材料力学性能绪论和第一章_ppt课件

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1、材料力学性能裴立宅材料科学与工程学院Email:lzpei1977@163.com,lzpei@ahut.edu.cn9/4/20211安徽工业大学材料科学与工程学院材料力学性能的定义:材料在外加载荷（外力）作用下，或载荷与环境因素（如温度、介质和加载速率）联合作用下所表现的行为，又称为力学行为。宏观上一般表现为材料的变形或断裂。9/4/20212安徽工业大学材料科学与工程学院机器零件（简称机件）的承载条件一般用各种力学参数（如应力、断裂韧度等），所以就将表征材料的力学参数的临界值或规定值称为材料的力学性能指标或判据。材料力学性能指标具体数值的高低表示材料抵抗变形和断裂能力的大小，是评定

2、材料质量的主要依据。9/4/20213安徽工业大学材料科学与工程学院材料作为一门大型基础学科，内容涉及广泛，我们无机非金属材料专业的学生不仅要了解、掌握无机非金属材料，还需要了解金属材料的力学性能，这对以后大家的学习、就业和工作等方面都是大有益处的。9/4/20214安徽工业大学材料科学与工程学院第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能第二章金属在其他静载荷下的力学性能第三章金属在冲击载荷下的力学性能第四章金属的断裂韧度第五章金属的疲劳第六章金属的应用腐蚀和氢脆断裂第七章金属磨损和接触疲劳第八章金属高温力学性能第十章陶瓷材料的力学性能第十一章复合材料的力学性能普通混凝土的力学性能9/4/2

3、0215安徽工业大学材料科学与工程学院第一节力-伸长曲线和应力-应变曲线力-伸长曲线：是拉伸试验中拉伸力与伸长的关系曲线9/4/20218安徽工业大学材料科学与工程学院9/4/20219安徽工业大学材料科学与工程学院9/4/202110安徽工业大学材料科学与工程学院第二节弹性变形一、弹性变形及其实质9/4/202111安徽工业大学材料科学与工程学院二、虎克定律（一）简单应力状态的虎克定律（二）广义虎克定律9/4/202112安徽工业大学材料科学与工程学院三、弹性模量定义：当应变为一个单位时，弹性模量即为弹性应力，即产生100%弹性变形时所需要的应力。这个定义对金属来讲是没有任何意义的，这

4、是因为金属材料所能产生的弹性变形量是很小的。9/4/202113安徽工业大学材料科学与工程学院四、弹性比功又称弹性比能、应变比能，表示材料吸收弹性变形功的能力9/4/202114安徽工业大学材料科学与工程学院五、滞弹性在弹性范围内快速加载或卸载后，随着时间延长产生的附加弹性应变的现象，称为滞弹性。9/4/202115安徽工业大学材料科学与工程学院由于实际金属具有滞弹性，金属在弹性区快速加载卸载时，由于应变落后于应力，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，称为弹性滞后环（图a）。如果施加交变载荷，且最大应力低于宏观弹性极限，加载速率比较大，则也得到弹性滞后环（图b）。如果交变载荷中最大应

5、力超过宏观弹性极限，就会得到塑性滞后环（图c）。9/4/202116安徽工业大学材料科学与工程学院金属的循环韧性定义：金属材料在交变载荷（或振动）下吸收不可逆变形功的能力，也称为金属的内耗或消振性。意义：循环韧性越高，机件依靠自身的消振能力越好，所以高循环韧性对于降低机器的噪声，抑制高速机械的振动，防止共振导致疲劳断裂意义重大。9/4/202117安徽工业大学材料科学与工程学院六、包申格效应（Bauschinger）9/4/202118安徽工业大学材料科学与工程学院包申格效应的定义：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，残余应变约1-4%，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈

6、服强度）增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。9/4/202119安徽工业大学材料科学与工程学院9/4/202120安徽工业大学材料科学与工程学院消除包申格效应的方法：(1)预先进行较大的塑性变形；(2)在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火，如钢在400-500℃，铜合金在250-270℃退火。9/4/202121安徽工业大学材料科学与工程学院第三节塑性变形一、塑性变形方式和特点变形方式：(1)滑移(2)孪生9/4/202122安徽工业大学材料科学与工程学院多晶金属中每一晶粒滑移变形的规律与单晶金属相同，但是多晶金属中存在晶界，各晶粒的取向也不相同，因而其塑性变形

7、有如下特点：(1)各晶粒变形、不同时性和不均匀性(2)各晶粒变形的相互协调性9/4/202123安徽工业大学材料科学与工程学院二、屈服现象和屈服点（屈服强度）屈服现象是材料产生宏观塑性变形的一种标志。金属材料从弹性变形阶段向塑性变形阶段的过渡明显，表明外力保持恒定时试样仍继续伸长，或者外力增加到一定数值时突然下降，然后外力几乎不变时，试样仍继续伸长变形，这就是屈服现象。呈现屈服现象的金属材料在拉伸时，试样在外力保持恒定仍能继续伸长的