材料力学行为-第二章-孙巧艳20130522.主讲.pdfVIP

第二章 材料的变形和断裂 第一节金属的弹性变形 一弹性变形的特点 1 变形是可逆的，去除外力后变形消失； 2 应力应变服从虎克定律，线性关系。(理想情况） 二弹性变形的物理机制 核心：弹性模量 金属材料为例 r 0 原子 原子 势能 斜率 弹性变形：原子收到外力的 作用偏离平衡位置 原子间作用力 r :平衡位置 0 弹性模量影响因素 原子结构的影响 过渡族金属具有高 的弹性模量 d 电子数为6的过渡族金属 的弹性模量最高 温度的影响 温度升高，弹性模量降低 三 弹性变形分类 1 理想弹性 应力应变服从胡克定律 应变对应力响应为线性； 同时满足以下关系 应力与应变同相位 应变与应力的单值函数 2 非理想弹性行为 实际情况，材料很难满足上述关系 伪弹性、滞弹性和黏弹性 3 伪弹性（形状记忆合金的变形特性） 应力达到一定的水平， 合金发生马氏体相变而 产生大的变形量，应力 去除，马氏体发生逆相 变回到原来的母相，变 形回复，无残留。 形状记忆现象 演示实验 形状记忆合金的应用 抛物面形状的卫星天线 （TiNi ） 单程记忆效应 2 滞弹性（弹性后效）（加载、卸载速度较大的情况） 滞弹性：材料在快速加载或卸载后随时间的延长 而产生的附加弹性应变的性能。 σσ 0 s 加载：应变aH与时间有关 正弹性后效：加载时应变落后于应 力而与时间有关的滞弹性称为正弹 性后效。 卸载：应变eO与时间有关 反弹性后效：卸载时应变落后于应力而与 时间有关的滞弹性称为反弹性后效。 金属和高分子材料的滞弹性比较明显； 材料组织不均匀，切应力分量越大，滞弹性越明显 应用:对仪器仪表的重要传感元件精度有重要影响，如测力弹簧。 3 内耗 材料受到交变应力作用时，由于滞 弹性影响，应变落后于应力变化， 两者之间存在相位差，产生阻尼作 用，消耗能量。称之为内耗。 内耗的的原因：与材料微观组 织结构和物理性质有关 回线面积越大，消耗的能量越大。 两端定扎位错的非弹性运动；间 隙原子或者置换原子的有序化， 微运动，消耗能量 晶界迁移，磁性的变化 内耗大，材料的消振性愈 好，对零件降低噪音、抑 内耗的应用：内耗与材料的消振性有关。 制振动意义重大。 第二节 金属的塑性变形