【材料物理性能】课后习题集答案解析.doc

【材料物理性能】课后习题集答案解析涵盖了材料力学性能、脆性断裂和强度以及材料的热学性能等多个方面的重要知识点。 1. **材料力学性能**： - **应力和应变**：题目1-1中提到的真应力和名义应力是材料力学性能中的关键概念。真应力是指考虑了体积变化后的应力，而名义应力是不考虑体积变化的应力。同样，真应变是考虑了体积变化的应变，名义应变则不考虑体积变化。在本题中，通过变形前后直径的变化计算得到这两个参数，并比较它们之间的差异。 - **弹性模量**：在题目1-5中，讨论了含不同成分陶瓷的弹性模量。弹性模量是衡量材料刚性的参数，它可以通过体积百分比和各组分的弹性模量计算得出。同时，材料含气孔会影响弹性模量，这里使用经验公式进行估算。 2. **脆性断裂和强度**： - **结合强度与表面能**：在第二章中，通过融熔石英的例子，计算了结合强度，它与表面能和平衡原子间距有关。表面能是材料表面单位面积的能量，对材料的强度和稳定性有直接影响。 - **强度折减系数**：题2-2中，分析了裂纹对材料强度的影响。裂纹的存在会显著降低材料的承载能力，通过强度折减系数可以定量描述这种影响。 - **断裂韧性**：在题2-6中，利用断裂韧性概念计算临界应力。断裂韧性是评估材料抵抗裂纹扩展的能力，对于有边裂的瓷零件，临界应力取决于裂纹的长度。 3. **材料的热学性能**： - **摩尔热容**：在第三章，计算了不同温度下莫来石瓷的摩尔热容，这是表征物质热性质的重要参数。对比杜龙-伯蒂规律计算的结果，可以理解热容随温度变化的规律。 这些习题解析揭示了材料科学中的核心概念，包括材料的强度、应变、弹性模量、断裂韧性以及热学性能。这些知识点对于理解和设计各种工程材料的性能至关重要，同时也对材料的失效分析和安全评估具有指导意义。