材料性能学复习总结(王从曾版)l力学部分..doc

材料性能学复习总结（王从曾版） 第一章 1. 熟悉力——拉伸曲线和应力——应变曲线的测试方法。(书本P1) 常用的拉伸试件:为了比较不同尺寸试样所测得的延性,要求试样的几何相似，l0／A01/2要为一常数．其中A0为试件的初始横截面积。 光滑圆柱试件:试件的标距长度l0比直径d0要大得多；通常，l0=5d0或l0=10d0 板状试件:试件的标距长度l0应满足下列关系式：l0=5.65A01/2或11.3A0 1/2 。 a.拉伸加载速率较低,俗称静拉伸试验。 严格按照国家标准进行拉伸试验，其结果方为有效，由不同的实验室和工作人员测定的拉伸性能数据才可以互相比较。 b.拉伸试验机带有自动记录或绘图装置，记录或绘制试件所受的载荷P和伸长量Δl之间的关系曲线; 工程应力――载荷除以试件的原始截面积即得工程应力，σ=P／A0 工程应变――伸长量除以原始标距长度即得工程应变ε，ε=Δl／l0 2. 掌握弹性变形的实质（书本第三页） 构成材料的原子或分子自平衡位置产生可逆位移的反应。 3. 掌握弹性变形的性能指标 E = 2 (1+n )G E： 正弹性模量（杨氏摸量） n：柏松比 G：切弹性模量 物理意义：产生100％弹性变形所需的应力。 工程意义：工程上把弹性模量E、G称做材料的刚度，它表示材料在外载荷下抵抗弹性变形的能力。 4. 熟悉弹性比功、弹性极限、比例极限的物理意义和工程意义 弹性比功 We：材料开始塑性变形前单位体积所能吸收的弹性变形功，又称弹性比能或应变比能。 比例极限 是保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，其表达式为 弹性极限 是材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力，其表达式为 sp、s e的工程意义：对于要求服役时其应力应变关系严格遵守线性关系的机件，应以比例极限作为选择材料的依据；对于服役条件不允许产生微量塑性变形的机件，设计时应按弹性极限来选择材料。 5. 熟悉影响弹性模量的主要因素 l 键合方式和原子结构 共价键、离子键和金属键都有较高的弹性模数；对于金属元素：E = k / r m k， m1特征常数， r原子半径，r 增加，E减小 l 晶体结构 单晶体材料：各向异性，最密晶向上E较大，反之则小。多晶体材料：各晶粒的统计平均值，表现为各向同性，但称为伪各向同性。介于单晶体最大值与最小值之间。非晶态材料：各向同性。 l 微观组织 对金属材料来说E是一个组织不敏感的力学性能指标，而对高分子和陶瓷E对结构和组织敏感。 l 温度T T↑原子结合力下降，E↓ 。 l 加载条件 金属、陶瓷E影响不大，对高分子E有影响。 6. 掌握几种非理想弹性行为的定义、物理意义以及工程上的利弊。 l 滞弹性：材料在快速加载或则卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变得性能。 l 粘弹性 定义：材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机制同时存在的力学行为。表现为应变对应力的响应（或反之）不是瞬时完成，而需要通过一个馳豫过程，但卸载后应变逐渐恢复，不留残余变形。表现形式：应力松驰：恒定温度和形变作用下，材料内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。蠕变：恒定应力作用下，试样应变随时间变化的现象。高分子材料当外力去除后，这部分蠕变可缓慢恢复。 l 伪弹性 定义：在一定温度条件下，当应力达到一定水平后，金属或合金将由应力诱发马氏体相变，伴随应力诱发相变产生大幅度弹性变形的现象。伪弹性变形量60%左右。工程应用：形状记忆合金 l 包申格效应：定义：金属材料经预先加载，产生少量塑性变形（1-4%），然后再同向加载，弹性极限（屈服极限）增加，反向加载，σe降低的现象。工程上：材料加工工艺时，需注意或考虑包申格效应，输油管UOE工艺包申格效应大的材料，内应力较大。包申格效应和材料的疲劳强度也有密切关系。（书12） 7. 掌握塑性变形的机理。（书本15页） 结晶态高分子材料:塑变机制：塑性变形是由薄晶转变为沿应力方向排列的微纤维束的过程； 非晶态高分子材料：塑变机制：在正应力作用下形成银纹或在切应力作用下无取向分子链局部转变为排列的纤维束。 8. 掌握塑性变形指标（屈服强度，延伸率，伸长率）的测定方法。 l