材料力學(xué)性能-總結(jié)

1、材料力學(xué)性能1. 強(qiáng)度（1） 定義：指材料在外力作用下，抵抗變形和破壞的能力。（2） 常用強(qiáng)度指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度（b）和屈服強(qiáng)度（s）這兩種強(qiáng)度指標(biāo)都是通過(guò)在拉伸試驗(yàn)機(jī)上通過(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)出的。（3） 拉伸曲線：拉伸過(guò)程中，記錄下每一瞬間的拉力（P）和伸長(zhǎng)量（L），然后繪制出它們之間的關(guān)系曲線。O-E:彈性形變從E開(kāi)始發(fā)生塑性變形，S點(diǎn)為屈服點(diǎn)。低碳鋼從屈服之后在力的作用下開(kāi)始明顯的塑性變形。B是此材料承受的最大拉力。從B開(kāi)始材料開(kāi)始出現(xiàn)局部變細(xì)現(xiàn)象，直到K點(diǎn)斷裂。（4） 應(yīng)力形式表示應(yīng)力包括抗拉應(yīng)力和屈服強(qiáng)度A 抗拉強(qiáng)度（b）：指金屬材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力 b=PbF0（MPa） B. 屈服

2、強(qiáng)度（s）:指金屬材料產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力s=PsF0 (MPa) （注：F0 為試樣的原始截面面積）2. 塑性（1） 定義：金屬材料在外力的作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。（2） 常用的塑性指標(biāo)：伸長(zhǎng)率（）、斷面收縮率（）A：伸長(zhǎng)率公式： =L1-L0L0×100%B: 斷面收縮率公式： =F0-F1F0×100% 總之，伸長(zhǎng)率和斷面收縮率數(shù)值越大，說(shuō)明材料的塑性越好。工程上一般把> 5%的材料稱為塑性材料；<5%則稱為脆性材料。3. 硬度（1） 定義：指材料抵抗硬物壓入的能力。（2） 硬度表征：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。A：布氏硬度（HB）方法：測(cè)定布氏硬

3、度時(shí)，用一定的載荷P將淬火鋼球（或硬質(zhì)合金球）壓入被測(cè)金屬材料的表面，保持一定的時(shí)間后卸掉載荷，用載荷與壓痕表面積的比值作為布氏硬度值，單位kgf/mm2. 當(dāng)壓頭為淬火鋼球時(shí)，用HBS表示,測(cè)硬度小于450HBS的材料；當(dāng)壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用HBW表示，測(cè)450650HBW的材料。適用范圍：布氏硬度適用于測(cè)定硬度較低和較厚的材料優(yōu)缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是壓痕較大，不宜用于成品檢驗(yàn)。 B:洛氏硬度（HR） 方法;先施加一個(gè)初載荷，用頂角120°的金剛石圓錐或直徑為1.588mnm的淬火鋼球做壓頭然后在規(guī)定的主載荷作用下將壓頭壓入被測(cè)材料的表面。卸掉載荷后，根據(jù)壓痕的深度確定被測(cè)材

4、料的洛氏硬度，值可以直接從硬度計(jì)上讀取。 采用不同的壓頭和載荷，可以組成不同的洛氏硬度標(biāo)度：例如,HRA（600N載荷，圓錐形金剛石壓頭），測(cè)硬度較高的薄壁零件 HRB（1000N 載荷，淬火鋼球壓頭），測(cè)有色金屬 HRC(1500N載荷，圓錐形金剛石壓頭)，應(yīng)用最多，測(cè)淬火件優(yōu)缺點(diǎn)：迅速簡(jiǎn)單，壓痕小，可在成品零件是檢測(cè)，可測(cè)薄件。但壓痕較小，易受材料微區(qū)不均勻影響，使數(shù)據(jù)重復(fù)性較差。C：維氏硬度（HV） 原理方法：維氏硬度測(cè)定原理基本與布氏硬度相同，也是根據(jù)壓痕凹陷處單位面積上的力的大小作為硬度值，但使用的是錐面夾角為136°的金剛石正四棱椎體，壓痕是四方錐形。優(yōu)缺點(diǎn)：使用載荷小，

5、壓痕深度淺，硬度測(cè)量精度高于布氏跟洛氏?？蓽y(cè)薄件，無(wú)需換壓頭，測(cè)定范圍廣。4. 沖擊韌性（1） 韌性定義：指材料在塑性變形和斷裂的全過(guò)程中吸收能量的能力，它是材料強(qiáng)度跟塑性的綜合表現(xiàn)。（2） 沖擊韌度定義：指材料在沖擊載荷的作用下，抵抗變形和斷裂的能力。沖擊韌度值測(cè)定原理圖：擺錘前后做功Ak = mg*(H-h),可以直接從沖擊試驗(yàn)機(jī)上讀出，為沖擊吸收功。沖擊韌度值 ak =AkS (J/cm2) 沖擊韌度值越大，表示材料韌性越好，在受到?jīng)_擊時(shí)越不容易斷裂。5. 疲勞強(qiáng)度（1） 定義：材料在交變應(yīng)力或脈沖應(yīng)力作用下發(fā)生的斷裂現(xiàn)象稱為疲勞斷裂。（2） 疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)（3） 疲勞曲線從疲勞曲線可以看

6、出，應(yīng)力幅度愈小，循環(huán)次數(shù)N愈大。當(dāng)應(yīng)力低于5 時(shí)，循環(huán)次數(shù)趨于正無(wú)窮。則5 稱為材料的疲勞極限，用r表示。一般鋼鐵的循環(huán)基數(shù)為107 ，有色金屬和某些超高強(qiáng)度鋼的循環(huán)基數(shù)為108 。改進(jìn)：材料表面強(qiáng)化處理：噴丸、滾壓、滲碳、滲氮和表面淬火；減小零件表面粗糙度。 6. 擺錘沖擊試驗(yàn)纖維樹(shù)脂基塑料材料 擺錘實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（1） 無(wú)缺口簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度n =Ea×b×103 (2) 計(jì)算平均值的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差S 注;X-單位測(cè)定值，- 一組測(cè)定值的平均值，n 測(cè)定值個(gè)數(shù)7.三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)（1） 試驗(yàn)?zāi)康腁 采用三點(diǎn)彎曲對(duì)矩橫截面施加彎曲力，測(cè)定其彎曲力學(xué)性能；B 掌握、學(xué)習(xí)微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的使用原理與方法。（2） 試驗(yàn)設(shè)備微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、游標(biāo)卡尺（3） 試驗(yàn)原理A 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置其中，F(xiàn)是在試件中點(diǎn)加的彎曲應(yīng)力，Ls是試件下面兩個(gè)支點(diǎn)的距離，f是試件中心點(diǎn)的撓度。B.彎曲彈性模量Eb 測(cè)量 （圖解法）在曲線上讀取試驗(yàn)所得的彎曲應(yīng)力增量和相應(yīng)的撓度增量，根據(jù)求出相應(yīng)的彎曲彈性模量Eb。（其中，I是試驗(yàn)截面對(duì)中性軸的慣性矩，I=bh312）C.最大彎曲應(yīng)力MAX測(cè)定 公式： MAX =Fmax Ls4w(其中，W為截面的抗彎截面系數(shù)，W=bh26)(4)