工程材料的力學(xué)性能課件

1、 本章內(nèi)容1 材料的強(qiáng)度與塑性2 材料的硬度3 材料的沖擊韌性4 材料的疲勞強(qiáng)度5 材料的斷裂韌度重點(diǎn)掌握 各種力學(xué)性能指標(biāo)（強(qiáng)度, 塑性；沖擊韌性；硬度HB，HRC，HV；疲勞強(qiáng)度，斷裂韌性。）的物理意義和單位。第一章 工程材料的性能 本章內(nèi)容重點(diǎn)掌握第一章 工程材料的性能材料的力學(xué)性能定義 : 材料的力學(xué)性能是指材料在不同環(huán)境（溫度、介質(zhì)）下，承受各種外加載荷（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、交變應(yīng)力等）時(shí)所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。 指標(biāo) : 彈性 、剛度、強(qiáng)度、塑性 、 硬度、沖擊韌性 、斷裂韌度和疲勞強(qiáng)度等。材料的力學(xué)性能定義 : 第一節(jié) 靜載時(shí)材料的力學(xué)性能*拉伸試驗(yàn)及拉伸曲線*拉伸曲線所確

2、定的力學(xué)性能指標(biāo)及意義一.靜拉伸試驗(yàn)第一節(jié) 靜載時(shí)材料的力學(xué)性能*拉伸試驗(yàn)及拉伸曲線*拉伸曲線所微機(jī)屏顯式液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī) 可用于各種金屬材料，非金屬材料的拉伸，壓縮，彎曲，剪切等力學(xué)性能試驗(yàn)。微機(jī)屏顯式液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī) 可用于各種金屬材料，非金屬材拉伸試樣：GB6397-86規(guī)定金屬拉伸試樣有：圓形、矩形、異型及全截面常用標(biāo)準(zhǔn)圓截面試樣。長(zhǎng)試樣：L0=10d0短試樣：L0=5d0拉伸試樣：GB6397-86規(guī)定金屬拉伸試樣有： 低碳鋼拉伸曲線拉伸機(jī)上，低碳鋼緩慢加載單向靜拉伸曲線： 低碳鋼拉伸曲線拉伸機(jī)上，低碳鋼緩慢加載單向靜拉伸曲線：op段：比例彈性變形階段；pe段：非比例彈性變形階段；平臺(tái)或

3、鋸齒（s段）：屈服階段；sb段：均勻塑性變形階段，是強(qiáng)化階段。b點(diǎn)：形成了“縮頸”。bk段：非均勻變形階段，承載下降，到k點(diǎn)斷裂。斷裂總伸長(zhǎng)為Of，其中塑形變形Og(試樣斷后測(cè)得的伸長(zhǎng))，彈性伸長(zhǎng)gf。 l Fl bl ul Fbbk Fss o g fe Fep Fp拉伸曲線op段：比例彈性變形階段；l Fl bl ul 應(yīng)力 ：?jiǎn)挝幻娣e上試樣承受的載荷。這里用試樣承受的載荷除以試樣的原始橫截面積S 0表示: F 載荷( N ) = ( M pa ) S 0 原始橫截面積( mm2)應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量。這里用試樣的伸長(zhǎng)量除以試樣的原始標(biāo)距表示: l伸長(zhǎng)量(mm ) = l 0原始長(zhǎng)度(

4、mm) 應(yīng)力應(yīng)變曲線（ - 曲線）:形狀和拉伸曲線相同，單位不同bse應(yīng)力與應(yīng)變曲線應(yīng)力 ：?jiǎn)挝幻娣e上試樣承受的載荷。這里用試樣承受的載荷除以二、拉伸曲線所確定的力學(xué)性能指標(biāo)及意義1剛度和彈性 剛度材料在受力時(shí)，抵抗彈性變形的能力。 E=/ 楊氏彈性模量 GPa, MPa 本質(zhì)是：反映了材料內(nèi)部原子結(jié)應(yīng)力的大小，組織不敏感的力系指標(biāo)。 彈性：材料不產(chǎn)生塑性變形的情況下，所能承受的最大應(yīng)力。 比例極限：p=Fp/Ao 應(yīng)力應(yīng)變保持線性關(guān)系的極限應(yīng)力值 二、拉伸曲線所確定的力學(xué)性能指標(biāo)及意義2.剛度：將材料抵抗彈性變形的能力稱為剛度。彈性模量：彈性下應(yīng)力與應(yīng)變的比值,表示材料抵抗彈性變形的能力。即

5、： E= / 材料的E越大，剛度越大； E對(duì)組織不敏感；零件的剛度主要決定于E，也與形狀、截面等有關(guān)。E= / 1.彈性:金屬材料受外力作用時(shí)產(chǎn)生變形,當(dāng)外力去掉后能恢復(fù)到原來(lái)形狀及尺寸的性能。彈性變形: 隨載荷撤除而消失的變形。（一）、彈性與剛度2.剛度：將材料抵抗彈性變形的能力稱為剛度。E= / 彈性極限: Fe 彈性極限載荷( N ) e = ( M pa ) S0 試樣原始橫截面積( mm2)e e 彈性極限: （二）強(qiáng)度: 材料在載荷作用下抵抗永久變形和破壞的能力。種類: 抗拉強(qiáng)度、 抗壓強(qiáng)度、 抗彎強(qiáng) 度 、 抗剪強(qiáng)度 、 抗扭強(qiáng)度等。 1、 屈服點(diǎn) 與屈服強(qiáng)度: 產(chǎn)生明顯塑性變形

6、的最低應(yīng)力值. Fs s = ( M Pa ) S0試樣屈服時(shí)的載荷( N )試樣原始橫截面積( mm2)s（二）強(qiáng)度: 種類: 抗拉強(qiáng)度、 抗壓強(qiáng)度、 抗彎強(qiáng) 度 屈服強(qiáng)度( 塑性變形量為0.2%，微量塑性變形)0.2：試樣產(chǎn)生殘余塑性變形0.2%時(shí)的應(yīng)力試樣產(chǎn)生0.2%殘余塑性變形 屈服強(qiáng)度( 塑性變形量為0.2%，微量塑性變形)0.2： 屈服強(qiáng)度( 塑性變形量為0.2%，微量塑性變形) F0.2 0.2 = ( M Pa ) S 0 試樣原始橫截面( mm2)試樣產(chǎn)生0.2%殘余塑性變 形時(shí)的載荷(N) 屈服點(diǎn) s 、屈服強(qiáng)度0.2是零件設(shè)計(jì)的主要依據(jù)；也是評(píng)定金屬?gòu)?qiáng)度的重要指標(biāo)之一。

7、屈服強(qiáng)度( 塑性變形量為0.2%，微量塑性變形) 它表示材料抵抗斷裂的能力。是零件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)；也是評(píng)定金屬?gòu)?qiáng)度的重要指標(biāo)之一。 F b 試樣斷裂前的最大載荷(N) b = ( M Pa ) S 0 試樣原始橫截面積( mm2)bse2、抗拉強(qiáng)度：試樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。bse2、抗拉強(qiáng)度：試樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。（三）、塑性:是指材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。 1、 斷面收縮率: 是指試樣拉斷處橫截面積的收縮量 S與原始橫截面積S0之比。2、伸長(zhǎng)率:是指試樣拉斷后的標(biāo)距伸長(zhǎng)量 L 與原始標(biāo)距L 0之比。 S0 - S 1 = - 100% S0 l 1 - l0 = - 100% l0（三）、塑性: 1、 斷面收縮率: 是指試樣拉斷處橫截面積的 10% 屬塑性材料思考:同一材料5 10？ubbseE 塑性指標(biāo)不直接用于計(jì)算，但