模块7 单元1 材料的力学性能（2）（同步练习）-《机械基础》同步精品课堂（苏教版）

模块7 单元1 材料的力学性能（2） 一、名词解释 1.线应变 2.屈服强度 3.布氏硬度 4.冲击韧性 5.疲劳强度 6.切应变 7.断后伸长率 二、选择题 1.低碳钢拉伸试验中，弹性变形阶段的特征是？ A. 伸长量与拉力成正比 B. 载荷不变但试样继续伸长 C. 出现颈缩现象 D. 断面收缩率最大 2.以下哪种材料适合用布氏硬度试验？ A. 淬火钢件 B. 退火钢 C. 硬质合金 D. 表面薄层 3.夏比摆锤冲击试样的缺口类型不包括？ A. V形缺口 B. U形缺口 C. 圆形缺口 D. 无缺口 4.材料在交变载荷下10⁷次不断裂的最大应力称为？ A. 抗拉强度 B. 屈服强度 C. 疲劳强度 D. 冲击韧性 5.以下哪种变形是杆件受横向力作用的结果？ A. 轴向拉伸 B. 剪切 C. 弯曲 D. 扭转 6.洛氏硬度C标尺的压头和主试验力分别是？ A. 钢球，490.3 kg B. 金刚石圆锥，1373 kg C. 硬质合金球，882.6 kg D. 金刚石圆锥，490.3 kg 7.材料抵抗局部塑性变形的能力用哪种性能表示？ A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性 三、填空题 1.材料的力学性能主要包括______、______、______、______和疲劳强度。 2.低碳钢拉伸试验的四个阶段依次为弹性变形阶段、______、塑性变形阶段、______。 3.布氏硬度用符号______表示，洛氏硬度C标尺用符号______表示。 4.杆件受外力作用产生的两种基本变形是长度变化和______。 5.金属材料的疲劳强度通过______次交变载荷试验测定（钢）。 6.冲击韧性试验中，U形缺口试样测得的吸收能量用符号______表示。 7.材料的______越好，越容易进行锻压、轧制成形加工。 四、判断题 1.屈服强度是材料断裂前所能承受的最大应力。（ ） 2.布氏硬度试验的压痕较小，适合测量薄层材料。（ ） 3.夏比摆锤冲击试验中，试样缺口应背向摆锤冲击方向。（ ） 4.材料的弹性模量E越大，其刚度越高。（ ） 5.洛氏硬度试验操作简便，但压痕小代表性差，需多次测量取平均值。（ ） 6.扭转变形的特点是各横截面绕轴线发生相对转动。（ ） 7.断面收缩率Z越小，材料的塑性越好。（ ） 五、简答题 1.简述低碳钢拉伸试验的四个阶段及其特征。 2.什么是材料的疲劳强度？如何测定？ 3.布氏硬度与洛氏硬度的主要区别是什么？ 4.为什么材料的塑性对机械零件加工和使用重要？ 5.简述冲击韧性的测定方法及其意义。 6.材料的基本变形形式有哪些？各举一例说明。 7.为什么硬度的测量需要多种试验方法？ 六、计算题 1.某杆件原始长度L=2m，受拉后长度变为L₁=2.002m，计算线应变e。 2.低碳钢拉伸试样原始横截面积S₀=50mm²，屈服点载荷FL=25kN，计算下屈服强度Ra。 3.低碳钢试样原始横截面积S₀=50mm²，最大载荷Fm=30kN，计算抗拉强度Rm。 4.短拉伸试样原始标距L₀=50mm，拉断后标距Lu=65mm，计算断后伸长率A。 5.拉伸试样原始横截面积S₀=100mm²，拉断后颈缩处横截面积Su=64mm²，计算断面收缩率Z。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 模块7 单元1 材料的力学性能（2） 一、名词解释 1.线应变 【答案】单位长度的伸长量，表示构件长度变化的程度，公式为e=△L/L。 2.屈服强度 【答案】拉伸试验中载荷不增加时试样仍能继续伸长的应力，分为上屈服强度（ReH）和下屈服强度（RcL）。 3.布氏硬度 【答案】用一定直径的硬质合金球压入试样表面，通过压痕直径计算硬度值的方法，符号为HBW。 4.冲击韧性 【答案】金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力，通过夏比摆锤冲击试验测定。 5.疲劳强度 【答案】金属材料在无限多次交变载荷下不破坏的最大应力，钢为10⁷次、有色金属为10⁸次循环。 6.切应变 【答案】直角的改变量，表示构件角度变化的程度，符号为γ。 7.断后伸长率 【答案】拉伸试样拉断后标距伸长量与原始标距的百分比，符号为A或A₁₁.₃。 二、选择题 1.低碳钢拉伸试验中，弹性变形阶段的特征是？ A. 伸长量与拉力成正比 B. 载荷不变但试样继续伸长 C. 出现颈缩现象 D. 断面收缩率最大 【答案】A 【解析】弹性变形阶段（oe段）试样伸长量与拉力成正比，符合胡克定律。 2.以下哪种材料适合用布氏硬度试验？ A. 淬火钢件 B. 退火钢 C. 硬质合金 D. 表面薄层 【答案】B 【解析】布氏硬度适用于较软材料（如退火钢），压痕大但能反映平均硬度。 3.夏比摆锤冲击试样的缺口类型不包括？ A. V形缺口 B. U形缺口 C. 圆形缺口 D. 无缺口 【答案】D 【解析】标准试样为V形或U形缺口，无缺口试样无法测定冲击韧性。 4.材料在交变载荷下10⁷次不断裂的最大应力称为？ A. 抗拉强度 B. 屈服强度 C. 疲劳强度 D. 冲击韧性 【答案】C 【解析】疲劳强度是材料在交变载荷下的耐久极限，钢以10⁷次为标准。 5.以下哪种变形是杆件受横向力作用的结果？ A. 轴向拉伸 B. 剪切 C. 弯曲 D. 扭转 【答案】C 【解析】弯曲变形由垂直于轴线的横向力引起，梁轴线变为曲线。 6.洛氏硬度C标尺的压头和主试验力分别是？ A. 钢球，490.3 kg B. 金刚石圆锥，1373 kg C. 硬质合金球，882.6 kg D. 金刚石圆锥，490.3 kg 【答案】B 【解析】洛氏硬度C标尺使用120°金刚石圆锥压头，主试验力为1373 kg。 7.材料抵抗局部塑性变形的能力用哪种性能表示？ A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性 【答案】C 【解析】硬度反映材料抵抗压痕或划痕的能力，是局部变形抗力的指标。 三、填空题 1.材料的力学性能主要包括______、______、______、______和疲劳强度。 【答案】强度、塑性、硬度、韧性 2.低碳钢拉伸试验的四个阶段依次为弹性变形阶段、______、塑性变形阶段、______。 【答案】屈服阶段、颈缩阶段 3.布氏硬度用符号______表示，洛氏硬度C标尺用符号______表示。 【答案】HBW、HRC 4.杆件受外力作用产生的两种基本变形是长度变化和______。 【答案】角度变化 5.金属材料的疲劳强度通过______次交变载荷试验测定（钢）。 【答案】10⁷ 6.冲击韧性试验中，U形缺口试样测得的吸收能量用符号______表示。 【答案】KU 7.材料的______越好，越容易进行锻压、轧制成形加工。 【答案】塑性 四、判断题 1.屈服强度是材料断裂前所能承受的最大应力。（ ） 【答案】× 【解析】屈服强度是材料开始塑性变形的应力，抗拉强度才是断裂前的最大应力。 2.布氏硬度试验的压痕较小，适合测量薄层材料。（ ） 【答案】× 【解析】布氏硬度压痕大，不适合薄层材料；维氏硬度适用于薄层。 3.夏比摆锤冲击试验中，试样缺口应背向摆锤冲击方向。（ ） 【答案】√ 【解析】缺口背向冲击方向可确保摆锤能量完全用于断裂试样。 4.材料的弹性模量E越大，其刚度越高。（ ） 【答案】√ 【解析】弹性模量E反映材料抵抗弹性变形的能力，E越大刚度越高。 5.洛氏硬度试验操作简便，但压痕小代表性差，需多次测量取平均值。（ ） 【答案】√ 【解析】洛氏硬度压痕小，需多次测量以提高准确性。 6.扭转变形的特点是各横截面绕轴线发生相对转动。（ ） 【答案】√ 【解析】扭转由反向力偶引起，横截面绕轴线相对转动。 7.断面收缩率Z越小，材料的塑性越好。（ ） 【答案】× 【解析】断面收缩率Z越大，材料颈缩处横截面积缩减越多，塑性越好。 五、简答题 1.简述低碳钢拉伸试验的四个阶段及其特征。 【答案】 （1）弹性变形阶段：伸长量与拉力成正比，卸载后恢复原状； （2）屈服阶段：载荷不变但试样继续伸长，出现“屈服”现象； （3）塑性变形阶段：伸长量随力增加而增大，产生不可逆变形； （4）颈缩阶段：局部截面缩小，出现颈缩直至断裂。 2.什么是材料的疲劳强度？如何测定？ 【答案】疲劳强度是材料在无限多次交变载荷下不破坏的最大应力。 钢以10⁷次、有色金属以10⁸次交变载荷为标准，试验时施加对称循环力，记录不断裂的最大应力。 3.布氏硬度与洛氏硬度的主要区别是什么？ 【答案】 （1）压头不同：布氏用硬质合金球，洛氏用金刚石圆锥或钢球； （2）载荷不同：布氏试验力大（如1000 kgf），洛氏分初试验力和主试验力； （3）表示方法不同：布氏为HBW，洛氏为HRA/B/C； （4）应用范围不同：布氏适合较软材料，洛氏适合淬火钢等硬材料。 4.为什么材料的塑性对机械零件加工和使用重要？ 【答案】塑性好的材料在断裂前能产生较大塑性变形，便于锻压、轧制成形加工；同时，塑性可缓解应力集中，提高零件抗断裂能力，延长使用寿命。 5.简述冲击韧性的测定方法及其意义。 【答案】冲击韧性通过夏比摆锤冲击试验测定，将带缺口的标准试样置于试验机，用摆锤冲断试样，测量吸收能量KU或KV。意义在于评估材料在动态载荷下的抗断裂能力，避免突发失效。 6.材料的基本变形形式有哪些？各举一例说明。 【答案】四种基本变形： （1）轴向拉伸或压缩：三角托架受拉或压； （2）剪切与挤压：铆钉连接两侧受剪； （3）扭转：传动轴受反向力偶； （4）弯曲：机车轴受横向力。 7.为什么硬度的测量需要多种试验方法？ 【答案】不同硬度试验方法（如布氏、洛氏、维氏）的压头、载荷和适用范围不同。 六、计算题 1.某杆件原始长度L=2m，受拉后长度变为L₁=2.002m，计算线应变e。 【答案】e = (L₁ - L)/L = (2.002 - 2)/2 = 0.001 2.低碳钢拉伸试样原始横截面积S₀=50mm²，屈服点载荷FL=25kN，计算下屈服强度Ra。 【答案】Ra = FL/S₀ = 25000N/50mm² = 500MPa 3.低碳钢试样原始横截面积S₀=50mm²，最大载荷Fm=30kN，计算抗拉强度Rm。 【答案】Rm = Fm/S₀ = 30000N/50mm² = 600MPa 4.短拉伸试样原始标距L₀=50mm，拉断后标距Lu=65mm，计算断后伸长率A。 【答案】A = (Lu - L₀)/L₀ × 100% = (65 - 50)/50 × 100% = 30% 5.拉伸试样原始横截面积S₀=100mm²，拉断后颈缩处横截面积Su=64mm²，计算断面收缩率Z。 【答案】Z = (S₀ - Su)/S₀ × 100% = (100 - 64)/100 × 100% = 36% 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$