机械工程材料 教学课件 作者 徐先锋 何柏林 主编第2章 材料的力学性能.ppt

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1、工程材料及机械制造基础讨论材料的性能是由什么决定的？钢丝、铁丝、铜丝和铝丝四者的性能有哪些区别？第2章材料的力学性能工程材料的物理性能2.1工程材料的力学性能2.2拉伸试验2.3冲击试验2.42.5总结2.1工程材料的物理性能材料的性能主要包括使用性能和工艺性能。使用性能是指材料在使用过程中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能是指材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。本章主要介绍材料的力学性能。2.1工程材料的物理性能密度：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。熔点：材料缓慢

2、加热时，由固态变为液态并有一定潜热吸收（或放出）时的温度。导电性：材料传导电流的能力。导热性:材料传导热量的能力。热膨胀性：材料因温度的改变而引起体积膨胀或收缩，这种热胀冷缩的现象叫做热膨胀性。磁性：材料能被磁化或被磁铁吸引的性能。金属磁性材料和陶瓷磁性材料（铁氧体）都有居里点，铁为770℃。2.2工程材料的力学性能Titanic沉没原因2.2工程材料的力学性能工地塔吊断臂造成1死2伤2.2工程材料的力学性能2006年贵州一在建公路项目桥梁垮塌2.2工程材料的力学性能1986年“挑战者”号航天飞机“挑战者”号在发射73秒后忽然爆炸解

3、体，造成机上7名宇航员全部遇难，造成这起悲剧的罪魁祸首是“挑战者”号右侧固体火箭推进器上的密封圈，这个密封圈在航天飞机发射时断裂，使一股加压气体猛冲向火箭推进器，火箭推进器因此遭到破坏，造成“挑战者”号液氢燃料爆炸，产生的空气动力将轨道器撕裂。悲剧发生后，美国政府立即对事故原因展开调查，美国航天飞机因此停飞32个月。2.2工程材料的力学性能“哥伦比亚”号返回途中发生爆炸变形{塑变弹变塑性、弹性极限、屈服点、弹性、刚度1、基本概念载荷{动载荷静载荷2.2工程材料的力学性能2.2工程材料的力学性能力学性能是通过力学试验得到的。力学试验一

4、般采用的是标准试样，即具有标准的形状和尺寸（偶尔也采用真实构件），并在专用的试验机上完成的。通过不同的力学试验，可以获得诸如强度、延性、冲击韧性等性能指标。试验时根据所受载荷的不同，可以分为1）静载试验，包括静载拉伸、压缩、扭转、弯曲等。所谓静载是指缓慢地施加载荷；2）动载试验，是指快速施加载荷，例如冲击试验；3）疲劳试验，在试验过程中载荷的大小（方向）在不断的变化或者载荷的大小和方向同时变化；4）高温力学性能试验，试验时不论是什么样的力学性能指标，都是在较高温度环境中进行测试的，它反映的是材料高温时的变形和断裂抗力。强度{屈服强度

5、抗拉强度疲劳强度应力2.2工程材料的力学性能硬度{布氏硬度洛氏硬度维氏硬度2.2工程材料的力学性能韧性：材料断裂前吸收变形能量的能力----韧度冲击韧性：材料抵抗冲击载荷的能力。断裂韧性：在有裂纹存在时，材料抵抗脆性断裂的能力。蠕变：2.2工程材料的力学性能2.3拉伸试验试验设备：2.3拉伸试验试验步骤：制出标准拉伸试样；将试样装夹在拉伸试验机上，缓慢加载，使其产生变形，直到拉断试样为止；根据拉伸试验过程中载荷大小和对应的变形量的关系，画出材料的拉伸曲线（一般试验机可自动记录）。2.3拉伸试验低碳钢单向静拉伸应力――应变曲线2.3拉

6、伸试验塑性可以定量地表示为相对延伸率和相对断面收缩率。相对延伸率用δ表示，它是断裂后试样标距长度的相对伸长率，其数值等于标距的绝对伸长量除以试样的原始标距长度，用百分数表示为：相对断面收缩率用ψ表示，它是断裂后试样缩颈处的横截面积的相对缩减率，其数值等于横截面积的绝对减少量除以试样的原始标横截面积，用百分数表示为：2.3拉伸试验塑性是力学性能指标中的一个总共要参量。它是衡量试样在断裂之前能够经受得塑性变形的度量。材料在断裂前没有塑性变形，称之为脆性材料。2.3拉伸试验试验设备：2.4冲击试验铁路货运冲击试验机2.4冲击试验摆锤冲击实

7、验仪制出带有U型缺口的标准冲击试样（GB229-84）；将试样固定在专用夹台上；将质量为G的摆锤举至高度为H1的位置后自由落下，并记下摆锤冲断试样后上升的高度H2和试样断口处的截面积F；根据公式ɑKU=（GH1-GH2）*9.8/FJ/cm2试验步骤2.4冲击试验2.5总结工程材料的物理性能工程材料的力学性能拉伸实验冲击实验ThankYou!