第一章工程材料的性能题库.ppt

铸铁　N=107次；非铁合金　N=108次。 疲劳曲线 ?-1 ? N ?n ?2 ?1 N1 N2 Nn Nc 第三节 断裂韧性 Fracture Toughness 现象：在一些高强度钢中，即使σ＜［σ］也会发生断裂。 原因：材料中存在着微小裂纹，在外力作用下，引起应力集中。当外力过大或裂纹尺寸过大，会使材料失稳，迅速断裂。 评价指标：应力场强度因子（KⅠ） 计算公式： 　式中：Y —系数，σ—外加应力，a—裂纹长度的一半 材料的断裂韧度KⅠC　——是材料固有的力学性能，通过试验获得，当KⅠ＞ KⅠC时，材料失稳发生断裂。 (MPa ·m1/2) 具有张开型裂纹的应力分布示意图 裂纹扩展的三种类型 教学目的： 1、掌握强度、硬度、塑性、韧性的概念； 2、熟悉强度、硬度、塑性、韧性的测试方法。 教学内容： 1、强度 2、塑性 3、硬度 4、冲击韧性 5、疲劳 6、断裂韧性 第一章 工程材料的力学性能Mechanical Properties of Metal Materials 测试方法：用一个装有金刚石圆头的锥形小锤， 　　　　　从固定高度h1自由下落到试样表面， 　　　　　观察其回跳高度h2以求得肖氏硬度。 计算公式： 适用范围：可测金属、橡胶、塑料等材料， 　　　　　适合于现场测试大型工件（如机 　　　　　床床身、大型齿轮等）的硬度。 （四）肖氏硬度（Shore Hardness） 机械工程材料 Materials Used in Mechanical Engineering School of Mechanical Engineering Donghua University 材料的概念： 材料是有用的物质 材料反映人类社会的文明水平 材料的分类： 按经济部门分：机械、建筑、电工等 按物质结构分：金属、有机、无机等 按材料功用分：结构材料、功能材料 材料与人类社会： 石器、青铜器、铁器、钢铁及多元 金属材料为主 成分、组织、性能之间的关系；强化基本途径 钢的热处理原理；热处理工艺；常用材料的牌号 绪论 第一章 工程材料的力学性能Mechanical Properties of Metal Materials 物理、化学 使用性能 工程材料 力学（机械） 的性能 铸造 工艺性能 锻造 焊接 切削加工 第一节 静载时材料的力学性能Mechanical Properties of Materials under Static Load 一、静拉伸试验及有关的力学性能 Static Tensile Test 试样→拉伸→拉伸曲线→获得力学性能 一、静拉伸试验及有关的力学性能 弹性和刚度 屈服强度 抗拉强度 塑性 拉伸试验 应力和应变 应力：单位面积上所受的力。 应变：单位长度的伸长量。 （1）σe 弹性极限 （2）σp 比例极限 （3）弹性—材料具有弹性变形的能力，用εe表示； （4）刚度—表示材料抵抗弹性变形抗力的大小； （5）弹性模量—用来表示刚度的一个指标 E= σe /ε 注意：E由材料本身决定，强化处理不能改变E 值 数值很接近，常取同一值 （一）弹性和刚度Elasticity and Rigidity （二）强度 Strength 强度 Strength—材料抵抗变形和断裂的能力 屈服强度 Yield Strength 物理意义：材料开始产生塑性变形的最低应力。 计算公式：σs=Fs/S0 (MPa) 注意：有些材料在拉伸过程 中无明显平台，如铸铁，则 用σ0.2表示。 抗拉强度Tensile Strength 物理意义：材料对均匀塑性变形的抵抗能力。 计算公式： 注意：材料的形变强化； 拉断前的局部变形（缩颈）。 （二）强度 Strength （三）塑性 Plastisity 两个概念： 塑性变形—去除外力后不能恢复的变形。 塑性—材料在断裂前产生塑性变形的能力。 计算公式：