材料科學(xué)與工程進(jìn)展1-力學(xué)性質(zhì)-資料下載頁
2025-01-02 00:03本頁面
【正文】 60。由于 UoT=Uoe+Uop當(dāng)斷裂時(shí)的應(yīng)變 εf遠(yuǎn)大于 εe時(shí)， UoT≈Uop，韌性的兩種定義近似一致。圖中兩種鋼的彈性模量相同，但高碳彈簧鋼的 σp及對(duì)應(yīng)的εe較大，故彈性較大，在彈性范圍內(nèi)能貯存的彈性應(yīng)變能較多，有較大的回彈力。其抗拉強(qiáng)度 σb雖大于低碳結(jié)構(gòu)鋼，但 εf卻遠(yuǎn)小于低碳結(jié)構(gòu)鋼，綜合 σb及 εf，高碳彈簧鋼的韌性低于低碳結(jié)構(gòu)鋼。2.韌性的劃分：(1)光滑試樣 —— 如上圖所示，用應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線下的面積大小來表征韌性的高低；(2)缺口試樣 —— 工程上慣用沖擊韌性，即沖斷給定缺口試樣所消耗的功，或試樣在沖擊條件下從形變到斷裂全過程所吸收的能量。有 αk及 Cv，分別為 U形和 V形缺口。(3)裂紋試樣 —— 對(duì)于平面應(yīng)變條件有 GIC及 JIC，分別為線彈性及彈塑性范圍內(nèi)裂紋擴(kuò)展單位面積所需的能量。對(duì)于直線穿透型裂紋沿裂紋面擴(kuò)展時(shí)，有：裂紋試樣的韌性俗稱斷裂韌性，實(shí)質(zhì)上是裂紋斷裂韌性。沖擊韌性? 是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。l 指標(biāo)為沖擊韌性值 ak(通過沖擊實(shí)驗(yàn)測(cè)得 )。韌脆轉(zhuǎn)變溫度? 材料的沖擊韌性隨溫度下降而下降。 在某一溫度范圍內(nèi)沖擊韌性值急劇下降的現(xiàn)象稱 韌脆轉(zhuǎn)變 。 發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱韌脆轉(zhuǎn)變 溫度 。 材料的使用溫度應(yīng)高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度。韌體心立方金屬具有韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而大多數(shù)面心立方金屬?zèng)]有。TITANIC建造中的 Titanic 號(hào)TITANIC的沉沒與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān)Titanic 號(hào)鋼板 （左圖） 和 近代船用鋼板 （右圖）的沖擊試驗(yàn)結(jié)果Titanic 近代船用鋼板4. 斷裂韌性油輪斷裂和北極星導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體爆炸與材料中存在缺陷有關(guān) 1943年美國(guó) T2油輪發(fā)生斷裂北極星導(dǎo)彈裂紋擴(kuò)展的基本形式l 應(yīng)力強(qiáng)度因子： 描述裂紋尖端附近應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度的指標(biāo)。斷裂韌性： 材料抵抗內(nèi)部裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。?C為斷裂應(yīng)力， aC為臨界裂紋半長(zhǎng)，單位為 四、疲勞強(qiáng)度1.疲勞強(qiáng)度：被測(cè)材料抵抗交變載荷的性能。2. 疲勞? 材料在低于 ?s的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。? 材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后仍不發(fā)生斷裂時(shí)的最大應(yīng)力稱為 疲勞極限 。用 ?1表示。? 鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為 107，有色金屬合金為 108。疲勞應(yīng)力示意圖疲勞曲線示意圖◆ 特點(diǎn) 1：無論是脆性材料，還是塑性材料，疲勞斷裂均不產(chǎn)生明顯的塑性變形；特點(diǎn) 2：裂紋產(chǎn)生及擴(kuò)展區(qū)呈 “貝殼 ”花樣，最后斷裂區(qū)呈纖維狀或結(jié)晶狀。 疲勞曲線：交變應(yīng)力 σ與交變次數(shù) N的關(guān)系當(dāng)應(yīng)力低于某值時(shí)，應(yīng)力交變到無數(shù)次也不會(huì)發(fā)生斷裂，此為疲勞極限。 疲勞斷口通過 改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光潔度，進(jìn)行表面強(qiáng)化 等方法可提高材料疲勞抗力。軸的疲勞斷口 疲勞輝紋（掃描電鏡照片）五、 阻尼及阻尼性能 1.材料的阻尼：是一種材料內(nèi)部所引起的對(duì)于振動(dòng)能量的消耗，即 “內(nèi)耗 ”。內(nèi)耗的來源是由于材料內(nèi)部有缺陷或不均勻結(jié)構(gòu)存在。2.阻尼性能：材料能夠很快地壓抑機(jī)械振動(dòng)的性能就是材料的阻尼性能。 演講完畢，謝謝觀看！
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