模塊二 材料的力學(xué)性質(zhì)

模塊二材料的力學(xué)性質(zhì)一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度

（一）強(qiáng)度

強(qiáng)度是指材料在荷載作用下抵抗破壞的能力，是材料常用的力學(xué)性能指標(biāo)。材料受到外力作用時(shí)，內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生抵抗外力作用的能力，單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)力稱(chēng)為應(yīng)力，按下式計(jì)算：式中—應(yīng)力，N/mm2（MPa）；

—荷載，N；

—材料的受力面積，mm2。

情境一建筑材料的基本性質(zhì)靜力強(qiáng)度的分類(lèi)根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強(qiáng)度等。強(qiáng)度等級(jí)對(duì)于以強(qiáng)度為主要指標(biāo)的材料，通常按照強(qiáng)度值的大小劃分為若干個(gè)等級(jí)，稱(chēng)為強(qiáng)度等級(jí)。（二）比強(qiáng)度比強(qiáng)度是按單位體積質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度，在數(shù)值上等于材料的強(qiáng)度與其體積密度的比值。比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的一項(xiàng)主要指標(biāo)。二、彈性與塑性

（一）彈性

材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后變形即可消失并能完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)稱(chēng)為彈性。

在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值為一常數(shù)，稱(chēng)為彈性模量。按下式計(jì)算：

（二）塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料仍保持變形后的形狀和尺寸的性質(zhì)稱(chēng)為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱(chēng)為塑性變形或永久變形。三、脆性與韌性

（一）脆性

（二）韌性

脆性是指材料在外力作用下直到破壞前沒(méi)有明顯塑性變形而突然破壞的性質(zhì)。大部分無(wú)機(jī)非金屬材料均屬脆性材料，如天然石材、陶瓷、玻璃、混凝土、砂漿等。脆性材料的另一特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高而抗拉、抗折強(qiáng)度低。在工程中使用時(shí)，只適宜作受壓構(gòu)件。韌性（或沖擊韌性）是指材料在沖擊振動(dòng)荷載作用下，能夠吸收較大的能量，同時(shí)能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)。韌性材料的抗拉強(qiáng)度較高，而且能夠承受沖擊和振動(dòng)荷載。因此，常用于橋梁工程、吊車(chē)梁以及有抗震要求的結(jié)構(gòu)中。工程中，常用的有:建筑鋼材、瀝青混凝土、塑料等。四、硬度與耐磨性

（一）硬度

（二）耐磨性

硬度是指材料抵抗較硬物體壓入或刻劃的能力。常用的硬度測(cè)定方法有刻劃法和壓入法兩種。

耐磨性是指材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性常用磨損率表示。按下式計(jì)算:

式中N—材料的磨損率，

g/cm2；m1

、m2—材料磨損前、后的質(zhì)量，g；

A—材料受磨面積

cm2。五、耐久性耐久性是指材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，能抵抗周?chē)鞣N介質(zhì)的侵蝕而不破壞，并能保持其原有性質(zhì)的能力。耐久性是材料的一項(xiàng)綜合性的技術(shù)指標(biāo)，主要包括抗凍性、抗?jié)B性、耐化學(xué)腐蝕性、抗風(fēng)化性能及抗老化性能等。1.影響材料耐久性的因素影響因素外部因素內(nèi)部因素物理作用、化學(xué)作用、機(jī)械作用、生物作用材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.提高材料耐久性的措施（一）根據(jù)工程的性質(zhì)、特點(diǎn)以及工程所處的環(huán)境，合理地選擇建筑材料。