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大学材料试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中的“三基”是指以下哪三个基本要素？A. 材料、结构、性能B. 材料、加工、应用C. 材料、结构、加工D. 材料、性能、应用答案：A2. 下列哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 陶瓷D. 铜答案：C3. 材料的力学性能不包括以下哪项？A. 硬度B. 韧性C. 导电性D. 弹性答案：C4. 材料的热处理过程通常不包括以下哪项？A. 退火B. 淬火C. 正火D. 焊接答案：D5. 以下哪种材料是半导体材料？A. 硅B. 铁C. 铜D. 铝答案：A6. 材料的疲劳破坏通常发生在哪个阶段？A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 断裂阶段D. 疲劳阶段答案：D7. 材料的断裂韧性通常用哪个参数表示？A. 应力B. 应变C. 断裂能D. 硬度答案：C8. 以下哪种材料是绝缘材料？A. 橡胶B. 玻璃C. 石墨D. 铁答案：B9. 材料的腐蚀通常发生在哪种环境下？A. 真空环境B. 干燥环境C. 潮湿环境D. 高温环境答案：C10. 以下哪种材料是磁性材料？A. 不锈钢B. 陶瓷C. 塑料D. 铁氧体答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的_________是指材料在受到外力作用下，抵抗变形和破坏的能力。
答案：强度2. 材料的_________是指材料在受到外力作用下，能够发生形变而不破坏的能力。
答案：韧性3. 材料的_________是指材料在受到外力作用后，能够恢复原状的能力。
答案：弹性4. 材料的_________是指材料在受到外力作用下，能够抵抗断裂的能力。
答案：韧性5. 材料的_________是指材料在受到外力作用下，能够抵抗永久变形的能力。
答案：硬度6. 材料的_________是指材料在受到外力作用下，能够抵抗断裂的能力。
答案：断裂韧性7. 材料的_________是指材料在受到外力作用下，能够抵抗永久变形的能力。
材料科学基础习题与参考答案（doc14页）完美版第⼀章材料的结构⼀、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离⼦键、⾦属键、组元、合⾦、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第⼆相强化。
⼆、填空题1、材料的键合⽅式有四类，分别是（），（），（），（）。
2、⾦属原⼦的特点是最外层电⼦数（），且与原⼦核引⼒（），因此这些电⼦极容易脱离原⼦核的束缚⽽变成（）。
3、我们把原⼦在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。
4、三种常见的⾦属晶格分别为（），（）和（）。
5、体⼼⽴⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），晶胞中⼋⾯体间隙个数为（），四⾯体间隙个数为（），具有体⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有（）。
6、⾯⼼⽴⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），晶胞中⼋⾯体间隙个数为（），四⾯体间隙个数为（），具有⾯⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有（）。
7、密排六⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），具有密排六⽅晶格的常见⾦属有（）。
8、合⾦的相结构分为两⼤类，分别是（）和（）。
9、固溶体按照溶质原⼦在晶格中所占的位置分为（）和（），按照固溶度分为（）和（），按照溶质原⼦与溶剂原⼦相对分布分为（）和（）。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
11、⾦属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。
12、⾦属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合⾦中不作为（）相，⽽是少量存在起到第⼆相（）作⽤。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电⼦浓度分别为（），（），（）。
金属强度及断裂问答题
1. 金属中裂纹萌生的方式有哪些？
2. 塑性变形在材料断裂中起到什么作用？请举例说明
3. 超塑性变形的种类有哪些？需要具备哪些条件？
4. 按理论断裂强度，金属最易断裂的面是哪些表面？但为什么低碳钢沿次密排
面（011）
断裂
5. 分析裂纹尖端塑性变形对裂纹扩展的影响
6. 薄板材料E= 1122*10/N m ，γ =8N/m,计算727*10/N m 下裂纹能够扩展的临
界长度
7. 说明以下因素对材料韧性和脆性断裂的影响：
间隙/置换固溶体 缺口 T 晶粒尺寸 应力状态 加载速率
8. 一大型板件构件（厚板），内有20mm 长的I 型裂纹，0.2σ=1200Mpa,外加应
力900Mpa ，计算I K 0R
9. 叙述裂纹萌生的几种方式
10. 说明金属断口分析设备，样品制备及分析方法。
11. 说明金属产生高应变速率超塑性的机理
12. 如何用断裂状态图分析正断和切断
13. 如何理解材料塑形变形能力和断裂的关系
14. 裂纹试样断裂强度与无裂纹试样抗拉强度有何差别？。
第八章 断裂力学习题及解习题1、已知I 型裂纹问题的应力函数为()()()z Z y z Z z I I I Im Re +=ϕ，其中()()z Z z Z I I ,分别为复变函数()z Z I 的二次积分和一次积分，试求出对应的应力分量。
解：令()()()y x iv y x u z Z I ,,+=，那么()udy v dx i v dy udx dz z Z CCC++-=⎰⎰⎰按C-R 条件有yux v y v x u ∂∂-=∂∂∂∂=∂∂,。
那么有如下关系式 y Zx Z Z ∂∂=∂∂='Im Re Re ， xZy Z Z ∂∂=∂∂-='Im Re Im ， 由应力函数可得应力()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∂∂+∂∂∂∂=+∂∂=∂∂=I I I I I 222I 2xx Z y Z y y Z y Z y Z y y σIm Im Re Im Re ϕ ()'Im Re Re Re Im Re Im I I I I I I I xx Z y Z Z yZ y Z Z y Z y -=+∂∂=++-∂∂=σ ()⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂∂∂=+∂∂=∂∂=x Z y xZ x Z y Z x x σI I I I 222I 2yyIm Re Im Re ϕ得 ()'Im Re Im Re I I I I yy Z y Z Z y Z x+=+∂∂=σ ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∂∂-∂∂-∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+∂∂-∂∂=∂∂∂-=I I I I I I 2xyZ y Z y y Z x Z y Z y x y x Im Im Re Im Re ϕτ ()'Re Re Im Re Im I I I I I xy Z y xZ y Z Z y Z x -=∂∂-=--∂∂=τ 习题2、如图8-1所示无限大板中含有一长度为2a 的中心贯穿裂纹，设I 型裂纹问题的应力函数为()()()z Z y z Z z I I I Im Re +=ϕ（双向拉伸），或为()()())(2Im Re 22y x A z Z y z Z z I I I --+=ϕ（单向拉伸）。
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。
材料科学试题及答案一、单项选择题（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特性？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学稳定性答案：D2. 金属材料的塑性变形主要通过哪种机制实现？A. 弹性变形B. 位错滑移C. 相变D. 断裂答案：B3. 陶瓷材料的主要特点是？A. 良好的导电性B. 良好的导热性C. 良好的韧性D. 良好的耐腐蚀性答案：D4. 聚合物材料的玻璃化转变温度（Tg）是指？A. 聚合物从玻璃态转变为橡胶态的温度B. 聚合物从橡胶态转变为玻璃态的温度C. 聚合物从液态转变为固态的温度D. 聚合物从固态转变为液态的温度答案：A5. 以下哪种材料属于复合材料？A. 纯铁B. 钢C. 玻璃钢D. 铜答案：C6. 材料的硬度通常是指？A. 材料的抗拉强度B. 材料的抗压强度C. 材料的抗剪强度D. 材料抵抗外物压入的能力答案：D7. 材料的疲劳是指？A. 材料在长时间内逐渐失去强度B. 材料在重复加载下逐渐失去强度C. 材料在高温下逐渐失去强度D. 材料在腐蚀环境下逐渐失去强度答案：B8. 材料的断裂韧性是指？A. 材料抵抗裂纹扩展的能力B. 材料抵抗裂纹形成的能力C. 材料抵抗拉伸的能力D. 材料抵抗压缩的能力答案：A9. 材料的导热系数是指？A. 材料单位时间内通过单位面积的热量B. 材料单位时间内通过单位面积的热量，且温差为1度C. 材料单位时间内通过单位面积的热量，且温差为1摄氏度D. 材料单位时间内通过单位面积的热量，且温差为1开尔文答案：D10. 材料的电导率是指？A. 材料单位长度上的电阻B. 材料单位面积上的电阻C. 材料单位体积上的电阻D. 材料单位长度上的电阻，且电流为1安培答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 以下哪些因素会影响材料的力学性能？A. 材料的成分B. 材料的微观结构C. 材料的表面处理D. 材料的加工工艺答案：ABCD12. 以下哪些是金属材料的强化机制？A. 固溶强化B. 冷加工强化C. 沉淀强化D. 晶界强化答案：ABCD13. 以下哪些是影响材料热稳定性的因素？A. 材料的化学成分B. 材料的相变温度C. 材料的热导率D. 材料的热膨胀系数答案：ABCD14. 以下哪些是聚合物材料的加工方法？A. 注塑B. 挤出C. 吹塑D. 热压答案：ABCD15. 以下哪些是材料的腐蚀类型？A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 应力腐蚀D. 磨损腐蚀答案：ABCD三、判断题（每题2分，共10分）16. 材料的疲劳寿命可以通过增加材料的强度来无限延长。
2022年工程材料基础习题答案1、【单选题】零件刚度等于材料弹性模量与零构件截面积的（ D ）。
A、和B、差C、比D、乘积2、【单选题】材料抵抗脆性断裂（裂纹失稳扩展）的能力，被称为（ B ）。
A、断裂韧度B、断裂韧性C、断裂刚性D、断裂刚度3、【多选题】产生磨损的条件有（ ABC ）。
A、摩擦B、两个面接触C、相对运动D、温度4、【多选题】常见的电化学腐蚀有（ ABD ）。
A、电偶腐蚀B、小孔腐蚀C、电磁腐蚀D、缝隙腐蚀5、【单选题】表示合金在缓慢冷却的平衡状态下相或者组织与温度、成分间关系的图形，被称为（ B ）。
A、状态图B、相图C、平衡图D、详图6、【多选题】热加工包括（ ABCD ）。
A、热处B、焊接C、铸造D、锻造7、【单选题】奥氏体等温转变图也叫（ B ）。
A、B曲线B、C曲线C、A曲线D、D曲线8、【单选题】热处理是零件制造过程中非常重要的不可缺少的工序。
（ B ）A、错B、对9、【多选题】常用的表面淬火加热方法有（ ABC ）。
A、火焰加热B、激光加热C、感应加热D、电加热10、【多选题】合金元素提高钢的强度主要得益于（ ABC ），这些机制。
A、细晶强化B、固溶强化C、第二相强化D、第一相强化11、【单选题】滚动轴承钢的淬火温度是（ D ）。
A、800℃B、1000℃C、900℃D、850℃12、单选题】奥氏体不锈钢常见的失效方式是产生晶间腐蚀。
（ A ）A、对B、错13、【多选题】灰口铸铁的分类包括（ ABCD ）。
A、球墨铸铁B、可锻铸铁C、蠕墨铸铁D、普通灰口铸铁14、【单选题】铝锌合金的固溶温度是（ A ）℃。
A、455-480B、400-600C、800-1000D、120-14015、【单选题】陶瓷材料中同时存在多种晶相。
（ A ）A、对B、错16、【单选题】碳化硅陶瓷在1400℃时，抗弯强度是（ D ）MPa。
A、455-480B、120-140C、800-1000D、500-60017、【单选题】聚乙烯和聚丙烯均为（ B ）。
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/m 2，能伸长多少厘米?解：拉伸前后圆杆相关参数表 )(0114.0105.310101401000940000cm E A l F l El l =⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⋅=∆-σε0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=A A l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力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 。
第一章习题答案一、解释下列名词1、弹性比功：又称为弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
2、滞弹性：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。
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，称为金属的循环韧性。
4、包申格效应：先加载致少量塑变，卸载，然后在再次加载时，出现σe升高或降低的现象。
5、解理刻面：大致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：塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
韧性：指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力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、河流花样：当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花样。
9、解理面：晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂，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，一定是脆断，且较为严重，为最低级。
穿晶断裂裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可能是脆性断裂。
11、韧脆转变：指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在一定条件下，它们是可以互相转化的，这样的转化称为韧脆转变。
二、说明下列力学指标的意义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、σ0.2、σs: σr :表示规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
σ0.2：表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。
σs：表征材料的屈服点。
３、σb：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，它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。
５、δ、δgt、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。
材料物理基础知识单选题100道及答案解析1. 材料的弹性模量反映了材料的（）A. 强度B. 硬度C. 抵抗弹性变形的能力D. 塑性答案：C解析：弹性模量是衡量材料在弹性变形范围内抵抗变形的能力。
2. 金属材料的屈服强度是指（）A. 材料开始产生塑性变形的应力B. 材料断裂时的应力C. 材料抵抗弹性变形的应力D. 材料产生大量塑性变形的应力答案：A解析：屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的应力。
3. 以下哪种材料的热导率较高（）A. 陶瓷B. 塑料C. 金属D. 木材答案：C解析：金属具有良好的导热性，热导率较高。
4. 半导体材料的电导主要由（）决定A. 自由电子B. 空穴C. 自由电子和空穴D. 离子答案：C解析：在半导体中，电导由自由电子和空穴共同决定。
5. 材料的硬度是衡量材料（）的性能指标A. 抵抗磨损B. 抵抗拉伸C. 抵抗压缩D. 抵抗冲击答案：A解析：硬度主要反映材料抵抗表面局部变形，特别是磨损的能力。
6. 铁磁性材料的主要特点是（）A. 高磁导率B. 低磁导率C. 磁导率为零D. 磁导率不确定答案：A解析：铁磁性材料具有高磁导率。
7. 以下哪种材料的耐腐蚀性较好（）A. 碳钢B. 不锈钢C. 铝合金D. 铜合金答案：B解析：不锈钢中添加了铬等元素，使其具有较好的耐腐蚀性。
8. 光学材料的折射率取决于（）A. 材料的组成B. 入射光的波长C. 材料的结构D. 以上都是答案：D解析：材料的组成、结构以及入射光的波长都会影响折射率。
9. 超导材料的临界温度是指（）A. 电阻变为零的温度B. 电阻开始下降的温度C. 电阻最大的温度D. 电阻不变的温度答案：A解析：临界温度是超导材料电阻突然变为零的温度。
10. 以下哪种材料的介电常数较大（）A. 玻璃B. 橡胶C. 陶瓷D. 塑料答案：C解析：陶瓷通常具有较大的介电常数。
11. 材料的疲劳强度是指（）A. 材料在多次交变载荷作用下不发生破坏的最大应力B. 材料在静载荷作用下不发生破坏的最大应力C. 材料在冲击载荷作用下不发生破坏的最大应力D. 材料在拉伸载荷作用下不发生破坏的最大应力答案：A解析：疲劳强度是材料在多次交变载荷作用下能承受的最大应力。
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（）。
断裂力学复习题1．裂纹按几何特征可分为三类,分别是（穿透裂纹）、（表面裂纹）和（深埋裂纹）。
按力学特征也可分为三类，分别是（张开型）、（滑开型）和（撕开型）。
2．应力强度因子是与（外载性质）、（裂纹）及（裂纹弹性体几何形状）等因素有关的一个量。
材料的断裂韧度则是（应力强度因子）的临界值，是通过（实验）测定的材料常数。
3．确定应力强度因子的方法有：（解析法），（数值法），（实测法）。
4．受二向均匀拉应力作用的“无限大”平板，具有长度为2a的中心贯穿裂纹，求应力强度因子的表达式。
【解】将x坐标系取在裂纹面上，坐标原点取在裂纹中心，则上图所示问题的边界条件为：① 当y = 0，x → ∞时，；② 在y = 0，的裂纹自由面上，；而在时，随，。
可以验证，完全满足该问题的全部边界条件的解析函数为（1）将坐标原点从裂纹中心移到裂纹右尖端处，则有z =ζ+a或ζ= z－a，代入（1），可得：于是有：5．对图示“无限大”平板Ⅱ型裂纹问题，求应力强度因子的表达式。
【解】将x坐标系取在裂纹面上，坐标原点取在裂纹中心，则上图所示问题的边界条件为：① 当y = 0，x → ∞时，；② 在y = 0，的裂纹自由面上，；而在时，随，。
可以验证，完全满足该问题的全部边界条件的解析函数为（1）将坐标原点从裂纹中心移到裂纹右尖端处，则有z =ζ+a或ζ= z－a，代入（1），可得：于是有：6．对图示“无限大”平板Ⅲ型裂纹问题，求应力强度因子的表达式。
【解】将x坐标系取在裂纹面上，坐标原点取在裂纹中心，则上图所示问题的边界条件为：① 当y = 0，x → ∞时，；② 在y = 0，的裂纹自由面上，；而在时，随，。
可以验证，完全满足该问题的全部边界条件的解析函数为（1）将坐标原点从裂纹中心移到裂纹右尖端处，则有z =ζ+a或ζ= z－a，代入（1），可得：于是有：7．“无限大”平板中，在长度为2a的中心贯穿裂纹表面上，距裂纹中点为x=±b处各作用一对集中力p，求应力强度因子的表达式。
材料结构试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的微观结构主要包括哪些类型？A. 晶体结构B. 非晶体结构C. 以上都是答案：C2. 晶体结构中，原子排列最紧密的晶格类型是？A. 立方晶格B. 六角晶格C. 面心立方晶格答案：C3. 非晶体材料的典型特征是什么？A. 有序排列B. 无序排列C. 半有序排列答案：B4. 材料的宏观力学性能与微观结构的关系是？A. 无关B. 密切相关C. 有时相关答案：B5. 材料的热处理过程会影响其微观结构吗？B. 会C. 有时会影响答案：B6. 金属的塑性变形主要通过哪种方式实现？A. 弹性变形B. 位错滑移C. 相变答案：B7. 陶瓷材料的断裂通常是由哪种缺陷引起的？A. 晶界B. 位错C. 孔洞答案：A8. 金属材料的疲劳破坏通常发生在？A. 表面B. 内部C. 表面或内部答案：C9. 合金材料的强化机制主要包括哪些？A. 固溶强化B. 形变强化C. 以上都是答案：C10. 纳米材料的力学性能与常规材料相比有何特点？A. 更弱C. 无明显区别答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的微观结构可以通过______、______和______等方法进行观察。
答案：透射电子显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜2. 晶体材料的晶格常数是指______。
答案：晶格中原子间的平均距离3. 材料的硬度通常与______有关。
答案：微观结构4. 材料的断裂韧性是衡量材料______的重要指标。
答案：抗断裂能力5. 金属材料的屈服强度是指材料在______状态下的应力值。
答案：塑性变形6. 非晶态材料的原子排列具有______特征。
答案：长程无序7. 材料的导热性能与______有关。
答案：微观结构8. 材料的耐腐蚀性能通常与______有关。
答案：表面状态9. 材料的疲劳寿命可以通过______进行预测。
答案：S-N曲线10. 纳米材料的表面效应是指纳米尺度下材料的______特性。
断裂力学期末考试试题含答案一、简答题（80分)1. 断裂力学中，按裂纹受力情况,裂纹可以分为几种类型，请画出这些类型裂纹的受力示意图。
(15分）2 请分别针对完全脆性材料和有一定塑性的材料，简述裂纹扩展的能量平衡理论，(15分）3。
请简述应力强度因子的含义，并简述线弹性断裂力学中裂纹尖端应力场的特点,(15）4。
简述脆性断裂的K准则及其含义,(15)5。
请简述疲劳破坏过程的四个阶段,（10)6。
求出平面应变状态下裂纹尖端塑性区边界曲线方程，并解释为什么裂纹尖端塑性区尺寸在平面应变状态比平面应力状态小，(5分)7. 对于两种材料，材料1的屈服极限和强度极限都比较高,材料，，sb 2的和相对较低，那么材料1的断裂韧度是否一定比材料2的高,，，sb 试简要说明断裂力学与材料力学设计思想的差别, (5分)二、推导题(10分)请叙述最大应力准则的基本思想,并推导出I-II型混合型裂纹问题中开裂角的表达式，三、证明题(10分）,，,JwdyTuxds，,，，,(/)定义J积分如下，,围绕裂纹尖端的回路, ，，始于裂纹下表面，终于裂纹上表面,按逆时针方向转动，其中是w,板的应变能密度,为作用在路程边界上的力,u是路程边界上的位移Tds矢量，是路程曲线的弧元素。
证明J积分值与选择的积分路程无关，并说明J积分的特点。
四、简答题(80分）1。
断裂力学中，按裂纹受力情况，裂纹可以分为几种类型,请画出这些类型裂纹的受力示意图。
(15分）答:按裂纹受力情况把裂纹（或断裂）模式分成三类：张开型（I型)、滑开型(II 型)和撕开型（III型)，如图所示y y yx o o o z x xI型,张开型 II型，滑开型三型，撕开型2 请分别针对完全脆性材料和有一定塑性的材料，简述裂纹扩展的能量平衡理论,(15分)答：对完全脆性材料，应变能释放率等于形成新表面所需要吸收的能量率.对于金属等有一定塑性的材料，裂纹扩展中，裂尖附近发生塑性变形，裂纹扩展释放出来的应变能，不仅用于形成新表面所吸收的表面能,更主要的是克服裂纹扩展所吸收的塑性变形能，即塑性功。
