材料性能学课后习题与解答概述

内容发布更新时间 : 2025/7/15 18:38:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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c. 列出至少四条提高金属疲劳性能的措施

滑是疲劳源区的连续,程度随裂纹向前扩展而逐渐减弱,贝文线是最典型的特征。○3瞬断区断口粗糙,脆性断口呈结晶状,韧性断裂在心部平面应变区呈放射状或人字纹,边缘应力区有剪切唇存在。一般在疲劳源对侧。

3、计算:

a. 某材料的应力幅和失效循环周次如下:

应力幅(MPa) 失效循环周次(104) 500 1 400 7 350 10 275 100 250 >1000 225 >1000 试绘制S-N曲线,并确定疲劳极限;如设计要求最少疲劳寿命105次,则许用的最大循环应力是多少?

解:

解:○1喷丸处理○2表面热处理○3复合强化○4次载锻炼

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S—N曲线55050045040035030025020001020304050607080901000000000000循环周次/N×10^-4

由图知,疲劳极限=250MPa

设计寿命最少10^5时,最大需用循环应力为275MPa。

b. 某压力容器受到升压降压交变应力△σ=120MPa作用,计算得知该容器允许的临界裂纹长度2ac=125mm,检查发现该容器有一长度2a=42mm的周向穿透裂纹,假设疲劳裂纹扩展符合Paris公式,假设疲劳扩展系数C=2×10-10,n=3,试计算该容器的疲劳寿命和循环10万次后的疲劳裂纹长度是多少? 解:设裂纹为无线大板穿透裂纹,则

由Paris

应力幅/S公式

da?C(?KI)n得 dNKI???a ??KI????a N?1C(???)3?62.5?10^?321?10^?3a?3/2da

解得

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当N=10万次时

N=3016 2a=

1、名词解释: 磨损 接触疲劳

解:

第六章 磨损性能

磨损:物体表面相互摩擦时,材料自表面逐渐减少时的过程。 接触疲劳:两材料作滚动或滚动加滑动摩擦时,交变接触压应力

长期作用使得材料表面疲劳磨损,局部区域出现小片或者小块材料剥落而产生的疲劳。

2、简答

a. 简述常见的磨损类型和特点?如何提高材料的耐磨粒磨损抗力?

b. 试从提高材料疲劳强度、接触疲劳、耐磨性观点出发,分析化学热处理时应注意的事项。

解:化学热处理过程中采用球化退火处理和高温回火,减小碳化

物粒度并使之分布均匀。采取适当的去应力退火工艺使材料在一定范围内保持残余应力,提高疲劳强度和耐磨性。

解:常见的磨损类型和特点有○1粘着磨损,特点是机件表面有大

小不等的结疤。○2磨粒磨损,摩擦面上有擦伤或明显犁皱纹。○3腐蚀磨损,氧化磨损,磨损产物为氧化物如红褐色的三氧化二铁。○4接触疲劳磨损,出现许多豆状、贝壳状或不规则形状的凹坑。

提高磨粒磨损的抗力可以选用高硬度韧性好的材料或使用表面

硬化的材料。

c.述非金属材料陶瓷、高分子材料的磨损特点? 解:陶瓷材料对表面状态极为敏感,当气氛压力下降时,磨损率加大。高分子材料硬度虽然较低,但具有较大柔顺性,在不少场合下显示较高的抗划伤

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能力。对磨粒磨损具有良好的适应性、就范性和埋嵌性。

1、名词解释:

蠕变 蠕变极限 持久强度 应力松弛

解:

蠕变:金属在恒温、恒载荷下缓慢产生塑性变形的现象。 蠕变极限:金属材料在高温长期载荷作用下对塑性变形抗力指

标。

持久强度:在规定温度

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