材料力学性能复习总结

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1、可编辑版绪论弹性：指材料在外力作用下保持和恢复固有形状和尺寸的能力。塑性：材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能力。刚度：材料在受力时抵抗弹性变形的能力。强度：材料对变形和断裂的抗力。韧性：指材料在断裂前吸收塑性变形和断裂功的能力。硬度：材料的软硬程度。耐磨性：材料抵抗磨损的能力。寿命：指材料在外力的长期或重复作用下抵抗损伤和失效的能。材料的力学性能的取决因素：内因——化学成分、组织结构、残余应力、表面和内部的缺陷等；外因——载荷的性质、应力状态、工作温度、环境介质等条件的变化。第一章材料在单向静拉伸载荷

2、下的力学性能1.1拉伸力—伸长曲线和应力—应变曲线应力—应变曲线退火低碳钢在拉伸力作用下的力学行为可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形和不均匀集中塑性变形和断裂几个阶段。弹性变形阶段：曲线的起始部分，图中的oa段。多数情况下呈直线形式，符合虎克定律。屈服阶段：超出弹性变形范围之后，有的材料在塑性变形初期产生明显的塑性流动。此时，在外力不增加或增加很小或略有降低的情况下，变形继续产生，拉伸图上出现平台或呈锯齿状，如图中的ab段。退火低碳钢应力—应变曲线均匀塑性变形阶段：屈服后，欲继续变形，必须不断

3、增加载荷，此阶段的变形是均匀的，直到曲线达到最高点，均匀变形结束，如图中的bc段。不均匀塑性变形阶段：从试样承受的最大应力点开始直到断裂点为止，如图中的cd段。在此阶段，随变形增大，载荷不断下降，产生大量不均匀变形，且集中在颈缩处，最后载荷达到断裂载荷时，试样断裂。Word完美格式可编辑版弹性模量E：应力—应变曲线与横轴夹角的大小表示材料对弹性变形的抗力，用弹性模量E表示。塑性材料应力—应变曲线（a）弹性—弹塑性型：Oa为弹性变形阶段，在a点偏离直线关系，进入弹—塑性阶段，开始发生塑性变形，开始发生塑性变形

4、的应力称为屈服点，屈服点以后的变形包括弹性变形和塑性变形。在m点卸载，应力沿mn降至零，发生加工硬化。（b）弹性-不均匀塑性-均匀塑性型：与前者不同在于出现了明显的屈服点aa′，有时呈屈服平台状，有时呈齿状。应变约1%~3%。退火低碳钢和某些有色金属具有此行为。（c）弹性-均匀塑性型：未出现颈缩前的均匀变形过程中发生断裂。主要是许多金属及合金、部分陶瓷和非晶态高聚物具有此种曲线。（d）弹性-不均匀塑性型：形变强化过程中出现多次局部失稳，其塑性变形方式通常是孪生而不是滑移。当孪生速率超过试验机夹头运动速度时，

5、载荷会突然松弛而呈现锯齿形的曲线。某些低溶质固溶体铝合金及含杂质的铁合金具有此行为。加工硬化：材料经历一定的塑性变形后，其屈服应力升高的现象称为应变强化或加工硬化。颈缩：材料经均匀形变后出现集中变形的现象称为颈缩。1.2弹性变形材料受外力作用发生尺寸和形状的变化，称为变形。外力去除后，随之消失的变形为弹性变形，剩余的（即永久性的）变形为塑性变形。弹性变形的重要特征是其可逆性，即受力作用后产生变形，卸除载荷后，变形消失。曲线1：两原子间的引力曲线2：两原子间的斥力曲线3：两原子之间的作用力Word完美格式可编

6、辑版当原子间相互平衡力受外力而受到破坏时，原子位置相应调整，产生位移。而位移总和在宏观上表现为变形。外力去除后，原子依靠之间的作用力又回到原来平衡位置，位移消失，宏观变形消失。弹性模量E：表征材料抵抗正应变的能力。在单向受力状态下E=σxσy切变模量G：表征材料抵抗剪切变形的能力。在纯剪切应力状态下G=τxyγxy泊松比ν：反映材料受力后横向正应变与受力方向上正应变之比。单向受力状态下体积弹性模量K：表示物体在三向压缩下，压强p与体积变化率ΔV/V之间的线性比例关系。K=E3(1-2ν)刚度：工程上弹性模量

7、为称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同的应力状态下产生的弹性变形量越小。弹性比功：弹性比功又称弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功而不发生永久变形的能力。金属拉伸时的弹性比功用应力—应变曲线下影线的面积表示，即式中，ae为弹性比功，σe为弹性极限（材料由弹性变形过渡到弹—塑性变形时的应力）；εe为最大弹性应变。在应力作用下应变不断随时间而发展的行为，以及应力去除后应变逐渐恢复的现象都统称为弹性后效。实际金属在外力作用下产生弹性变形，开始时沿OA线产生瞬时弹性应变OC，如

8、果载荷保持不变，还产生随时间延长而逐渐增加的应变CH。这种在加载状态下产生的滞弹性变形称为正弹性后效。卸载时，延BD线只有应变DH立即消失，而应变OD是卸载后随时间延长才缓慢消失的，这种在卸载后产生的滞弹性变形称为反弹性后效。弹性滞后环：弹性变形时因应变滞后于外加应力，使加载线和卸载线不重合而形成的回线称为弹性滞后环。交变循环载荷，加载速度快交变循环载荷，加载速度慢Word完美格式可编辑版存在弹性滞后环的现象说明