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汽车机械基础;本章的教学目标:
;研究对象及内容;机械是人类祖先在长期的生活和生产劳动探索中逐渐产生的.
机械是人类的生产劳动工具,是人类社会生产力发展的重要标志,是人类文明的产物.
最古老的机械形式:杠杆、水车、风车、手工纺织机等.
机械是减轻或替代体力劳动、提高生产效率的辅助工具,是机器和机构的总称。
;十八世纪蒸汽机的发明促进了欧洲机械工业的发展,原动机的出现标志着机械工业的质的飞跃;
各门力学学科的发展为机械的设计制作奠定了科学基础,使机械工业迅猛发展;
汽车是机械设备中的典型代表;
机械设备的其它典型例子:
加工机床、机械手、机器人、日用机械设备等。;机械的典型例子:汽车;机械的典型例子:飞机;;;;;;原动机部分:;机器的定义及三个特征:;机构:具有机器前两个特征的多构件组合 体;或由多构件组成且各构件间有 确定的相对运动.如:
脚踏自行车、 脚踏缝纫机、
发动机中的曲柄滑块机构.
构件:机器中运动的基本单元;如:
发动机的连杆 零件:机器中最小的制造单元;如:螺钉
部件:一套协同工作且完成共同任务的零
件组合。如:轴承
;机械的作用;金属材料的基本知识;教学目标
1、 了解材料的主要力学性能指标:
屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩
率、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧
性等力学性能及其测试原理;
2、强调各种力学性能指标的生产实际意义;
3、了解工程材料的物理性能、化学性能及工
艺性能。 ;金属材料的使用性能
包括物理性能、化学性能、工艺性能和力学性能,
对于工程材料来说,其中最重要的是力学性能。
材料的力学性能
是指材料在外力作用下所表现出来的特性。力学
性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧度及疲劳强
度等。;材料的其他性能;;拉伸试验
;z; 强度指标-采用应力的大小来度量
材料受到外力作用会发生变形,同时在材料内部产生一个抵抗变形的力称为内力。单位面积上的内力称为应力,单位为Pa(帕),即N/m2工程上常用MPa(兆帕),1MPa=106pa,或1Pa=1N/m2,或1MPa=1N/mm2。
; ???1)屈服点σs材料产生屈服时的最小应力。单位为MPa。
σs= Fs/AO (1-1)
式中,Fs是屈服时的最小载荷(N);A0是试样原始截面积。
对于无明显屈服现象的金属材料(如高碳钢、铸铁),测量屈服点很困难,工程上经常采用残余伸长为0.2%原长时的应力σ0.2作为屈服强度指标,称为规定残余伸长应力。
σ0.2= F0.2/AO (1-2)
(2)抗拉强度σb材料在拉断前所承受的最大应力,单位为MPa。抗拉强度表示材料抵抗均匀塑性变形的最大能力,也是设计机械零件和选材的主要依据。
σb= Fb/AO (1-3)
式中,Fb是试样断裂前所承受的最大载荷(N)。;
强度意义:一般机械零件或工具使用时,不允许发生塑性变形,故屈服点σs是机械设计强度计算的主要依据;抗拉强度代表材料抵抗拉断的能力,若应力大于抗拉强度,则会发生断裂而造成事故。工程上还通过计算屈强比(σs /σb,屈服点与抗拉强度的比值来判别材料强度的利用率,屈强比高,材料性能使用效率高,一般材料的屈强比以0.75为宜。
; 金属材料在载荷的作用下,产生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。通过拉伸试验测得 的常用塑性指标有:断后伸长率和断面收缩率。
断后伸长率δ
试样拉断后的标距伸长量和原始标距之比
δ=(L1—L0)/L0×100% (1-4)
式中,L1试样原始标距长度。L0试样拉断后的标距长度。
; 金属材料在载荷的作用下,产生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。通过拉伸试验测得的常用塑性指标有:断后伸长率和断面收缩率。
断面收缩率ψ
试样拉断处ψ=×100%横截面积的缩减量与原始横截面积之比
ψ= =(A0—A1)/AO ×100% (1-5)
式中,Ao是试样的原始横截面积;A1是试样断口处的横截面积。;练习题一; 某工厂买回一批材料(要求:бs≥230MPa;бb≥410MPa;δ5≥23%;ψ≥50%)。
做短试样(l0=5d0;d0=10mm)拉伸试验,结果如下:Fs=19KN,Fb=34.5KN;l1=63.1mm;d1=6.3mm;问买回的材料合格吗?;某工厂买回一批材料(要求:бs≥230MPa;бb≥410MPa;
δ5≥23%;ψ≥50%).做短试样(l0=5d0;d0=10mm)拉伸
试验,结果如下:Fs=19KN,Fb=34.5KN;l1=63.1mm;d1=6.3mm问买
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