机械工程材料-第一章学习教案

1、会计学1机械工程材料机械工程材料(cilio)-第一章第一章第一页，共83页。第1页/共82页第二页，共83页。公元2001年9月11日，当美国纽约世贸中心遭遇(zoy)恐怖袭击，缓慢而沉重地倒下。 第2页/共82页第三页，共83页。这艘当时(dngsh)世界最大的船号称“永不沉没的TITANIC”被称为“世界(shji)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页第四页，共83页。刀具(doj)磨损 第4页/共82页第五页，共83页。第5页/共82页第六页，共83页。第6页/共82页第七页，共83页。静载荷(zi h)形式：第7页/共82页第八页，

2、共83页。第8页/共82页第九页，共83页。第9页/共82页第十页，共83页。外力增加，试样伸 长 。 得 到 P L曲线，换算为曲线。材料表现为弹性变形(bin xng)、均 匀 塑 性 变 形(bin xng)、颈缩、断裂。拉伸(l shn)过程:第10页/共82页第十一页，共83页。弹性(tnxng)变形、塑性变形弹性(tnxng)变形非线性弹性变形第11页/共82页第十二页，共83页。（在同样的载荷下）弹性模量E为表征材料刚度的性能指标。第12页/共82页第十三页，共83页。2、强度：比例极限 sp弹性极限 se屈服(qf)强度 ss抗拉强度 sb断裂强度 sk第13页/共82页第十四

3、页，共83页。ee第14页/共82页第十五页，共83页。原始(yunsh)试样拉伸后试样第15页/共82页第十六页，共83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(kungw)的莫氏硬度表第16页/共82页第十七页，共83页。第17页/共82页第十八页，共83页。HB测量(cling)原理图第18页/共82页第十九页，共83页。HRC 测量(cling)原理图第19页/共82页第二十页，共83页。第20页/共82页第二十一页，共83页。E高分子第21页/共82页第二十二页，共83页。第22页/共82页第二十三页，共83页。注 意！ 金属

4、和合金的弹性模量(tn xn m lin)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页第二十四页，共83页。本 节 中所 讲 的材料(cilio)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(xyo)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页第二十五页，共83页。

5、第25页/共82页第二十六页，共83页。第26页/共82页第二十七页，共83页。第27页/共82页第二十八页，共83页。裂纹亚稳扩展阶段(jidun)：裂纹形成临界裂纹长度失稳扩展阶段(jidun)：裂纹达到临界长度后迅速扩展。第28页/共82页第二十九页，共83页。塑性的综合表现。第29页/共82页第三十页，共83页。第30页/共82页第三十一页，共83页。冲击(chngj)试样第31页/共82页第三十二页，共83页。第32页/共82页第三十三页，共83页。第33页/共82页第三十四页，共83页。Y叫做形状系数，它与裂纹(li wn)形状、加载方式及试样类型有关。断裂韧性KIC（单位：MPa

6、m）第34页/共82页第三十五页，共83页。第35页/共82页第三十六页，共83页。应力状态(zhungti)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页第三十七页，共83页。n 应力集中：n缺口根部应力集中三向应力状态(zhungti)改变（三向不等拉伸）最大切应力max 应力状态(zhungti)软性系数 应力状态(zhungti)变硬脆性断裂第37页/共82页第三十八页，共83页。第38页/共82页第三十九页，共83页。第39页/共82页第四十页，共83页。第40页/共82页第四十一页，共83页。

7、折铁丝PP第41页/共82页第四十二页，共83页。交变(jio bin)应力表示法 应力(yngl)比： 应力幅： 平均应力： 第42页/共82页第四十三页，共83页。特点：1、最大应力远小于静荷强度2、破坏方式：脆性断裂3、破坏断口(dunku)：光滑区粗糙区第43页/共82页第四十四页，共83页。疲劳(plo)源第44页/共82页第四十五页，共83页。疲劳(plo)条纹微裂纹疲劳源第45页/共82页第四十六页，共83页。第46页/共82页第四十七页，共83页。劳断裂。第47页/共82页第四十八页，共83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(s

8、hupng)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页第四十九页，共83页。两种类型的疲劳曲线a)钢铁材料(cilio) 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页第五十页，共83页。Kt -理论应力集中(jzhng)系数，与几何形状有关与材料无关；Kf -有效应力集中(jzhng)系数。a)缺口应力集中 b)光滑与缺口试样的 疲劳极限第50页/共82页第五十一页，共83页。用下疲劳裂纹不扩展的最大尖端应力场强度因子幅K。注意：疲劳(pl

9、o)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页第五十二页，共83页。第52页/共82页第五十三页，共83页。第53页/共82页第五十四页，共83页。第54页/共82页第五十五页，共83页。口就可判断是否发生疲劳断裂。第55页/共82页第五十六页，共83页。第56页/共82页第五十七页，共83页。n磨损的定义：在摩擦过程中零件表面(biomin)发生尺寸变化和物质耗损的现象叫做磨损。第57页/共82页第五十八页，共83页。滑动(hudng)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页第五十九页，共83页。金 属 表 面

10、 发 生(fshng)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页第六十页，共83页。 氧化(ynghu)磨损 微动磨损第60页/共82页第六十一页，共83页。疲劳(plo)裂纹第61页/共82页第六十二页，共83页。第62页/共82页第六十三页，共83页。第63页/共82页第六十四页，共83页。nn改善润滑条件。第64页/共82页第六十五页，共83页。第65页/共82页第六十六页，共83页。第66页/共82页第六十七页，共83页。第67页/共82页第六十八页，共83页。n基体金属能否继续(jx)氧化，取决于氧化物薄膜是否致密。第68页/共82页第六十九页，共83页。第69页/共82页第七十页，共83页。n第70页/共82页第七十一页，共83页。第71页/共82页第七十二页，共83页。第72页/共82页第七十三页，共83页。第73页/共82页第七十四页，共83页。第74页/共82页第七十五页，共83页。第75页/共82页