第2章習(xí)題與答案

1、思考題1為什么說力學(xué)性能是機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮的性能解：所謂力學(xué)性能是指金屬在力或能的作用下，材料所表現(xiàn)出來的性能。力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性及疲勞強(qiáng)度等，機(jī)械零件在加工過程或使用過程中，都要受到不同形式外力的作用，而力學(xué)性能反映了金屬材料在各種外力作用下抵抗變形或破壞的某些能力，是選用金屬材料的重要依據(jù)，因此是機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮的性能。2塑性和強(qiáng)度都是金屬材料的一種能力。金屬材料的塑性對(duì)零件制造有什么特殊意義金屬

2、材料的強(qiáng)度對(duì)零件使用有什么特殊意義解：金屬材料的斷后伸長率（A）和斷面收縮率（Z）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。塑性好的金屬可以發(fā)生大量塑性變形而不破壞，易于通過塑性變形加工成復(fù)雜形狀的零件。當(dāng)零件工作時(shí)所受的應(yīng)力，低于材料的屈服強(qiáng)度或規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度，則不會(huì)產(chǎn)生過量的塑性變形。材料的屈服強(qiáng)度或規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度越高，允許的工作應(yīng)力也越高，則零件的截面尺寸及自身質(zhì)量就可以減小。零件在工作中所承受的應(yīng)力，不允許超過抗拉強(qiáng)度，否則會(huì)產(chǎn)生斷裂。

3、Rm也是機(jī)械零件設(shè)計(jì)和選材的重要依據(jù)。3通過拉伸試驗(yàn)繪制的力—伸長曲線表達(dá)了金屬材料在靜拉伸力作用下的強(qiáng)度行為、塑性行為等。請(qǐng)就力伸長曲線思考下列問題：(1)哪一段曲線表達(dá)了材料的彈性變形能力和抗彈性變形能力(剛度)(2)哪一段曲線表達(dá)了材料的塑性變形能力和抗塑性變形能力(3)哪一段曲線表達(dá)了材料的塑性變形后強(qiáng)度得到提高的能力(形變強(qiáng)化能力)解：(1)op——彈性變形階段(2)p點(diǎn)后的水平或鋸齒狀線段——屈服階段(3)屈服后至m點(diǎn)——強(qiáng)

4、化階段4強(qiáng)度判據(jù)ReL、Rm、Rr0.2都是機(jī)械零件選材和設(shè)計(jì)的依據(jù)，應(yīng)用場(chǎng)合有何不同解：ReL——有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料。Rr0.2——無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料。Rm——承受的最大應(yīng)力，零件在工作中所承受的應(yīng)力，不允許超過Rm，否則會(huì)產(chǎn)生斷裂。5抗拉強(qiáng)度與硬度之間有沒有一定的關(guān)系？為什么？解：有。因?yàn)樗鼈円圆煌问椒从沉瞬牧显谕饬ψ饔孟碌挚棺冃魏蛿嗔训哪芰ΑＶ皇欠从车牟牧象w積不同，抗拉強(qiáng)度反映的是被測(cè)材料整個(gè)體積內(nèi)，而HRC反映被壓

5、處。硬度是一項(xiàng)綜合力學(xué)性能指標(biāo)，從金屬表面化局部壓痕就可以反應(yīng)出的強(qiáng)度和塑性。習(xí)題1何謂金屬的力學(xué)性能？金屬的力學(xué)性能包括哪些？加載荷。(4)mk——縮頸階段（局部塑性變形階段)當(dāng)載荷達(dá)到最大值Fm后，試樣截面發(fā)生局部收縮，稱為“縮頸”。6何謂強(qiáng)度？衡量強(qiáng)度的常用指標(biāo)有哪些？各用什么符號(hào)表示？解：金屬材料在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強(qiáng)度。常見的強(qiáng)度指標(biāo)包括以下幾項(xiàng)：上屈服強(qiáng)度——ReH下屈服強(qiáng)度——ReL抗拉強(qiáng)度——Rm7

6、何謂塑性？衡量塑性的指標(biāo)有哪些？各用什么符號(hào)表示？解：斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力稱為塑性。衡量塑性的指標(biāo)有：斷后伸長率——A斷面收縮率——Ｚ8某廠購進(jìn)一批40#鋼材，按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)不低于下列數(shù)值：ReL=340MPa，Rm=540MPa，A=19%，Z=45%。驗(yàn)收時(shí)，用該材料制成d0＝1102m的短試樣（原始標(biāo)距為5102m）作拉伸試驗(yàn)：當(dāng)載荷達(dá)到28260N時(shí)，試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象；載荷加至45530N時(shí)，試樣發(fā)

7、生縮頸現(xiàn)象，然后被拉斷。拉斷后標(biāo)距長為6.05102m，斷裂處直徑為7.3103m。試計(jì)算這批鋼材是否合格。解：求此試樣的ReL、Rm、A、Z。（1）計(jì)算So，Su：mm2223.141078.544dS?????oomm2223.147.341.8344uudS?????（2）計(jì)算ReL、Rm：MPa28260R36078.5eLeLFS???oMPa4553058078.5mmFRS???o（3）計(jì)算A，Z：60.550100%10