第7卷 金属材料的疲劳强度 云南省（职教高考）机械类专业《金属加工与实训考点双析卷》

编写说明：云南省中职职教高考机械类《金属加工与实训》考点双析卷专辑，依据云南省中职职教高考职业技能考试说明纲要《金属加工与实训》编写。“考点双析卷”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷，助力师生构建“讲练结合” 的学习闭环，是中职学校师生应对职教高考首轮复习教学的得力助手。 本专辑第7卷精准对标云南省中职职教高考职业技能考试说明纲要《金属加工与实训》： （一）掌握内容：金属材料的疲劳强度 云南省机械类专业综合理论考试 《金属加工与实训》 考点双析卷 第7卷 金属材料的疲劳强度 老师讲解卷 时间：60分钟 总分：100分 班级_______ 姓名_______ 学号_______ 成绩_______ 一、判断题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1．衡量金属疲劳的判据是疲劳强度。( ) 2．光滑试样对称弯曲疲劳强度用σ-1表示。σ-1越小，金属越不易疲劳，越不易疲劳断裂。( ) 3．由于大部分机械零件的损坏是由疲劳造成的，消除或减少疲劳失效，对于提高零件使用寿命有着重要意义。( ) 4．据不完全统计，损坏的机械零件有80%以上是疲劳造成的。( ) 5．重复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。( ) 6．循环载荷是指经受的周期性或非周期性的动载荷。( ) 7．疲劳断裂时不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的，具有很大的危险性。( ) 8．金属材料的疲劳强度与外界环境无关。( ) 9．疲劳寿命曲线通常在一定次数后呈现上升趋势。( ) 10．疲劳现象中，裂纹是从材料内部开始生成的。( ) 二、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 11．金属疲劳的判断依据是（   ） A．强度 B．塑性 C．抗拉强度 D．疲劳强度 12．测定疲劳强度时，工程上规定钢铁材料的应力循环次数取（   ） A．106 B．107 C．108 D．109 13．作疲劳试验时，试样承受的载荷为（   ） A．静载荷 B．冲击载荷 C．交变载荷 D．动载荷 14．金属的疲劳是指在以下哪种加载条件下的破坏行为？（   ） A．极大的拉力载荷 B．极小的压力载荷 C．反复加载和卸载 D．静态加载 15．下列哪种情况有利于金属材料的疲劳寿命？（   ） A．高温环境 B．高循环载荷幅值 C．表面粗糙 D．经过热处理 16．在疲劳现象中，裂纹的扩展主要受以下哪种因素影响？（   ） A．材料的密度 B．材料的硬度 C．材料的韧性 D．材料的导热性 17．疲劳寿命曲线描述了材料在不同应力循环次数下的什么？（   ） A．温度和寿命关系 B．应力和延展性关系 C．应力和寿命关系 D．温度和延展性关系 18．以下哪项不是影响金属材料疲劳强度的因素？（   ） A．温度 B．加工工艺 C．腐蚀环境 D．外部载荷频率 19．以下哪个因素对金属材料的疲劳寿命影响较小？（   ） A．温度 B．循环载荷幅值 C．加工工艺 D．材料的强度 20．以下哪个选项中包含了影响金属材料抗疲劳性能的主要因素？（   ） A．材料刚度、拉伸强度、断裂韧度 B．工作温度、试验速率、塑性形变 C．应力状态、循环载荷、试验环境 D．热膨胀系数、摩擦系数、热传导率 三、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分） 21．金属材料疲劳断裂要经过哪些阶段（   ） A．微裂源 B．裂纹扩展区 C．变形强化 D．瞬断区 22．下列选项中，能提高机械零件疲劳强度的方法正确的是（   ） A．设计时避免应力集中 B．用高精密机床加工 C．提高零件表面质量 D．使用较贵的金属材料 23．下列选项中，影响疲劳强度的因素有（   ） A．工作条件 B．非金属夹杂 C．冶金缺陷 D．内部应力集中 24．下列选项中，能提高机械零件疲劳强度的方法有（   ） A．设计时避免应力集中 B．用高精密机床加工 C．提高零件表面质量 D．使用较贵的金属材料 四、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 25．其应变的大小、方向都随时间发生周期性变化的应变称为____。 26．疲劳断裂不产生明显的__________变形，断裂是突然发生的。 27．金属材料的起伏应力会导致_____。 28．疲劳寿命曲线通常在一定次数后呈现______趋势。 29．疲劳现象中，表面的亮纹、颈缩和断口特征都是疲劳裂纹______的表现形式之一。 五、问答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分） 30．金属的疲劳断裂是怎样发生的？如何提高零件的疲劳强度？ 31．什么是疲劳断裂？如何提高零件的疲劳强度？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：云南省中职职教高考机械类《金属加工与实训》考点双析卷专辑，依据云南省中职职教高考职业技能考试说明纲要《金属加工与实训》编写。“考点双析卷”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷，助力师生构建“讲练结合” 的学习闭环，是中职学校师生应对职教高考首轮复习教学的得力助手。 本专辑第7卷精准对标云南省中职职教高考职业技能考试说明纲要《金属加工与实训》： （一）掌握内容：金属材料的疲劳强度 云南省机械类专业综合理论考试 《金属加工与实训》 考点双析卷 第7卷 金属材料的疲劳强度 老师讲解卷 时间：60分钟 总分：100分 班级_______ 姓名_______ 学号_______ 成绩_______ 一、判断题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1．衡量金属疲劳的判据是疲劳强度。( ) 【答案】正确 2．光滑试样对称弯曲疲劳强度用σ-1表示。σ-1越小，金属越不易疲劳，越不易疲劳断裂。( ) 【答案】错误 3．由于大部分机械零件的损坏是由疲劳造成的，消除或减少疲劳失效，对于提高零件使用寿命有着重要意义。( ) 【答案】正确 4．据不完全统计，损坏的机械零件有80%以上是疲劳造成的。( ) 【答案】正确 5．重复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。( ) 【答案】正确 6．循环载荷是指经受的周期性或非周期性的动载荷。( ) 【答案】正确 7．疲劳断裂时不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的，具有很大的危险性。( ) 【答案】正确 8．金属材料的疲劳强度与外界环境无关。( ) 【答案】错误 【详解】金属材料的疲劳强度受外界环境影响，如温度等。 9．疲劳寿命曲线通常在一定次数后呈现上升趋势。( ) 【答案】错误 【详解】疲劳寿命曲线通常在一定次数后呈现下降趋势，这是因为随着循环载荷次数的增加，材料内部的微小缺陷会逐渐扩展导致材料疲劳破坏。 10．疲劳现象中，裂纹是从材料内部开始生成的。( ) 【答案】正确 【详解】在疲劳现象中，裂纹通常是从材料内部的微小缺陷处开始生成的。 二、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 11．金属疲劳的判断依据是（   ） A．强度 B．塑性 C．抗拉强度 D．疲劳强度 【答案】D 12．测定疲劳强度时，工程上规定钢铁材料的应力循环次数取（   ） A．106 B．107 C．108 D．109 【答案】B 【详解】钢铁材料，其循环基数N=107 ；对于非铁金属，其循环基数N=108。 13．作疲劳试验时，试样承受的载荷为（   ） A．静载荷 B．冲击载荷 C．交变载荷 D．动载荷 【答案】C 14．金属的疲劳是指在以下哪种加载条件下的破坏行为？（   ） A．极大的拉力载荷 B．极小的压力载荷 C．反复加载和卸载 D．静态加载 【答案】C 【详解】金属的疲劳是指在反复加载和卸载的条件下发生的破坏行为。 15．下列哪种情况有利于金属材料的疲劳寿命？（   ） A．高温环境 B．高循环载荷幅值 C．表面粗糙 D．经过热处理 【答案】D 【详解】经过热处理可以改善金属材料的晶粒结构和性能分布，提高其疲劳寿命。其他选项均不利于疲劳寿命。 16．在疲劳现象中，裂纹的扩展主要受以下哪种因素影响？（   ） A．材料的密度 B．材料的硬度 C．材料的韧性 D．材料的导热性 【答案】C 【详解】裂纹的扩展主要受材料的韧性影响，而不是密度、硬度或导热性。 17．疲劳寿命曲线描述了材料在不同应力循环次数下的什么？（   ） A．温度和寿命关系 B．应力和延展性关系 C．应力和寿命关系 D．温度和延展性关系 【答案】C 【详解】疲劳寿命曲线描述了材料在不同应力循环次数下的应力和寿命之间的关系。 18．以下哪项不是影响金属材料疲劳强度的因素？（   ） A．温度 B．加工工艺 C．腐蚀环境 D．外部载荷频率 【答案】C 【详解】腐蚀环境通常不是影响金属材料疲劳强度的主要因素。 19．以下哪个因素对金属材料的疲劳寿命影响较小？（   ） A．温度 B．循环载荷幅值 C．加工工艺 D．材料的强度 【答案】C 【详解】加工工艺对金属材料的疲劳寿命影响较小，相比之下，温度、循环载荷幅值和材料的强度更直接地影响疲劳寿命。 20．以下哪个选项中包含了影响金属材料抗疲劳性能的主要因素？（   ） A．材料刚度、拉伸强度、断裂韧度 B．工作温度、试验速率、塑性形变 C．应力状态、循环载荷、试验环境 D．热膨胀系数、摩擦系数、热传导率 【答案】C 【详解】影响金属材料抗疲劳性能的主要因素包括应力状态、循环载荷和试验环境等因素。 三、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分） 21．金属材料疲劳断裂要经过哪些阶段（   ） A．微裂源 B．裂纹扩展区 C．变形强化 D．瞬断区 【答案】ABD 22．下列选项中，能提高机械零件疲劳强度的方法正确的是（   ） A．设计时避免应力集中 B．用高精密机床加工 C．提高零件表面质量 D．使用较贵的金属材料 【答案】AC 23．下列选项中，影响疲劳强度的因素有（   ） A．工作条件 B．非金属夹杂 C．冶金缺陷 D．内部应力集中 【答案】ABCD 24．下列选项中，能提高机械零件疲劳强度的方法有（   ） A．设计时避免应力集中 B．用高精密机床加工 C．提高零件表面质量 D．使用较贵的金属材料 【答案】AC 四、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 25．其应变的大小、方向都随时间发生周期性变化的应变称为____。 【答案】循环应变 26．疲劳断裂不产生明显的__________变形，断裂是突然发生的。 【答案】塑性 27．金属材料的起伏应力会导致_____。 【答案】变形和应力集中，可能引起疲劳失效 【详解】起伏应力会导致金属材料的变形和应力集中，可能引起疲劳失效。 28．疲劳寿命曲线通常在一定次数后呈现______趋势。 【答案】下降 【详解】疲劳寿命曲线通常在一定次数后呈现下降趋势，这是由于材料内部的微小缺陷逐渐扩展导致材料疲劳破坏。 29．疲劳现象中，表面的亮纹、颈缩和断口特征都是疲劳裂纹______的表现形式之一。 【答案】生成和扩展 【详解】表面的亮纹、颈缩和断口特征都是疲劳裂纹生成和扩展的表现形式之一。 五、问答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分） 30．金属的疲劳断裂是怎样发生的？如何提高零件的疲劳强度？ 【答案】1.疲劳断裂发生原因：金属疲劳断裂是零件在循环应力作用下，经过一定循环次数后发生的脆性断裂。其过程包括：在应力集中部位萌生微裂纹，裂纹在循环应力下逐步扩展，最终当裂纹达到临界尺寸时发生瞬时断裂。断口可见典型的"贝壳状"疲劳辉纹。2.提高零件疲劳强度的主要方法包括：优化设计降低应力集中，选用高强度材料，通过表面强化处理形成表面压应力层，以及进行调质热处理提高材料韧性。此外，控制使用载荷、避免超载和定期无损检测也是重要措施。 31．什么是疲劳断裂？如何提高零件的疲劳强度？ 【答案】在交变载荷作用下，虽然零件所受应力远低于材料的屈服点，但在长期使用中往往会突然发生断裂，这种破坏过程称为疲劳断裂。 提高零件疲劳强度的措施：改善机构设计避免应力集中；提高加工工艺减少内部组织缺陷；降低零件表面粗糙度和表面强化 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $