【精品】材料性能學(xué)

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1、圖1-2幾種典型材料的力一伸長曲線1、應(yīng)力:(條件)應(yīng)力與(條件)應(yīng)變定義及定義式應(yīng)變:《材料性能學(xué)》復(fù)習(xí)第一章材料單向靜拉伸的力學(xué)性能一、力一伸長曲線(拉伸圖)1、曲線上變形三階段(1)、彈性變形(2)、塑性變形(屈服現(xiàn)象)(3)、不均勻變形(頸縮階段)及斷裂階段(會畫)2、拉伸圖的種類曲線1為淬火、高溫回火后的高碳鋼曲線2為低合金結(jié)構(gòu)鋼曲線3為黃銅曲線4為陶瓷、玻璃曲線5為橡膠類(會畫)二、應(yīng)力一應(yīng)變曲線(0—£曲線)2、應(yīng)力一應(yīng)變曲線(工程應(yīng)力一應(yīng)變曲線)圖1-3低碳鋼的應(yīng)力一應(yīng)變曲線①②③④⑤其中,真應(yīng)變:真應(yīng)力:F一瞬時載荷,A—瞬時面積3、各種性能指標(biāo)(1)、強度指標(biāo)彈性極

2、限:oe=Fe/SO比例極限:op=Fp/SO屈服極限:os=Fs/SO;屈服強度o0?2=F0?2/S0強度極限:ob=Fb/SO斷裂強度:Sk=Fk/Sk(2)、塑性指標(biāo)①延伸率:5k=(Lk-LO)/LOX100%②斷面收縮率:Vk=(SO-Sk)/SOX100%4、真應(yīng)力一真應(yīng)變曲線(S—e曲線)則:cr=S(l_0)1-4真應(yīng)力一真應(yīng)變曲線K兩曲線比較三、彈性變形及其實質(zhì)(一)、彈性變形的特點?1、可逆性;?2、單值線性關(guān)系;?3、彈性變形量較?。ā闢0.5?1%)(二)、雙原子模型解釋彈性變形1-5離子間的相互作用力四.彈性的不完整性與內(nèi)耗(一)、滯彈性(彈性后效)1.正彈

3、性后效2.反彈性后效3?產(chǎn)生原因4、危害(二)、包申格效應(yīng)包申格(Bauschinger)效應(yīng):是指金屬材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形(殘余應(yīng)變小于4%),而后再同向加載規(guī)定殘余伸長應(yīng)力(或彈性極限)增加,反向加載,規(guī)定殘余伸長應(yīng)力(或彈性極限)降低的現(xiàn)象.原因:包申格(Bauschinger)效應(yīng)可能與第二類內(nèi)應(yīng)力有關(guān);危害:包申格(Bauschinger)效應(yīng)可弱化材料,因而應(yīng)予以消除;消除辦法五、斷裂1、斷裂概念2、斷裂的類型及斷口特征3、韌性斷裂與脆性斷裂概念韌性斷裂的特點;脆性斷裂的特點4、穿晶斷裂與沿晶斷裂剪切斷裂;解理斷裂;準(zhǔn)解理斷裂5、斷裂強度(1).理論斷裂強度(會推

4、導(dǎo))理論斷裂強度和實際強度說(2).斷裂強度的裂紋理論(Griffith強度理論)Griffith強度理論c兀a22E(兒+乙)此公式說明的問題金屬材料YS=Ye+YPGriffith強度理論第二章材料在其他靜載下的力學(xué)性能主要講了硬度試驗一、布氏硬度(HB)(1)測定原理(2)、優(yōu)缺點?優(yōu)點:壓痕面積較大,其硬度值能反映材料在較大區(qū)域內(nèi)各組成相的平均性能,試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重復(fù)性強。?缺點:因壓痕直徑較大,一般不宜在成品件上直接進(jìn)行檢驗;對硬度不同的材料需要更換壓頭直徑D和載荷F,同時壓痕直徑的測量也比較麻煩,需查表計算。(3)測試范圍二、洛氏硬度(HR)(1)測試原理(2)洛氏硬度試驗

5、的優(yōu)缺點(3)測試范圍三、維氏硬度(HV)與顯微硬度(HM)(1)測試原理(2)洛氏硬度試驗的優(yōu)缺點(3)測試范圍第三章材料的沖擊韌性及低溫脆性一、一次沖擊彎曲試驗測試原理tUAk=GHi-GH2(J)沖擊功Ak圖3-1沖擊試驗原理1-擺錘2?試樣ak=Ak/FN(J/cm2)FN…缺口處試樣的面懷二、沖擊韌性及其工程意義(1)它能反映出原始材料的冶金質(zhì)量和熱加工產(chǎn)品的質(zhì)量.(2)測定材料的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度三、小能量多次沖擊試驗圖3-4多次沖擊曲線A當(dāng)沖擊功A高時(0點左側(cè)),材料的多沖抗力N主要取決于材料的B當(dāng)沖擊功A低時,材料的多沖抗力N主要取決于材料的強度(如下圖)材料1塑性>材料

6、2塑性第四章材料的斷裂韌性一、裂紋擴(kuò)展的基本方式1.張開型(I型)裂紋擴(kuò)展2.滑開型(II型)裂紋擴(kuò)展3.撕開型(III型)裂紋擴(kuò)展二、斷裂韌性概念一般把平面應(yīng)變的應(yīng)力條件下,裂紋尖端應(yīng)力場強度因子的臨界值叫做斷裂韌性。K]=crJTea(=Yaja三、K1C和8k的區(qū)別(1)研究的出發(fā)點不同ak是缺口試樣一次沖擊斷裂前吸收的能量,是以能量的角度來研究Klc是具有裂紋試樣裂紋尖端應(yīng)力場強度因子的臨界值,是以力學(xué)的角度來研究的(2)裂紋擴(kuò)展途徑不同ak是人為制造外部缺口導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展Klc是材料內(nèi)部已有的微觀裂紋導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展(3)兩者都是材料的內(nèi)在屬性,和材料的本性有關(guān)四、影響材料斷裂

7、韌度的因素五、斷裂韌性Klc的應(yīng)用確定構(gòu)件的安全性確定構(gòu)件的承載能力,即計算構(gòu)件的斷裂強度確定裂紋允許存在的最大尺寸(ac)第五章材料的疲勞性能一、交變載荷:是指大小、方向或大小和方向都隨時間作周期性變化或非周期性變化的一類載荷二.疲勞概念:疲勞過程是指材料在小于屈服強度的變動載荷作用下,經(jīng)過長期運轉(zhuǎn)而逐漸發(fā)生損傷累積和開裂,當(dāng)裂紋擴(kuò)展達(dá)到一定程度后發(fā)生突然斷裂的過程。疲勞破壞的特點(1)該破壞是一種潛藏的突發(fā)性破壞(2)疲勞破壞屬低應(yīng)力循環(huán)延

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