材料物理性能-部分知识点.docVIP

G:\009 1. 名义应力：真实应力： 正应力——伸长或缩短的量——正应变，用σ表示； 剪切应力——畸变或转动的量——剪切应变，用τ表示。 名义应变：真实应变： 正应变：xx，yy，zz； 剪切应变：xy，yz，zx。 2. 材料受力形变的三个阶段： 弹性形变：当外力去除后，能恢复到原来形状和尺寸的形变。 塑性形变：外力去除后，形状或尺寸不能恢复的形变。 断裂。 3. 根据受力形变特征，材料可分为： 脆性材料（非金属材料）：只有弹性形变，无塑性，形变或塑性形变很小。 延性材料（金属材料）：有弹性形变和塑性形变。 弹性材料（橡胶）：弹性变形很大，没有残余形变（无塑性形变）。 4. 结论： 弹性形变的物理本质：原子间结合力抵抗外力的宏观表现。 弹性系数ks和弹性模量E是反映原子间结合强度的标志。 5. 影响弹性模量的因素即影响原子间结合力的因素。 （1）键合方式： 共价键和离子键结合力强，弹性模量E较大；金属键和分子键结合力弱，E较低。（2）晶体结构因材料的方向不同差别很大，排列越致密的方向结合越紧密，E越大。（3） 温度大部分固体，受热后渐渐开始膨胀、变软，原子间结合力减弱，弹性常数降低。（4）复相的弹性模量 在二相系统中，总模量介于高模量成分和低模量成分间，类似于二相系统的热膨胀系数，通过假定材料有许多层组成，这些层平行或垂直于作用单轴应力，找出最宽的可能界限。 6. 一些非晶体有时甚至多晶体在比较小的应力作用下可同时表现出弹性和粘性，称为粘弹性。理想弹性体受应力作用立即产生应变，与时间无关。一旦应力撤除，应变也随之立即消除。实际固体材料的应变产生与消除需要有限时间，这种与时间有关的弹性称为滞弹性。 7. 应变蠕变 固体材料在恒定荷载下，变形随时间延续而缓慢增加的不平衡过程，或材料受力后内部原子由不平衡到平衡的过程，也叫徐变。当外力除去后，徐变变形不能立即消失。应力弛豫 在持续外力作用下，发生变形着的物体，在总的变形值保持不变的情况下，由于徐变变形渐增，弹性变形相应的减小，由此使物体的内部应力随时间延续而逐渐减少的现象。 8. 一个自由振动的固体，即使与外界完全隔离（如处于真空环境），它的机械能也会转化成热能，从而使振动逐渐停止；如果是强迫振动，则外界必须不断提供能量，才能使这个固体维持振动。这种由于固体内部原因而使机械能消耗的现象称为内耗，又叫阻尼，内耗变化的最大值称为内耗峰。 9. 材料屈服时所对应的应力值，即材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力。 10. 产生滑移的条件 几何条件：面间距大；滑移矢量（柏格斯矢量）小。 静电条件：每个面上是同一种电荷的原子，相对滑动面上的电荷相反。 11. 滑移系统 包括滑移方向和滑移面，即滑移按一定的晶面和方向进行。 12. 为什么无机非金属材料不易塑性形变？ 无机非金属材料的离子键或共价键具有方向性，同号离子斥力极大，满足几何条件与静电条件的滑移系统少。结构越复杂，满足条件就越困难。金属的柏格斯矢量一般为3A左右，较小，根据位错形成能E=aGb2，易形成位错；无机材料的柏格斯矢量较大，如MgAl2O4三元化合物为8A，Al2O3的为5A，难以形成位错。 13. 高温蠕变：材料在高温下长时间的受到小应力作用，出现蠕变现象，即时间——应变的关系。在高温条件下，借助于外应力和热激活的作用，形变的一些障碍物得以克服，材料内部质点发生了不可逆的微观过程。 14. 高温蠕变机理 晶格机理——位错攀移理论，主要针对于单晶蠕变，但也可能控制着多晶的蠕变过程； 扩散蠕变理论——空位扩散流动； 晶界机理——多晶体的蠕变。 15. 高温蠕变的影响因素 （1）温度、应力（外界因素） 当温度升高时，形变速率加快，恒定蠕变阶段缩短。增加应力时，曲线形状的变化类似与温度。合力越大，越不易发生蠕变，所以共价键结构的材料具有好的抗蠕变性。 （2）晶体的组成 结构 （3）显微结构 材料中的气孔、晶粒、玻璃相等对蠕变都有影响。气孔率增加，稳态蠕变速率也增大；晶粒越小，稳态蠕变速率越大；温度升高，玻璃相黏度降低，变形速率增大，蠕变速率增大。 16. 理论断裂强度： th =（ E/ r0 ）1/2=（ E/ a ）1/2 Griffith微裂纹理论： c=（2 E / C）1/2 17. 断裂韧性即临界应力场强度因子K1C 当K1随着外应力增大到某一临界值，裂纹尖端处的局部应力不断增大到足以使原子键分离的应力c，此时，裂纹快速扩展并导致试