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《橡膠材料力學性能,彈性模量》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓計劃橡膠材料力學性能,彈性模量 本章內(nèi)容提要 在介紹應力-應變曲線的基礎(chǔ)上,介紹材料的彈性變形、塑性變形、高溫蠕變及其它力學性能的理論描述、產(chǎn)生的原因、影響因素。從斷裂的現(xiàn)象和產(chǎn)生、斷裂力學的原理出發(fā),通過理論結(jié)合強度、應力場的分析,闡述斷裂的判據(jù),應力場強度因子、平面應變斷裂韌性、延性斷裂、脆性斷裂、沿晶斷裂、靜態(tài)疲勞的概念,并根據(jù)此判據(jù)來分析提高材料強度及改進材料韌性的途徑。目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力,可提升其的專
2、業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓計劃 人類最早學會利用的材料性質(zhì)便是力學性質(zhì),如石器時代利用天然巖石的強度和硬度:青銅器時代利用銅的高塑性和高強度及加工硬化性能;而在鐵器時代更是利用Fe-C合金的高強度、硬度和塑性。盡管如此,人類真正認識和開始系統(tǒng)地理解材料的力學性質(zhì)起始于19世紀中葉,人們利用金相顯微鏡對材料細微組織進行了研究。在我們身邊注意到的經(jīng)驗是金屬具有延展性,陶瓷硬而脆,橡膠具有很大的彈性形變,如此等等。圖1-1比較了金屬、陶瓷和高分子力學性質(zhì)。迥然不同的
3、力學行為是由其基本結(jié)構(gòu)決定的。金屬與陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)(包括鍵合類型)、缺陷(主要是位錯)是理解和描述其力學性質(zhì)的核心概念;而在高分子材料中,卻是分子鏈的構(gòu)形,交聯(lián)與纏結(jié)起了關(guān)鍵的作用。本章我們將研究這些概念如何使強度、塑性、斷裂和高溫行為得以定性和定量描述和理解。 圖1-1工程材料的金屬、陶瓷和聚合物重要力學性能 第一節(jié)應力及應變 應力 材料在外力作用下發(fā)生形狀和尺寸的變化,稱為形變(deformation)。材料承受外力作用、抵抗形變的能力及其破壞規(guī)律,稱為材料的力學性能或機械性能?! 〔牧习l(fā)生形變時,其內(nèi)部分子間或離子間的相對位置和距離會發(fā)生變化,同時產(chǎn)生原子間及
4、分子間的附加內(nèi)力而抵抗外力,并試圖恢復到形變前的狀態(tài),達到平衡時,附加內(nèi)力與外力大小相等、方向相反?! Γ翰牧蠁挝幻娣e上所受的附加內(nèi)力,其值等于單位面積上所受的外力。 式中:σ為應力;F為外力;A為面積。在國際單位制中,應力的單位為牛頓/米2?! ∪舨牧鲜芰η暗拿娣e為Ao,則σ0=F/A0稱為名義應力;若受力后的面積為A,則σT=F/A為真實應力。實際中常用名義應力,對于形變量小的材料,二者數(shù)值上相差不大?! D1-2應力分量目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力,可提升其的專業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)
5、展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓計劃 如果圍繞材料的內(nèi)部某點取一體積元(如圖1-2),其六個面均分別垂直于X,Y,Z軸,則作用在該體積元單位面積上的力△Fx,△Fy,△Fz,可分解為法向應力σxx,σyy,σzz和剪切應力τxy,τxz,τyz等?! Ψ至肯聵说暮x:應力分量σ和τ下標的第1個字母表示應力作用面的法線方向,第2個字母代表應力作用的方向?! Ψ至康恼撎栆?guī)定:正應力的正負號規(guī)定是拉應力為正,壓應力為負;剪應力的正負號規(guī)定是體積元上任意面上的法向力與坐標軸的正方向相同,則該面上的剪應力指向坐標軸的正方向
6、者為正;如果該面上的法向應力指向坐標軸的負方向,則剪應力指向坐軸的正方向者為負。它們構(gòu)成應力張量。 法向應力導致材料的伸長或縮短,而剪切應力引起材料的切向畸變。根據(jù)平衡條件,體積元上相對的兩個平行平面上的法向應力應該大小相等、正負號相同,同—平面上的兩個剪切應力互相垂直。根據(jù)剪切應力互等原理可知:τxy=τyx,其余類推。故一點的應力狀態(tài)由六個應力分量(σxx,σyy,σzz,τxy,τxz,τyz)來決定。 應變目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力,可提升其的專業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場
7、安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓計劃 應變(strain):用來表征材料受力時內(nèi)部各質(zhì)點之間的相對位移。對于各向同性材料,有三種基本的應變類型:拉伸應變ε、剪切應變γ和壓縮應變△?! D1-3拉伸應變示意圖圖1-4剪切應變示意圖 拉伸應變(drawingstrain)是指材料受到垂直于截面積的大小相等、方向相反并作用在同一直線上的兩個拉伸應力時材科發(fā)生的形變,如圖1-3所示。一根長度為l0的材料,在拉應力σ作用下被拉長到l1,則其拉伸應變ε為: