机械制造基础第2版课件作者孙学强主编第一章节金属材料的力学性能.pptVIP

尚辅网 / 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 机 械 制 造 基 础 孙学强 主编 第一章 金属材料的力学性能 教 学 要 求 主 要 内 容 本 章 重 点 本 章 小 结 习 题 机械制造基础 第一章 教学要求 通过学习，学生应掌握金属材料的力学性能指标和测试方法，以及各个指标的物理意义。 在设计机械零件和选择材料时要能根据零件的工作环境，零件所承受的载荷情况重点考虑某些力学性能指标。 机械制造基础 第一章 主要内容 第一节 强 度 和 塑 性 第二节 硬 度 第三节 冲 击 韧 度 第四节 疲 劳 强 度 机械制造基础 第一章 本章重点 金属材料的力学性能指标和测试方法，以及各个指标的物理意义。 机械制造基础 第一章 第一节 强度和塑性 机器上由金属材料研制成的零、部件，在工作过程中都要承受外力 (或称载荷) 作用。 载荷作用的结果将引起零、部件形状和尺寸的改变，这种改变称为变形。 常见的变形方式有： 拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切。 常用的力学性能试验方法有：拉伸试验、硬度试验、冲击试验等。 力学性能的主要指标有：强度、塑性、硬度、冲击韧度等。 机械制造基础 第一章 一、强度 强度—金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。 强度的分类： 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度、抗剪强度。 各种强度之间有一定的联系。一般情况下多以抗拉强度作为判别金属材料强度高低的指标。 抗拉强度是通过拉伸试验测定的。 拉伸试验的方法：用静拉伸力对标准试样进行轴向拉伸，同时连续测量力和相应的伸长，直至断裂。 根据测得的数据，可求出有关的力学性能。 机械制造基础 第一章 1．拉伸试样 试验时应先将被测金属材料制成标准试样。 图1-1所示为圆形拉伸试样。 图1-1 圆形拉伸试样 a) 拉伸前 b) 拉断后 d0——试样的直径； l0——标距长度。根据标距长度与直径之间的关系，试样可分为长试样 ( l0 = 10d0) 和短试样 ( l0 = 5d0)。 机械制造基础 第一章 2．力－伸长曲线 拉伸试验中记录的拉伸力与伸长的关系曲线叫做力－伸长曲线，也称拉伸图。 低碳钢在拉伸过程中，其载荷与变形关系有以下几个阶段： （1）弹性变形 当载荷不超过 Fe 时，拉伸曲线Oe为直线，试样的伸长量与载荷成正比。如果卸除载荷，试样仍能恢复到原来的尺寸，即试样的变形完全消失。 这种随载荷消失而消失的变形叫弹性变形。 图1-2 低碳钢的力—伸长曲线 机械制造基础 第一章 (2) 塑性变形 当载荷超过Fe后，试样将进一步伸长。此时若卸除载荷，弹性变形消失，而另一部分变形却不能消失，即试样不能恢复到原来的尺寸，这种载荷消失后仍继续保留的变形叫塑性变形。 当载荷达到Fs时，拉伸曲线出现了水平或锯齿形线段，表明在载荷基本不变的情况下，试样却继续变形，这种现象称为“屈服”。 （3）断裂 当载荷继续增加到某一最大值Fb时，试样的局部截面缩小，产生所谓的“缩颈”现象。由于试样局部截面的逐渐缩小，故载荷也逐渐降低，当达到拉伸曲线上k点时，试样随即断裂。 Fk为试样断裂时的载荷。 机械制造基础 第一章 在试样产生缩颈以前，由载荷所引起试样的伸长，基本上是沿着整个试样标距长度内发生的，属于均匀变形；缩颈后，试样的伸长主要发生在颈部的一段长度内，属于集中变形。 3．强度指标 强度指标是用应力值来表示的。试样受到载荷作用时，则内部产生大小与载荷相等而方向相反的抗力 (即内力)