尔雅疲劳与断裂课后答案(学习通2023课后作业答案)

第一章绪论

1.1疲劳的尔雅基本概念随堂测验

1、材料或结构发生疲劳的疲劳前提条件是（）
A、承受扰动载荷或循环载荷作用
B、断裂答案应力水平很高
C、课后载荷长时间作用
D、学习材料存在这样或者那样的通课缺陷

2、根据载荷随时间变化的后作规律性，可以将疲劳载荷分为（）
A、业答恒幅循环载荷、尔雅变幅循环载荷和随机载荷
B、疲劳对称循环载荷、断裂答案脉冲循环载荷和静载荷
C、课后力、学习应力、通课位移和应变
D、后作扰动载荷和循环载荷

3、下面关于疲劳问题的表述，那一句不正确？（）
A、材料只有在承受扰动载荷或循环载荷作用时，才会发生疲劳
B、疲劳破坏首先从高应力的局部开始
C、疲劳破坏的后果是形成裂纹或完全断裂
D、和静载破坏一样，疲劳破坏是载荷达到最大时突然发生的

1.2扰动载荷的描述随堂测验

1、扰动载荷的特征对材料的疲劳寿命影响最大？（）
A、最大应力
B、应力水平
C、频率
D、波形

2、如果已知循环应力幅，应力比R=0.2，那么其最大应力和平均应力分别为（）
A、200MPa、100MPa
B、250MPa、150MPa
C、125MPa、75MPa
D、125MPa、25MPa

3、应力比R可以反映扰动载荷的循环特性。当R=-1时，载荷是（）
A、对称循环载荷
B、脉冲循环载荷
C、恒定载荷
D、其他

1.3结构抗疲劳设计方法随堂测验

1、从技术进步和发展历史来看，结构抗疲劳设计方法的先后顺序应该是怎样的？（）
A、无限寿命设计、安全寿命设计、损伤容限设计和耐久性设计
B、无限寿命设计、耐久性设计、安全寿命设计和损伤容限设计
C、无限寿命设计、安全寿命设计、耐久性设计和损伤容限设计
D、安全寿命设计、无限寿命设计、损伤容限设计和耐久性设计

2、下面哪一种结构抗疲劳设计方法提出通过定期检查控制结构安全？（）
A、无限寿命设计
B、安全寿命设计
C、损伤容限设计
D、耐久性设计

3、下面哪一种结构抗疲劳设计方法提出了经济寿命的概念？（）
A、无限寿命设计
B、安全寿命设计
C、损伤容限设计
D、耐久性设计

1.4疲劳断口宏观特征随堂测验

1、一个典型的疲劳破坏断口一般有三个分区，下面哪一个不属于这三个分区？（）
A、裂纹源
B、裂纹扩展区
C、瞬时断裂区
D、海滩条带

2、疲劳破坏断口的裂纹扩展区不可能具备下面哪一个特征？（）
A、断面光滑平整
B、有海滩条带
C、有腐蚀痕迹
D、表面粗糙，有毛刺

3、下面关于疲劳破坏断口裂纹源的描述，哪一句是不正确的？（）
A、裂纹源一般只有一个，也可以有多个
B、裂纹源可能出现在材料表面或缺陷处
C、裂纹源发生在高应力的局部
D、裂纹源的出现是随机的

单元测验

1、下列不是结构的抗疲劳设计方法的是（）
A、无限寿命设计
B、安全寿命设计
C、经济寿命设计
D、损伤容限设计

2、已知循环应力幅σa=100MPa，应力比R=0.2，那么其最大应力σmax和平均应力σm分别为（）
A、200MPa、100MPa
B、250MPa、150MPa
C、125MPa、75MPa
D、125MPa、25MPa

3、应力比可以反映载荷的循环特性。当R=-1时，是对称循环；当R=0时，是脉冲循环;当R=1时，是静载荷.

4、在疲劳问题的研究和分析中，常常用到σmax、σmin、σa、σm、R这些参量。在上述参量中，只要知道其中任意两个，就可以确定循环应力水平。

5、局部性是疲劳的明显特点。

6、对于疲劳，构件承受的最大应力比应力幅更重要。最大应力越大，疲劳寿命就越短。

7、在疲劳宏观断口上肉眼可见的一条海滩条带对应着一条疲劳条纹。

第二章高周疲劳

2.1基本S-N曲线随堂测验

1、材料的基本疲劳性能曲线（即基本S-N曲线）是指应力比在什么条件下？（）
A、R=1
B、R=-1
C、R=0
D、R=0.5

2、材料疲劳性能实验的主要步骤有：①准备试件、检查设备和安装试件等；②在给定应力比下，施加不同应力幅的循环载荷，记录试件失效时的载荷循环次数（即寿命）；③在以寿命为横轴、应力幅为纵轴的坐标图中描点；④进行数据拟合，获得S-N曲线。正确的顺序为（）
A、①②③④
B、①③②④
C、①②④③
D、①③④②

3、S-N曲线通常有一条水平渐近线，它所对应的应力称为（）
A、寿命为N的疲劳强度
B、疲劳极限
C、极限强度
D、屈服极限

4、描述材料S-N曲线最常用的模型是（）
A、W?hler公式
B、Basquin公式
C、Stromeyer公式
D、其他

2.2平均应力的影响随堂测验

1、关于平均应力对疲劳性能的影响，下面的说法哪一句是对的？（）
A、拉伸平均应力对疲劳是不利的，压缩平均应力对疲劳是有利的
B、拉伸平均应力对疲劳是有利的，压缩平均应力对疲劳是不利的
C、拉伸平均应力和压缩平均应力对疲劳都是有利的
D、拉伸平均应力和压缩平均应力对疲劳都是不利的

2、关于等寿命曲线，下面哪一句说法是错误的？（）
A、等寿命曲线反映给定寿命条件下，循环应力幅与平均应力之间的关系
B、平均应力的上限值是材料的极限强度
C、平均应力为零时，曲线的纵坐标是对称循环下的疲劳强度
D、在等寿命的情况下，平均应力越大，应力幅也越大

3、工程中通常采用Goodman直线方程来拟合等寿命曲线，为什么？（）
A、形式简单，估值偏保守
B、拟合更精确
C、提出比较早
D、在学术和工程界的影响更大一些

2.3缺口疲劳随堂测验

1、关于疲劳缺口系数，下面的描述哪一句是错误的？（）
A、疲劳缺口系数总是大于1
B、疲劳缺口系数等于弹性应力集中系数
C、疲劳缺口系数与弹性应力集中系数有关，但二者并不相等
D、疲劳缺口系数不仅依赖于缺口和构件几何，还与材料有关

2.4Palmgren-Miner线性损伤累积理论随堂测验

1、下面关于损伤的描述，哪一句是错误的？（）
A、损伤用来定量描述载荷作用给材料带来的伤害
B、损伤可以是位错、滑移，也可以是微解理、微条纹和微孔洞
C、损伤通常是永久的、不可逆的结构变化
D、损伤是不可累积的

2、对于Miner引进的疲劳损伤概念，下面哪一句的说法是错误的？（）
A、如果材料在某恒幅循环下的寿命为N，则材料在该恒幅循环载荷下每循环一次的损伤就为1/N
B、材料在还没经受载荷循环作用时损伤为零，破坏时损伤为1
C、线性损伤累积理论可以解决变幅循环载荷作用时的疲劳寿命预测问题
D、线性损伤累积理论可以考虑变幅循环中载荷作用次序对疲劳寿命的影响

2.5相对Miner理论随堂测验

1、线性损伤累积理论有什么局限性？（）
A、太简单，不够精确
B、物理意义不清楚
C、损伤累积方式有问题
D、不能反映载荷作用次序的影响，而且假设发生破坏时的损伤值为1，与实际情况不符

2、相对Miner理论改由过去的经验或试验数据确定破坏时的损伤值，其使用的前提条件是什么？（）
A、经验与设计之间具有相似性
B、载荷谱谱型相似
C、A和B都应满足
D、A或B任意满足一项即可

2.6雨流计数法随堂测验

1、开展随机载荷作用下的疲劳寿命分析，需要采用方法，下面哪一项列举最完整？（）
A、S-N曲线
B、S-N曲线和等寿命曲线
C、S-N曲线、等寿命曲线和Miner理论
D、雨流计数法、S-N曲线、等寿命曲线和Miner理论

2、雨流计数法的主要步骤有：①选取典型载荷谱块，顺时针旋转90°，形成一个多层屋顶；②开展雨流计数，记录雨滴走过的路径，计算载荷循环特性；③重复雨流计数；④将所有载荷循环及其循环特性参量列入表中。正确的顺序应该是（）
A、①②③④
B、①②④③
C、②①③④
D、②①④③

单元测验

1、高周疲劳是应力水平（）的（）疲劳。
A、较高长寿命
B、较高短寿命
C、较低长寿命
D、较低短寿命

2、若疲劳试验频率选取为f = 30Hz ，试估计施加次循环大约需要（）小时。
A、5
B、10
C、15
D、20

3、已知某构件在B谱下使用一年的损伤和为∑[(ni/Ni)]=0.125，实际使用寿命为4年。现经改型设计后构件材料不变，载荷谱应力水平减轻后，一年的损伤和为∑[(ni/Ni)]=0.08，试用Miner理论和相对Miner理论估计其寿命分别为（）。
A、12.5 、8
B、8 、8
C、10 、6.25
D、12.5 、6.25

4、如图，第一次雨流的路径及其应力范围为（）。
A、ABDHLNA 700MPa
B、ABDHLMNA 600MPa
C、ABDHLNA 1000MPa
D、ABDHLMNA 1000MPa

5、疲劳缺口系数Kf是缺口处最大实际应力σmax与该处名义应力S之比。

6、Palmgren-Miner理论可用于变幅载荷下的寿命估算，而相对Miner理论的估算精度更好。

7、平均应力值、载荷形式、构件尺寸、表面光洁度、表面处理、使用温度及环境均对疲劳寿命有着不可忽视的影响。

8、为了提高疲劳性能，除改善表面光洁度以外，还可以采用各种方法在构件表面引入残余拉应力，以达到提高疲劳寿命的目的。

9、雨流计数法是常用的循环计数法之一，采用的是单参数计数，只记录平均应力即可。

10、S-N曲线以应力幅为横轴、寿命为纵轴，描点并进行数据拟合。

11、在载荷谱中，载荷—时间历程曲线发生斜率变号的点称为反向点。从加载到卸载曲线斜率由正变负。一个载荷循环包含两次载荷反向。斜率由正变负的反向点称为峰；斜率由负变正的反向点称为谷。相邻峰、谷载荷值之差，称为载荷范围。

12、不同载荷之间的相互转换必须遵守损伤等效的原则。

第三章疲劳应用统计学基础

3.1疲劳数据的分散性随堂测验

1、疲劳寿命试验数据非常分散的主要原因是（）
A、材质不均匀
B、加工质量和尺寸差异
C、试验载荷误差和环境变化
D、以上因素都是

2、关于疲劳寿命试验数据的分散性，下面哪一句是错误的？（）
A、应力水平越高，试验数据越分散
B、缺口件的分散性比光滑件小
C、裂纹扩展寿命的分散性比缺口件寿命的分散性小
D、裂纹扩展寿命的分散性比光滑件寿命的分散性小

3.2正态分布随堂测验

1、下面关于正态分布的描述，哪一句是错误的？（）
A、对数寿命常常是服从正态分布的
B、正态分布函数的标准差反映随机变量的分散性
C、正态分布变量和分布函数有固定的对应关系，与分布参数无关
D、标准正态分布变量和分布函数有固定的对应关系

3.3给定疲劳寿命下的失效概率估计随堂测验

1、通过试验获得在某应力水平下的一组寿命数据之后，可以采取以下步骤估计给定寿命下的失效概率：①将寿命数据取对数；②利用样本平均值和标准差估计总体分布参数；③求与给定寿命对应的标准正态分布变量；④求与该标准正态分布变量对应的失效概率。正确的顺序是（）
A、①②③④
B、①③②④
C、①③④②
D、①②④③

3.4威布尔分布随堂测验

1、下面关于威布尔分布的描述，哪一句是错误的？（）
A、参数b取3.5~4时，威布尔分布的密度函数与正态分布密度函数形状非常接近
B、威布尔分布有下限参数，因此可以反映材料寿命不小于零这一事实
C、取二次对数可以得到分布函数与寿命之间的线性关系
D、威布尔分布函数是三参数模型，不能退化到二参数情况

3.5线性回归分析随堂测验

1、如果当变量X取某确定值时，变量Y有一个确定的概率分布与它对应，则变量Y与X之间具有（）
A、没有关系
B、确定性关系
C、相关关系
D、不确定关系

2、如果变量Y与X之间具有相关关系，则相关系数取值为（）
A、0<IrI<1
B、r=0
C、r=1
D、r=-1

3、采用最小二乘法拟合两个具有相关关系的变量Y与X时，下面哪一句的说法是错误的？（）
A、回归分析的任务是变量Y与X之间相关关系的近似定量表达式
B、拟合的目标是使估计量和观测值之间的偏差平方和最小
C、样本观测值的平均值有可能落在回归直线上
D、利用回归方程可以进行预测和统计推断

3.6利用回归方程进行统计推断随堂测验

1、线性回归分析的主要步骤有：①绘制样本数据散点图；②采用最小二乘法确定回归系数；③计算相关系数，进行相关性检验；④利用回归方程进行预测和统计推断。正确的顺序应该是（）
A、①②③④
B、①②④③
C、②①③④
D、②①④③

单元测验

1、威布尔分布的三个参数是：，，b。是下限，称为最小寿命参数；反映了数据N的分散性； b 控制密度函数曲线的形状。

2、安全寿命的失效概率Pf 是针对样本本身而言的，置信度γ 是针对样本中的个体来说的。

3、我们可以适当的利用容量较小的疲劳数据样本外推低失效概率下的疲劳寿命。

4、威布尔分布相较于正态分布其优势在于可以反映疲劳寿命有一个大于等于零的下限这一物理事实。

5、寿命N与寿命小于N的分布函数F(N)或是小概率Pf之间是非线性关系，但取二次对数后的和之间有线性关系。

6、回归分析的主要任务是：不仅包括确定回归方程的形式和回归系数，考察变量间的相关性并利用回归方程进行预测和统计判断。

第四章低周疲劳

4.1单调应力-应变响应随堂测验

1、关于工程应力、工程应变、真应力和真应变的描述，下面哪一句是错误的？（）
A、以单轴加载为例，工程应力是载荷与初始截面积之比，而真应力是载荷与变形后截面积之比
B、对于延性材料的单轴加载，和工程应力-工程应变曲线相比最显著的差别是，真应力-真应变曲线一直是单调上升的
C、在体积不变的假设下，真应力与工程应力之间的相对误差为工程应变
D、在体积不变的假设下，真应变与工程应变之间的相对误差为工程应变

2、关于单调应力-应变关系，下面哪一句是错误的？（）
A、应力总是可以分为弹性应力和塑性应力
B、应变总是可以分为弹性应变和塑性应变
C、应力与弹性应变之间的关系满足胡克定律
D、采用Holomon关系描述应力与塑性应变的关系时，如果应变强化指数为零，则材料为理想塑性材料

4.2材料应力-应变响应的循环滞回随堂测验

1、下面关于材料滞回行为的描述，哪一句是错误的？（）
A、在恒幅应变循环试验中，连续监测材料的应力-应变响应，可以得到一系列滞回曲线
B、滞回曲线随循环次数发生变化，表现出循环强化或循环软化现象
C、低强度、软材料趋于循环软化，而高强度、硬材料趋于循环强化
D、经过一定循环周次以后，可以形成稳态滞回环

4.3循环应力-应变响应随堂测验

1、采取以下步骤，可以获得循环应力幅-应变幅曲线：①开展不同应变水平下的恒幅对称循环疲劳试验，得到一系列稳态滞回环；②将这些滞回环绘制在同一坐标图内；③将各个滞回环顶点连接起来；④确定循环应力幅-应变幅曲线参数。正确的顺序是（）
A、①②③④
B、①③②④
C、①③④②
D、①②④③

2、关于循环应力幅-应变幅曲线和滞回环，下面哪一种说法是错误的？（）
A、循环应力幅-应变幅曲线不是真实的加载路径，滞回曲线是真实的加卸载路径
B、描述循环应力幅-应变幅曲线和滞回环，分别需要采用全量形式和增量形式的方程
C、利用循环应力幅-应变幅曲线方程建立滞回环方程，借用了Massing材料假设
D、循环应力幅-应变幅曲线方程和滞回环方程中的参数是不同的

4.4随机载荷下的应力-应变响应随堂测验

1、在分析材料在随机载荷作用下的应力-应变响应时，下面哪一条不需要？（）
A、单调应力-应变关系
B、循环应力幅-应变幅方程
C、滞回环方程
D、材料的记忆特性

2、分析材料在随机载荷作用下的应力-应变响应的主要步骤有：①针对一个典型载荷谱块，首先根据循环应力幅-应变幅方程计算第一点的应力或应变；②在随后的加卸载过程中，要采用滞回环方程计算应力或应变增量，然后通过叠加获得后续点的应力或应变；③如果应变第二次到达某值，并且此前在该值处曾发生应变变化反向，就需要利用材料的记忆特性，按照去掉滞回环后的路径进行计算；④将所有峰、谷点的应力应变数据绘制到坐标图中，画出应力-应变曲线。正确的顺序是（）
A、①②③④
B、①③②④
C、①③④②
D、①②④③

4.5低周疲劳分析随堂测验

1、关于应变-寿命关系，下面哪一种说法是错误的？（）
A、应变幅越小，寿命越长
B、拉伸平均应力使寿命缩短，压缩平均应力使寿命延长
C、转变寿命只与材料相关
D、材料循环响应参数与疲劳性能参数之间是完全独立的

4.6缺口件的疲劳随堂测验

1、缺口根部局部应力-应变分析的主要步骤有：①根据缺口根部的名义应力或名义应变，利用单调应力-应变关系，计算缺口根部的名义应变或名义应力；②利用线性理论或Neuber双曲线，建立缺口根部局部应变（和局部应力）与名义应变（和名义应力）之间的关系；③根据单调应力-应变关系建立缺口根部局部应变和局部应力之间的关系；④联立求解局部应变和局部应力。正确的顺序应该是（）
A、①②③④
B、①②④③
C、②①③④
D、②①④③

2、缺口件疲劳寿命分析的主要步骤有：①利用典型载荷谱块起点处的名义应力或名义应变，联立循环应力幅-应变幅曲线和Neuber双曲线，计算起点处对应的缺口根部的局部应力和局部应变；②在从点i到点i+1的加卸载过程中，根据载荷谱给出的名义应力增量或名义应变增量，联立滞回环方程和增量形式的Neuber双曲线方程，求解缺口根部的局部应力增量和局部应变增量；③通过叠加计算点i+1对应的缺口根部局部应力和局部应变；④确定稳态环的应变幅和平均应力，利用应变-寿命关系估算寿命。正确的顺序是（）
A、①②③④
B、①③②④
C、①③④②
D、①②④③

单元测验

1、拉伸加载情况下，真实应力（）工程应力，真实应变（）工程应变。
A、大于大于
B、小于大于
C、大于小于
D、小于小于

2、以下关于滞回行为说法错误的是（）。
A、随着循环次数的增加，循环应力幅不断增大，以致滞回换顶点位置随循环次数不断改变，这表明循环次数对应力应变响应有影响。
B、经过一定循环周次后，一定有稳态滞回环出现。
C、在横幅对称应变循环下，随着循环次数增加，若应力幅增大，则称为循环强化，若相反应力幅减小，则成为循环软化。
D、出现循环强化还是循环软化与材料及其热处理状态有关。

3、根据Neuber理论，已知某缺口材料弹性模量E=50GPa，单调强度系数K =2000MPa，应变强化指数n=0.125。设缺口名义应力S=800MPa，弹性应力集中系数Kt = 3 ，则缺口根部的局部应变为（），局部应力约为（）。
A、0.0857 1400MPa
B、0.06 1000MPa
C、0.05 1300MPa
D、0.0857 1000MPa

4、在拉伸加载下，真实应变ε小于工程应变e，真实应力σ大于工程应力S， e越大，σ-S，e-ε越大。

5、在单调应力—应变关系中，应变强化指数n为无量纲量，常用金属结构材料n一般在0~0.6之间。当n=0时表示该材料为理想弹性材料。

6、材料的循环应力—应变响应可以由循环应力幅—应变幅方程和滞回环方程描述循环滞回行为是其与单调加载条件相比的主要不同之处。

7、对于缺口件的平面应变情况，Neuber假定，应变集中系数等于弹性应力集中系数，即应变集中的不变性假设。

8、Palmgren—Miner理论在变幅载荷情况下并不适用。

9、标准试件的单轴拉伸可分为四个阶段，分别为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段，最终发生断裂。

10、当应变再次达到某值时，并且此前在该值处曾发生过应变变化的反向，则应力—应变曲线将形成反向滞回环，这种行为称为记忆特性。

11、传统的应力和应变是以变形后的几何尺寸定义的，称为工程应力（S）和工程应变（e）。

第五章线弹性断裂力学

5.1结构中的裂纹随堂测验

1、下面哪一种裂纹类型不属于按照承受载荷作用方式给出的裂纹分类？（）
A、埋藏裂纹
B、张开型裂纹
C、撕开型裂纹
D、滑开型裂纹

2、关于裂纹对结构强度的影响，下面哪一句是错误的？（）
A、裂纹会严重削弱结构或构件的强度
B、裂纹在载荷或环境作用下，可能会发生扩展
C、裂纹尺寸越大，结构剩余强度越低
D、工作中偶然出现的高载，即使超过结构剩余强度，也不会引起结构破坏

5.2平面问题的应力函数及其复变函数表示随堂测验

1、弹性力学平面问题为什么适合采用复变函数求解？（）
A、应力函数是双调和函数
B、解析函数的实部和虚部是调和函数，也是双调和函数
C、解析函数的线性组合是调和函数，也是双调和函数
D、弹性力学平面问题只能采用复变函数求解

5.3裂纹尖端场随堂测验

1、具有对称性的裂纹尖端场一般采用哪一种方法求解更简便？（）
A、Westgaard方法
B、Kolosov-muskhelishvili函数
C、Goursat公式
D、Airy应力函数

2、关于裂纹尖端应力场，下面哪一种说法是错误的？（）
A、在其求解过程中，构造满足边界条件的应力函数至关重要
B、由应力强度因子控制，与远场应力和裂纹尺寸有关
C、关于裂尖距，具有-1/2次方的奇异性
D、应力和位移解适合整个结构体所在区域

5.4应力强度因子随堂测验

1、关于应力强度因子，下面哪一句不正确？（）
A、与远场应力和裂纹尺寸成正比
B、常用单位为
C、与构件尺寸有关
D、对于I型裂纹问题，无限大中心裂纹板的几何修正系数为1；半无限大单边裂纹板的几何修正系数为1.1215

2、下面哪一种方法不属于应力强度因子的求解方法（）
A、解析法
B、数值计算方法
C、叠加法
D、直接查应力强度因子手册

5.5材料断裂韧度的实验测试随堂测验

1、在开展材料断裂韧度试验时，下面哪一条与裂纹预制要求无关？（）
A、切割切口用的钼丝直径在0.1mm左右
B、利用疲劳载荷预制的裂纹长度不小于1.5mm
C、疲劳载荷的大小必须满足
D、试件厚度为宽度的二分之一

2、在开展材料断裂韧度试验时，为什么要求试件厚度不小于？（）
A、试件厚一点更有利于安装和加载
B、如果满足该条件，则就与试件厚度无关
C、如果满足该条件，则会取到最小，更安全
D、B和C都是

5.6能量释放率随堂测验

1、能量释放率的概念是谁首先提出的？（）
A、Airy
B、Griffith
C、Irwin
D、W?hler

2、关于能量释放率，下面哪一种说法是错误的？（）
A、能量释放率是裂纹扩展单位面积需要消耗的能量
B、在线弹性框架下，能量释放率与应力强度因子之间必然存在确定的联系
C、在线弹性断裂力学中，能量释放率和应力强度因子是等价的
D、能量释放率不适合作为线弹性断裂力学的断裂控制参量

单元测验

1、平面应变断裂韧度越大，材料的抗断能力；而且还与温度有关，，材料越易发生断裂。（）
A、越强、越小
B、越强、越大
C、越弱、越小
D、越弱、越大

2、在球形压力容器中，若内压不变，压力容器直径d越大，作用的膜应力越，临界裂纹尺寸越，抗断裂能力越。（）
A、大大好
B、大小差
C、大小好
D、小小差

3、在线弹性断裂力学中，应力强度因子常用的计算方有（）
A、解析法
B、数值计算法
C、叠加法
D、三者都是

4、I型裂纹问题的应力场只是x和y的函数，属于平面问题；II型裂纹问题的应力场则属于空间问题。

5、初始裂纹尺寸越小，材料的断裂韧度越大，发生断裂的临界应力越大。

6、一般来说，材料的应力强度因子随着厚度B的增大而增大，且当厚度足够小时，才会趋于稳定。

7、在预制裂纹的过程中，为了尽快制作出裂纹，疲劳载荷越大越好。

8、对于在无穷远处受均匀拉应力作用的无限大中心裂纹板（假设远场应力保持不变），此时，外力做功一半用于增加结构应变能，一半用于推动裂纹向前扩展。

第六章表面裂纹

6.1拉伸载荷作用下无限大体中的埋藏裂纹随堂测验

1、关于拉伸载荷下无限大体中的埋藏裂纹，下面哪一句说法是错误的？
A、椭圆埋藏裂纹的应力强度因子既与远场应力、裂纹尺寸有关，也与椭圆形状、裂尖点位置有关
B、椭圆埋藏裂纹长轴方向的应力强度因子最小，短轴方向应力强度因子最大
C、圆盘形裂纹尖端应力强度因子与裂尖点位置有关
D、如果长轴趋于无穷大，那么无限大体中的埋藏裂纹问题就转变为无限大体中的中心裂纹问题

6.2拉伸载荷作用下无限大体中的半椭圆表面裂纹随堂测验

1、关于拉伸载荷下半无限大体中的半椭圆表面裂纹，下面哪一句说法是错误的？
A、前自由表面修正系数是一个常数
B、最深处和表面处的应力强度因子更受关注，因为在这里应力强度因子会取到最大值或最小值
C、如果长轴趋于无穷大，那么半无限大体中的半椭圆表面裂纹问题就转变为半无限大体中的单边裂纹问题
D、在半圆形表面裂纹最深处，前自由表面修正系数是1.03；而在表面处，前自由表面修正系数是1.21

6.3弯曲和拉弯组合载荷作用下有限体中的表面裂纹随堂测验

1、拉弯组合载荷作用下表面裂纹的应力强度因子的近似求解，主要步骤有：①将裂纹面上非均匀分布的应力做近似线性处理；②将线性分布的应力看作均匀拉伸和纯弯曲的组合；③分别给出均匀拉伸和纯弯曲载荷单独作用时表面裂纹的应力强度因子解；④利用叠加原理得到拉弯组合载荷作用下的应力强度因子解。正确的顺序是
A、①②③④
B、①②④③
C、①③②④
D、①③④②

单元测验

1、表面裂纹问题是问题，其形状一般呈，用表示。（）
A、二维圆形圆形
B、二维半椭圆形半椭圆形
C、三维圆形圆形
D、三维半椭圆形半椭圆形

2、在垂直于裂纹面的远场均匀拉应力作用下，无限大体中椭圆形埋藏裂纹的应力强度因子在短轴方向的裂纹尖端处取得，在长轴方向的裂纹尖端处取得。（）
A、最大值最小值
B、最大值最大值
C、最小值最小值
D、最小值最大值

3、在拉伸载荷作用下，无限大体中圆盘形埋藏裂纹的应力强度因子在其圆周上处处相等。

4、在研究半无限大体中半椭圆埋藏裂纹的应力强度因子时，无法通过从无限大体中椭圆形埋藏裂纹应力强度因子表达式引入修正系数修正而得到。

5、任意条件下，都可以通过叠加原理由拉伸、弯曲载荷作用下表面裂纹的应力强度因子解来计算拉、弯组合载荷作用下应力强度因子。

6、前自由表面修正系数Mf与半椭圆表面裂纹的形状参数（短长轴之比）有关，且该值越小，修正系数越大。

第七章弹塑性断裂力学

7.1裂纹尖端的小范围屈服随堂测验

1、关于裂纹尖端的小范围屈服，下面哪一句说法是错误的？
A、由于裂纹尖端应力集中，必然会在裂纹尖端附近形成一定范围的屈服区
B、裂纹尖端的屈服区尺寸与材料屈服应力、裂纹尺寸和远场应力（或名义应力）都有关
C、在相同条件下，平面应变情况的裂尖塑性区比平面应力情况要小得多
D、如果考虑裂纹尖端存在屈服区，就可以不必非要满足静力平衡条件

7.2小范围屈服下的应力强度因子修正随堂测验

1、关于小范围屈服的应力强度因子修正，下面哪一句说法是错误的（）
A、只要裂尖塑性区尺寸与裂纹尺寸相比足够小，就可以认为小范围屈服条件是满足的
B、在小范围屈服条件下，屈服区外仍然可以采用线弹性断裂力学给出解答
C、根据Irwin塑性修正，有效裂纹长度等于真实裂纹长度加上屈服区尺寸的一半
D、对于受远场拉应力作用的无限宽中心裂纹板，修正前后的应力强度因子相对误差，与远场应力和屈服应力之比是反向相关的

7.3裂纹尖端的张开位移和Dugdale模型随堂测验

1、关于Dugdale模型，下面哪一句说法是错误的？
A、Irwin的有效裂纹概念是Dugdale模型的基础
B、为了求解裂尖张开位移，Dugdale假设含裂纹体在远处受均匀拉应力作用而在虚拟裂纹区域受均匀压缩屈服应力作用，作用后的总体效果是使裂纹尖端奇异性消失
C、Dugdale模型给出的裂尖张开位移公式可以退化到小范围屈服情况
D、裂纹尖端张开位移只适合作为大范围屈服问题的断裂控制参量

7.4裂纹尖端张开位移的实验测试随堂测验

1、关于裂纹尖端张开位移，下面哪一句说法是错误的？
A、裂尖张开位移与缺口张开位移都可以分成弹性和塑性两部分
B、裂尖张开位移的塑性部分与缺口张开位移的塑性部分之间的关系，可以根据塑性铰假设利用几何关系得到
C、三点弯曲试件的塑性转动因子为0.44
D、裂尖张开位移的临界值就是裂尖张开位移塑性部分的临界值

7.5J积分随堂测验

1、关于J积分，下面哪一句是错误的？
A、J积分与积分路径无关
B、在线弹性情况下，J积分与应力强度因子和能量释放率都有明确的对应关系
C、在单向拉伸条件下，幂硬化材料裂纹尖端的弹塑性应力应变场具有奇异性，它们的强度受J积分控制
D、J积分与CTOD之间没有明确的对应关系

单元测验

1、J积分的适用条件为（）
A、单调加载大变形体力为零的二维问题
B、循环加载小变形体力为零的空间问题
C、单调加载大变形体力为零的空间问题
D、单调加载小变形体力为零的二维问题

2、J积分通过线积分利用远处的（）和位移场来描述裂纹尖端的力学特性，与积分路径（）。
A、应力场无关
B、应变场无关
C、应力场有关
D、应变场有关

3、某大尺寸厚板含一表面裂纹，受远场拉应力σ作用。材料的屈服应力为σs=500MPa，断裂韧度，当a/c=0.5，作用应力为300MPa时形状参数Q为（），临界裂纹深ac 为（）。
A、1.178 10.14mm
B、1.317 3.47mm
C、1.178 3.47mm
D、1.317 10.14mm

4、弹塑性断裂力学能在大范围屈服的条件下，定量描述裂纹尖端区域的力学参量，建立这些参量与裂纹几何、作用载荷等之间的内在联系，并提出适合工程实际应用的弹塑性断裂判据。由于弹塑性断裂问题属于线性可动边界问题，所以非常复杂，很难得到精确解。

5、利用Mises屈服准则得到的裂纹尖端屈服区尺寸之所以需要修正是因为原线弹性解只满足静力平衡条件，未考虑到屈服后的应力分布也必需使静力平衡条件得到满足。

6、Irwin认为有效裂纹由实际裂纹和裂尖屈服区的虚拟裂纹构成，Dugdale则认为是两种载荷，即远场应力和有效裂纹两端虚拟裂纹范围受垂直于裂纹压应力的叠加作用。

7、J积分和CTOD都是描述裂纹尖端附近区域的弹塑性应力应变场特征的重要参数，它们之间没有必然的联系。

8、裂纹尖端张开位移，断裂应力、裂纹尺寸、断裂抗力三者存在定量关系，任意知道其中两项，便可以估计另一个参数的可用范围，即可进行初步的弹塑性断裂控制设计。

9、无限宽中心裂纹板，受远场拉应力作用，塑性修正后应力强度因子增大。其中对应的是平面应变，对应的是平面应力。

10、线弹性材料模型，依据弹性力学理论，计算含裂纹弹性体内的应力分布，裂纹尖端附近的应力趋于无穷大，实际上该区域材料必然会发生屈服。

第八章疲劳裂纹扩展

8.1疲劳裂纹扩展的控制参量随堂测验

1、疲劳裂纹扩展试验的主要步骤有：①预制试件；②在给定载荷下开展恒幅疲劳试验；③记录与载荷循环次数对应的裂纹尺寸；④绘制裂纹长度-载荷循环次数关系（即a-N）曲线。正确的顺序是
A、①②③④
B、①③②④
C、①②④③
D、①④②③

2、疲劳裂纹扩展的控制参量是什么？
A、应力范围
B、裂纹长度
C、应力比
D、应力强度因子范围

8.2疲劳裂纹扩展规律随堂测验

1、什么条件下的曲线是基本曲线？
A、R=0
B、R=1
C、R=-1
D、R=0.5

2、根据裂纹扩展速率的快慢及其变化情况，曲线可以分为（）
A、两个区域
B、三个区域
C、四个区域
D、五个区域

3、关于曲线，下面哪一句说法是错误的？
A、疲劳裂纹要扩展，应力强度因子必须大于门槛值
B、在中速率区，有良好的对数线性关系，可以用Paris公式描述
C、在疲劳裂纹发生扩展时，应力强度因子范围存在一个上限。
D、只要是疲劳裂纹扩展问题，寿命就应该由低速率区、中速率区和高速率区三个区域的寿命构成

8.3疲劳裂纹扩展寿命预测随堂测验

1、利用Paris公式预测疲劳裂纹扩展寿命，必须首先知道（）
A、材料断裂韧度和门槛应力强度因子范围
B、初始裂纹尺寸
C、载荷条件
D、剩余寿命

8.4应力比对疲劳裂纹扩展的影响随堂测验

1、关于应力比对疲劳裂纹扩展的影响，下面哪一句是错误的？
A、应力比对疲劳裂纹扩展的影响在R>0和R<0区间存在显著差异
B、在R>0区间，随着R增大，曲线将整体向左移动
C、Forman公式可以考虑应力比对疲劳裂纹扩展的影响
D、在R<0区间，应力比对疲劳裂纹扩展的影响可以比照R>0的区间来考虑

8.5加载频率对疲劳裂纹扩展的影响随堂测验

1、关于加载频率对疲劳裂纹扩展的影响，下面哪一句说法是错误的？
A、在低速率区，加载频率的影响不显著
B、在中速率区，加载频率越高，疲劳裂纹扩展速率越小
C、一般来说，频率对裂纹扩展速率的影响比应力比的影响要小很多
D、即使在高温或腐蚀环境下，频率对疲劳裂纹扩展的影响也可以忽略

8.6腐蚀疲劳随堂测验

1、关于应力腐蚀开裂，下面哪一句说法是错误的？
A、在腐蚀介质作用下，即使应力强度因子小于材料的断裂韧度，也可能发生应力腐蚀开裂
B、应力强度因子越低，发生应力腐蚀开裂需要的时间会越长
C、如果应力强度因子低于发生应力腐蚀开裂所需的应力强度因子门槛值，则应力腐蚀开裂不会发生
D、应力腐蚀开裂的应力强度因子门槛值是一个材料参数，只与材料有关

单元测验

1、在裂纹长度—载荷循环次数关系曲线中，我们知道：对于给定的裂纹长度a，随着循环应力幅增大，应力强度因子范围，曲线斜率；对于给定的循环应力幅，随着裂纹长度a减小，，曲线斜率。（）
A、增大增大增大增大
B、增大增大减小减小
C、减小减小增大增大
D、减小减小减小减小

2、S-N曲线、ε-N曲线以时的曲线作为基本曲线，da/dN-?K曲线以时的曲线作为基本曲线。（）
A、R = -1 、R = -1
B、R = -1 、R = 0
C、R = 0 、R = -1
D、R = 0 、R =0

3、加载频率对腐蚀介质中疲劳裂纹扩展有不可忽视的影响，其中加载频率，越有充分的时间使腐蚀介质发挥作用，因此腐蚀疲劳裂纹扩展速率会。（）
A、越高、越快
B、越高、越慢
C、越低、越快
D、越低、越慢

4、如图所示的腐蚀疲劳裂纹扩展速率曲线与（）的裂纹扩展曲线最契合。
A、铝合金在淡水中的疲劳裂纹扩展
B、马氏体镍钢在干氢中的疲劳裂纹扩展
C、高强钢在盐溶液中的疲劳裂纹扩展
D、锌片在弱酸溶液中的疲劳裂纹扩展

5、控制疲劳裂纹不发生扩展的条件是。

6、初始裂纹尺寸相较于材料断裂韧度对裂纹扩展寿命的影响要大得多。

7、对于给定材料，在加载条件（应力比、频率等）和实验环境相同的情况下，只要采用的试件形状、尺寸不同，此时得到的疲劳裂纹扩展速率就不同。

8、材料或结构在腐蚀介质中，当只有静载作用且裂纹尖端的应力强度因子远低于临界断裂韧度值，那么就不可能发生裂纹扩展。

9、在室温和无腐蚀环境中，频率在0.1~100Hz变化时对裂纹扩展速率的影响可以不计，但在高温或腐蚀环境下这个影响则需要考虑进去。

第九章裂纹闭合理论与高载迟滞效应

9.1裂纹闭合理论随堂测验

1、关于Elber的裂纹闭合理论，下面哪一句是错误的？
A、裂纹张开之前必须首先克服裂纹尖端区域的残余压应力
B、张开应力和闭合应力近似相等
C、裂纹闭合参数与应力比有关
D、疲劳裂纹扩展速率由应力强度因子范围控制

2、关于有效应力强度因子范围，下面哪一句是错误的？
A、要根据有效应力范围，而不是应力范围，计算有效应力强度因子范围
B、采用有效应力强度因子范围描述疲劳裂纹扩展速率，可以包含应力比的影响
C、和应力强度因子范围相比，有效应力强度因子范围是控制疲劳裂纹扩展更本质的参量
D、采用有效应力强度因子范围作为控制参量，Paris公式不再适用

9.2裂纹闭合应力的实验测定随堂测验

1、下面哪一种情况，裂纹张开位移不可能是完全线性的？
A、长锯缝
B、短锯缝
C、疲劳裂纹
D、以上都不可能是完全线性的

2、下面哪一种现象，不可能用裂纹闭合理论来解释？
A、在疲劳裂纹扩展问题中，有应力强度因子范围门槛值存在
B、应力比对疲劳裂纹扩展有影响
C、载荷作用次序对疲劳裂纹扩展有影响
D、约束条件（平面应力或平面应变）对疲劳裂纹扩展有影响

9.3高载迟滞效应随堂测验

1、关于高载迟滞效应，下面哪一句不正确？
A、迟滞效应可以用于延寿，具有更高的工程价值
B、只要载荷设计得当，材料或结构的寿命就可以得到成倍的延长
C、高载迟滞效应可以从残余应力和裂纹闭合理论两个方面进行解释
D、以上都不正确

单元测验

1、变幅载荷谱作用下裂纹扩展的加速或迟滞效应对寿命会带来截然相反的影响，加速会_____寿命，迟滞可以_____寿命。( )
A、缩短，延长
B、缩短，缩短
C、延长，缩短
D、延长，延长

2、塑性叠加法是以线性弹性理想塑性材料和比例流动加载为前提条件的，因此一旦违反这两个前提，塑性叠加法将不再适用。

3、之所以存在门槛应力强度因子范围，是因为循环应力中只有大于张开应力的部分，对疲劳裂纹扩展才有贡献。若循环最大应力，则裂纹不会扩展。

期末考试

《疲劳与断裂》期末考试

1、已知某应力循环的平均应力σm=180MPa，应力比R=0.2，那么其循环应力幅σa和最小应力σmin分别为（）。
A、120MPa、60MPa
B、100MPa、40MPa
C、100MPa、50MPa
D、80MPa、40MPa

2、关于平均应力对疲劳性能的影响，下面的说法哪一句是对的？（）
A、拉伸平均应力对疲劳是不利的，压缩平均应力对疲劳是有利的
B、拉伸平均应力对疲劳是有利的，压缩平均应力对疲劳是不利的
C、拉伸平均应力和压缩平均应力对疲劳都是有利的
D、拉伸平均应力和压缩平均应力对疲劳都是不利的

3、下面关于威布尔分布的描述，哪一句是错误的？（）
A、参数b取3.5~4时，威布尔分布的密度函数与正态分布密度函数形状非常接近
B、威布尔分布有下限参数，因此可以反映材料寿命不小于零这一事实
C、取二次对数可以得到分布函数与寿命之间的线性关系
D、威布尔分布函数是三参数模型，不能退化到二参数情况

4、以下说法错误的是（）。
A、采用Holomon关系描述应力与塑性应变的关系时，如果应变强化指数为零，则材料为理想塑性材料
B、循环强化和循环软化现象的出现与循环载荷水平有关
C、拉伸平均应力使寿命缩短，压缩平均应力使寿命延长
D、大多数金属材料，在达到一定的载荷循环次数之后，应力-应变响应会逐渐趋于稳定，形成稳态滞回环

5、在开展材料断裂韧度试验时，下面哪一条与裂纹预制要求无关？（）
A、切割切口用的钼丝直径在0.1mm左右
B、利用疲劳载荷预制的裂纹长度不小于1.5mm
C、疲劳载荷的大小必须满足Kmax<2/3KIC
D、试件厚度为宽度的二分之一

6、以下说法正确的是（）。
A、拉伸载荷下无限大体中的圆盘形埋藏裂纹，应力强度因子与裂尖点位置有关
B、拉伸载荷下无限大体中的圆盘形埋藏裂纹，应力强度因子与裂尖点位置有关
C、任意条件下，都可以通过叠加原理由拉伸、弯曲载荷作用下表面裂纹的应力强度因子解，来计算拉、弯组合载荷作用下的应力强度因子
D、在拉伸载荷作用下，无限大体中圆盘形埋藏裂纹的应力强度因子在其圆周上处处相等

7、表面裂纹问题是____问题，其形状一般呈，用____表示。（）
A、三维半椭圆形半椭圆形
B、二维圆形圆形
C、三维圆形圆形
D、二维半椭圆形半椭圆形

8、拉伸平均应力会使疲劳裂纹扩展速率da/dN（），而腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率da/dN会（）。（）
A、增大，降低
B、增大，增高
C、减小，降低
D、减小、增高

9、S-N曲线、ε-N曲线以（）时的曲线作为基本曲线，da/dN-?K 曲线以（）时的曲线作为基本曲线。（）
A、R = -1 、R = -1
B、R = 0 、R = -1
C、R = -1 、R = 0
D、R = 0 、R = 0

10、关于高载迟滞效应，下面哪一句不正确？（）
A、迟滞效应可以用于延寿，具有重要的工程价值
B、高载迟滞有立即迟滞和延迟迟滞两种最常见的形式
C、高载迟滞效应可以从残余应力和裂纹闭合理论两个方面进行解释
D、高载迟滞现象是指在拉伸高载作用后的高载循环中，发生疲劳裂纹扩展速率减缓的现象

主观题

1、请简述疲劳破坏的主要特点以及其破坏的阶段？

2、简述利用简化雨流计数法进行随机载荷谱循环载荷计数的主要步骤。

3、什么是高周疲劳和低周疲劳？

4、线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学的断裂控制参量有哪些？

5、影响疲劳裂纹扩展的主要因素有哪些？至少写出两个影响因素，并作简要说明。

6、一、已知有一构件受弯曲循环应力作用，其中σmax=1000Mpa，σmin=400Mpa。若已知材料的极限强度为σu=1200Mpa，试估算其疲劳寿命。（k取0.5，基本S-N曲线采用Basquin公式表示）

7、二、某大尺寸钢板有一中心裂纹a0=1mm，受到R=-1、σmax=150MPa的循环载荷作用。已知材料的应力强度因子范围门槛值ΔKth=10.2MPa√m，断裂韧度Kc =200MPa√m，疲劳裂纹扩展速率满足Paris公式，参数C=4×10^(-10)，m=2。试估算此钢板的寿命。