机械工程材料-第一章PPT教案

1、会计学1机械工程材料机械工程材料-第一章第一章第1页/共82页公元2001年9月11日，当美国纽约世贸中心遭遇恐怖袭击，缓慢而沉重地倒下。 第2页/共82页这艘当时世界最大的船号称“永不沉没的TITANIC”被称为“世界工业史上的奇迹” 1912年4月15日，泰坦尼克号与冰山相撞后沉没 。 第3页/共82页刀具磨损 第4页/共82页第5页/共82页第6页/共82页静载荷形式：第7页/共82页第8页/共82页第9页/共82页外力增加，试样伸长。得到PL曲线，换算为曲线。材料表现为弹性变形、均匀塑性变形、颈缩、断裂。拉伸过程:第10页/共82页弹性变形、塑性变形弹性变形非线性弹性变形第11页/共8

2、2页PEAAPE第12页/共82页2、强度：比例极限 p弹性极限 e屈服强度 s抗拉强度 b断裂强度 k第13页/共82页Eeee22121ee第14页/共82页原始试样拉伸后试样第15页/共82页滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 12345678910矿物的莫氏硬度表第16页/共82页第17页/共82页HB测量原理图第18页/共82页HRC 测量原理图第19页/共82页第20页/共82页第21页/共82页第22页/共82页注 意！ 金属和合金的弹性模量不能通过合金化和热处理、冷变形等方法改变。而比例极限、弹性极限和屈服极限是可以改变的！第23页/共82页本节

3、中所讲的材料的力学性能指标及应用刚度：在设计中，考虑构件在受力时发生的弹性变形量，需要用刚度。主要力学性能是材料的弹性模量。如镗床的镗杆、齿轮轴等。弹性指标：弹性极限和弹性模量是设计弹性零件考虑的性能指标。如汽车板簧和各类弹簧等强度和塑性指标：屈服强度和塑性用于一般零件的抗断裂设计。硬度：在耐磨零件中必须考虑的性能指标。如滚珠轴承、活塞环等.第24页/共82页第25页/共82页第26页/共82页第27页/共82页裂纹亚稳扩展阶段：裂纹形成临界裂纹长度失稳扩展阶段：裂纹达到临界长度后迅速扩展。第28页/共82页合表现。第29页/共82页第30页/共82页冲击试样第31页/共82页第32页/共82

4、页第33页/共82页aYKIY叫做形状系数，它与裂纹形状、加载方式及试样类型有关。断裂韧性KIC（单位：MPam）第34页/共82页第35页/共82页maxmax应力状态软性系数：，应力状态软，脆性倾向小；，应力状态硬，易脆断；材料在本质上无绝对韧性和脆性，加载方式不同，断裂方式也不同。第36页/共82页n 应力集中：缺口根部应力集中三向应力状态改变（三向不等拉伸）最大切应力max应力状态软性系数应力状态变硬脆性断裂第37页/共82页第38页/共82页第39页/共82页第40页/共82页折铁丝PP第41页/共82页交变应力表示法 应力比： 应力幅： 平均应力： 第42页/共82页特点：1、最大

5、应力远小于静荷强度2、破坏方式：脆性断裂3、破坏断口：光滑区粗糙区第43页/共82页疲劳源第44页/共82页疲劳条纹微裂纹疲劳源第45页/共82页第46页/共82页第47页/共82页疲劳极限：表示材料经过无限次应力循环而不发生断裂的最大应力。对应于疲劳曲线上水平部分对应的应力值。过载持久值：材料在高于疲劳极限的应力作用下发生疲劳断裂的应力循环周次。对应于曲线斜线部分。疲劳曲线高周疲劳：Nf105低周疲劳: Nf105第48页/共82页两种类型的疲劳曲线a)钢铁材料 b)部分有色金属（如铝合金）疲劳极限条件疲劳极限第49页/共82页11tfKKqKt -理论应力集中系数，与几何形状有关与材料无关

6、；Kf -有效应力集中系数。a)缺口应力集中 b)光滑与缺口试样的 疲劳极限NfmtKK11max,第50页/共82页注意：疲劳裂纹扩展门槛值远小于断裂韧性，设计时若牺牲强度以提高(Kth）将造成构件笨重。第51页/共82页第52页/共82页第53页/共82页第54页/共82页第55页/共82页第56页/共82页n磨损的定义：在摩擦过程中零件表面发生尺寸变化和物质耗损的现象叫做磨损。第57页/共82页滑动局部粘着粘着处被撕掉金属表面被划伤或者金属屑粒脱落第58页/共82页金属表面发生局部塑性变形磨粒嵌入金属表面，切割金属表面表面被划伤第59页/共82页 氧化磨损 微动磨损第60页/共82页疲劳裂纹第61页/共82页第62页/共82页第63页/共82页第64页/共82页第65页/共82页第66页/共82页第67页/共82页第68页/共82页第69页/共82页第70页/共82页第71页/共82页第72页/共82页第7