《材料力学性能》ppt课件

《《材料力学性能》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、材料力学性能刘家臣jcliu@tju.edu.cn13902072240历史时代划分:石器、陶器、青铜器、铁器…新炻器、钢铁、复合材料、纳米…第一章绪论材料是用来制造器件的物质促进社会进步:钢铁材料——工业社会半导体材料——信息社会高温、高比强材料——空天社会？现代文明的重要标志:21世纪——信息、生物、能源、空间、材料性能工艺产品应用设计工程体系结构组成科学体系金属、非金属、高分子、复合原子、电子、宏观、微观、介观定义：给定外界条件下的行为力热/电/磁/光/声/生物关系：基础一、课程地位材料科学与工程体系二、研究对象、内容材料受外力作用后的力学行为规律及其物

2、理本质和评价方法。1、基本力学性能：弹性、塑性、粘性，变形、断裂2、环境介质条件下力学性能：高温、腐蚀、氧化、渗入、疲劳、蠕变金属（基础）、陶瓷（偏重）、高分子（涉及）力学：学科基础；工程力学：设计基础；力学性能：应用基础√三、作用（目的）1）正确选材、评价：索道、刀刃延塑-金属/脆硬-陶瓷/柔弹-高分子2）创新新材料：高铁（减震）、大飞机（复合）、大火箭（防腐）、空天（高温）3）零构件失效分析：1912-Titanic；2003-Columbia；2011-核泄漏；2008-南方冰雪学分&学位第二章材料的静载力学性能2.1静载拉伸试验最基本、广泛的力学性能试

3、验测定力性：评价、比较、选材依据揭示基本力性规律：脆、弹、塑、粘性标准试样：d0,l0,A0,l0=5d0,l0=10d0P拉长l=l-l0条件（工程）应力σ=P/A0，假设A0、l0不变条件（工程）应变ε=Δl/l02.1.1应力应变曲线O①③ambknm’②σα1、脆性材料（陶瓷类①）1）σ—单值对应，直线，最高载荷点断裂2）E=tgα=（σ/），弹性模量的意义：对弹性变形的抗力（刚度设计中的重要指标）3）陶瓷类，横向交联好的聚合物，普通灰铸铁2、弹性材料（高分子类②）1）极大的弹性变形，高分子类，如橡皮2）σ消除δ恢复，无残余形变3）E与“弹性”

4、：E弹性变形的抗力，弹性大的材料，E小3、塑性材料（金属类③）1）颈缩b：均匀变形→集中变形，断裂之前兆2）屈服点a：弹性→塑性；oa：弹性变形，a后：弹性+塑性3）应变强化/加工硬化：经一定塑性变形后屈服点↑的现象。m点卸载，σ沿mn降为零（总应变om’=残留/塑性on+恢复/弹性nm’）,重新加载nmbk，屈服点a↑m。√金属材料应力应变的不同形式高分子材料应力应变的不同形式4、其它（1）脆、塑、弹性综合应用（2）应力应变形式的多样性(3)陶瓷假塑性：仿生层状、陶瓷弱界面、纤维编织、非晶态95CaCO4/５壳质素Cf/SiC1、强度指标2.1.2拉伸性能指

5、标1)屈服强度：比例极限p：符合线性关系的最高应力值弹性极限e：卸载后能完全弹性恢复的最高应力值屈服强度0.2orys：规定以发生一定残留变形为标准的应力(通常以0.2%残留变形的应力表示)2)抗拉强度：σb=Pb(最高载荷)/A0（原始截面积）。是产生最大均匀变形的抗力3)实际断裂强度：Sk=Pk(断裂时载荷)/Ak（真实截面积）。表征材料对断裂的抗力√2、塑性指标1）延伸率：k=(lk-l0)/l0，lk和l0分别为断裂后和原始标长，含均匀延伸率b和集中延伸率c------b取决于材料属性,c与试样几何尺寸有关,l0越大，c越小．对l0

6、=5d0,l0=10d0试样，延伸率分别为５１０，5>102）断面收缩率：Ψk=(A0-Ak)/A0，A0和Ak分别为断口处原始和断裂后最小截面积，含均匀和集中收缩率－－－Ψk只决定于材料性质，与试样尺寸无关3)塑性指标之间的关系,P214）塑性指标的意义：预报：断裂前有变形前兆，防突发脆断，可靠缓冲：局部塑性变形松弛或缓冲偶然过载引起的集中应力，安全加工：塑造期望的形状，如弯曲、冲压等冷成型，↓成本，容易√作业：1）金属材料应力应变曲线的典型形式与主要特征，各为什么材料所特有？2)比较比例极限、弹性极限和屈服强度的异同，说明这几个强度指标的实际意义。

7、3）说明为什么5>10？4)推导延伸率与断面收缩率之间的关系发现：“取一金属丝，长20英尺或30英尺或40英尺，上部固定在一根钉子上，另一端固定一个放砝码用的称盘，以两角规量测盘底与地面的距离；然后，置砝码于其上，测量上述金属丝的伸长并记录之。比较金属丝的伸长量可以发现：其不同伸长的比例，与引起伸长所置的砝码重量的比例相同。”300年前RobertHooke用F=kx表示之，后来演化成σ=E不完善:①只描述了受力→变形，缺少卸除→消失，可逆性是弹性变形的重要特征！②只考虑了伸长，忽略截面的收缩。创新-完善–表达？1800年前：郑玄-在“考弓记·弓人”描述

8、测试弓力时，“每加物一石，则张一尺”2