工程材料的力学性能讲解.pptVIP

* * 第三章 工程材料的力学性能 材料的力学性能 材料在外加载荷和环境因素（温度、介质）联合作用下所表现的抵抗变形和断裂的能力 意义 这些性能指标是材料设计、材料选用、工艺评定以及材料检验的重要依据 3.1 拉伸试验 3.2 硬度试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 3.1 拉伸试验 设备 应力-应变曲线 3.1 拉伸试验 揭示材料在静载荷作用下的力学行为，即弹性变形、塑性变形、断裂三个基本过程，还可以确定材料的最基本的力学性能指标 弹性 3.1 拉伸试验 材料在外力作用下产生变形，若外力去除后变形完全消失，材料恢复原状，则这种可逆的变形就叫弹性变形 弹性模量 弹性极限 材料在弹性变形阶段，应力(σ)与应变(ε)成正比关系，两者的比值称为弹性模量，记为E, E =σ/ε 它表征材料对弹性变形的抗力。工程上也称E为材料的刚度。 是表征材料产生微量塑性变形的抗力， σe = Pe / F0 通常很难确定。在国家标准中把产生0.01%残余伸长所需的应力作为规定弹性极限，记为σ0.01。 弹性滞后 应变落后于应力的现象称为弹性滞后。 强度 3.1 拉伸试验 材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力 屈服强度 抗拉强度 出现载荷不增加而试样还继续伸长的现象称为屈服。屈服时所对应的应力，σs = Ps / F0 屈服强度表征材料发生明显塑性变形时的抗力。通常规定产生0.2%残余伸长所对应的应力，作为条件屈服强度，记为σ0.2 试样能承受的最大载荷除以试样原始截面积所得的应力 σb = Pb / F0 是材料在拉伸条件下能够承受最大载荷时的应力值, 表征了材料对最大均匀变形的抗力 塑性 3.1 拉伸试验 断裂前材料发生塑性变形的能力叫塑性 伸长率 断面收缩率 δ = [( L0 - L1 )/ L0 ]?100% 通常用L0 = 5d0 和L0 = 10d0 两种比例试样来测定伸长率，分别记为δ5和δ10 ψ = [( F0 - Fk )/F0 ] ? 100% 3.1 拉伸试验 3.2 硬度试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 硬度 是材料抵抗局部变形的能力。 通常采用静载压入法试验 布氏硬度 在力P的作用下把直径为D的钢球压入被测材料，布氏硬度值是载荷P除以压痕(球冠)的面积，用HB表示。 3.2 硬度试验 硬度 是材料抵抗局部变形的能力。 通常采用静载压入法试验 洛氏硬度 因所用压头和载荷不同又分为：HRC、HRB和HRA三种。洛氏硬度不宜测定硬而脆的薄层 3.2 硬度试验 硬度 是材料抵抗局部变形的能力。 通常采用静载压入法试验 维氏硬度 压头是136°金刚石四棱锥体，测量出压痕对角线, 用此值查表得硬度值，用HV表示。(显微硬度) 3.2 硬度试验 3.1 拉伸试验 3.2 硬度试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 3.3 冲击试验 冲击试验方法 一次摆锤冲击试验机 3.3 冲击试验 冲击韧性 摆锤冲断试样所失去的能量，即对试样断裂所作的功，称为冲击功，用Ak表示。如用试样缺口处截面积FN去除，即得冲击韧性，用ak表示, 单位为J/cm2 3.1 拉伸试验 3.2 硬度试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 3.4 疲劳试验 疲劳概念 但在交变载荷作用下经过较长时间后发生断裂，这种现象称为疲劳 疲劳抗力的指标 评定材料疲劳抗力的指标是疲劳极限，即表示材料经受无限多次循环而不断裂的最大应力，记为σr 。在不同的交变应力（σ）下测定试样发生断裂的周次（N），绘制σ-N曲线 *