昂貴的材料強度的分類

1、A thesis submitted toin partial fulfillment 強度的分類金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強度。按外力作用的性質不同，主要有屈服強度、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度等，工程常用的是屈服強度和抗拉強度，這兩個強度指標可通過拉伸試驗測出強度是指零件承受載荷后抵抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。也就是說，強度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標。強度是機械零部件首先應滿足的基本要求。機械零件的強度一般可以分為靜強度、疲勞強度（彎曲疲勞和接觸疲勞等）、斷裂強度、沖擊強度、高溫和低溫強度、在腐蝕條件下的強度和蠕變、膠合強度等項目

2、。強度的試驗研究是綜合性的研究，主要是通過其應力狀態(tài)來研究零部件的受力狀況以及預測破壞失效的條件和時機。強度是指材料承受外力而不被破壞(不可恢復的變形也屬被破壞)的能力.根據受力種類的不同分為以下幾種:(1)抗壓強度-材料承受壓力的能力.(2)抗拉強度-材料承受拉力的能力.(3)抗彎強度-材料對致彎外力的承受能力.(4)抗剪強度-材料承受剪切力的能力.一、屈服強度 材料拉伸的應力-應變曲線yield strength屈服強度（yield strength）是材料屈服的臨界應力值。（1）對于屈服現象明顯的材料，屈服強度就是在屈服點在應力（屈服值）；（2）對于屈服現象不明顯的材料，與應力-應變的直

3、線關系的極限偏差達到規(guī)定值（通常為0.2%的永久形變）時的應力。通常用作固體材料力學機械性能的評價指標，是材料的實際使用極限。因為材料屈服后產生頸縮，應變增大，使材料失去了原有功能。當應力超過彈性極限后，變形增加較快，此時除了產生彈性變形外，還產生部分塑性變形。當應力達到B點后，塑性應變急劇增加，曲線出現一個波動的小平臺，這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。由于下屈服點的數值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度(s或0.2)。有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現象，通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2)時的應力作為該鋼材的屈服強度，稱為條件屈服

4、強度（yield strength）。首先解釋一下材料受力變形。材料的變形分為彈性變形（外力撤銷可以恢復原來形狀）和塑性變形（外力撤銷不能恢復原來形狀，形狀發(fā)生變化）建筑鋼材以屈服強度作為設計應力的依據。所謂屈服，是指達到一定的變形應力之后，金屬開始從彈性狀態(tài)非均勻的向彈-塑性狀態(tài)過度，它標志著宏觀塑性變形的開始。二、抗拉強度抗拉強度（tensile strength）抗拉強度（ b ）指材料在拉斷前承受最大應力值。當鋼材屈服到一定程度后，由于內部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重新提高，此時變形雖然發(fā)展很快，但卻只能隨著應力的提高而提高，直至應力達最大值。此后，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，并在

5、最薄弱處發(fā)生較大的塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現頸縮現象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應力值稱為強度極限或抗拉強度。 單位:kn/mm(單位面積承受的公斤力)抗拉強度：extensional rigidity.抗拉強度=Eh，其中E為楊氏模量，h為材料厚度 目前國內測量抗拉強度比較普遍的方法是采用萬能材料試驗機等來進行材料抗拉/壓強度的測定!三、抗壓強度抗壓強度（compressive strength）代號bc，指外力是壓力時的強度極限 下面就以巖石為例，詳細像大家解釋下什么是抗壓強度巖石的抗壓強度是指在無側束狀態(tài)下（Unconfined）所能承受的最大壓力，通常以每平方公分多少

6、公斤，或每平方英寸多少磅。換言之，它指把巖石的加壓至破裂所需要的應力。欲想了解石材的特性，和在工程上是否適用時，必須先作巖石的力學強度試驗。強度試驗中最主要為抗壓強度的試驗。巖石的最大抗壓強度的量測，通常是在固定的實驗室中進行，并利用功率為十至一百噸以上的特殊水壓機來把測試樣本壓碎。為測試巖石的抗壓強度，其樣品需制成立方體或圓柱體的形狀，同時其尺寸還得視巖石的不同而異。對高強度的巖石而言，立方體形狀的樣品尺寸為555，中等強度的巖石其樣品尺寸為777，而松軟的巖石其樣品尺寸為101010。對于礦物成份不均勻的巖石，其立方體形狀的樣品尺寸，應較礦物成份均勻的巖石為大。為了避免獲得意外的結果，應該

7、采取同一石料的若干樣品分別在干燥或潮濕的狀況下進行試驗。不過這種測試未必能夠得到正確的數據，因為即使同一種的巖石，其抗壓強度也不一定完全相同，還要看壓縮方向和樣品的構造等關系而定。此種具有方向的性質，以頁巖特別顯著。下面介紹來自中國儀器超市樣品的剖面面積為2吋2吋即4平方吋，同時已知巖石的抗壓強度為每平方吋一萬磅（10,000psi），如此對樣品施以10,0004=40,000磅壓力時，樣品將會被破壞。其抗壓強度計算公式如下：pP/A式中 p為抗壓強度，以每平方吋多少磅（psi）、每平方公分多少公斤為單位，P為壓力，以磅、公斤為單位，A為剖面面積，以平方公分、平方吋為單位。大致說來，火成巖、石

8、英巖和特別堅硬的硅質砂巖，具有最大的抗壓強度。例如一些未風化之玄武巖，其無側束抗壓強度可達到60,000psi。影響巖石抗壓強度的因素很多，其最重要的有三種因素：組織、膠結物的性質、壓力的方向等。（1） 組織以結晶粒子大小而言，一些細粒的巖石或隱晶質的巖石，其抗壓強度往往要較粗粒為大。例如細粒的砂巖，其抗壓強度便要較粗粒為大。以火成巖和變質巖而言，當中有些晶體彼此鉤結得很牢固，其抗壓強度自然要較一些鉤結不良的為大。（2） 膠結物的性質在沉積巖方面其抗壓強度，大多決定于膠結物的性質，特別以砂巖、礫巖和角礫巖為然。例如，假如巖石中的膠結物是黏土，則砂巖的抗壓強度一定很低；假如巖石中的膠結物是石英的

9、話，則砂巖的抗壓強度一定變成最強，這些石英所膠結的巖石又稱為硅化（Silicified）。（3） 壓力的方向巖石的抗壓強度也決定于擠壓應力作用的方向。以沉積巖而言，它們具有層面的，如果應力作用的方向和層面垂直，則巖石的抗壓強度為最大。此外，某些巖石常常具有裂縫、礦脈或片理等類的構造，如果它們的方向和破裂面（Plane of Failure）的方向一致時，則對巖石的抗壓強度自然影響很大。下面是一些巖石的抗壓強度巖石種類 抗壓強度（Kg2）花崗巖（Granite） 1,000 2,500正長巖（Syenite） 1,000 2,000閃長巖（Diorite） 1,500 2,800輝長巖（Gabbro） 1,000 2,800輝綠巖（Diabase） 2,000 3,000玄武巖（Basalt） 4,000結晶質石灰?guī)r（Crystalline Limestone） 1,000 2,000石英砂巖（Quartzose Sandstone） 2,000石英巖（Quartzite） 3,000片麻巖（Gneiss） 1,000 2,000四、抗彎強度抗彎強度是指材料抵抗彎曲不斷裂的能力，主要用于考察