材料在其它靜載下力學(xué)性能課件

材料在其它靜載下力學(xué)性能課件CATALOGUE目錄材料力學(xué)性能概述靜載下材料的力學(xué)性能疲勞性能沖擊性能斷裂韌性材料力學(xué)性能在工程中的應(yīng)用材料力學(xué)性能概述010102材料力學(xué)性能定義材料力學(xué)性能與材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝及環(huán)境條件等因素有關(guān)。材料力學(xué)性能是指材料在受力作用下的表現(xiàn)，包括抵抗外力、變形和斷裂等能力。硬度材料抵抗表面變形、磨損的能力。韌性材料在外力作用下抵抗沖擊、振動(dòng)的能力。強(qiáng)度材料在外力作用下抵抗斷裂的能力。彈性材料在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，卸載后變形完全恢復(fù)的能力。塑性材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形，卸載后變形不可恢復(fù)的能力。材料力學(xué)性能分類彎曲試驗(yàn)測(cè)試材料在彎曲載荷下的彈性極限、塑性變形等性能指標(biāo)。拉伸試驗(yàn)測(cè)試材料在拉伸載荷下的彈性極限、塑性變形等性能指標(biāo)。壓縮試驗(yàn)測(cè)試材料在壓縮載荷下的彈性極限、塑性變形等性能指標(biāo)。沖擊試驗(yàn)測(cè)試材料在沖擊載荷下的韌性、強(qiáng)度等性能指標(biāo)。硬度試驗(yàn)測(cè)試材料抵抗表面變形、磨損的能力。材料力學(xué)性能測(cè)試方法靜載下材料的力學(xué)性能02定義應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系彈性模量泊松比彈性變形01020304材料在彈性變形階段，卸載后變形完全恢復(fù)。線性關(guān)系，無(wú)塑性變形。描述材料抵抗彈性變形的能力。描述材料橫向與縱向收縮之間的比例關(guān)系。材料在塑性變形階段，卸載后變形部分恢復(fù)。定義非線性關(guān)系，有塑性變形。應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系描述材料開(kāi)始進(jìn)入塑性變形的應(yīng)力。屈服強(qiáng)度描述材料塑性變形的能力。延伸率塑性變形拉伸強(qiáng)度材料在拉伸試驗(yàn)中，斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。定義材料抵抗外力破壞的能力稱為強(qiáng)度，抵抗局部變形的能力稱為硬度。壓縮強(qiáng)度材料在壓縮試驗(yàn)中，斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。布氏硬度用布氏硬度計(jì)測(cè)定的硬度值，反映材料表面抵抗大面積壓入的能力。洛氏硬度用洛氏硬度計(jì)測(cè)定的硬度值，反映材料表面抵抗硬物壓入的能力。強(qiáng)度與硬度疲勞性能03材料在循環(huán)載荷作用下，局部應(yīng)力、應(yīng)變交替變化，導(dǎo)致材料性能逐漸劣化，最終導(dǎo)致材料斷裂的現(xiàn)象。疲勞按載荷類型分為彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、拉壓疲勞、復(fù)合疲勞等；按循環(huán)特征分為對(duì)稱循環(huán)疲勞和非對(duì)稱循環(huán)疲勞。疲勞分類疲勞定義及分類用于模擬實(shí)際工況，對(duì)材料進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。疲勞試驗(yàn)機(jī)通過(guò)調(diào)整載荷或應(yīng)力水平來(lái)控制材料的應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)力控制方法通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行一定次數(shù)的循環(huán)加載，觀察其斷裂壽命。循環(huán)計(jì)數(shù)法通過(guò)不斷增加循環(huán)次數(shù)，繪制材料的應(yīng)力與壽命之間的關(guān)系曲線。S-N曲線法疲勞性能測(cè)試方法材料的化學(xué)成分、晶粒度、非金屬夾雜物等都會(huì)影響其疲勞性能。材料成分與組織結(jié)構(gòu)表面粗糙度、缺口、尺寸大小等因素也會(huì)影響材料的疲勞性能。應(yīng)力集中與尺寸效應(yīng)交變載荷的特性（如平均應(yīng)力、應(yīng)力幅、循環(huán)次數(shù)等）、溫度、濕度、腐蝕介質(zhì)等都會(huì)影響材料的疲勞性能。載荷特性與環(huán)境條件優(yōu)化材料成分與組織結(jié)構(gòu)；減少應(yīng)力集中與尺寸效應(yīng)；合理選擇載荷特性與環(huán)境條件；采用表面強(qiáng)化處理等。改善措施影響疲勞性能的因素及改善措施沖擊性能04沖擊定義沖擊是指物體在短時(shí)間內(nèi)的快速變形或移動(dòng)，通常是由于外部力的突然作用所致。沖擊可以導(dǎo)致材料表面的損傷或破裂，甚至影響材料的整體性能。沖擊分類根據(jù)沖擊的性質(zhì)和程度，可以分為韌性沖擊和脆性沖擊。韌性沖擊是指材料在沖擊過(guò)程中能夠吸收能量并抵抗變形的能力，而脆性沖擊則是指材料在沖擊作用下突然破裂，無(wú)法吸收能量的現(xiàn)象。沖擊定義及分類沖擊試驗(yàn)是評(píng)估材料沖擊性能的主要方法之一。通過(guò)在試樣上施加沖擊力，觀察試樣的變形和破裂情況，從而得出材料的沖擊強(qiáng)度、吸收能量等指標(biāo)。沖擊試驗(yàn)落錘試驗(yàn)是一種模擬實(shí)際工程中材料受到?jīng)_擊的試驗(yàn)方法。通過(guò)將一定質(zhì)量的錘頭從一定高度自由落下，沖擊試樣，觀察試樣的變形和破裂情況。落錘試驗(yàn)沖擊性能測(cè)試方法影響因素材料的沖擊性能受到多種因素的影響，如材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、溫度、應(yīng)力狀態(tài)等。其中，材料的成分和組織結(jié)構(gòu)是影響沖擊性能的基本因素，溫度和應(yīng)力狀態(tài)則可能對(duì)沖擊性能產(chǎn)生不利影響。改善措施為了提高材料的沖擊性能，可以采用以下措施：優(yōu)化材料的成分和組織結(jié)構(gòu)，提高材料的韌性；改善材料的表面質(zhì)量，減少應(yīng)力集中；降低材料的溫度敏感性和應(yīng)力敏感性。此外，還可以通過(guò)采用復(fù)合材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方法來(lái)提高材料的沖擊性能。影響沖擊性能的因素及改善措施斷裂韌性05斷裂韌性定義及分類斷裂韌性是指材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力，是材料的重要力學(xué)性能之一。根據(jù)斷裂韌性的表現(xiàn)形式，可以分為平面應(yīng)變斷裂韌性和平面應(yīng)力斷裂韌性。常見(jiàn)的斷裂韌性測(cè)試方法有三種：沖擊試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)和疲勞試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)是測(cè)定材料在低溫或室溫下抵抗沖擊的能力。蠕變?cè)囼?yàn)是測(cè)定材料在高溫下抵抗緩慢拉伸的能力。疲勞試驗(yàn)是測(cè)定材料在交變載荷下抵抗疲勞斷裂的能力。01020304斷裂韌性測(cè)試方法影響斷裂韌性的因素及改善措施材料成分和組織結(jié)構(gòu)：材料的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)是影響斷裂韌性的重要因素。例如，合金元素含量、晶粒大小、相組成等都會(huì)影響材料的斷裂韌性。應(yīng)力狀態(tài)和加載速率：材料的應(yīng)力狀態(tài)和加載速率也會(huì)影響其斷裂韌性。一般來(lái)說(shuō)，材料在應(yīng)力集中或加載速率過(guò)快的情況下容易發(fā)生脆性斷裂。溫度和環(huán)境因素：溫度和環(huán)境因素也會(huì)對(duì)材料的斷裂韌性產(chǎn)生影響。例如，在低溫環(huán)境下，材料的脆性傾向增加；在腐蝕性環(huán)境中，材料的耐腐蝕性能會(huì)降低，從而影響其斷裂韌性。改善措施：為了提高材料的斷裂韌性，可以采用以下措施：優(yōu)化成分和組織結(jié)構(gòu)、降低應(yīng)力集中程度、降低加載速率、提高溫度穩(wěn)定性和耐腐蝕性能等。此外，還可以采用復(fù)合增強(qiáng)、納米增強(qiáng)等先進(jìn)技術(shù)來(lái)提高材料的綜合性能。材料力學(xué)性能在工程中的應(yīng)用06建筑材料力學(xué)性能在建筑領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。建筑材料力學(xué)性能的好壞直接影響到建筑物的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮材料的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等力學(xué)性能指標(biāo)。在建筑領(lǐng)域中，材料力學(xué)性能的研究和測(cè)試是確保建筑物安全可靠的關(guān)鍵因素之一。建筑領(lǐng)域機(jī)械制造過(guò)程中，材料力學(xué)性能也是至關(guān)重要的考慮因素。材料的力學(xué)性能直接影響到機(jī)械零件的承載能力、使用壽命和可靠性。機(jī)械領(lǐng)域在機(jī)械設(shè)計(jì)中，需要考慮到材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能指標(biāo)。在機(jī)械領(lǐng)域中，材料力學(xué)性能的研究和測(cè)試是確保機(jī)械零件安全可靠的關(guān)鍵因素之一。在飛機(jī)、火