材料科学基础 第七章.docVIP

第七章 力学性质 一、学习目的 对于工程师来说，了解不同的材料力学性质如何被测量以及这些性质所代表的内容，是他们的职责所在。他们可能会被要求应用预先规定的材料进行结构或者组分设计，从而使得这些材料不会发生可承受之外的变形或者断裂。 二、本章的主要内容 定义工程应力与工程应变。 陈述Hooke定律，并且指出保证定律有效所遵循的条件。 定义泊松比。 已知工程应力－应变曲线图，确定（a）弹性模量；(b)屈服强度（残余应变0.002时）；（c）拉伸强度；（d）估算延伸百分比。 对于一个延性柱体样品的拉伸形变，描述样品直至断裂的剖面的变化过程。 对于一个承受张力并直至断裂的材料，根据其延展百分比与面积还原率来计算材料的延展度。 根据三点负荷法，计算陶瓷棒弯曲至断裂的弯曲强度。 描绘出聚合物材料中所观察到的三种典型应力－应变特性的示意图。 给出两种最常见的硬度测量技术，并指出二者的不同。 10．(a)指出并简要描述两种不同的显微硬度测量技术；（b）列举这些技术一般被应用的情况。 11．计算延展性材料的工作应力。 三、重要术语和概念 Anelasticity: 滞弹性 In most engineering materials, elastic deformation will continue after the stress application, and upon load release some finite time is required for complete recovery. This time-dependent elastic behavior is known as anelasticity. 应力施加后，大多数工程材料弹性形变都会持续，并且撤去加载，样品的完全回复也需要一定的时间。这种与时间相关的弹性行为称为滞弹性。 Design stress: 设计应力 For static situations and when ductile materials are used, design stress, σd, is taken as the calculated stress level σc (on the basis of the estimated maximum load) multiplied by a design factor, N, that is σd= Nσc, where N is greater than unity. 对于静态条件以及延展性材料的情况下，设计应力σd是计算的应力σc（即估算的最大载荷）乘以一个设计因子N，即σd= Nσc，其中N大于1。 Ductility: 延伸度 Ductility is a measure of the degree of plastic deformation that has been sustained at fracture. 延伸度是指材料在断裂时发生的塑性形变程度的量度。 Elastic deformation: 弹性形变 Deformation in which stress and strain are proportional is called elastic deformation. Elastic deformation is nonpermanent, which means that when the applied load is released, the piece returns to its original shape. 应力与应变成正比关系的形变称为弹性形变。弹性形变是非永久性的，即撤去加载后，样品可恢复初始的形状。 Elastic recovery：弹性回复 Elastic recovery means that when the applied load is released, the piece returns to its original shape. 弹性回复是指当样品所受应力撤销后，其完全回复到初始形状的现象。 Elastomer: 弹性体 Elastomer is a class of polymers whose deformation displayed by strain-stress curve is totally elastic, i.e., large recoverable strains produced at low stress levels. 弹性体是聚合物的一个种类，它的应力－应变曲线表明其变形是完全弹性的，即很低的应力变化就会产生很大的可回复应变。 Engineering strain: 工程应变 Engineering strain ε is defi