材料力学性能1拉伸new概要课件.ppt

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1、材料力学性能MechanicalPropertiesofMaterials关于性能什么是力学性能？材料在外加载荷（外力）作用下或载荷与环境因素（温度、介质、加载速率）联合作用下所表现的行为（力学行为）。评定材料质量优劣的依据，进行安全设计的主要参数。机械性能：mechanicalproperties表现形式：与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系，宏观上表现为变形和断裂。MechanicalpropertiesMechanicalTestsStrength-TensiontestPlasticityDuctile（延性）Stif

2、fness（刚度）Hardness-HardnesstestToughness(韧性)-Impacttest主要力学性能指标强度、塑性、硬度冲击韧度、断裂韧性耐磨性、缺口敏感性疲劳性能、高温性能力学性能化学成分内因冶金质量组织结构残余应力表面内部缺陷载荷性质外因应力状态载荷谱温度环境介质关于失效失效现象：材料对变形和断裂的抗力与服役条件不相适应，便会使机件失去预定的效能。表现形式：过量弹性变形、过量塑性变形、断裂、磨损。失效分析：找出失效的原因，分清责任，给出解决方案。对力学性能的进一步理解材料抵抗外加载荷（外力）引起的变形和断裂的能

3、力或材料失效抗力。力学性能测试方法：国家标准，在实验室条件下测试。力学性能指标：某力学参量≥相应的力学性能指标（失效判据）强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性、缺口敏感性等。评定材料质量的主要依据，选材和强度计算的主要依据。关于力学性能指标实验室条件与实际使用条件的差别：尺寸效应、结构效应、应力状态。力学性能指标的本质、物理概念、实用意义：某力学参量≥相应的力学性能指标（失效判据）力学性能指标间的关系：如强度、塑性、韧性间的关系。微观机理，指标与材料成分、组织的关系正确、合理使用材料，研制新材料；改进、开发冷热加工工艺，发挥材料性能潜力；为

4、构件失效分析提供基础。学习目的力学性能指标的本质、物理意义、实用意义、指标间的关系；材料在服役条件下的失效现象和微观机制；影响力学性能指标的内在因素和外在因素，提高的方向和途径；力学性能测试技术。学习内容教学内容安排第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能第二章金属在其他静加载下的力学性能第三章金属在冲击载荷下的力学性能第四章金属的断裂韧性第五章金属的疲劳第六章金属的应力腐蚀和氢脆断裂第七章金属磨损和接触疲劳第八章金属高温力学性能第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能试验方法：单向静拉伸试验；静载荷指载荷大小、方向不随时间发生变化。特点

5、：温度、应力状态、加载速率确定试样：标准试样或非标试样三种失效形式：过量弹性变形、塑性变形、断裂性能指标：最基本的力学性能指标（强度、塑性等）关于试验方法记录下载荷（力）和伸长量，得到F-ΔL曲线。拉伸实验过程Loadelongation夹持部分过渡部分工作部分(标距)第一节拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线拉伸力-伸长曲线四个阶段:弹性变形不均匀屈服塑性变形均匀塑性变形不均匀集中塑性变形注意:曲线形状与材料的种类和状态有关;与试样尺寸有关。应力-应变曲线工程应力-应变曲线:工程应力工程应变特点:使用方便,计算简单未计及试样变形过程中尺

6、寸变化对应力应变带来的影响第一节拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线弹性极限屈服强度抗拉强度断裂强度TermsfromEngineeringStress-StrainCurve弹性模量ElasticmodulusE=σ/ε比例极限Proportionstrengthσp应力与应变成严格正比关系的最大应力σp=Fp/A0弹性极限Elasticstrengthσe材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形的应力σe=Fe/A0σ0.005σ0.01σ0.05屈服强度Yieldstrengthσs抗拉强度TensilestrengthσbTermsfro

7、mEngineeringStress-StrainCurve塑性:材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。伸长率:试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。断面收缩率:试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。LowcarbonsteelCastingironσ-εcurvesoflow-carbonst.,castingironDuctileVSBrittleMaterialsDifferentDuctileMaterialsStress0.0020.002SySyElas

8、ticPlasticElasticPlasticMostmetals-Al,CuWithoutyieldingLowcarbonsteelWithyieldingStress-straincurvesofdifferen