材料力學(xué)性能ppt課件(編輯修改稿)
2025-04-17 21:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 膠 xy??xz??3） 廣義虎克定律 上述長方體各面分別受有均勻分布的正應(yīng)力 ζ x,ζ y,ζ z,某一方向的總應(yīng)變?yōu)槿齻€(gè)主應(yīng)力在這一方向引起應(yīng)變量的疊加 ， 此時(shí) （ 廣義 ） 虎克定律為右式 對剪切應(yīng)變 ， 有 式中 ， G為剪切模量或剛性模量 ， 表征材料抵抗剪切變形的能力 G， E， μ 有下列關(guān)系： G=E/2（ 1+μ ） ?x?)]([1 zyxE ???? ???y?)]([1 zxyE ???? ??? z? )]([1yxzE ???? ??Gxyxy /?? ? Gyzyz /?? ?Gzxzx /?? ? 彈性性能的工程意義 機(jī)器零構(gòu)件在服役過程中都是處于彈性變形狀態(tài) 彈力足夠，剛度不足 剛度足夠，彈力不足 彈力 吸收和釋放彈性功的能力；左 —— 吸收能力差 ， 右 —— 釋放能力差 彈性功 外力使材料產(chǎn)生彈性變形 ， 外力做功被儲(chǔ)存在材料內(nèi) （ 被材料吸收 ） 未完全加載變形至最大，撤載恢復(fù) 全加載仍彈性范圍，撤載后不完全恢復(fù) √ 1)剛度：在彈性變形范圍，構(gòu)件抵抗變形的能力。 定義： Q = P/ε = ζ A/ε = E ? A P：壓強(qiáng)； A：截面積 剛度不足會(huì)導(dǎo)致過量彈性變形而失效，提高 A可提高剛度 ? 零件的剛度與材料的剛度不同，它除了決定于材料的剛度外還與零件的截面尺寸與形狀，以及截面積作用的方式有關(guān) ? 比彈性模量＝彈性模量／密度 ? 機(jī)械設(shè)計(jì)中，剛度是第一位的，它保證精度，曲軸的結(jié)構(gòu)和尺寸常常由剛度決定，然后強(qiáng)度校核 √ 2）彈性比功（單位體積的彈性能）：指材料吸收變形功而不發(fā)生永久變形的能力，它標(biāo)志著單位體積材料所吸收的最大彈性變形功。 提高彈性比功 : ① ↑ 彈性極限 ζ e，是強(qiáng)度指標(biāo)，可通過工藝調(diào)整； ② ↓ E，是剛度指標(biāo)，與原子間結(jié)合力有關(guān)，結(jié)構(gòu)不敏感； ③ 增加體積 V可有效提高彈性功（但非彈性比功），即儲(chǔ)存在零件中的彈性能增大 應(yīng)力 應(yīng)變曲線下彈性范圍所吸收的變形功的能力 ,又稱彈性比能，應(yīng)變比能。其大小為圖中陰影面積： 即 ： 彈性比功 = 其中 ζ e為材料的彈性極限，它表示材料發(fā)生彈性變形的極限抗力 EE Eeeee2212121 ????? ????? 單位拉伸時(shí)，對物體所做的功（儲(chǔ)存在物體內(nèi)），為彈性功： 2/2 220??? EVl lEAdll lEAA d lEA d lP d lW L ???????? ? ? ? ??√ 彈性不完整性 完整性 加載立刻變形，卸載迅速恢復(fù)， ζε同步，變形值與時(shí)間無關(guān) 1）彈性后效：應(yīng)力作用下，應(yīng)變隨時(shí)間而發(fā)展的行為，以及應(yīng)力去除后應(yīng)變逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，統(tǒng)稱之。 A B C D ε E F H I O 時(shí)間 t ζ 加載（正彈性后效） 卸載（反彈性后效 =工程上的彈性后效） ζ :OAB BDO t: OCE EIF ε :OCH HDO 2）彈性滯后環(huán)（內(nèi)耗）：彈性后效 → 加載和卸載曲線不重合→ 封閉的滯后回線，上圖的 OABDO=彈性滯后環(huán)，面積為 “ 加載作功 卸載作功 =被吸收的功 ” ，稱 “ 內(nèi)耗 ” 。 反映材料在應(yīng)力作用下，以不可逆方式吸收能量而不被破壞的能力，可靠自身來消除機(jī)械振動(dòng)等的能力（消振性），適于飛機(jī)螺旋槳、氣輪機(jī)葉片等。不適于彈簧秤等精密構(gòu)件用材。 ?粘彈性 :一些非晶體 （ 高分子聚合物 ） 或高溫狀態(tài)下的材料 （ 多晶玻璃轉(zhuǎn)化溫度附近 ） ， 常是彈性和粘性同時(shí)出現(xiàn) ， 這種形變在外力去除后不能自動(dòng)恢復(fù) ， 但施加相反方向力可逐漸恢復(fù) 。 瀝青或油灰 ， 快速應(yīng)力 彈性；緩慢應(yīng)力 粘性；玻璃棒在酒精燈下 （ 緩慢 ） 拉成很長的細(xì)絲 （ 截面積均勻 ↓ ， 無頸縮 ） 。 機(jī)床底座？ √ 4） 包辛格（ Bauschinger）效應(yīng) ： 定義：指原先經(jīng)過變形，然后反向加載時(shí)，彈性極限（ ζ P）或屈服強(qiáng)度（ ζ S）降低的現(xiàn)象。 實(shí)際材料 T10鋼的包辛格效應(yīng) ： 條件： T10鋼淬火 350℃ 回火 拉伸時(shí) ， 曲線 1 ζ =1130M Pa ；曲線 2事先經(jīng)過預(yù)壓變形再拉伸時(shí) , ζ 0. 2 =880M Pa （ 包辛格效應(yīng)理論上解釋： 用位錯(cuò) (等位錯(cuò) )理論 原先加載變形時(shí) ,位錯(cuò)源在滑移面上產(chǎn)生的位錯(cuò)遇到障礙 ,塞積后產(chǎn)生了背應(yīng)力
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