APS 材料力学性能.doc

Das hookesche Gesetz胡克定律 (nach Robert Hooke) beschreibt das elastische Verhalten弹性性能 von Festkrpern, deren elastische Verformung 弹性变形proportional zur正比于 einwirkenden Belastung施加的负载 ist (linear-elastisches Verhalten性弹性行为). Dieses Verhalten ist z. B. typisch fr Metalle bei kleinen Belastungen sowie fr harte, sprde 硬脆Stoffe oft bis zum Bruch断裂 (Glas, Keramik, Silizium陶瓷，硅). nicht-linear elastischen (z. B. Gummi)非线性弹性（如橡胶, plastischen oder duktilen (z. B. Metalle nach berschreiten der Fliegrenze) VerformungenDie Dehnung 应变(Formelzeichen符号: ) ist eine Angabe指示 fr die relative Lngennderung相对变化（延长或缩短）(Verlngerung bzw. Verkrzung) eines Krpers unter Belastung, beispielsweise durch eine Kraft oder durch eine Temperaturnderung (Wrmeausdehnung热膨胀). Wenn die Abmessung des Krpers sich vergrert, spricht man von einer positiven Dehnung (Streckung), andernfalls von einer negativen Dehnung oder Stauchung伸长或压缩 in gewissen Grenzen一定的限度 einer ueren Kraft oder mechanischen Spannung.外力或机械应力 elastischen弹性 Konstanten .Die Plastizitt oder Plastische Verformung塑性或塑性变形 beschreibt die Fhigkeit von Stoffen, sich unter einer Krafteinwirkung nach berschreiten einer Fliegrenze irreversibel不可逆的 zu verformen (zu flieen) und diese Form nach der Einwirkung beizubehalten保持. Unterhalb der Fliegrenze屈服应力 treten keine oder nur elastische Deformationen变形 aufDie Fliegrenze - auch Streckgrenze genannt 屈服点 - 也被称为屈服强度 grenzwertige Kraft临界力, ab der ein Stoff vom elastischen Gedehntwerden zum Flieen (das heit von einer nicht bleibenden zu einer bleibenden Verformung) bergeht. ursprngliche Form原来的形状 Sprdbruch脆性断裂 Biegung 弯曲 Verdrehung 扭曲 Spannungs-Dehnungs-Diagramm应力 - 应变图 mit ausgeprgter Streckgrenze有明确屈服点 seiner Festigkeit, seiner Plastizitt可塑性 bzw. seiner Sprdigkeit, seiner Elastizitt弹性 und einiger anderer Eigenschaften genau zu kennen.Zu diesem Zweck werden Materialproben im Zugversuch getestet, indem die Probe mit bekanntem Ausgangsquerschnitt in eine Zugprfmaschine 拉伸试验机eingespannt und mit einer Zugkraft拉伸力 F belastet wird.Anfangslnge 初始长度 senkrechten Querschnitt 垂直剖面 die Lngennderung L长度变化 Dehnung断裂伸长率 R_m = Zugfestigkeit抗拉强度R_eH = obere Streckgrenze上屈服点R_eL = untere Streckgrenze下屈服强度R_p 0,2 = Dehngrenze mit 0,2 % plastischer Verformung在0.2的塑性变形R_0,2，P =屈服强度E = Elastizittsmodul 弹性模量A = Bruchdehnung断裂伸长率A_g = Gleichmadehnung均匀伸长率A_L = Ldersdehnung吕德斯伸长Der Betrag des Elastizittsmoduls ist umso grer, je mehr Widerstand ein Material seiner elastischen Verformung entgegensetzt. richtungsabhngig Die Steifigkeit刚度 ist eine Gre in der Technischen Mechanik. Sie beschreibt den Widerstand eines Krpers gegen elastische Verformung durch eine Kraft oder ein Drehmoment.力矩Der Kehrwert倒数 der Steifigkeit wird Nachgiebigkeit弹性 genannt.Zhigkeit oder Tenazitt韧性beschreibt die Widerstandsfhigkeit eines Werkstoffs gegen Bruch oder Rissausbreitung裂纹扩展Die Torsion扭曲 beschreibt die Verdrehung旋转 eines Bauteils, die durch die Wirkung eines Torsionsmoments扭转力矩 entstehtdie Gre und Form des Stabquerschnitts 横截面的尺寸和形状 den Schubmodul G剪切模量 Biegung弯曲Hrte ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung穿透 eines hrteren Prfkrpers测试体 entgegensetzt.werden vor allem Prfverfahren eingesetzt, welche die Eindringhrte压痕硬度 messen. Dabei werden genormte Prfkrper unter festgelegten Bedingungen指定的条件 in das Werkstck gedrckt.Im Anschluss wird die Oberflche oder Tiefe des bleibenden Eindruckes gemessen.Hrteprfung nach Rockwell (HR)洛氏硬度试验wird ein kegelfrmiger锥形 Prfkrper 试验片aus Diamant 金刚石mit einem Spitzenwinkel顶角 von 120 und einer abgerundeten Spitze 圆形端头mit einem Radius von 0,2 mm verwendet Stahlkugel钢球Vorkraft aufgeben预加载 Messuhr nullen 调零百分表 Hauptkraft zustzlich aufgeben Einwirkdauer hngt vom Kriechverhalten 蠕变行为des Stoffes abHauptkraft aufhebenHrtewert an der Messuhr ablesen Vorkraft aufhebenHrteprfung nach Brinell布氏硬度Prfgert zur Messung der KugelschlaghrteDabei wird eine Hartmetallkugel 碳化物的球mit einer festgelegten Prfkraft F in die Oberflche des zu prfenden Werkstckes gedrckt.Hrteprfung nach Vickers (HV)维氏硬度试验 zur Prfung homogener Werkstoffe 均质材料 dnnwandiger oder oberflchengehrteter Werkstcke und Randzonen薄壁或表面硬化工件和边缘区 eine gleichseitige Diamantpyramide mit einem ffnungswinkel等边金刚石棱锥 von 136 unter einer festgelegten Prfkraft in das Werkstck eingedrckt. Aus der mittels eines Messmikroskops festgestellten Lnge der Diagonalen对角线 des bleibenden Eindrucks永久压痕 wird die Eindruckoberflche errechnet.Die Bruchzhigkeit oder auch Risszhigkeit断裂韧性 ist ein Begriff aus der Bruchmechanik 断裂力学und beschreibt den Widerstand eines Materials gegen instabilen Rissfortschritt. 不稳定裂纹扩展Spannungsrisskorrosion und Schwingfestigkeit应力腐蚀开裂和抗疲劳强度Risswachstum裂纹增长 eine Zugprobe mit einer mittigen winkelfrmigen Kerbe中心角切口Durch Einlagerung von Teilchen oder Fasern颗粒或纤维的掺入 lsst sich die Bruchzhigkeit erhhen. Ein Beispiel hierzu ist Stahlbeton钢筋混凝土. Sind die Teilchen oder Fasern duktil, wird zum Versagen des Verbundwerkstoffes zustzliche额外 Energie bentigt. Die Materialermdung疲劳 beschreibt einen langsam voranschreitenden Schdigungsprozess缓慢渐进破坏过程 in einem Werkstoff unter Umgebungseinflssen wie wechselnder不断变化 mechanischer Belastung, wechselnder Temperatur, UV-Strahlung, radioaktiver Strahlung,Materialermdung bedeutet, dass auch eine statisch unkritische静态的非关键 Belastung (noch im elastischen Bereich, also noch unterhalb der Streckgrenze des Werkstoffs) zu einer Funktionsuntchtigkeit (Ermdungsrissbildung) 功能衰竭（疲劳裂纹）oder auch zum Totalausfall (Ermdungsbruch)完全失效（疲劳断裂） eines Bauteils fhren kann isotherme mechanische Ermdung等温机械疲劳（ (z. B. Ermdung unter zyklischer mechanischer Beanspruchung bei konstanter Temperatur 下循环加载在恒定的温度thermische Ermdung 热疲劳 thermo-mechanische Ermdung热机械疲劳Kriechermdung 蠕变疲劳局部错位移动lokalen VersetzungsbewegungenEinschlssen, Poren, Ausscheidungen, Dispersionen 夹杂物，气孔，析出物，分散剂unter 45 zur Beanspruchungsrichtung 45至负载的方向 Die Schwingfestigkeit 疲劳强度 bezeichnet das Verformungs- und Versagensverhalten失效行为 von Werkstoffen bei zyklischer Beanspruchung.循环荷载作用Dauerfestigkeit疲劳强度? ist ein Begriff aus dem Gebiet der Festigkeit und bezeichnet die Belastungsgrenze最大负荷, die ein dynamisch (z. B. schwingend) belasteter被污染 Werkstoff ohne nennenswerte Ermdungserscheinungen bzw. Ausfallerscheinungen 没有显著疲劳或衰竭症状ertragen容忍 kann.statische Ruhelast静态静载荷 vier Ermdungsstadien四个阶段疲劳 Das elastisch-plastische Wechselverformungsstadium, das Mikrorissbildungsstadium, das Stadium der stabilen Rissausbreitung und schlielich den Ermdungsbruch.弹塑性循环变形阶段中，微裂纹的阶段，稳定裂纹扩展阶段和最终的疲劳断裂Bei elastisch-plastischer弹性 - 塑性 Wechselverformung liefert der Spannungs-Totaldehnungs-Zusammenhang Hysteresisschleifen滞后Spannungsrisskorrosion应力腐蚀裂纹 ist die transkristalline 穿晶(durch das Gefgekorn) oder interkristalline粒间(entlang der Korngrenzen des Gefges) Rissbildung开裂 in Werkstoffen unter dem gleichzeitigen Einfluss einer rein statischen Zugspannung oder mit berlagerter niederfrequenter低频 Zugschwellspannung und eines spezifischen Angriffsmittels. Auch Zugspannungen in Form von Eigenspannungen sind hier wirksam.没有明显的腐蚀产物keine sichtbaren Korrosionsprodukte Kupfer-Zink-Legierungen (Messing)铜 - 锌合金（黄铜）rost- und surebestndige Sthle不锈钢和耐酸钢drei Bedingungen erfllt der Werkstoff muss empfindlich敏感 gegen Spannungsrisskorrosion sein,Zugspannungen mssen vorliegen,ein spezifisches Angriffsmittel muss vorhanden sein.Kriechen 蠕变（迟缓(auch Retardation) bezeichnet bei Werkstoffen die zeit- und temperaturabhngige, plastische Verformung unter Last.Da Kunststoffe塑料 aus groen, im Fall von Thermoplasten und Elastomeren 热塑性塑料和弹性体（如橡胶(z. B. Gummi) verknulten Moleklketten bestehen, gleiten滑动 bzw. entknueln sich diese unter uerer Belastung, woraus eine Dehnung resultiert. Versetzungsbewegungen und Leerstellendiffusion位错和空位扩散的运动Korngrenzengleiten und Korngrenzendiffusion晶界滑动和晶界扩散Diffusionskriechen扩散蠕变: Leerstellen oder Zwischengitteratome填隙原子 diffundieren durch das Kristallgitter.Versetzungskriechen位错蠕变: Durch thermisch aktivierte Prozesse (Diffusion)热激活过程（扩散） werden Hindernisse wie Leerstellen oder Zwischengitteratome berwunden (berklettert).Versetzungsgleiten位错滑移: Die Versetzungen bewegen sich auf Gleitebenen滑移面 und berwinden Hindernisse durch thermisch aktivierte Prozesse.热激活过程Temperaturwechselbestndigkeit耐热冲击性 Reibung摩擦, auch als Friktion bezeichnet, ist die Hemmung einer Bewegung, die zwischen sich berhrenden 接触Festkrpern oder Teilchen auftritt.Haftreibung und Gleitreibung静摩擦和滑动摩擦 Rollreibung滚动摩擦 Innere Reibung内摩擦 bewirkt die Zhigkeit von Materialien und Fluiden und hat Einfluss auf Verformungen und Strmungen. Neben der Bewegung der Teilchen in einem Stoff beschreibt die innere Reibung auch den Reibungswiderstand von Krpern, die sich in Fluiden bewegen, sowie die Dmpfung von Schall