工程材料學(xué)-1材料的力學(xué)性能(已修改)
2025-01-06 14:54 本頁(yè)面
【正文】 工 程 材 料 學(xué) 南京航空航天大學(xué) 梁文萍 ? 材料的靜載力學(xué)性能 ◇拉伸試驗(yàn) ◇硬度 ? 材料的動(dòng)載載力學(xué)性能 ◇沖擊試驗(yàn) ◇疲勞試驗(yàn) ? 斷裂韌性 第一章 材料的力學(xué)性能 學(xué)習(xí)目的和要求 1. 理解材料常用力學(xué)性能指標(biāo)的 物理意義 。 2. 了解 強(qiáng)度 、 塑性 、 硬度 及 沖擊韌性 指標(biāo)的 測(cè)試方法 以及使用這些指標(biāo)時(shí)應(yīng)注意的 局限性 ，重點(diǎn)掌握 布氏硬度 和 洛氏硬度 的 優(yōu)缺點(diǎn) 、 相互關(guān)系 以及 應(yīng)用場(chǎng)合 。 材料的性能： 材料在外界因素作用下所表現(xiàn) 出來(lái)的行為。 ? 力學(xué)性能 ? 物理性能 ? 化學(xué)性能 ? 工藝性能 167。 1－ 1 材料的力學(xué)性能 概念與定義 材料的力學(xué)性能： 材料在一定環(huán)境因素下承受外加載荷所表現(xiàn)出來(lái)的行為 ， 通常表現(xiàn)為變形 （ 幾何形狀和尺寸的變化 ）與斷裂 。 概念與定義 材料的力學(xué)性能： 概念與定義 ? 材料用于結(jié)構(gòu)零件時(shí)，其力學(xué)性能是工程設(shè)計(jì)的基本依據(jù)；以其它性能如物理、化學(xué)性能作為主要使用要求時(shí)，其力學(xué)性能同樣也是設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。 ? 不同的工作條件和環(huán)境下，對(duì)力學(xué)性能的要求與側(cè)重各有不同。 材料力學(xué)性能指標(biāo) 167。 1－ 2 材料的靜載力學(xué)性能 靜載荷： 是指大小不變或變化過(guò)程緩慢的載荷。 材料的靜載力學(xué)性能指標(biāo)： 主要有 強(qiáng)度、塑性、硬度 等。 拉伸試驗(yàn) 拉伸試驗(yàn) 標(biāo) 準(zhǔn) 拉 伸 試 樣 GB/T2282023 拉伸曲線 應(yīng)力 應(yīng)變曲線 應(yīng)力 ζ＝ F / S0 應(yīng)變 ε＝ Δl / l0 拉伸試驗(yàn) 拉伸試驗(yàn) 試樣在拉伸時(shí)的伸長(zhǎng)和斷裂過(guò)程 a）試樣 b）伸長(zhǎng) c）產(chǎn)生縮頸 d）斷裂 拉伸曲線 分成 彈性變形 、 屈服 、 均勻塑性變形 和 局部塑性變形 等四個(gè)階段。 拉伸試驗(yàn) 45號(hào)鋼的外力 伸長(zhǎng)曲線 拉伸試驗(yàn) 1． 彈性變形階段 （ 曲線 ob段 ） 在這個(gè)階段中試樣的變形是彈性的 。 如果在試驗(yàn)過(guò)程中卸除拉力 F， 則試樣的伸長(zhǎng)便消失 ，試樣標(biāo)距恢復(fù)到原長(zhǎng) L0， 不產(chǎn)生殘余伸長(zhǎng) 。 超過(guò) b點(diǎn)它就會(huì)產(chǎn)生塑性變形 。 b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的外力為試樣產(chǎn)生 彈性變形的極限外力 ， 以 Fe表示 。 拉伸試驗(yàn) 1． 彈性變形階段 （ 曲線 ob段 ） 在彈性變形階段內(nèi)的 oa段 ， 試樣的伸長(zhǎng)與外力成正比例直線關(guān)系 ， 即每增加一定外力 ， 就對(duì)應(yīng)一定的伸長(zhǎng)量 ， 因此 ， oa段也稱為線彈性變形階段 。 一旦外力超過(guò)曲線上的 a點(diǎn)時(shí) ， 正比例關(guān)系就破壞了 。 而該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外力 Fp稱為 比例變形的極限外力 。 ab段為彈性變形的非線性階段 ， 此階段很短 ， 一般不容易觀察到 。 2． 屈服階段 （ 曲線 cd段 ） 拉伸試驗(yàn) 當(dāng)拉力超過(guò) Fe后繼續(xù)增加 ， 達(dá)到 Fs（ 即曲線上c點(diǎn) ） 時(shí) ， 試樣的伸長(zhǎng)突然增加 。 在拉伸曲線上表現(xiàn)為一橫平線段 cd。 它說(shuō)明此時(shí)拉力雖然沒(méi)有增加 ， 但試樣好象屈服于外力而自行伸長(zhǎng) ，這種現(xiàn)象稱為屈服現(xiàn)象 。 cd段稱為 屈服階段 ，它所對(duì)應(yīng)的外力稱為屈服力 ， 以 Fs表示 。 2． 屈服階段 （ 曲線 cd段 ） 拉伸試驗(yàn) 其實(shí) ， 試樣在超過(guò)彈性極限的外力作用下 ， 即在 bc段 ． 就已開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形 。 不過(guò) ， 此時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形量甚微 ， 不易覺(jué)察罷了 。 而當(dāng)達(dá)到屈服階段時(shí) ， 則塑性變形突然增加 。 因此 ， 可以把這種 拉力不增加而變形仍能繼續(xù)增加的現(xiàn)象 ， 表觀上看作是金屬?gòu)膹椥宰冃坞A段到塑性變形階段的 — 個(gè)明顯標(biāo)志 。 3． 均勻塑形變形階段 （ 曲線 de段 ） 拉伸試驗(yàn) 試樣在屈服力 Fs作用下 ， 屈服變形直至 d點(diǎn) ， 至此 ， 屈服階段已告結(jié)束 。 此后必須迚一步增加拉力才能使試樣迚一步伸長(zhǎng) 。 在 de這一階段中 ，金屬變形具有另一種特點(diǎn) ． 即 隨著變形量的增加金屬不斷強(qiáng)化 ， 這種現(xiàn)象稱為 加工硬化 （ 或變形強(qiáng)化 ） 。 表現(xiàn)在拉伸曲線上就是 de段不斷上升 。 3． 均勻塑形變形階段 （ 曲線 de段 ） 拉伸試驗(yàn) 在此階段中 ， 試樣的一部
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