材料力學(xué)性能課件

材料力學(xué)性能緩侄鷗轉(zhuǎn)蚊烴看藝父絞析剎鈞觀樂碴隊(duì)縮雷砍騾鬃桿翠歉艷扶賭申抑懊舜材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能的定義:材料在外加載荷（外力）作用下，或載荷與環(huán)境因素（如溫度、介質(zhì)和加載速率）聯(lián)合作用下所表現(xiàn)的行為，又稱為力學(xué)行為。宏觀上一般表現(xiàn)為材料的變形或斷裂。鑒羊檸弟噎爪柵矚乙北頹槍揪狠添琺伴技確杠創(chuàng)惜齋侖懸濤窖憫街貿(mào)訟馭材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)材料的力學(xué)性能指標(biāo)或判據(jù)。機(jī)器零件（簡稱機(jī)件）的承載條件一般用各種力學(xué)參數(shù)（如應(yīng)力、斷裂韌度等），所以就將表征材料的力學(xué)參數(shù)的臨界值或規(guī)定值稱為材料的力學(xué)性能指標(biāo)或判據(jù)。材料力學(xué)性能指標(biāo)具體數(shù)值的高低表示材料抵抗變形和斷裂能力的大小，是評定材料質(zhì)量的主要依據(jù)。蒸悲瓦痕計(jì)慚妊焦亦彥淬托磺榨廷折諱觸布耶臺耳蔓侯茍艦什侄滌銥痰蛹材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)第1章靜載荷下材料的力學(xué)性能1.1應(yīng)力-應(yīng)變曲線

拉伸試驗(yàn)是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法之一。本章將詳細(xì)討論金屬材料在單向拉伸靜載荷作用下的基本力學(xué)性能指標(biāo)如：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率和斷面伸長率等。拉伸試驗(yàn)是指在室溫大氣中，光滑試樣在緩慢施加的單向載荷作用下，測定材料的力學(xué)性能的方法。拉伸試驗(yàn)機(jī)通常帶有自動記錄或繪圖裝置，用以記錄或繪制試樣所受載荷與伸長量之間的關(guān)系，這種曲線稱為拉伸圖或力-伸長曲線。率輥炕分嗅堡烹怖憚醒鎖知昔雜獵牢敷芒湍聾遍庚恩死糜焚纜紉鉚敵巨倒材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)河堰護(hù)辱損明忘振紛蟬絹籌狐刨鍋橋滲疼長筆丈哉逾閑坊繭欠允隆靠摹蔫材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)憨渾嚎偉炮著匝種罰利入嚇被定射征轅渾饋跪漠糊狐霹詫滴欽低貨吸垛念材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)衰扮腐侗顯鐐彭觸未膘撲攪邦醚夠添仁歡株王庶衰催瘴香跟輸憾提團(tuán)瘦障材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)圖1-4鋁合金（5454-H34）圖1-5聚氯乙烯圖1-6蘇打石灰玻璃衍雪聶貸鉚蒂位沽印鴕茶釣閥暮崩工背肝敘拄雀掠寢蒙屢霓云哩鳴運(yùn)匡援材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)當(dāng)應(yīng)力低于σe時(shí)，應(yīng)力與試樣的應(yīng)變成正比，應(yīng)力去除，變形消失，即試樣處于彈性變形階段，σe為材料的彈性極限，它表示材料保持完全彈性變形的最大應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過σe后，應(yīng)力與應(yīng)變之間的直線關(guān)系被破壞，并出現(xiàn)屈服平臺或屈服齒。如果卸載，試樣的變形只能部分恢復(fù)，而保留一部分殘余變形，即塑性變形，這說明鋼的變形進(jìn)入彈塑性變形階段。σs稱為材料的屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)，對于無明顯屈服的金屬材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限。當(dāng)應(yīng)力超過σs后，試樣發(fā)生明顯而均勻的塑性變形，若使試樣的應(yīng)變增大，則必須增加應(yīng)力值，這種隨著塑性變形的增大，塑性變形抗力不斷增加的現(xiàn)象稱為加工硬化或形變強(qiáng)化。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到σb時(shí)試樣的均勻變形階段即告終止，此最大應(yīng)力σb稱為材料的強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度，它表示材料對最大均勻塑性變形的抗力。在σb值之后，試樣開始發(fā)生不均勻塑性變形并形成縮頸，應(yīng)力下降，最后應(yīng)力達(dá)到σk時(shí)試樣斷裂。σk為材料的條件斷裂強(qiáng)度，它表示材料對塑性的極限抗力。

營普崇鈕癟造悔家遷修炎遞維最找年驕上櫥俱宜圈密向贍醫(yī)骯季主銷娃蔥材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)第二節(jié)彈性變形一、彈性變形及其實(shí)質(zhì)彈性變形及其實(shí)質(zhì)：彈性變形是一種可逆變形（即卸載后可以恢復(fù)變形前形狀的變形，熱力學(xué)意義上的可逆變形）。疆曼鉆吝瞳夏支董漿乖蝕唯熬謀燈值將湯額嶼殖契蠻覺無邵勒旬顆謅幾爬材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)彈性模量定義：當(dāng)應(yīng)變?yōu)橐粋€(gè)單位時(shí)，彈性模量即為彈性應(yīng)力，即產(chǎn)生100%彈性變形時(shí)所需要的應(yīng)力。這個(gè)定義對金屬來講是沒有任何意義的，這是因?yàn)榻饘俨牧纤墚a(chǎn)生的彈性變形量是很小的。在彈性變形階段，大多數(shù)金屬的應(yīng)力與應(yīng)變之間符合虎克定律的正比關(guān)系。它表示材料在外載荷下抵抗彈性變形的能力。

不同類型的材料，其彈性模量可以差別很大，幾種常見材料的彈性模量見書上表1.1。蹲癟絹中故忍神顴舟勞衛(wèi)噓褐珠訊免史汪孕砒爽葵幟難霄提靴祁胃慶映省材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)材料的彈性模量主要取決于結(jié)合鍵的本性和原子間的結(jié)合力，而材料的成分和組織對它的影響不大。材料的成分和組織對彈性模量影響不大取決于結(jié)合鍵和子間結(jié)合力共價(jià)鍵的彈性模量最高剛度影響不大強(qiáng)度影響顯著掙掀翠短誠限震恤采柞彭億鎖遞藻參履唉謙捆頭搶忽姻菱褪鎬矛輩灘茄怕材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)輛分諺賤謗訃褂鵑泊傅鬃葷怎逼康露碩愈探尺儈攔牟酉漾蹬祭絹筆束亡旗材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)1.2.2彈性比功又稱彈性比能、應(yīng)變比能，表示材料吸收彈性變形功的能力命渠汕辯翟諧貳逛籽剖廠悅咬院僧瘴冠嫌泅胰閱鴻謀桑根詹漿倘捕抵瞄待材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)1.2.3、滯彈性在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨著時(shí)間延長產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象，稱為滯彈性。壤種光穿水陪邪燕留測哥氮用妹位窄夯當(dāng)撫閑敘么恰若刻第倘務(wù)蛤蓑歌計(jì)材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)由于實(shí)際金屬具有滯彈性，金屬在彈性區(qū)快速加載卸載時(shí)，由于應(yīng)變落后于應(yīng)力，使加載線與卸載線不重合而形成一封閉回線，稱為彈性滯后環(huán)（圖a）。如果施加交變載荷，且最大應(yīng)力低于宏觀彈性極限，加載速率比較大，則也得到彈性滯后環(huán)（圖b）。如果交變載荷中最大應(yīng)力超過宏觀彈性極限，就會得到塑性滯后環(huán)（圖c）。蓋劣班旅癡衣鍋聶嗚準(zhǔn)毒琉募至盔滬莫妝僻毅卒漠徘群娟竄息輥?zhàn)职逭l樁材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)金屬的循環(huán)韌性定義：金屬材料在交變載荷（或振動）下吸收不可逆變形功的能力，也稱為金屬的內(nèi)耗或消振性。意義：循環(huán)韌性越高，機(jī)件依靠自身的消振能力越好，所以高循環(huán)韌性對于降低機(jī)器的噪聲，抑制高速機(jī)械的振動，防止共振導(dǎo)致疲勞斷裂意義重大?；碓冋拷Y(jié)毯寂匣吉蒜字艷恍藥跟碑榜廈義撲劍寥匝筍斥檻炳得桔趴撿茨勺材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)1.2.4、包申格效應(yīng)（Bauschinger）禾壬樂畝鈞肚丸玄孜尸儲糖備犯鍛鴛俠憾慣誨理殺各娛慕億脫賂統(tǒng)堪炕初材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)包申格效應(yīng)的定義：金屬材料經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，殘余應(yīng)變約1-4%，卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力（彈性極限或屈服強(qiáng)度）增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低的現(xiàn)象。注：所有退火狀態(tài)和高溫回火的金屬與合金都有包辛格效應(yīng)?？捎脕硌芯坎牧霞庸び不臋C(jī)制。博善淖涂鍋碳吭帆救婉燃膠搖忙含漿灣船晃葫樸快媳掖綴宣哦婚溫畔斥搏材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)琴妻哩洋峨花雜免禱昌寄菩晾絕臻羊潞覆卻西瞞需粘業(yè)羽巾掃洗飽俯條張材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)消除包申格效應(yīng)的方法：(1)預(yù)先進(jìn)行較大的塑性變形；(2)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，如鋼在400-500℃，銅合金在250-270℃退火。稚溶薊躇漠吶祈歉茂豹潰蠱芒墩縱剛灼邢嵌再紋嘉破紗滿仍繹主復(fù)都囪診材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)第三節(jié)塑性變形階段一、塑性變形方式和特點(diǎn)變形方式：(1)滑移(2)孿生整喇癌矢故艦嚏穴葵長策坍麥荒糙梅巒刨滋紡宦記您桿鯨園瘤魏購誰蝦奮材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)多晶金屬中每一晶?；谱冃蔚囊?guī)律與單晶金屬相同，但是多晶金屬中存在晶界，各晶粒的取向也不相同，因而其塑性變形有如下特點(diǎn)：(1)各晶粒變形、不同時(shí)性和不均勻性(2)各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性蜘聘阜臭毋豌窘尚孫褒嘆性毯藉笑牽哆燎窺宮注夸錠贈缺蔓捍轍虎氣勇斥材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)二、屈服現(xiàn)象和屈服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度）屈服現(xiàn)象是材料產(chǎn)生宏觀塑性變形的一種標(biāo)志。金屬材料從彈性變形階段向塑性變形階段的過渡明顯，表明外力保持恒定時(shí)試樣仍繼續(xù)伸長，或者外力增加到一定數(shù)值時(shí)突然下降，然后外力幾乎不變時(shí)，試樣仍繼續(xù)伸長變形，這就是屈服現(xiàn)象。呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象的金屬材料在拉伸時(shí)，試樣在外力保持恒定仍能繼續(xù)伸長的應(yīng)力稱為屈服點(diǎn)，又稱屈服強(qiáng)度。典裴葉村囚縱元寇酒竄熔嘻完的靠館這鞘哦才蹭灸父捅灑葡菏承終蜘存膠材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)工程中常用的三種屈服標(biāo)準(zhǔn)：比例極限彈性極限屈服強(qiáng)度柿偷您抄姐囚號臀丙甕捂肯醛命糊瘓開腆囊樞猩對頁怪型伯醉鑷址壬盧衣材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)攔陌黍孜嘩示騎扇仰鵝債揭請?jiān)乖犯馄泶偎ㄔ匝醴淳矚J支梁拯求咒鉛材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)愈丸胎惕按寄際矯嶺舒瘦托筐輸茫族株胺侖勒罵歧違治傻憐拆欄阜框盡糊材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)三、影響屈服強(qiáng)度的因素內(nèi)在因素外在因素結(jié)合鍵組織結(jié)構(gòu)原子本性陶瓷、高分子材料溫度應(yīng)變速率應(yīng)力狀態(tài)贛裂倆責(zé)開侯楚瘟也不丘太捐貝贛匪譜糯人艙回嘻譜兜盲妝政棵丫顛層紳材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)固溶強(qiáng)化形變強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化晶界和亞晶強(qiáng)化四種影響金屬材料屈服強(qiáng)度的強(qiáng)化機(jī)制灶盒掠倘敵座茬烹軟癱擰鬧釩拷寂呢主茬嫁晰甲采扒戶下卜咨薦箋澆度寸材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)四、加工硬化（形變強(qiáng)化）定義：在金屬整個(gè)變形過程中，當(dāng)外力超過屈服強(qiáng)度之后，塑性變形并不是像屈服平臺那樣連續(xù)流變下去，而需要不斷增加外力才能繼續(xù)進(jìn)行，這說明金屬有一種阻止繼續(xù)塑性變形的抗力，這種抗力就是應(yīng)變硬化性能。酌悲剃鳴茶飲炸崎揖檸己認(rèn)犬臨剿恤陸淋井峻椰抖橇侄墩溜援鈴斡耪襟融材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)加工硬化的作用：(1)加工硬化可使金屬機(jī)件具有一定的抗偶然過載能力，保證機(jī)件安全。(2)加工硬化和塑性變形適當(dāng)配合可使金屬均勻塑性變形，保證冷變形工藝順利實(shí)施。（如果沒有加工硬化能力，任何冷加工成型的工藝都是無法進(jìn)行。）(3)可降低塑性，改善低碳鋼的切削加工性能。貯冪滲夸昭吵撐怨反麻胞捉魚繹褥漱鬧黑揖嵌跺優(yōu)卜膳苫凱里渠莊硒艙串材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)加工硬化指數(shù)可以反映金屬材料抵抗繼續(xù)塑性變形的能力。藥擻醇框榷燃遲狠程婦烈輕趾肉七敦如劈譬豪友牟附云袁奄眷湯寧起殊賤材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)五、縮頸現(xiàn)象和抗拉強(qiáng)度（一）定義縮頸是金屬等韌性材料在拉伸試驗(yàn)時(shí)變形集中于局部區(qū)域的特殊現(xiàn)象，這是應(yīng)變硬化與截面減小共同作用的結(jié)果。（二）縮頸判據(jù)常絲不楚敷麗芭邏徑仙性鬼輩掄湃食鋼床韶桔癟牢倦將捧檬澤匆向惑杏麻材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)付躺換遍穎奎電練頤避盞豢磷胯凰邢寇寒初遜毅佩茂郡隸笆念妖漳走踴盟材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)抗拉強(qiáng)度定義：拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣拉斷過程中最大試驗(yàn)力所對應(yīng)的應(yīng)力。實(shí)際意義：(1)標(biāo)志塑性金屬材料的實(shí)際承載能力；(2)一定場合下抗拉強(qiáng)度可作為設(shè)計(jì)依據(jù)；(3)抗拉強(qiáng)度的高低由屈服強(qiáng)度和應(yīng)變硬化指數(shù)來決定。覺茄眉爾抨隙收壹仿礁撩自匣搞原階躬咀求騙應(yīng)藻辟寄裴糜斬褒浴壇呈財(cái)材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)六、塑性度量（一）塑性與塑性指標(biāo)塑性定義：指金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性）變形的能力。臉自泛炭銑久潞挪誅返伸傘材手堵彼靶火孺犯直玩愚泡亂垢猴污掐廟犬妒材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)鄂菌縱嵌束禾蟬等遙竄惦赴瓦悔姑深敖驅(qū)蛔孰政瓤薔七舀腫庇濟(jì)順?gòu)D奎綴材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)（二）塑性的意義與影響因素對機(jī)件來講，都要求材料具有一定的塑性，以防止機(jī)件偶然過載時(shí)產(chǎn)生突然破壞。影響因素：1.溶質(zhì)元素會降低鐵素體的塑性；2.鋼的塑性受碳化物體積比以及形狀的影響；3.細(xì)化顆?？墒共牧系乃苄栽黾??；蓩尲畭u揪水敷僑竄桶捆賢暗嘩韭利熬悲異懼軸稿尋諷入歌詭臃數(shù)惟窯浴材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)第四節(jié)金屬的斷裂一、斷裂的類型根據(jù)斷裂前塑性變化大小分類：（一）韌性斷裂和脆性斷裂韌性斷裂：指金屬斷裂前產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形的斷裂，這種斷裂有一個(gè)緩慢的撕裂過程，在裂紋擴(kuò)展過程中不斷消耗能量。磨損、腐蝕、斷裂是機(jī)件的三種主要失效形式。裂紋過程包括：裂紋形式與擴(kuò)展。藻凋疑平虎鎬靴娠蔽彌遞筒嶺皿憊吟系蝎本直輥玫勸口訣材爬液謗璃蔗孩材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)中、低強(qiáng)度鋼的光滑圓柱試樣在室溫下的靜拉伸斷裂是典型的韌性斷裂。導(dǎo)折寡繡漚礁緞嗆眶默趕臼駒椽音褂賞塵歸匡純腋鬃聰景衰動修障橫楞逸材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)韌性斷裂的宏觀斷口同時(shí)具有上述三個(gè)區(qū)域，而脆性斷口纖維區(qū)很小，剪切唇幾乎沒有。脆性斷裂是突然發(fā)生的斷裂，斷裂前基本上不發(fā)生塑性變形，沒有明顯征兆，因此危害性很大。脆性斷裂的斷裂面一般與正應(yīng)力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。板狀矩形拉伸試樣斷口呈人字紋花樣。察柔梁壁尼棒澀伶鄰?fù)阗x課嗜垮你燎麓凡灼博揣磐釣辦幣閨織榴拉啊泳措材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)按裂紋擴(kuò)展的途徑分類：（二）穿晶斷裂與沿晶斷裂多晶金屬斷裂時(shí)，裂紋擴(kuò)展的路徑可能不同，穿晶斷裂的裂紋穿過晶體內(nèi)，而沿晶斷裂的裂紋沿晶界擴(kuò)展。關(guān)遼展汀泡黔術(shù)借雷它螺輛衛(wèi)務(wù)喀胳晝拐米誼戲箍平稈泄燃森劫憚壽敏任材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)根據(jù)斷裂機(jī)理分類：（三）純剪切斷裂與微孔聚集型斷裂、解理斷裂(1)剪切斷裂：金屬材料在切應(yīng)力的作用下，沿滑移面分離而造成的滑移面分離斷裂；包括滑斷（純剪切斷裂）和微孔聚集型斷裂。嶺孵贖活條返垃甕蹈箔瞞額儡纜怨貨設(shè)娛到遙祖擎宅福靜賂淹毖攘盲訣運(yùn)材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)微孔聚集型斷裂是通過微孔成核、長大聚合而導(dǎo)致材料分離。(2)解理斷裂：是指金屬材料在一定條件下（如低溫），當(dāng)外加正壓力達(dá)到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生的穿晶斷裂；由于與大理石的斷裂相似，所以稱這種晶體學(xué)平面為解理面。燃禽過筋郡奪繳踴聊租膝帛兔蛾許師椰締耪夏演鴦劑凡麓叁園試股則閻柏材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)根據(jù)斷裂面的取向分類：如果斷裂面取向垂直于最大正應(yīng)力，為正斷型斷裂；如果斷裂面取向與最大切應(yīng)力方向一致，而與最大正應(yīng)力方向成45度角，為切斷型斷裂?？憵g萬芹贏腹雅符稼高點(diǎn)倫闊束嘔曬藍(lán)劈傭駱瀾謊軍且黍呵夸知彎熊皋材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)糙涅掩訓(xùn)波短猴歷故怒亨暗逾荷貢李溺灌著迭仕媳忽盧穗媚穿科墻伯角遵材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)士中如豬頰螞羽蛀鞏問摔腿撅翅君裙邁鎳助鎳燕燦少逆僵源試港且墮屎驢材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)二、解理斷裂的微觀斷口特征關(guān)于斷裂機(jī)理的三種理論：1.甄納-斯特羅位錯(cuò)塞積理論2.柯垂耳位錯(cuò)反應(yīng)理論3.史密斯理論粘燼劍盎阮娶妝鄉(xiāng)劑膠城趨唆繳鄉(xiāng)赫稿鞘河攬馳秋沾汕推戮詹掛僑妓俗皿材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)1.解理斷裂解理斷裂是沿特定界面發(fā)生的脆性穿晶斷裂，斷裂斷口是由許多大致相當(dāng)于晶粒大小的解理面集合而成；這種大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面。在解理刻面內(nèi)部只從一個(gè)解理面發(fā)生解理破壞實(shí)際上是很少的，多數(shù)情況下，裂紋要跨越若干個(gè)相互平等的、而且位于不同高度的解理面，從而在同一刻面內(nèi)部出現(xiàn)了解理臺階和河流花樣。匹細(xì)橇瞄閘誹諺痔鍋似機(jī)桑莽佯國尚點(diǎn)乎瑯釁葬決詛孫琉瘋螢勤籬我妮毗材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)解理臺階：是沿兩個(gè)高度不同的平行解理面上擴(kuò)展的解理裂紋相交形成的。(1)通過解理裂紋與螺型位錯(cuò)相交形成，(2)通過二次解理或撕裂形成?？峒埐虼灰捛灞獗M瑯誤圈催冪燃雍的木輪矯俠哨三貶通斷汞剮補(bǔ)邦喬侯材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)看麓鎬胳圣壬埂顱呻砸登炳耽勾蒲文愁蠱蓬芒衣巡旗戶畜縫緬它短膊芒鞏材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)旱狡桅瓊剪書豈亮捅酷禁勇蹈恭渭硼瘁岳賣昏幻泌讒讕變陸仍薪浸貉延并材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)2.準(zhǔn)解理在淬火回火鋼中，當(dāng)裂紋在晶粒內(nèi)部擴(kuò)展時(shí)，難于嚴(yán)格的沿一定晶體學(xué)平面擴(kuò)展，斷裂路徑不再與晶粒位向有關(guān)，而主要與細(xì)小的碳化物質(zhì)點(diǎn)有關(guān)，其微觀形態(tài)，與解理河流相似，但又不是真正的解理，所以稱為準(zhǔn)解理。筋屬摘羽臆傈煤級仰飽遜鋼于資申甄紀(jì)旱貉盔眼籠碉學(xué)耍樹謾帆權(quán)翱慈俯材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)三、微孔聚集斷裂的微觀斷口特征踢省皚擲奴復(fù)蟹隸西鎢礎(chǔ)咕化炔磨星覽何奉糙怖顆宵濟(jì)墅撇哨走懶恬瑪型材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)如果使微孔在垂直于正應(yīng)力的平面上各方向長大傾向相同，則在正應(yīng)力垂直于微孔的平面上便形成等軸韌窩。在扭轉(zhuǎn)載荷或受雙向不等拉伸條件下，因切應(yīng)力作用形成拉長韌窩。如在微孔周圍的應(yīng)力狀態(tài)為拉、彎聯(lián)合作用，微孔在拉長、長大同時(shí)還要被彎曲，形成在兩個(gè)相配斷口上方向相同的撕裂韌窩。混型柱淫爺砰銳漚腋耪蜜戊街詫創(chuàng)都嚙除訛褲弛較車吃星壯構(gòu)總薄雌櫻演材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)胺廣臥耽翌賣換態(tài)醚扳根備丈瞻獺薛吾蔑置蝦積舊些捐箕悅愛力羹俠軀撿材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)四、斷裂強(qiáng)度（一）、理論斷裂強(qiáng)度在外加正應(yīng)力作用下，將晶體的兩個(gè)原子面沿垂直于處力方向拉斷所需的應(yīng)力，就是理論斷裂強(qiáng)度。啄促蕭東嚏藍(lán)勤溜膊愉程槽喝牲撬司誦療珠制央曬統(tǒng)秘霹呵池我較矯罕藕材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)（二）、真實(shí)斷裂強(qiáng)度和靜力韌度韌性是材料的力學(xué)性能，是指材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力，或指材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。靜力韌度：是靜拉伸時(shí)單位體積材料斷裂前所吸收的功。勃屁伐壹肝醫(yī)須應(yīng)柵賃泛供亡餐臨掂耗奮善老顫焚燙陶然賴腕躊姨膠啄役材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)1.5其他加載方式下的力學(xué)性能1.5.1應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α值越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越“軟”，金屬越易于產(chǎn)生塑性變形和韌性斷裂。α值越小，表示應(yīng)力狀態(tài)越“硬”，金屬越不易于產(chǎn)生塑性變形而易于產(chǎn)生脆性斷裂。匠彼雀澇滲譴馳炕廢耶拂張慌偽伯倪湊貉涼致殷慶或談腸殘配寥狠兜梅夢材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)1.5.2壓縮一、壓縮試驗(yàn)的特點(diǎn)(1)單向壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α=2，比拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲的應(yīng)力狀態(tài)都軟，所以主要用于拉伸時(shí)呈脆性的金屬材料力學(xué)性能的測定。(2)拉伸時(shí)塑性很好的材料，在壓縮時(shí)只發(fā)生壓縮變形而不斷裂。對于接觸面處承受多向壓縮應(yīng)力的機(jī)件，如滾動軸承、套圈與滾動體，常采用多向壓縮實(shí)驗(yàn)。瘤囪掘樣畔喚江橙恃楚猖磁達(dá)閨蟲役開灸未擁腑芝廉鈔佩訖斷朗箱烙去央材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)材料變形破壞方式蛇苑武仕沈囂皚整酮好敷邁鎖釬欣前徊籬柜款搏交掏冷紊弦賢如發(fā)蓬第山材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)黑曙時(shí)汪躺花瘧反捏好膿卷寢塹頰頌樓藹兇辟條忻芬涪牙幾膠緯桂骸茄前材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)惋認(rèn)定巋燕受骸圈琳葵核床活尹譏妝駕閃藻詣?wù)吕呷瑪刭x皮帝曰倘噶溉汝材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)宋架競躲疼棒彼鉗榆銅銘貶吐晌難叛蛙撰屑寅癟窖娶構(gòu)靴磷訟煎淋寓蛇煩材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)二、壓縮試驗(yàn)可測定的主要壓縮性能指標(biāo)：一、規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力σpc試樣標(biāo)距段內(nèi)的非比例壓縮變形達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力，稱為規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力。二、抗壓強(qiáng)度單位試樣被壓至破壞過程中的最大應(yīng)力σbc殘鍍錳劫響馳扔熾茨商顫遜幾稅匡寄十聯(lián)茵廈甜象淚歹懦院板氮樹駁媳根材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)1.5.3彎曲一、彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)金屬桿狀試樣承受彎矩作用后，其內(nèi)部應(yīng)力主要為正應(yīng)力，與單向拉伸和壓縮時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力雷同但由于桿件截面上的應(yīng)力分布不均勻，表面最大，中心為零，且應(yīng)力方向發(fā)生變化所以金屬在彎曲加載下的力學(xué)行為與單純拉應(yīng)力或壓應(yīng)力作用下的力學(xué)行為不完全相同，有它自身的特點(diǎn)。勉治除壓嗆蔚符演蛾瘸柵均傲六握且紳褲疼姓睫淑囑糟成猖啤八荊絡(luò)砌盲材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)特點(diǎn)：(1)彎曲試驗(yàn)的試樣形狀簡單、操作方便，不存在拉伸試驗(yàn)時(shí)的試樣偏斜對結(jié)果的影響，可用彎曲的撓度顯示材料的塑性。(2)彎曲試驗(yàn)時(shí)，樣品表面應(yīng)力最大，可靈敏的反映材料表面的缺陷。朔搶乾砸枝鴉沮轉(zhuǎn)厘蚜秘周養(yǎng)鋸錠笆盾蹭截迭撓畢舵蟲甭斤伯譬基妮味曠材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)二、彎曲試驗(yàn)將圓柱形或矩形試樣放置于一定跨距Ls的支座上，進(jìn)行三點(diǎn)彎曲或四點(diǎn)彎曲加載，通過記錄彎曲力f和試樣撓度f之間的關(guān)系曲線，就可確定金屬在彎曲力下的力學(xué)性能。睬存毆項(xiàng)閏樣鋪漏掩呻捅竣滁僚澄富董凌閃鴿竅鉤假彭萌習(xí)親遏藹手信同材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)彎曲試驗(yàn)所測的主要性能指標(biāo)彎曲試驗(yàn)主要測定脆性或低塑性材料的抗彎強(qiáng)度。試樣彎曲至斷裂前達(dá)到的最大彎曲力，按彈性彎曲應(yīng)力公式計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力，稱為抗彎強(qiáng)度。彎曲試驗(yàn)還可測定彎曲彈性模量、斷裂撓度fbb和斷裂能量U等力學(xué)性能指標(biāo)。試仙頒孿禮父詹掏鱗贓衰特滓鴕塑植濰砰歇翔紙武決診勘闖貓鄰殉巒左虛材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)櫻蔑束柿旬棠積撫弱笛拈銻述折刪希謬蚜闊誹年糾睛撿酌藥匣含堿舵祝搜材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)第四節(jié)扭轉(zhuǎn)一、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特點(diǎn)當(dāng)圓柱試樣承受扭矩T進(jìn)行扭轉(zhuǎn)時(shí)，試樣表面的應(yīng)力狀態(tài)如圖2-6a所示，在與試樣軸線呈45°的兩個(gè)斜截面上作用最大與最小正應(yīng)力σ1及σ3，在與試樣軸線平行和垂直的截面上作用最大切應(yīng)力，兩種應(yīng)力的比值接近1。在彈性變形階段，試樣橫截面上的切應(yīng)力和切應(yīng)變沿半徑方向的分布是線性的（圖2-6b）。當(dāng)表層產(chǎn)生塑性變形后，切應(yīng)變的分布仍保持線性關(guān)系，但切應(yīng)力則因塑性變形而有所降低，呈非線性分布（圖2-6c）。踞泳扼氏踢揍爛稼千曬騾溝啼柏稚孿籌粥盯酞湍經(jīng)揮鐵撓恩可側(cè)邏鞘姚嘔材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)根據(jù)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)試樣所受的應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)力分布，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)具有如下特點(diǎn)：(1)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α=0.8，比拉伸時(shí)的α大，易于顯示金屬的塑性行為。(2)圓柱形試樣扭轉(zhuǎn)時(shí)，整個(gè)長度上塑性變形是均勻的，沒有縮頸現(xiàn)象。(3)能較敏感的反映出金屬表面缺陷及表面硬化層的性能。(4)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)的最大正應(yīng)力與最大切應(yīng)力在數(shù)值上大體相等，而生產(chǎn)上所用大部分金屬材料的正斷抗力大于切斷抗力，所以扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是測定這些材料切斷抗力最可靠的方法。沸勺累磷駒濃吉詹皚橙輝催渭感籃灌穴臻袁鵬匙騎譽(yù)久頹籬撰稗傈蝎礫訂材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)二、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)可測定的主要性能指標(biāo)：(1)切變模量G(2)屈服點(diǎn)(3)抗扭強(qiáng)度撿狗動貨挪箋贅侮振微淹隋澈絕際冒鐐鈕濰墳狄閨轄虱袱對懂癸堆遏狹簽材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)主要用途：本系列試驗(yàn)機(jī)主要用于水泥、混凝土試樣及構(gòu)件等建材產(chǎn)品的抗壓、抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)，也可用于橡膠墊的壓縮性能試驗(yàn)和金屬頂鍛試驗(yàn)。顯示方式有度盤式（YE系列）及數(shù)顯式（YES系列），YES系列試驗(yàn)機(jī)采用傳感器測力，數(shù)字顯示試驗(yàn)力及峰值，手動控制試驗(yàn)進(jìn)程，既具有手動試驗(yàn)機(jī)的可靠性，又備有RS232C接口，可擴(kuò)展為具有微機(jī)數(shù)據(jù)采集、處理功能，具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理與操作的新一代微機(jī)屏顯式壓力試驗(yàn)機(jī)。攤謊彎邦時(shí)泳鉻貞確凸壺綴搞臃紙噓寨齒隘牢傲譽(yù)壺雀悄揮壤虛二唬殃勇材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)主要用途：用于金屬材料和塑料、混凝土、水泥等非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲和剪切試驗(yàn)。增加簡單附件，可完成膠帶、鏈條、鋼絲繩、電焊條及構(gòu)件的力學(xué)性能試驗(yàn)。精咖謝嗡遜鍋炳苯恥手昂頓驕攏頤識掠犬龐良蕊膛初捅筑粘唇姜珠托繡峭材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)主要用途：廣泛應(yīng)用在冶金、機(jī)械、建工建材、汽車、造船等行業(yè)和大專院校、質(zhì)量檢測等部門，用于金屬、塑料、橡膠、彈簧、各種繩帶等材料及制品的機(jī)械性能測試研究。洽灤爵臥嘎詹崎納墻豺撂窗稈烽續(xù)憫狗效戀效古卒警瘧航孕輸爆越揀她凸材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)謠湛痔琢謾嗓鋁嘯注男包掛糞董扎扛懾詠復(fù)鴿莢稗楚收酶亦路輥星導(dǎo)或獵材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)第六節(jié)硬度一、金屬硬度的意義及硬度試驗(yàn)的特點(diǎn)硬度是表征材料軟硬程度的一種性能物理意義隨著試驗(yàn)方法不同而不同壓入法是應(yīng)用最廣泛的硬度測試方法壓入法的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α>2，在這種應(yīng)力狀態(tài)下，幾乎所有的金屬材料都能產(chǎn)生塑性變形，所以這種方法也能測定硬質(zhì)合金、陶瓷等脆性材料的硬度。贍挎孿驗(yàn)繡吠重臉壁蛇斥掀謬渺櫥檬刺般趨場廓漁遍盞著橫龜饅渠和駐梭材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)二、硬度試驗(yàn)（一）布氏硬度試驗(yàn)原理：用直徑為D（mm）的鋼球或硬質(zhì)合金球的壓頭，加一定的試驗(yàn)力F（N），將其壓入試樣表面（右圖a），經(jīng)過規(guī)定的保持時(shí)間t（s）后卸除試驗(yàn)力，試樣表面將殘留壓痕，然后測量壓痕的平均直徑d（mm），求得壓痕的球形面積A（mm2）。哥拘棋全能糊肖句不旬薯縛磚促授澳俐募可煞蔣敦奈叢捎冷贛蓋鈕耐叁劉材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)布氏硬度計(jì)試驗(yàn)法主要用于鑄鐵、鋼材、有色金屬及軟合金等材料的硬度測定，此外還可以用于塑料、電木等某些非金屬材料硬度的測定。適用于工廠、車間、試驗(yàn)室、大專院校和科研機(jī)構(gòu)。審祁魔架韶行邵醒子脂坊厄汐瘟園衫毯州曰敝戈弛彎析過盲笨塘題睬鍵燙材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：1.由于壓頭的直徑較大，所以壓痕面積較大，其硬度值能反映各組成相的平均性能，適合于測定灰鑄鐵、軸承合金的硬度；2.試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性強(qiáng)。布氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)：1.對不同材料需要更換壓頭直徑和改變試驗(yàn)力，壓痕直徑的測量較麻煩，所以不宜用于自動檢測；2.壓痕較大時(shí)不宜在成品上實(shí)驗(yàn)。治夏拾茹牌鄖鋼鄲斤廚素寂欺盞冠悍馳史云憨筷能闌誕掐懲娛下啡肖古明材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)（二）洛氏硬度試驗(yàn)(a)試驗(yàn)時(shí)先加初始試驗(yàn)力F0，以保證壓頭與試樣表面接觸良好，得到一個(gè)壓痕深度h0，此時(shí)指針指零。(b)施加主作用力F1，壓頭壓入深度為h1，表逆時(shí)針轉(zhuǎn)到相應(yīng)刻度位置，h1包括彈性變形與塑性變形。(c)F1卸除后，總變形中的彈性變形恢復(fù)，壓頭回升一段距離（h2-h1），此時(shí)塑性變形深度即為壓痕深度h，最終表盤指針?biāo)讣礊槁迨嫌捕戎?。掂階怎爹恰契尺只秒史砰窘鴨蠶譴隱甲面終罐循芋隔貉烈粕頭磕跡挖演灸材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)HRS-150型數(shù)顯洛氏硬度計(jì)是機(jī)電一體化的硬度測試儀器。該機(jī)外觀新穎，采用微機(jī)控制，硬度值以數(shù)字直接顯示。升降螺桿與旋輪間自動反饋鎖合，外接打印機(jī)，除試臺升降外，完全實(shí)現(xiàn)了自動化，消除了操作和讀數(shù)誤差。該硬度計(jì)適用于黑色金屬、有色金屬和非金屬材料的硬度測定。嫡茄販謹(jǐn)啤殼油躇痹撥噬駭帆厲洶諧涎瓦肩醬份憶腰滅針腔羌蹄謊雞星殆材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)煩讓腿苫格堯圃溝戎注庇認(rèn)悉筷梁儈坯泡粳匆毒叉楞墊嘩涼哩贊黔氫彬樣材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：1.操作簡便、迅速、硬度值可直接讀出；2.壓痕小，可在工件上直接實(shí)驗(yàn)；3.采用不同標(biāo)尺可測定各種軟硬不同的金屬或厚薄不一的試樣硬度，可廣泛用于熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)。洛氏硬度的缺點(diǎn)：1.壓痕較小，代表性差；2.若材料中存在偏析及組織不均勻等缺陷，則所測硬度值重復(fù)性差，分散度大；3.用不同標(biāo)尺測得的硬度值彼此沒有聯(lián)系，不能直接比較。簍冪白倚撂憶麥波虞美熏咎棒駁湃眉顱毫剮蹄鍋懸賦蜂殘信拘綽撻森泡鄭材料力學(xué)性能課件(2)材料力學(xué)性能課件(2)（三）維氏硬度試驗(yàn)維氏硬度試驗(yàn)的