1.3 材料的基本力学性质

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1、材料的强度及强度等级材料的弹性和塑性材料的脆性与韧性材料的硬度与耐磨性1.3材料的力学性质材料的力学性质：材料在外力作用下所引起的变化的性质。这些变化包括材料的变形和破坏。变形：在外力的作用下，材料通过形状的改变来吸收能量——弹性变形和塑性变形。破坏：当外力超过材料的承受极限时，材料出现断裂等丧失使用功能的变化。1、定义：材料抵抗破坏的能力称为强度。2、材料的强度：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等。材料的这些强度是通过静力试验来测定的，故总称为静力强度。材料的静力强度是通过标准试件的破坏试验而测得。一、材料的强度及强度等级a.拉PP3、材料强度试验方法1

2、）材料的抗拉、抗压、抗剪强度（实验）PPb.压PPc.剪切材料的抗压、抗拉、抗剪强度计算公式：式中f—材料的抗压、抗拉或抗剪强度，MPa；Pmax—材料破坏时的最大荷载，N；　A——受力截面面积，mm2。2）抗弯（抗折）强度试验方法1：三点弯曲试验抗弯强度计算公式：式中fm——抗弯强度，MPa；Pmax——弯曲破坏时的最大荷载,N；b，h——试件横截面的宽和高,mm；L——两支点间的距离，mm。bhLPP/2P/2试验方法2：四点弯曲试验（实验）LP/2P/2bhPL/3L/3L/3抗弯强度计算公式：4、影响材料强度的因素1）材料的组成、结构与构造：材料的强度与其组成

3、及结构有关，即使材料的组成相同，其构造不同，强度也不一样。2）孔隙率与孔隙特征：材料的孔隙率愈大，则强度愈小。对于同一品种的材料，其强度与孔隙率之间存在近似直线的反比关系。一般表观密度大的材料，其强度也大。3）试件的形状和尺寸：受压时，立方体试件的强度值要高于棱柱体试件的强度值，相同材料采用小试件测得的强度较大试件高。4）加荷速度：当加荷速度快时，由于变形速度落后于荷载增长的速度，故测得的强度值偏高，反之，因材料有充裕的变形时间，测得的强度值偏低。5）试验环境的温度、湿度：温度高、湿度大时，试件会有体积膨胀，材料内部质点距离加大，质点间的作用力减弱，测得的强度值偏低。6）受力

4、面状态：受力面的平整度，润滑情况等。试件表面不平或表面涂润滑剂时，所测强度值偏低。5、强度等级：建筑材料常根据极限强度的大小，划分为不同的强度等级或标号。如混凝土按抗压强度划分为C7.5～C60;水泥按抗压和抗拉强度划分为32.5～62.5,砂浆按抗压强度划分为M2.5～M20六个等级,热轧钢筋按屈服强度和抗拉强度划分四级。比强度：材料的强度与其表观密度的比值（fc/ρo）。用于评价材料是否轻质高强。1、弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性，这种可恢复的变形称弹性变形。二、材料的弹性和塑性2、塑性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除

5、后，有一部分变形不能恢复，这种性质称为材料的塑性，这种不可恢复的变形称为塑性变形。3、弹性变形与塑性变形的特点弹性变形：变形大小与外力成正比，其比例系数称为弹性模量。材料在弹性变形范围内，弹性模量为常数。弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标，弹性模量愈大，材料愈不易变形。塑性变形：实际上，单纯的弹性材料是没有的，大多数材料在受力不大的情况下表现为弹性，受力超过一定限度后则表现为塑性，所以称为弹塑性材料。弹性变形与塑性变形的区别：前者为可逆变形，后者为不可逆变形1、脆性：材料受外力作用，当外力达一定值时，材料发生突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形。三、材料的脆性与韧性2、韧

6、性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏。1、硬度：材料表面抵抗其它较硬物体压入或刻划的能力。2、硬度指标：莫氏硬度（10级）－石材1－滑石2－石膏3－方解石4－萤石5－磷石灰6－正长石7－石英8－黄玉9－刚玉10－金刚石肖氏硬度－石材布氏硬度（HB）－钢材韦氏硬度:铝合金四、材料的硬度与耐磨性3、硬度测试方法：硬度计3、耐磨性定义：材料在各种作用下抵抗磨损的能力耐磨性指标：耐磨硬度或磨耗率计算公式：式中，Q—材料的耐磨硬度或磨耗率；G1、G2—材料耐磨试验前后的质量；A—试件受磨面积。材料的硬度越大，其耐磨性？化学组成为Mg3[Si4O1

7、0](OH)2，晶体属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。假六方片状单晶少见，一般为致密块状、叶片状、纤维状或放射状集合体。白色或各种浅色，条痕常为白色，脂肪光泽（块状）或珍珠光泽（片状集合体），半透明。摩氏硬度1，比重2.6-2.8。一组极完全解理，薄片具挠性。有滑感，绝热及绝缘性强。滑石莫氏硬度1石膏莫氏硬度15莫氏硬度66萤石饰品莫氏硬度95.7莫氏硬度199莫氏硬度292.6石英莫氏硬度421.4水晶紫水晶又名黄晶，英文名Topaz，来源于梵文Topus，意为“火”。集合体成粒状或块状。无色透明，或呈