条件，变形温度≥0.4Tm，应变速率ε≤ 10－3s－1 ；（3）应变速率敏感指数较高0.3≤m≤1 。

8．材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为韧性断裂与脆性断裂；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为穿晶断裂和沿晶断裂；按照微观断裂机理分为剪切断裂和解理断裂；按作用力的性质可分为正断和切断。

9.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量的塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力增加；卸载时降低的的现象。

10．剪切断裂的两种主要形式为滑断（纯剪切断裂）和微孔聚集性断裂。

11．解理断口的基本微观特征为解理台阶、河流花样和舌状花样。

12．韧性断裂的断口一般呈杯锥状，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。

13．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，其中又分为静力韧度、断裂韧度和冲击韧度。

14. 材料在受到三向等拉伸应力作用时压力状态最硬，其最大切应力分量分量为零，材料最易发生脆性断裂，适用于揭示塑性较好的金属材料的脆性倾向。

单向拉伸时，正应力分量较大，切应力分量较小，应力状态较硬。

一般用于塑性变形抗力与切断抗力较低的所谓塑性材料试验；弯曲、扭转时应力状态较软，材料易产生塑性变形，适用于在单向拉伸时容易发生脆断而不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料；材料的硬度试验属于三向压缩状态，应力状态非常软，可在各种材料上进行。

第七章1、磨损：机件表面相接处并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐流失、造成表面损伤的现象。

2、粘着：摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小载荷，在真实接触面上的局部应力就足以引起塑性变形。

倘若接触面上洁净而未受到腐蚀，则局部塑性变形会使两个接触面的原子彼此十分接近而产生强烈粘着。

（实际上就是原子间的键合作用）3、磨屑：松散的尺寸与形状均不相同的碎屑？？？？4、跑合：摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积增大，磨损速率迅速减小。

5、咬死：当接触压应力超过材料硬度H的1/3时，粘着磨损量急剧增加，增加到一定程度就出现咬死现象。

6、犁皱：指表面材料沿硬粒子运动方向被横推而形成沟槽。

7、耐磨性：材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力8、冲蚀：流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击。

9、接触疲劳：机件两接触面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片或小块状金属剥落而是材料流失的现象。

10、是比较三类磨粒磨损的异同，并讨论加工硬化对它们的影响？⑴凿削式磨粒磨损：从表面上凿削下大颗粒金属，摩擦面有较深沟槽。

韧性材料——连续屑，脆性材料——断屑。

⑵高应力碾碎性磨粒磨损：磨粒与摩擦面接触处的最大压应力超过磨粒的破坏强度，磨粒不断被碾碎，使材料被拉伤，韧性金属产生塑性变形或疲劳，脆性金属则形成碎裂式剥落。

⑶低应力擦伤性磨粒磨损：作用于磨粒上的应力不超过其破坏强度，摩擦表面仅产生轻微擦伤。

11、试述粘着磨损产生的条件、机理及其防止措施？条件：在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对滑动速度较小时发生的。

机理：摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小载荷，在真实接触面上的局部应力就足以引起塑性变形。

倘若接触面上洁净而未受到腐蚀，则局部塑性变形会使两个接触面的原子彼此十分接近而产生强烈粘着。

考研材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中，下列哪项不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学性能2. 材料的微观结构对其宏观性能有重要影响，以下哪个不是微观结构的组成部分？A. 晶格缺陷B. 晶界C. 相界D. 表面张力3. 材料的塑性变形主要通过以下哪种机制进行？A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 热膨胀二、简答题1. 简述材料的相变对材料性能的影响。

2. 描述材料的疲劳现象，并解释其产生的原因。

1. 已知某材料的杨氏模量为210 GPa，泊松比为0.3，求其剪切模量。

四、论述题1. 论述材料的微观结构与宏观性能之间的关系。

参考答案一、选择题1. 答案：D2. 答案：D3. 答案：B二、简答题1. 相变是材料在不同温度和压力下，由一种相态转变为另一种相态的过程。

相变对材料性能的影响主要表现在：- 相变可以改变材料的晶体结构，从而影响其硬度、强度和塑性。

- 相变过程中体积变化可以导致材料的热膨胀或收缩。

- 某些相变如马氏体相变，可以显著提高材料的硬度，但可能降低其韧性。

2. 材料的疲劳是指在反复加载和卸载的过程中，材料逐渐产生损伤并最终导致断裂的现象。

疲劳产生的原因是：- 材料内部的应力集中，使得局部应力超过材料的疲劳极限。

- 材料的循环加载导致位错运动，产生位错堆积，形成微裂纹。

- 微裂纹在循环应力作用下逐渐扩展，最终导致材料断裂。

1. 剪切模量G可以通过杨氏模量E和泊松比ν计算得出，公式为：\[ G = \frac{E}{2(1+\nu)} \]代入已知数值：\[ G = \frac{210 \times 10^9 \text{ Pa}}{2(1+0.3)} \]\[ G = 77.5 \times 10^9 \text{ Pa} \]四、论述题1. 材料的微观结构是指材料在原子、分子或晶体尺度上的特征，包括晶格类型、晶粒尺寸、晶格缺陷、相界等。

材料性能学课后习题与解答绪论1、简答题什么是材料的性能？包括哪些方面？[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为；解：材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。

包括○1力学性能（拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲）○2物理性能（热、光、电、磁）○3化学性能（老化、腐蚀）。

第一章单向静载下力学性能1、名词解释：弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝解：弹性变形：材料受载后产生变形，卸载后这部分变形消逝，材料恢复到原来的状态的性质。

塑性变形：微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象。

弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。

弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力。

包申格效应：材料预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应力降低的现象。

弹性模量：工程上被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力。

实质是产生100%弹性变形所需的应力。

滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。

内耗：加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。

韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。

韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。

2、简答(1) 材料的弹性模量有那些影响因素？为什么说它是结构不敏感指标？解：○1键合方式和原子结构，共价键、金属键、离子键E高，分子键E低原子半径大，E小，反之亦然。

○2晶体结构，单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性，沿密排面E大，多晶材料为各晶粒的统计平均值；非晶材料各向E同性。

○3化学成分，○4微观组织○5温度，温度升高，E下降○6加载条件、负载时间。

对金属、陶瓷类材料的E没有影响。