【正文】 孔時(shí)的彈性模量 P為氣孔率 2211H VEVEE ??2211L /EV/EV1 / E ??廣義的 Hook定律 ?同時(shí)受到三維方向上的應(yīng)力作用時(shí)，描述彈性形變采用廣義的 Hook定律 i和 j分別取值為 1， 2， … ， 6，為 ?彈性剛度（ Elastic Stiffness） ,屬四階張量 ?采用縮寫(xiě)命名法變?yōu)? klijklij C ?? ?qpqP C ?? ?對(duì)應(yīng)的矩陣表達(dá)式為 ?粘性形變（ Viscous Deformation） ? 粘性物體在剪切應(yīng)力作用下發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的流動(dòng)變形，該形變隨時(shí)間增加而增大。溫度越高，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的速度越高，蠕變也越大。 ?對(duì)于非晶態(tài)高聚物，轉(zhuǎn)換因子 ?T與溫度 T的關(guān)系符合 WLF經(jīng)驗(yàn)方程： )TT(C2)TT(CL o g001t ??????Baltzmann疊加原理 ?粘彈性材料的力學(xué)松弛行為是其整個(gè)歷史上各個(gè)應(yīng)力貢獻(xiàn)的線(xiàn)性加和的結(jié)果，這稱(chēng)為Baltzmann疊加原理。m1/2 ?傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀(guān)點(diǎn)： 使用應(yīng)力 σ 安全系數(shù) n≦ 屈服強(qiáng)度 σys 甲鋼： 乙鋼： ?認(rèn)為選用甲鋼比乙鋼安全 99 ????? ?? ysn 99 ????? ?? ysn根據(jù)斷裂力學(xué) ? 甲鋼： 乙鋼： ?可見(jiàn)：甲鋼的 σfσ,而乙鋼的 σfσ,選用甲鋼不安全，會(huì)發(fā)生低應(yīng)力下的脆性斷裂，而選用乙鋼卻更安全可靠。表面光滑的 SiC晶須有利于拉撥效應(yīng)，而竹節(jié)狀或表面粗糙的晶須則會(huì)增加與基體的摩擦。 ? 隨著顯微技術(shù)的發(fā)展及高速攝影技術(shù)的發(fā)展，對(duì)材料的微觀(guān)動(dòng)態(tài)研究已成可能并富有實(shí)際意義的。 ? 納米復(fù)合材料在提高室溫力學(xué)性能的同時(shí)，也顯著的改善了高溫性能。 CEf ????)1(22??延性材料的斷裂強(qiáng)度 ? 金屬和非晶態(tài)高聚物類(lèi)延性材料受力時(shí)產(chǎn)生塑性形變時(shí)消耗大量的能量，使得斷裂強(qiáng)度提高，引入擴(kuò)展單位面積裂紋所需的塑性功 γp，可得延性材料的斷裂強(qiáng)度 σf為 : ? 一般 γp〉〉 γ，即延性材料中塑性功 γp控制著斷裂的過(guò)程，因此塑性功是阻止斷裂的一個(gè)重要的因素。 ?在實(shí)際的應(yīng)用中，對(duì)于在交變應(yīng)力作用下工作的輪胎和傳動(dòng)皮帶等橡膠制品，希望其tan ?越小越好。 材料的蠕變 ?蠕變（ Creep）是在恒定的應(yīng)力作用下材料的應(yīng)變 ?隨時(shí)間 t增加而逐漸增大的現(xiàn)象。西安科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系 第五章 主要內(nèi)容 ?第一節(jié) 材料的形變 ?第二節(jié) 材料的塑性、蠕變與粘彈性 ?第三節(jié) 材料的斷裂與機(jī)械強(qiáng)度 ?第四節(jié) 材料的量子力學(xué)基礎(chǔ) ?專(zhuān)題 材料的力學(xué)與顯微結(jié)構(gòu) ?形變（ Deformation） ?材料在外力的作用下發(fā)生形狀與尺寸的變化 ?力學(xué)性能或機(jī)械性能（ Mechanical Property） ?材料承受外力作用、抵抗形變的能力及其破壞規(guī)律 不同材料的應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系示意圖 應(yīng)力 ?應(yīng)力（ Stress） :材料單位面積上所受的附加內(nèi)力 ?其值等于單位面積上所受的外力 ?=F/A ?在國(guó)際單位制中，應(yīng)力的單位為牛頓 /米 2， ?即 N/m2,又寫(xiě)為 Pa 體積元單位面積上的力可分解為法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力，見(jiàn)圖 : ? 若材料受力前的面積為 A0, 則 ?0=F/A0稱(chēng)為名義應(yīng)力； ?若材料受力后面積為 A, 則 ?T=F/A0稱(chēng)為真實(shí)應(yīng)力。 ?影響蠕變的因素有：溫度、應(yīng)力、組分、晶體鍵型、氣孔、晶粒大小和玻璃相等。以便吸收更多的能量，以增強(qiáng)防震和隔音效果。 ? 陶瓷、玻璃等脆性材料有微米級(jí)微觀(guān)線(xiàn)度的裂紋時(shí)，就會(huì)發(fā)生低于理論結(jié)合強(qiáng)度的斷裂；而金屬和非晶態(tài)高聚物則在毫米級(jí)宏觀(guān)尺寸的裂紋時(shí)，才會(huì)發(fā)生地應(yīng)力的斷裂。相對(duì)而言，陶瓷納米材料在高溫力學(xué)性能方面的改進(jìn)更引人注目。同時(shí)，力學(xué)性能與其它物理功能相結(jié)合也將是新型材料研究中一件有意義的工作。另一方面， SiC晶須特性也直接影響著復(fù)合材料的力學(xué)性能許多研究都表明 SiC完整的單晶含量與晶須表面物理狀態(tài)有密切關(guān)系。m1/2 ? 乙鋼： σys= 109Pa,KIC= 107Pa升高溫度與延長(zhǎng)時(shí)時(shí)間對(duì)分子運(yùn)動(dòng)及其引起的粘彈性行為是等效的，可借助轉(zhuǎn)換因子 ?T將某一溫度測(cè)定的粘彈性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為另一溫度 T0的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，這就是時(shí)溫等效原理。 位錯(cuò)蠕變理論 ?認(rèn)為在低溫時(shí)受到阻礙而難以發(fā)生運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)，在高溫時(shí)由于熱運(yùn)動(dòng)增大了原子的能量，使得位錯(cuò)能克服阻礙發(fā)生運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致材料的蠕變。 ?根據(jù)剪切應(yīng)力互等的原理可知： ?xy=?yx， 故某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)由 6個(gè)應(yīng)力分量來(lái)決定 ?應(yīng)變（ Strain）： 材料受力時(shí)內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相對(duì)位移 ?對(duì)于各向同性的材料，有三種基本應(yīng)變 類(lèi)型： 拉伸應(yīng)變 ?， 剪切應(yīng)變 ?和壓縮應(yīng)變△ 拉伸應(yīng)變 ?拉伸應(yīng)變是指材料受到垂直于截面積的 大小相等、方向相反并作用在同一條 直線(xiàn)上的兩個(gè)拉伸應(yīng)力時(shí)材料 發(fā)生的形變 ? 一根長(zhǎng)度為 L0的材料，在拉 應(yīng)力的作用下被拉長(zhǎng)到 l1,