材料力学性能-总结

1、材料力学性能1. 强度（1） 定义：指材料在外力作用下，抵抗变形和破坏的能力。（2） 常用强度指标：抗拉强度（b）和屈服强度（s）这两种强度指标都是通过在拉伸试验机上通过拉伸试验测出的。（3） 拉伸曲线：拉伸过程中，记录下每一瞬间的拉力（P）和伸长量（L），然后绘制出它们之间的关系曲线。O-E:弹性形变从E开始发生塑性变形，S点为屈服点。低碳钢从屈服之后在力的作用下开始明显的塑性变形。B是此材料承受的最大拉力。从B开始材料开始出现局部变细现象，直到K点断裂。（4） 应力形式表示应力包括抗拉应力和屈服强度A 抗拉强度（b）：指金属材料在拉断前所能承受的最大应力 b=PbF0（MPa） B. 屈服

2、强度（s）:指金属材料产生屈服时的应力s=PsF0 (MPa) （注：F0 为试样的原始截面面积）2. 塑性（1） 定义：金属材料在外力的作用下产生塑性变形而不破坏的能力。（2） 常用的塑性指标：伸长率（）、断面收缩率（）A：伸长率公式： =L1-L0L0100%B: 断面收缩率公式： =F0-F1F0100% 总之，伸长率和断面收缩率数值越大，说明材料的塑性越好。工程上一般把 5%的材料称为塑性材料；5%则称为脆性材料。3. 硬度（1） 定义：指材料抵抗硬物压入的能力。（2） 硬度表征：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。A：布氏硬度（HB）方法：测定布氏硬度时，用一定的载荷P将淬火钢球（或硬质合

3、金球）压入被测金属材料的表面，保持一定的时间后卸掉载荷，用载荷与压痕表面积的比值作为布氏硬度值，单位kgf/mm2. 当压头为淬火钢球时，用HBS表示,测硬度小于450HBS的材料；当压头为硬质合金球时，用HBW表示，测450650HBW的材料。适用范围：布氏硬度适用于测定硬度较低和较厚的材料优缺点：测量结果准确，缺点是压痕较大，不宜用于成品检验。 B:洛氏硬度（HR） 方法;先施加一个初载荷，用顶角120的金刚石圆锥或直径为1.588mnm的淬火钢球做压头然后在规定的主载荷作用下将压头压入被测材料的表面。卸掉载荷后，根据压痕的深度确定被测材料的洛氏硬度，值可以直接从硬度计上读取。 采用不同的

4、压头和载荷，可以组成不同的洛氏硬度标度：例如,HRA（600N载荷，圆锥形金刚石压头），测硬度较高的薄壁零件 HRB（1000N 载荷，淬火钢球压头），测有色金属 HRC(1500N载荷，圆锥形金刚石压头)，应用最多，测淬火件优缺点：迅速简单，压痕小，可在成品零件是检测，可测薄件。但压痕较小，易受材料微区不均匀影响，使数据重复性较差。C：维氏硬度（HV） 原理方法：维氏硬度测定原理基本与布氏硬度相同，也是根据压痕凹陷处单位面积上的力的大小作为硬度值，但使用的是锥面夹角为136的金刚石正四棱椎体，压痕是四方锥形。优缺点：使用载荷小，压痕深度浅，硬度测量精度高于布氏跟洛氏。可测薄件，无需换压头，测

5、定范围广。4. 冲击韧性（1） 韧性定义：指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料强度跟塑性的综合表现。（2） 冲击韧度定义：指材料在冲击载荷的作用下，抵抗变形和断裂的能力。冲击韧度值测定原理图：摆锤前后做功Ak = mg*(H-h),可以直接从冲击试验机上读出，为冲击吸收功。冲击韧度值 ak =AkS (J/cm2) 冲击韧度值越大，表示材料韧性越好，在受到冲击时越不容易断裂。5. 疲劳强度（1） 定义：材料在交变应力或脉冲应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂。（2） 疲劳强度试验（3） 疲劳曲线从疲劳曲线可以看出，应力幅度愈小，循环次数N愈大。当应力低于5 时，循环次数趋于

6、正无穷。则5 称为材料的疲劳极限，用r表示。一般钢铁的循环基数为107 ，有色金属和某些超高强度钢的循环基数为108 。改进：材料表面强化处理：喷丸、滚压、渗碳、渗氮和表面淬火；减小零件表面粗糙度。 6. 摆锤冲击试验纤维树脂基塑料材料 摆锤实验标准（1） 无缺口简支梁冲击强度n =Eab103 (2) 计算平均值的算术平均值、标准偏差S 注;X-单位测定值，- 一组测定值的平均值，n 测定值个数7.三点弯曲试验（1） 试验目的A 采用三点弯曲对矩横截面施加弯曲力，测定其弯曲力学性能；B 掌握、学习微机控制电子万能试验机的使用原理与方法。（2） 试验设备微机控制电子万能试验机、游标卡尺（3） 试验原理A 三点弯曲试验装置其中，F是在试件中点加的弯曲应力，Ls是试件下面两个支点的距离，f是试件中心点的挠度。B.弯曲弹性模量Eb 测量 （图解法）在曲线上读取试验所得的弯曲应力增量和相应的挠度增量，根据求出相应的弯曲弹性模量Eb。（其中，I是试验截面对中性轴的惯性矩，I=bh312）C.最大弯曲应力MAX测定 公式： MAX =Fmax Ls4w(其中，W为截面的抗弯截面系数，W=bh26)(4) 试