工程材料力學(xué)名詞解釋

1、13/13應(yīng)變（strain）：為一微小材料（元素）承受應(yīng)力時所產(chǎn)生的單位長度變形量（力學(xué)定義，無量綱）彈性變形（elastic deformation）: 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后恢復(fù)其原來形狀，這種隨外力消失而消失的變形。重要特征：可逆性、胡克定律（是力學(xué)基本定律之一。適用于一切固體材料的彈性定律，它指出：在彈性限度，物體的形變跟引起形變的外力成正比）4）塑性變形（plastic deformation）：材料在外力作用下產(chǎn)生的永久不可恢復(fù)的變形。（5）斷裂（fracture，rupture 破裂、crack裂紋）：物體在外力作用下產(chǎn)生裂紋以至斷開的現(xiàn)象。脆性斷裂（未發(fā)生較明

2、顯的塑性變形）、韌性斷裂（發(fā)生較明顯的塑性變形），宏觀特征（1）彈性（elasticity）：是指物體（材料）本身的一種特性，發(fā)生形變后可以恢復(fù)原來的狀態(tài)的一種性質(zhì)。（2）彈性變形（elastic deformation）：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后恢復(fù)其原來形狀，這種隨外力消失而消失的變形。 （3）彈性模量（elastic modulus，modulusofelasticity）：是表征材料彈性的物理參數(shù)，是指材料在彈性變形圍，應(yīng)力和對應(yīng)的應(yīng)變的比值E=/，也是材料部原子之間結(jié)合力強(qiáng)弱的直接量度。（4）剛度（stiffness）：指物體（固體）在外力作用下抵抗變形的能力，可用使產(chǎn)

3、生單位形變所需的外力值來量度。剛度越高，物體表現(xiàn)越硬。（5）彈性比功（elastic specific work）： 表示材料吸收彈性變形功的能力，彈性比能、應(yīng)變比能，決定于彈性模量和彈性極限（即材料由彈性變形過渡到彈-塑性變形時的應(yīng)力）。 （6）滯彈性（anelasticity）：在彈性圍加快加載或卸載后，隨時間延長產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象。7）循環(huán)彈性（cyclic elasticity）：在交變載荷（振動）下材料吸收不可逆變形功的能力。（8）包申格效應(yīng)（Bauschingerseffect，Bauschinger effect）:簡單地說，就是經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形后的金屬材料，再次

4、進(jìn)行同向或反向加載，會產(chǎn)生殘余伸長應(yīng)力（彈性極限或屈服極限）增加或降低的現(xiàn)象。其基本定量指標(biāo)是包申格應(yīng)變，與金屬材料中位錯運(yùn)動所受的阻力變化有關(guān)。（9）塑性變形（plasticdeformation）：材料在外力作用下產(chǎn)生的永久不可恢復(fù)的變形。方式：滑移和孿生。（10）屈服現(xiàn)象和屈服點/屈服極限（yieldpoint/yield limit）：屈服現(xiàn)象：拉伸試驗過程中，外力不增加（恒定）試樣仍能繼續(xù)伸長，或外力增加到一定數(shù)值時突然下降，隨后在外力不增加或上下波動情況下，試驗繼續(xù)伸長變形的現(xiàn)象屈服點/屈服極限：呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象的金屬材料拉伸時，試樣在外力不增加（保持恒定） 仍然能繼續(xù)伸長的應(yīng)力。 （

5、11）應(yīng)變硬化/形變強(qiáng)化（strain hardening，strainstrengthening）： 在材料的拉伸/壓縮實驗中，材料經(jīng)過屈服階段之后，又增強(qiáng)了抵抗變形的能力。這時，要使材料繼續(xù)變形需要增大應(yīng)力。經(jīng)過屈服滑移之后，材料重新呈現(xiàn)抵抗繼續(xù)變形的能力，稱為應(yīng)變硬化。應(yīng)變硬化特性：金屬材料有一種阻止繼續(xù)塑性變形的能力。塑性應(yīng)變是硬化的原因，硬化是塑性變形的結(jié)果。12）塑性（plasticity）：材料斷裂前發(fā)生塑性變形（不可逆永久變形）的能力 ，也即固體材料在外力作用下能穩(wěn)定地產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性(不斷裂、不破損）的能力。延展性（ ductility）：材料經(jīng)受塑性變形而不破壞

6、的能力。 塑性指標(biāo)（ plasticityindex）：斷后伸長率（）斷面收縮率（）（12）韌度/韌性：韌度（ tenacity/toughness ）: 是度量材料韌性的力學(xué)性能指標(biāo)，其中又分為靜力、沖擊和斷裂韌度（static、impact、fracture toughness ）。韌性（ toughness ）：是材料的力學(xué)性能，它是材料斷裂前吸收塑性功和斷裂功的能力，或指材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。靜力韌度值：材料在靜拉伸時單位體積斷裂前所吸收的功，是強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)1）彈性（概念？）變形表現(xiàn)：可逆性變形。不論是在加載期還是卸載期，應(yīng)力與應(yīng)變之間都保持單值線性關(guān)系且彈性變形量比較小，金

7、屬一般不超過0.5%1%，瓷一般低于0.1%（0.01%），高分子材料一般在200% （1001000%）以上。（2）實質(zhì)：晶格中原子自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反映。（3）解釋：雙原子模型 胡克定律：用來表征材料或微小單元應(yīng)力-應(yīng)變之間關(guān)系的規(guī)律，包括單向拉伸、剪切和扭曲、廣義。彈性模量（1） 是表征材料彈性的物理參數(shù)，材料在彈性變形圍，應(yīng)力和對應(yīng)的應(yīng)變的比值（ E=/ ），也是材料部原子之間結(jié)合力強(qiáng)弱的直接量度。（2）彈性模量的大小反應(yīng)了材料抵抗外力的能力（3）工程上彈性模量被稱為材料的剛度，表征材料對彈性變形的抗力，其值越大，則在一樣應(yīng)力下產(chǎn)生的彈性變形越小。單晶表現(xiàn)出彈性各向異性，多晶各向

8、同性（偽各向異性）。彈性模量與原子間作用力（主要）和原子間距有關(guān)。原子間作用力取決于材料原子本性和晶格類型，故彈性模量主要取決于材料的原子本性和晶格類型。（4）合金化、熱處理、冷塑性變形對彈性模量的影響不大，材料的彈性模量是一個對組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)，外在因素的變化對它的影響也比較小。彈性比功1）彈性比功表示材料吸收彈性變形功的能力，又稱彈性比能、應(yīng)變比能。（2）一般用材料開始塑性變形前體積吸收的最大彈性變形功表示。材料拉伸時的彈性比功用應(yīng)力-應(yīng)變曲線上彈性變形階段下的面積表示，即包申格(Bauschinger)效應(yīng)（1）材料經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形（殘余應(yīng)變?yōu)?4%），卸載后再同向加

9、載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力（彈性極限或屈服強(qiáng)度）增加（的現(xiàn)象），或反向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低（特別是彈性極限在反向加載時幾乎降低到零）的現(xiàn)象。（2）原因：包申格效應(yīng)與材料中位錯運(yùn)動所受的阻力變化有關(guān)。3）度量包申格效應(yīng)的基本定量指標(biāo)是包申格應(yīng)變，它是指在給定應(yīng)力下，正向加載與反向加載兩應(yīng)力應(yīng)變曲線之間的應(yīng)變差。（4）消除金屬材料包申格效應(yīng)的方法:預(yù)先進(jìn)行較大的塑性變形，或在第二次反向受力前先使金屬材料于回復(fù)或再結(jié)晶溫度下退火。（5）包申格效應(yīng)的意義：（a）包申格效應(yīng)對于承受應(yīng)變疲勞載荷作用的機(jī)件在應(yīng)變疲勞過程中，每一周期都產(chǎn)生微量塑性變形，在反向加載時，微量塑性變形抗力(規(guī)定殘余伸長應(yīng)力)降低，

10、顯示循環(huán)軟化現(xiàn)象。（b）對于預(yù)先經(jīng)受冷塑性變形的材料，如服役時受反向力作用，就要考慮微量塑性變形抗力降低的有害影響，如冷拉型材與管子在受壓狀態(tài)下使用就是這種情況。（c）利用包申格效應(yīng)，如薄板反向彎曲成型。拉撥的鋼棒經(jīng)過軋輥壓制變直等（1）斷裂（fracture）：物體在外力作用下產(chǎn)生裂紋以至斷開的現(xiàn)象。（2）韌性斷裂（ductile fracture，延性斷裂）：是材料斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂。如斷口呈纖維狀、灰暗色，斷裂面平行于最大切應(yīng)力，并與主應(yīng)力成45o角。（3）脆性斷裂（brittlefracture）: 突然發(fā)生的斷裂，未發(fā)生較明顯的塑性變形。斷口平齊而光亮，斷裂面與正應(yīng)力垂

11、直。（4）穿晶斷裂（transgranularfracture）：裂紋穿過晶。（5）沿晶斷裂（intergranular fracture）：裂紋沿晶界擴(kuò)展。 （6）剪切斷裂（剪斷，shear fracture）：在切應(yīng)力作用下沿滑移面（實際）分離而造成的滑移面分離斷裂（滑斷/純剪切斷裂（單晶）、微孔聚集型斷裂（有孔材料） （7）解理斷裂（cleavage fracture）：在一定條件下（如低溫），當(dāng)外加應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極快速率（一般為脆性斷裂）沿著一定晶體學(xué)平面（理論上）產(chǎn)生的穿晶斷裂（與石斷裂類似）。解理面一般是低指數(shù)晶面或表面能最低的界面。（8）正斷型斷裂（normalfault

12、 ）：斷裂面取向垂直于最大正壓力max方向。（9）切斷型斷裂（ shearfault ） ：斷裂面取向平行于最大切壓力 max方向，與最大正壓力方向約成45oC。（10）理論斷裂強(qiáng)度（Theoretical fracture strength） ：在外加正應(yīng)力作用下，將晶體的兩個原子面沿著垂直于外力方向拉斷所需的應(yīng)力 1）應(yīng)力狀態(tài)（軟性）系數(shù)（Stress state soft coefficient） ：對于金屬材料=0.5 a 越大的試驗方法，試樣中最大切應(yīng)力分量越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越“軟”，金屬越易產(chǎn)生塑性變形和韌性斷裂，反之亦然。 （2）最大切應(yīng)力（最大切應(yīng)力理論 maximum she

13、ar stress theory） （3）最大正應(yīng)力（相當(dāng)最大切應(yīng)力理論 maximum normal stress theory）4）單向壓縮（unidirectionalcompression）：1）單向壓縮試驗的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)2，主要用于拉伸時呈脆性的金屬材料力學(xué)性能測定（如多孔金屬）；2）拉伸時塑性很好的材料在壓縮時只發(fā)生壓縮變形二不會斷裂。（5）彎曲（three-pointbending、four-pointbending test）：瓷材料彎曲強(qiáng)度分散性大，對試樣表面粗糙度要求高，強(qiáng)度值對試樣表面質(zhì)量、尺寸敏感性。（1）缺口效應(yīng)（notch effect）：由于截面鍵槽、油孔、軸

14、肩、螺紋、 退刀槽、焊縫等“缺口”的存在，導(dǎo)致靜載荷作用下，缺口截面上應(yīng)力狀態(tài)的變化。應(yīng)力集中（stress concentration，彈性狀態(tài)）缺口強(qiáng)化（notchstrengthen塑性狀態(tài)，缺口使塑性材料強(qiáng)度增高，塑性降低）（2）缺口敏感性指標(biāo)（缺口敏感度，notch sensitivity ration, NSR）：用缺口試樣的抗拉強(qiáng)度bn與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強(qiáng)度b的比值表示. NSR值越大，缺口敏感性越小。如脆性材料對缺口敏感，小于1，如瓷材料彎曲試驗時必要磨平，邊角無裂紋、缺口4）硬度（hardness）：表征材料軟硬程度的一種性能，表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。不是

15、獨立的力學(xué)性能指標(biāo)，與強(qiáng)度和塑性有關(guān)硬度是材料抵抗其它物體壓入的能力，其與材料的摩擦磨損，尤其是磨損有一定關(guān)系彈性回跳法（肖氏）：比值彈性變形功的大小壓入法：（布氏、洛氏、維氏）表征塑性變形功與應(yīng)變能力的大小劃痕法（莫氏）：剪切強(qiáng)度（5）獨立的力學(xué)性能：強(qiáng)度、塑性、韌性（硬度、剛度、疲勞強(qiáng)度、耐磨性是常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)）1）加載速率（loadingrate）：載荷施加于試樣或機(jī)件時的速率，用單位時間應(yīng)力的增加的數(shù)值表示。加載速率提高，變形速率隨之增加，用形變速率間接反映加載速率的變化。（2）形變速率（deformation rate）：單位時間的形變量。絕對形變速率和相對形變速率（應(yīng)變速率，）（3）應(yīng)變速率（相對形變速率，strain rate）：單位時間應(yīng)變的變化。（4）沖擊韌性（impacttoughness）：指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力，用沖擊吸收功Ak表示（5）韌性（toughness）：表示材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，它是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。強(qiáng)度是材料抵抗變形和斷裂的能力。塑性則表示材料斷裂時總的塑變程度（6）沖擊吸收功（impact absorbing energy）：試樣變形和斷裂所消耗的功