ASME标准中材料.ppt

ASME标准中的材料，一，力与平衡，力的概念，1 .定义：力是物体间的相互机械作用，该作用能改变物体的运动状态，使物体变形。 2 .力的效果：运动效果(外效果)变形效果(内效果)。 3 .力的三要素：大小、方向、作用点、力的作用线：沿力矢量f的直线KL称为力的作用线。 推论：力是矢量，铅字是黑体，手写时用或表示。 铅字是黑体字，手写时用或表示。 铅字是黑体字，手写时用或表示。 静力学基本公理，公理1二力平衡公理，作用于刚体的两个力，使刚体平衡所需要和充分的条件是指这两个力的大小相等|F1|=|F2|，(F1=F2)，相反的f1=f 2，作用线是共用线，力的大小仅用白体字f表示，“-”和“”向量f表示力的大小，不附加“-”或“”向量符号。 公理：人类经过长期实践和经验得到的结论，它是通过反复实践验证、无需证明而被人们公认的结论。 作用于同一物体。 即使在已知系统中加入或减去任意的平衡力系统，力系统对刚体的作用效果也不变。 推论1 :力的传导性原理。 作用于刚体的力可以沿着其作用线移动到同一刚体内的任意点，该力给刚体的效果不变。公理2加减平衡力系统公理，刚体受到三力的作用而平衡，其中二力的作用线相交一点，则另一力的作用线一定相交同一点，三力的作用线成为同一面。 (不平行的3个力平衡的必要条件)公理3力的平行四边形法则是，作用于物体上同一点的2个力合成合力，这个合力也作用于这一点，合力的大小和方向用以原2力向量为邻接边的平行四边形的对角线表示。 推论2 :三力平衡交交定理、公理4力和反作用力规律、等价、反方向、共线、异体，而且同时存在。证是平衡力系，也是平衡力系。 另外，AAAK二力平衡为同值、反方向、共线、AAAAAAAAAAAAAAK三力一定交错，且是共同面。 例公理5刚化原理、体(刚化为刚体)，平衡状态不变。 根据公理5，处于平衡状态的变形体可以用刚体静力学的平衡理论进行研究。 变形体在某种力系的作用下取得了平衡，将该变形体变成刚性的话，变形体653 (约束的作用用力表示，该力称为约束反作用力。 )约束和约束反作用力、概念、自由体：位移不受限制的称为自由体。 非自由体：位移受到限制的物体称为非自由体。 约束：预先适用于非自由体的一部分位移的约束称为约束。 (这里，约束是名词，不是动词的约束)，能动力：促进物体运动，使物体产生运动倾向的力称为主动力(重力、风力、切削力、物体的压力、牵引力等)。 约束反作用力的特征：g，大小总是未知方向总是与约束物体的位移方向相反的方向作用点在于物体与约束接触的点。 由于柔软体约束仅承受拉伸力，所以这些约束反作用力作用于接触点，方向沿着柔软体的轴线，从被约束物体离开。 是离开的力量。 确定约束类型和约束反作用力方向的方法：1 .柔软的绳索、由链条或皮带构成的柔软体约束，约束反作用力作用于接触点，方向沿着公法线，指向受力物体的力。 2 .光滑接触面的约束(没有光滑的手指摩擦)、FR、滑道和销，3 .光滑的圆柱铰链约束，圆柱铰链、a、a、固定铰链、可动铰链，n的实际方向也向下，n、在解决物体的受力分析和受力分析、力学问题时，首先应该研究选定研究对象，根据已知条件，约束类型，将基本概念与公理结合，分析其受力情况的过程称为物体受力分析。作用于物体的力是：能动力，例如重力、风力、气体，两者是受动力，即约束反作用力。 压力等。 描绘物体的主要步骤是选择研究对象取分离体描绘自主力描绘约束反作用力。 受到努力，例1画受到应该注意的问题，接触处强有力，力的方向由约束类型决定。 7777777777777777777777777777777777777777777777776注意力是物体间的相互机械作用。 所以，请不要弄错箭头的方向。 请不要弄错力的方向。 也就是说，必须画在分离体上。 约束反作用力的方向必须严格按照约束的类型绘制。 不，可以根据直觉或能动的力的方向简单地推测。 分析两物体之间的力和反作用力时，如果力、方向确定了，反作用力的方向必须相反，内力将成为新研究对象的外力。部分或各个物体的接收必须匹配。 喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓地判断二力部件。 一种力，是外力还是内力，根据研究对象的不同，有，有，有可能不同。 物体系统分解分析，原系统的部分，某个地方的约束反作用力的方向设定后，整体、局、二、应力状态和强度理论、应力状态、普遍状态下的应力表示，单元体：单元部件内的点的代表物，在围绕被研究点的无限小的几何中经常使用的是单元体的性质a，平行面上应力均匀分布的b，平行面上应力相等。 一点应力状态：一点后有无数个截面，该点各截面的应力状态的集合称为该点的应力状态(StateofStressataGivenPoint )。x、y、z、s、x、sz、s、y、y、x、y、z、s、x、sz、s、y、在剪应力相互之间的定理3360超过一点的两个正交面上，形成交叉边主单元体、主面、主应力：主单元体(Principalbidy ) :各侧面剪切应力为零的单元体。 主平面(PrincipalPlane ) :剪切应力为零的截面。 主应力：主面上的正应力。 主应力阵列规定：代数大小、s1、s2、s3、x、y、z、sx、sy、sz、单向应力状态：主应力非零的应力状态。 双向应力状态(PlaneStateofStress ) :主应力为零的应力状态。 三向应力状态(three-dimensionalstateoffstress ) :三个主应力不是零的应力状态。 平面应力状态分析解析法：规定截面外法线向同方向为正. ta为研究对象的顺时针方向正. a为逆时针方向正. 假设图1，斜面面积为s，则分离体平衡：任意斜面上的应力：图1 :考虑剪切应力相互等和三角变换：同样：只在极值应力：剪切应力相对的项下，x和y偏向于大的一侧。 平面应力状态分析的图解法、上述方程式的参数(2)、获得：1、应力圆、此方程式曲线为圆-应力圆(或德国工程师：由OttoMohr引入)，建立应力坐标系，如下图所示(比例尺以c为中心，以AC为半径画圆应力圆，、3、单元体和应力圆的对应关系，4、在应力圆上显示极值应力，、1、空间应力状态，2、三向应力分析，根据图a单元体内的任何一个弹性理论图a、图b、整个单元的最大剪应力为、复杂应力状态下的应力即应变关系 (广义钩定律)、1、单拉应力即应变关系2、简单剪应力即应变关系、3、复杂状态下的应力即应变关系重叠sx，作为主应力的主应力关系4，平面状态下的应力-应力关系：方向一致，强度理论，与破坏相关的4个强度理论，(1)最大拉伸应力(第一强度)理论：构件的断裂被认为是由最大拉伸应力引起的。 当最大拉伸应力达到单向拉伸时的强度极限时，部件断裂。 1、破坏标准：2、强度标准：3、适用范围：适用于破坏形式较脆的构件。(二)最大伸长线应变(第二强度)理论：构件的断裂被认为是由最大拉伸应变引起的。 当最大拉丝应变达到单轴拉伸试验的极限应变时，部件断裂。 1、破坏标准：2、强度标准：3、适用范围：适用于破坏形式较脆的构件。 (三)最大剪切应力(第三强度)理论：构件的屈服被认为是由最大剪切应力引起的。 当最大剪应力达到单轴拉伸试验的极限剪应力时，构件被破坏。 1、破坏标准：3、适用范围：适用于破坏形式屈服的构件。 2、强度基准：(4)形状变化比能(第四强度)理论：构件的屈服被认为是由形状变化比能引起的。 如果形状变化比能达到单向拉伸试验屈服时的形状变化比能，部件就会被破坏。 1、破坏标准：2、强度标准、3、适用范围：适用于破坏形式屈服的构件。 强度理论的选择原则：取决于破坏形式。 1、脆性材料：一般使用第一或第二强度理论，4、简单变形时：一律使用与之相应的强度标准。 如果发生扭曲，全部使用：2，塑性材料：一般使用第三或第四理论。 破坏形式与温度、变形速度等也有关系！ 3、特殊：三方向受到拉伸应力状态、使用第一强度理论的三方向受压应力状态定义为：使用第三或第四强度理论的三、材料的力学性能和试验、材料的力学性能(机械性能)、ASMESA370-2001、钢制品的力学性能试验的标准试验方法(与ASTM标准A370-96完全相同) 1 .材料的强度采样方向、各种锻造品的采样部位、拉伸强度、拉伸试验ASTME8，(1)屈服点：当试验品的拉伸力在OB的范围内时，去除拉伸力后，试验品可以复原，应力与应变之比为常数，因此，该阶段称为弹性阶段试验片的拉伸进入塑性变形的屈服阶段BC时，在屈服下限c对应的应力被称为屈服强度或屈服点，记为s。 设计时，一般把s作为强度取值的根据。 屈服现象不明显的钢材，规定0.2%残留变形时的应力0.2为屈服强度。 (2)拉伸强度：由于图2-1中CD曲线上升，试验片在屈服阶段以后，抵抗塑性变形的能力再次提高，被称为强化阶段。 与最高点d对应的应力称为拉伸强度，用b表示。 虽然在设计中不能利用拉伸强度，但是屈强比s/b具有一定的意义。 屈强比越小，反映钢材所受的力超过屈服点工作时的可靠性越大，结构的安全性越高。 但是，屈强比太小，反映钢材不能有效利用。 (3)增长率：图2-1中曲线达到d点时，样品的脆弱部急剧缩小，塑性变形急速增加，发生“缩颈现象”而断裂。 测量拉伸断裂后的间距部分的长度Ll，将间距的伸长值和原来的间距L0的百分率称为伸长率。即，(L1-LO)=100%L0，耐久强度和蠕变强度，拉伸试验机，液压式万能电子材料试验机，*拉伸试验机，长试验片： L0=10d0短试验片： L0=5d0ASME:L0=4d0，力- 另一方面，在塑性变形：的外力被移除之后无法消失的变形，当外力施加到弹性：的金属材料时会变形，以及当外力被移除时，变形返回到其原始形状和尺寸的性能。 弹性变形：因卸下载荷而消失的变形。 拉伸样品的颈缩现象、力-伸长曲线、o、屈服、弹性变形、颈缩、断裂、塑性变形、强度：材料用力抵抗变形和破坏的能力。 种类：拉伸强度、抗压强度、弯曲强度、剪切强度、扭转强度等。 规定了、(2)屈服强度(yieldstrength):屈服点s、残留伸长应力： r0.2=Fr0.2/S0、(3)拉伸强度(tensilestrength):试料在断裂前受到的最大应力。力学性能、强度、硬度、韧性、断裂韧性、疲劳、主要指标：塑性、塑性(plasticity):是材料在载荷下发生塑性变形、不被破坏的能力。 (1)截面收缩率(pentagereductioninarea):是试样的断裂部的截面积S1的收缩量与原来的截面积S0之比。(2)断裂后伸长率(伸长率) specificelongation:是试样断裂后的节距伸长量L1与原来的节距L0之比。 10%是塑性材料，长样品：10是短样品：5，相同材料的510，硬度(hardness )，1 .定义：材料抵抗其他硬物体压入表面的能力。 ASMESA370-2001显示了各种试验结果的对照表和相应的大致拉伸强度。 2 .硬度试验方法： (1)压入法(2)划痕法(3)弹跳法、布氏硬度HB:ASTME10洛氏硬度HR:ASTME18维氏硬度HV:ASTME、压入法， (1)看布氏硬度HB(Brinell-hardness )、布氏硬度，使用1 .压头：淬火钢球HBS超硬合金钢球HBW，2 .试验原理：一定直径的压头(球体)，以相应的试验力压入被测定表面，卸载规定时间后，将材料表面的压痕直径选择FFHB=SDh，Dh=2，Dd-22，2，布氏硬度值450的材料，选择淬火钢球压子，例如200HBS350HBS， 选择布氏硬度值450650的材料，选择超硬合金球压头，例如550HBW600HBW，3 .标记：符号HBS或HBW前的数字表示硬度值，符号后的数字表示球体的直径、载荷和载荷保持时间。120HBS10/1000/30显示，在1000kgf(9.807kN )的负荷下，以30s测量直径10mm的钢球，得到的布氏硬度值保持在120。 4、特征：优点：测量误差小(凹陷大)，数据稳定，重现性强。 缺点：