工程材料力学性能ppt课件.ppt

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1、01z8102工程材料力学性能MechanicalPropertyofEngineeringMaterials张峥9/7/20211工程材料力学性能课程简介专业基础课之一与《材料力学》的区别学时：52学时参考书：郑修麟，《材料的力学性能》束德林，《金属力学性能》9/7/20212工程材料力学性能绪论工程材料的力学性能在材料科学与工程中的地位；工程材料力学性能研究对象；工程材料力学性能的分类；力学性能与材料科学的发展。9/7/20213工程材料力学性能绪论工程材料的力学性能在材料科学与工程中的地位；成分/组织结构性能工艺过程表现9/7/20214工程材料力学性能人们一直以来都认

2、为不管用多么坚固的材料做缆索，都有可能承受不了“太空电梯”的重量而发生断裂。但是，随着纳米技术的发展，科学家不断开发出质量轻、强度高的碳纳米管纤维材料，现有的此类纤维材料强度已经达到了所需强度的约四分之一，这使修建“太空电梯”逐渐成为可能。9/7/20215工程材料力学性能1)力学性能是工程结构或部件设计中最重要的数据来源。9/7/20216工程材料力学性能2)力学性能通常是新材料能否由研制状态进入工程应用的基本考核指标。9/7/20217工程材料力学性能3）失效分析中应用。9/7/20218工程材料力学性能绪论工程材料力学性能研究对象；力学性能研究主要包括：1）建立适当的模

3、型和给出定量的处理方法；2）借助微观分析，探讨材料力学性能的实质，以便能动地改造和提高材料的力学性能。9/7/20219工程材料力学性能绪论工程材料力学性能研究对象；力学性能涉及的内容：1）工程材料在各种服役条件下的失效机理；2）各种力学性能指标的物理概念、实用意义以及它们之间可能的相互联系；3）影响工程材料力学性能的因素以及提高力学性能的方向和途径；4）各种力学性能测试方法。9/7/202110工程材料力学性能绪论工程材料力学性能研究对象；力学性能主要指材料的弹性、塑性和强度。弹性－－材料在外力作用下保持固有形状和尺寸的能力。塑性－－材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能

4、力。强度－－对塑性变形和断裂的抗力。9/7/202111工程材料力学性能绪论工程材料力学性能的分类；1）按服役温度分－－低、室、高温；2）按加载速度分－－静、动载；3）按有无腐蚀环境分；4）材料在不同的应力状态下有不同的响应。9/7/202112工程材料力学性能绪论4）材料在不同的应力状态下有不同的响应。受载物体的任何一点的应力分为切应力τ和正应力σ。α=τmax/σmax9/7/202113工程材料力学性能绪论力学性能与材料科学的发展。低碳钢－高强钢及高耐热材料。随着航空航天海洋工程技术发展，要求材料具有材料具有高强度、高刚度、高韧度和低密度等更好的综合性能，而且还要经受各

5、种极端环境的考验——>两种或两种以上材料的复合——>各向异性。9/7/202114工程材料力学性能第一章　静拉伸下的力学性能第一节　拉伸曲线和应力－应变曲线1、拉伸试样2、拉伸曲线和应力-应变曲线3、真应力-真应变曲线9/7/202115工程材料力学性能圆形试样板状试样9/7/202116工程材料力学性能试样为什么要确定比例？标距内的绝对伸长由均匀伸长和颈缩处的集中伸长两部分组成：9/7/202117工程材料力学性能9/7/202118工程材料力学性能9/7/202119工程材料力学性能9/7/202120工程材料力学性能纯弹性型玻璃、陶瓷、岩石、横向交联很好的聚合物及一些低

6、温下的金属9/7/202121工程材料力学性能弹性－均匀塑性金属及合金、部分陶瓷及非晶态高聚物。9/7/202122工程材料力学性能弹性－不均匀塑性低温和高应变速率下的面心立方金属（孪生）。某些含碳原子的体心立方铁合金以及铝合金低溶质固溶体。9/7/202123工程材料力学性能弹性－不均匀塑性－均匀塑性型体心立方的铁基合金和若干有色金属。9/7/202124工程材料力学性能弹性－不均匀塑性－均匀性型结晶态高聚物和未经拉伸的线形非晶态高聚物。9/7/202125工程材料力学性能第二节　弹性变形、虎克定律和弹性模量1、弹性变形的虎克定律和双原子模型2、常用弹性常数和弹性模量3、刚

7、度的概念及其应用9/7/202126工程材料力学性能a0ff吸引力－－金属正离子与公有电子间库仑引力作用的结果，这是一种长程力，在比原子间距大得多的距离处它仍然起作用并占优势。排斥力－－由同性电荷（离子，电子）间的库仑斥力以及相邻原子电子层互相重叠的泡里斥力所造成的，这是一种短程长，只有当原子距离接近时才起主导作用。9/7/202127工程材料力学性能a0ff斥力引力原子间距9/7/202128工程材料力学性能常用弹性常数及弹性模量E：正弹性模量，E＝σx/εx,抵抗正应变能力G：切弹性模量，G=τxy