航空工程材料课件 韧性

项目一：金属材料力学性能及其测试金属材料工艺性能的认识金属材料力学性能及测试金属材料理化性能的认识123金属材料工艺性能的认识金属材料力学性能及测试金属材料理化性能的认识123问题：飞机降落时，起落架与地面接触时受冲击的影响，起落架会有什么影响？1、为什么要测金属材料的韧性？2、怎样测金属材料的韧性举例：汽车碰撞的瞬间

强度、塑性、硬度都是在静载荷作用下测量的力学性能指标。但实际生产中不少零件经常是在复杂变化的动载荷作用下产生断裂而破坏的。因此，还必须考虑材料在断裂前吸收变形能量的能力，即韧性。材料的韧性通常随加载速度提高，温度降低，应力集中程度加剧而减小，常用的韧性判剧有冲击吸收功和断裂韧性。1.定义

金属材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功，抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。是材料强度和塑性的综合表现。2.冲击试样10×10×55（mm3)的V型试样或U型试样。(四）冲击韧性及其测试问：试样中间为什么要做一缺口？☆试样放置于试验机支座上时，应使试样缺口背对摆锤冲击方向。一次冲击试验视频试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击吸收功（Ak）等于摆锤冲击试样前后的势能差。

☆试样放置于试验机支座上时，应使试样缺口背对摆锤冲击方向。计算公式Ak=GH1

-GH2

=G（H1

-H2）3.冲击试验原理及方法冲击韧性αk

=Ak/SN（J/cm2）Ak——

冲击吸收功（J）（摆锤冲断试样所失去的能量，即对试样断裂所作的功）SN——

试样缺口处截面冲击吸收功对材料的意义：Ak

对材料内部缺陷很敏感，可用来鉴定材料的冶金质量、热加工质量Ak

随温度降低而下降，可用来评定材料的冷脆现象

冲击吸收功Ak与温度有关。由上图可知，Ak随温度降低而减少，在某一温度区域，Ak急剧变化，此温度区域称为韧脆转变温度。脆转变温度越低，材料的低温冲击性能越好。4.小能多冲试验：工程上承受冲击载荷的零件，它们的破坏多是由于多次冲击损伤的积累，导致裂纹产生与发展的结果。

原理：试样在多次小能量的冲击下，由于多次冲击损伤的积累，导致裂纹产生与发展而发生断裂，其所经受的冲击次数N，代表金属的小能多冲抗力。

注△：N不是由αk决定，而是取决于材料的强度。

☆多冲抗力大致有以下规律：

1）冲击能量高时，N主要取决于塑性；冲击能量低时，N主要取决于强度。2)αk值对高强度钢的N值有较大影响，αk值高，N也高；αk值对中、低强度钢的N影响不大。3)N主要取决于材料强度，但要求有适当的塑性与之配合，才能得到最好的多冲性能。小能多冲试验视频5.断裂韧性“脆断”是一种最危险的断裂，因为构件在断裂前几乎不产生明显的塑性变形，很难预先发现征兆而加以预防，而酿成重大事故。如1943年1月，美国一艘T-2油轮停泊在装货码头时，竟发生突然断裂成两截的惨祸。而据计算，断裂时船体承受的应力仅为68.6MPa，远低于材料的屈服强度，这种低应力脆断的现象很难用经典力学来解释。材料内部在各种制造过程中不可避免地会产生某种微裂纹，而且在无损检测时又没有被发现。而在使用过程中，由于应力集中、疲劳、腐蚀等原因，裂纹会进一步扩展，当裂纹尺寸达到临界尺寸时，就会发生低应力脆断的事故。原因是什么呢？在裂纹扩展的过程中，按裂纹的力学特征可将其分为三类：第一类为张开型裂纹第二类为滑开型裂纹第三类为撕开型裂纹

为了研究裂纹对材料断裂强度的影响，把刻有不同深度刻痕的试件进行拉伸试验，画出如图所示的裂纹深度a与实际断裂强度的关系曲线。且有公式