工程材料的力学性能

1、第三章 工程(gngchng)材料的力学性能 材料(cilio)的力学性能 材料在外加载荷和环境因素（温度、介质）联合作用下所表现的抵抗变形和断裂的能力 意义 这些性能指标是材料设计、材料选用、工艺评定以及材料检验的重要依据 共二十三页3.1 拉伸(l shn)试验 3.2 硬度(yngd)试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 共二十三页3.1 拉伸(l shn)试验 设备(shbi) 共二十三页应力-应变(yngbin)曲线 3.1 拉伸(l shn)试验 揭示材料在静载荷作用下的力学行为，即弹性变形、塑性变形、断裂三个基本过程，还可以确定材

2、料的最基本的力学性能指标 共二十三页弹性(tnxng)3.1 拉伸(l shn)试验 材料在外力作用下产生变形，若外力去除后变形完全消失，材料恢复原状，则这种可逆的变形就叫弹性变形 弹性模量 弹性极限材料在弹性变形阶段，应力()与应变()成正比关系，两者的比值称为弹性模量，记为E, E =/ 它表征材料对弹性变形的抗力。工程上也称E为材料的刚度。是表征材料产生微量塑性变形的抗力，e = Pe / F0 通常很难确定。在国家标准中把产生0.01%残余伸长所需的应力作为规定弹性极限，记为0.01。 弹性滞后 应变落后于应力的现象称为弹性滞后。 共二十三页强度(qingd)3.1 拉伸(l shn)

3、试验 材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力 屈服强度 抗拉强度 出现载荷不增加而试样还继续伸长的现象称为屈服。屈服时所对应的应力，s = Ps / F0 屈服强度表征材料发生明显塑性变形时的抗力。通常规定产生0.2%残余伸长所对应的应力，作为条件屈服强度，记为0.2 试样能承受的最大载荷除以试样原始截面积所得的应力 b = Pb / F0 是材料在拉伸条件下能够承受最大载荷时的应力值, 表征了材料对最大均匀变形的抗力 共二十三页塑性(sxng)3.1 拉伸(l shn)试验 断裂前材料发生塑性变形的能力叫塑性伸长率断面收缩率 = ( L0 - L1 )/ L0 100%通常用L0 = 5d0

4、和L0 = 10d0 两种比例试样来测定伸长率，分别记为5和10 = ( F0 - Fk )/F0 100% 共二十三页3.1 拉伸(l shn)试验 3.2 硬度(yngd)试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 共二十三页硬度(yngd)是材料抵抗局部变形(bin xng)的能力。通常采用静载压入法试验布氏硬度 在力P的作用下把直径为D的钢球压入被测材料，布氏硬度值是载荷P除以压痕(球冠)的面积，用HB表示。3.2 硬度试验 共二十三页硬度(yngd)是材料抵抗局部变形的能力。通常采用(ciyng)静载压入法试验洛氏硬度 因所用压头和载荷不同

5、又分为：HRC、HRB和HRA三种。洛氏硬度不宜测定硬而脆的薄层 3.2 硬度试验 共二十三页硬度(yngd)是材料抵抗局部变形的能力。通常(tngchng)采用静载压入法试验 维氏硬度压头是136金刚石四棱锥体，测量出压痕对角线, 用此值查表得硬度值，用HV表示。(显微硬度)3.2 硬度试验 共二十三页3.1 拉伸(l shn)试验 3.2 硬度(yngd)试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 共二十三页3.3 冲击(chngj)试验 冲击试验(shyn)方法一次摆锤冲击试验机 共二十三页3.3 冲击(chngj)试验 冲击韧性 摆锤冲断试样

6、所失去的能量(nngling)，即对试样断裂所作的功，称为冲击功，用Ak表示。如用试样缺口处截面积FN去除，即得冲击韧性，用ak表示, 单位为J/cm2共二十三页3.1 拉伸(l shn)试验 3.2 硬度(yngd)试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 共二十三页3.4 疲劳(plo)试验 疲劳(plo)概念 但在交变载荷作用下经过较长时间后发生断裂，这种现象称为疲劳 疲劳抗力的指标 评定材料疲劳抗力的指标是疲劳极限，即表示材料经受无限多次循环而不断裂的最大应力，记为r 。在不同的交变应力（）下测定试样发生断裂的周次（N），绘制-N曲线 共二

7、十三页3.4 疲劳(plo)试验 条件(tiojin)疲劳极限 工程上规定N=108次时对应的应力 共二十三页3.1 拉伸(l shn)试验 3.2 硬度(yngd)试验 3.3 冲击试验 3.4 疲劳试验 第三章 工程材料的力学性能 3.5 蠕变试验 共二十三页3.5 蠕变(r bin)试验 蠕变(r bin)概念 是指材料在较高的恒定温度下，外加应力低于屈服极限时，就会随着时间的延长逐渐发生缓慢的塑性变形直至断裂的现象 共二十三页3.5 蠕变(r bin)试验 蠕变(r bin)性能指标蠕变极限 持久强度 表征材料在高温载荷长期作用下抵抗断裂的能力，以试样在给定温度T()经规定时间t(h,

8、小时)发生断裂的应力作为持久强度是以在给定温度T()下和规定的试验时间t(h,小时)内，使试样产生一定蠕变伸长量的应力作为蠕变极限 共二十三页3.5 蠕变(r bin)试验 蠕变(r bin)数据的表达方式 共二十三页3.5 蠕变(r bin)试验 蠕变(r bin)数据的表达方式 共二十三页内容摘要第三章 工程材料的力学性能。材料在外加载荷和环境因素（温度、介质）联合作用下所表现的抵抗变形和断裂的能力。这些性能指标是材料设计、材料选用、工艺评定以及材料检验的重要依据。e = Pe / F0 通常很难确定。屈服(qf)时所对应的应力，s = Ps / F0 屈服(qf)强度表征材料发生明显塑性变形时的抗力。通常规定产生0.2%残余伸长所对应的应