材料力学性能前言分析.ppt

材料力学性能的定义: 材料在外加载荷（外力）作用下，或载荷与环境因素（如温度、介质和加载速率）联合作用下所表现的行为，又称为力学行为。 宏观上一般表现为材料的变形或断裂。 机器零件（简称机件）的承载条件一般用各种力学参数（如应力、断裂韧度等）， 所以就将表征材料的力学参数的临界值或规定值称为材料的力学性能指标或判据。 材料力学性能指标具体数值的高低表示材料抵抗变形和断裂能力的大小，是评定材料质量的主要依据。 材料作为一门大型基础学科，内容涉及广泛，我们无机非金属材料专业的学生不仅要了解、掌握无机非金属材料，还需要了解金属材料的力学性能， 这对以后大家的学习、就业和工作等方面都是大有益处的。 五、载荷作用的形式 静载荷:温度、应力状态和加载速率都固定不变。 动载荷:冲击载荷、循环载荷等。 环境与载荷的协同作用 [1] 高建明 主编. 材料力学性能 [M]. 武汉: 武汉理工大学出版社, 2004. [2] 石德珂, 金志浩 主编. 材料力学性能 [M]. 西安: 西安交通大学出版社, 1998. [3] 刘瑞堂 主编. 工程材料力学性能 [M]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2001. [4] 陈楷 主编. 陶瓷材料物理性能 [M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1980. [5] 吴振铎 主编. 无机材料物理性能 [M]. 北京: 清华大学出版社, 1992. * 材料力学性能 Mechanical Properties of Materials 主讲: 管登高 前言 一 、材料工程性能 、 材料力学性能的概念及其研究内容 三、 材料力学性能的表征 四、 材料的基本力学性能 五、 载荷作用的形式 六、 材料在静拉伸下的力学性能 七、关于材料力学性能的参考书 一、 材料的工程性能 使用性能 力学性能、电学性能、光学性能、介电性能 磁学性能、高温性能以及对环境条件引起老化的敏感度等 加工性能: 热加工：铸、锻、焊、热处理…… 冷加工：车、铣、磨…… 特种加工：电火花、激光、离子…… 工程材料对于力学性能的要求 服役过程 保持设计要求的外形和尺寸，保证在 服役期内安全地运行。 生产过程 要求材料具有优良的加工性能。如压 力加工要求优良的塑性和低的塑性变 形抗力。 材料力学性能描述的是材料承 受力或力和其他外界因素共同作用下表现出来的行为。 二、 材料力学性能概念及其研究内容 材料力学性能研究内容 从科学的角度上讲，（金属）材料力学性能主要研究在力或力和其他外界因素共同作用下（金属）变形和断裂的本质及其基本规律； 从失效的观点出发，（金属）材料力学性能主要研究各种材料失效抗力指标（力学性能指标）的物理技术意义，内在因素和外在条件对他们的影响及其变化规律；为正确选择和合理使用材料，提高产品质量提供理论依据和技术支持。 三、材料力学性能的表征 1、材料软硬程度的表征。 2、材料脆性的表征。 3、材料抵抗外力能力表征。 4、材料变形能力的表征。 5、含缺陷材料抗断裂能力的表征。 6、材料抵抗多次受力能力的表征。 7、特殊条件下材料性能的表征。 四、材料的基本力学性能 弹性:是指材料在外力作用下保持和恢复固有形状和尺寸的能力。 塑性:是材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能力． 强度:是材料对变形和断裂的抗力。 寿命:是指材料在外力的长期或重复作用下抵抗损伤和失效的能力，使零件在服役期内安全运行。 六、材料在静拉伸下的力学性能 材料力学性能实验中最基本的试验方法----静拉伸 静拉伸：决定力学性能的四个外在条件 　　　 温 度：常温 　　　　　环境介质：空气 　　　　　加荷速度：静负荷 　　　　　加载方式：拉伸 经验证明，欲表达金属与合金在静拉伸负荷作用下 的力学行为（弹性变形，塑性变形，断裂）最好的 方法是采用光滑圆棒试样进行轴向拉伸 工作部分 过渡部分 夹持部分 圆柱试样 板状试样 形状、尺寸 国标 拉伸试样 圆柱试样：试样工作长度（标长）l0 =5d0 或l0 =10d0 ， d0 为原始直径 低碳钢的拉伸图 拉伸图----加载后标距间的长度变化量?l ? 载荷P关系曲线 ?l伸长(mm) （低碳钢的拉伸曲线） e p s 0 b Pp Pe Ps k Pb Pk ?lb ? lu ? lk Pp ：保持直线关系的最大载荷 过P点曲线开始偏离直线 Pe：变形开始阶段  卸载后立刻恢复原状（弹变）  超过，伸长只部分恢复（塑变） Ps ：屈服时的最小变形 屈服：载荷不增加或反而减少，试 样还继续伸长的现象