【精品】材料性能学

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1、图1-2几种典型材料的力一伸长曲线1、应力:（条件）应力与（条件）应变定义及定义式应变:《材料性能学》复习第一章材料单向静拉伸的力学性能一、力一伸长曲线（拉伸图）1、曲线上变形三阶段（1）、弹性变形（2）、塑性变形（屈服现象）（3）、不均匀变形（颈缩阶段）及断裂阶段（会画）2、拉伸图的种类曲线1为淬火、高温回火后的高碳钢曲线2为低合金结构钢曲线3为黄铜曲线4为陶瓷、玻璃曲线5为橡胶类（会画）二、应力一应变曲线（0—£曲线）2、应力一应变曲线（工程应力一应变曲线）图1-3低碳钢的应力一应变曲线①②③④⑤其中,真应变:真应力:F一瞬时载荷,A—瞬时面积3、各种性能指标(1)、强度指标弹性极

2、限：oe=Fe/SO比例极限：op=Fp/SO屈服极限：os=Fs/SO；屈服强度o0・2=F0・2/S0强度极限：ob=Fb/SO断裂强度：Sk=Fk/Sk(2)、塑性指标①延伸率：5k=(Lk-LO)/LOX100%②断面收缩率：Vk=(SO-Sk)/SOX100%4、真应力一真应变曲线(S—e曲线)则：cr=S(l_0)1-4真应力一真应变曲线K两曲线比较三、弹性变形及其实质（一）、弹性变形的特点•1、可逆性；・2、单值线性关系；•3、弹性变形量较小（£V0.5〜1%）（二）、双原子模型解释弹性变形1-5离子间的相互作用力四.弹性的不完整性与内耗（一）、滞弹性（弹性后效）1.正弹

3、性后效2.反弹性后效3・产生原因4、危害（二）、包申格效应包申格（Bauschinger）效应：是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%）,而后再同向加载规定残余伸长应力（或弹性极限）增加，反向加载，规定残余伸长应力（或弹性极限）降低的现象.原因：包申格（Bauschinger）效应可能与第二类内应力有关；危害：包申格（Bauschinger）效应可弱化材料，因而应予以消除;消除办法五、断裂1、断裂概念2、断裂的类型及断口特征3、韧性断裂与脆性断裂概念韧性断裂的特点；脆性断裂的特点4、穿晶断裂与沿晶断裂剪切断裂；解理断裂；准解理断裂5、断裂强度（1）.理论断裂强度（会推

4、导）理论断裂强度和实际强度说（2）.断裂强度的裂纹理论（Griffith强度理论）Griffith强度理论c兀a22E（儿+乙）此公式说明的问题金属材料YS=Ye+YPGriffith强度理论第二章材料在其他静载下的力学性能主要讲了硬度试验一、布氏硬度(HB)(1)测定原理(2)、优缺点•优点：压痕面积较大，其硬度值能反映材料在较大区域内各组成相的平均性能，试验数据稳定，重复性强。•缺点：因压痕直径较大，一般不宜在成品件上直接进行检验；对硬度不同的材料需要更换压头直径D和载荷F,同时压痕直径的测量也比较麻烦，需查表计算。(3)测试范围二、洛氏硬度(HR)(1)测试原理(2)洛氏硬度试验

5、的优缺点(3)测试范围三、维氏硬度(HV)与显微硬度(HM)(1)测试原理(2)洛氏硬度试验的优缺点(3)测试范围第三章材料的冲击韧性及低温脆性一、一次冲击弯曲试验测试原理tUAk=GHi-GH2（J）冲击功Ak图3-1冲击试验原理1-摆锤2•试样ak=Ak/FN（J/cm2）FN…缺口处试样的面怀二、冲击韧性及其工程意义（1）它能反映出原始材料的冶金质量和热加工产品的质量.（2）测定材料的韧脆性转变温度三、小能量多次冲击试验图3-4多次冲击曲线A当冲击功A高时（0点左侧），材料的多冲抗力N主要取决于材料的B当冲击功A低时，材料的多冲抗力N主要取决于材料的强度（如下图）材料1塑性>材料

6、2塑性第四章材料的断裂韧性一、裂纹扩展的基本方式1.张开型（I型）裂纹扩展2.滑开型（II型）裂纹扩展3.撕开型（III型）裂纹扩展二、断裂韧性概念一般把平面应变的应力条件下，裂纹尖端应力场强度因子的临界值叫做断裂韧性。K]=crJTea(=Yaja三、K1C和8k的区别（1）研究的出发点不同ak是缺口试样一次冲击断裂前吸收的能量，是以能量的角度来研究Klc是具有裂纹试样裂纹尖端应力场强度因子的临界值，是以力学的角度来研究的（2）裂纹扩展途径不同ak是人为制造外部缺口导致的裂纹扩展Klc是材料内部已有的微观裂纹导致的裂纹扩展（3）两者都是材料的内在属性，和材料的本性有关四、影响材料断裂

7、韧度的因素五、断裂韧性Klc的应用确定构件的安全性确定构件的承载能力，即计算构件的断裂强度确定裂纹允许存在的最大尺寸（ac）第五章材料的疲劳性能一、交变载荷：是指大小、方向或大小和方向都随时间作周期性变化或非周期性变化的一类载荷二.疲劳概念：疲劳过程是指材料在小于屈服强度的变动载荷作用下，经过长期运转而逐渐发生损伤累积和开裂，当裂纹扩展达到一定程度后发生突然断裂的过程。疲劳破坏的特点（1）该破坏是一种潜藏的突发性破坏（2）疲劳破坏属低应力循环延