第1.2章材料基本力学性质2015.3.18

1、什么是材料的强度和比强度什么是材料的强度和比强度 材料的弹性和塑性弹性和塑性 材料的脆性和韧性有何区别材料的脆性和韧性有何区别 硬度和耐磨性硬度和耐磨性1. 材料的强度材料的强度n1) 材料的强度材料的强度n强度：强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能材料在外力作用下抵抗破坏的能力。极限应力值就是材料的强度。力。极限应力值就是材料的强度。223bhPLfmAFf 根据材料根据材料极限强度极限强度的大小，把材料划分为若干不的大小，把材料划分为若干不同的等级，称为材料的强度等级；同的等级，称为材料的强度等级；n材料强度等级划分的标准：材料强度等级划分的标准：a)脆性材料脆性材料主要根据其主要根据其抗压

2、强度抗压强度来划分强度等级，如来划分强度等级，如混凝土、水泥、粘土砖等；混凝土、水泥、粘土砖等；例：混凝土的强度等级划分为例：混凝土的强度等级划分为14级：级： C15，C20C80;b)塑性材料塑性材料主要根据其主要根据其抗拉强度抗拉强度来划分强度等级，来划分强度等级，如钢材等；如钢材等；2)强度等级强度等级(同种材料同种材料)n比强度：比强度：是指材料的强度与其表观密度的比是指材料的强度与其表观密度的比值；值；n比强度的意义：比强度的意义：（1）衡量材料轻质高强性能的一项重要指标；衡量材料轻质高强性能的一项重要指标；（2）选用比强度高的材料或者提高材料的比强选用比强度高的材料或者提高材料的

3、比强度，对大跨、高耸建筑十分有利；度，对大跨、高耸建筑十分有利；n普通混凝土、低碳钢、松木的比强度分别为普通混凝土、低碳钢、松木的比强度分别为0.012，0.053，0.069；2. 材料的弹性和塑性材料的弹性和塑性n1) 弹性：弹性： 是指材料在外力作用下产生变形，当取是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，能完全恢复原形状的性质。消外力后，能完全恢复原形状的性质。常用常用弹性模量来衡量材料抵抗变形的能力。弹性模量来衡量材料抵抗变形的能力。n2) 塑性：塑性： 是指材料在外力作用下产生变形，当取消是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状和尺寸，外力后，仍保持变形后的

4、形状和尺寸，这种这种不能恢复的变形称为塑性变形。不能恢复的变形称为塑性变形。E3. 材料的脆性和韧性材料的脆性和韧性n1) 脆性：脆性： 是指材料在外力作用下，直到是指材料在外力作用下，直到破坏前无明显破坏前无明显的塑性变形而突然发生破坏的性质的塑性变形而突然发生破坏的性质，称为脆性，称为脆性，如如玻璃、混凝土、水泥等玻璃、混凝土、水泥等；n2) 韧性：韧性： 是指材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸是指材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸收较大能量，并产生较大变形而不发生收较大能量，并产生较大变形而不发生破坏的性破坏的性质质，称为韧性，如钢材、木材、橡胶等；，称为韧性，如钢材、木材、橡胶等；n1

5、）硬度：）硬度： 是指材料表面抵抗较硬物体压入或刻划的是指材料表面抵抗较硬物体压入或刻划的能力；能力；n2) 耐磨性耐磨性: 是指材料抵抗磨损的能力；是指材料抵抗磨损的能力；*一般用磨损率来表示，计算公式如下：一般用磨损率来表示，计算公式如下：AmmN21 ）；试件受磨面积（）；材料磨损后的质量（）；材料磨损前的质量（）；材料的磨损率（其中2212cmAgmgmcm/gN4. 材料的硬度和耐磨性材料的硬度和耐磨性1.3 材料的耐久性与环境协调性材料的耐久性与环境协调性1. 耐久性：耐久性：指材料在长期使用过程中，在环境因素指材料在长期使用过程中，在环境因素作用下，能保持其原有性能而不变质、不破

6、坏作用下，能保持其原有性能而不变质、不破坏的性质。的性质。1 1）影响材料耐久性的作用：影响材料耐久性的作用： 物理作用：干湿变化、温度变化和冻融变化；物理作用：干湿变化、温度变化和冻融变化；化学作用：酸、碱、盐类的腐蚀；化学作用：酸、碱、盐类的腐蚀；生物作用：菌类、昆虫等的侵害；生物作用：菌类、昆虫等的侵害；机械作用：荷载机械作用：荷载2 2）材料耐久性的测定）材料耐久性的测定n实验室进行快速试验的项目：实验室进行快速试验的项目：n干湿循环、冻融循环、碳化、加湿与紫外线干干湿循环、冻融循环、碳化、加湿与紫外线干燥循环、盐溶液浸渍与干燥循环、化学介质浸燥循环、盐溶液浸渍与干燥循环、化学介质浸渍

7、等。渍等。3）提高耐久性的意义：保证建筑物长期使用；）提高耐久性的意义：保证建筑物长期使用；减小维修费用；延长建筑物使用寿命减小维修费用；延长建筑物使用寿命2.2.材料的环境协调性：材料的环境协调性：指材料对资源和能源消耗少、指材料对资源和能源消耗少、对环境污染小和循环再生利用率高。对环境污染小和循环再生利用率高。n化学组成化学组成 ： 不同化学组成的材料其性质不同。不同化学组成的材料其性质不同。 n矿物组成矿物组成 ： 2.材料的结构材料的结构n宏观结构宏观结构 用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织n亚微观结构亚微观结构 用光学显微镜或电子显微镜能看到的结用光学显

8、微镜或电子显微镜能看到的结构构n微观结构微观结构X光射线衍射仪等手段进行分析研究的结构光射线衍射仪等手段进行分析研究的结构玻璃、天然石材等；内部无孔隙，如钢材、致密结构) 1 (泡沫塑料等；内部具有粗大孔隙：如）多孔结构（ 2建筑石膏等；）微孔结构（ 3玻璃纤维增强塑料；具有方向性，如木材、）纤维结构：内部组织（4如胶合板、夹心板等；）片状或层状结构（ 5如砂子、石子等；）散粒结构（ 6土木工程材料常见的宏观结构有：土木工程材料常见的宏观结构有：微观结构微观结构n晶体晶体 玻璃体玻璃体 n非晶体非晶体 胶胶 体体将熔融物质迅速冷却，使其内部将熔融物质迅速冷却，使其内部质点来不及作有规则的排列就凝质点来不及作有规则的排列就凝固时形成的物质。粉煤灰固时形成的物质。粉煤灰物质以极微小的质点分散在介质物质以极微小的质点分散在介质中所形成的结构。中所形成的结构。质点在空间上按特定的规则，呈周期性排质点在空间上按特定的规则，呈周期性排列形成的结构体。金刚石、钢、铁列形成的结构体。金刚石、钢、铁3. 材料的构造材料的构造n构造是指具有