材料力学性能-动画.ppt

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1、图1 .1 .1 弹性变形示意,2.塑性变形载荷增加到一定程度时，材料发生的变形不能完全消失而一部分被保留下来, 被保留的变形称之为塑性变形或永久变形。如图1 .1 .2所示。,3.断裂断裂前出现明显宏观塑性变形的断裂称为韧性断裂；在断裂前没有宏观塑性变形的断裂称为脆性断裂。如图1 .1 .3所示。,图1 .1 .2 塑性变形示意,图1 .1 3 韧性、脆性断裂示意,2.测得的主要力学性能指标 (1)弹性极限：材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力值，以“e”表示,单位为MPa。 (2)弹性模量：材料在弹性变形的阶段内，直线的斜率。以“E ”表示，单位为MPa。E 值反映材料的刚度大小。 通

2、常材料一定， E 值变化很小。,图1 .2 .2 弹性极限和弹性模量示意,图1 .2 .3 弹性模量与结构刚度示意,图1 .2 .5 屈服强度示意,(3) 屈服点s和屈服强度0.2(4) 抗拉强度b(5) 塑性 1）断后伸长率 （L1-L0）/L0100% 注意：和5的区别。,2）断面收缩率 (S0S1)/S0100%,图1 .2 .4 屈服点与抗拉强度,图1 .2 .6 和5的区别,1布氏硬度（HB）(1)测试原理 计算公式：(2)测定条件压头为淬火钢球，适于测定硬度在450以下的材料，如结构钢、铸铁及非铁合金等，以HBS表示；压头为硬质合金，以HBW表示，适于测定硬度值在450以上的材料，

3、最高可测650HBW。(3)表示方法 例如：120HBS10/1000/30。 (4)适用范围 铸铁、铸钢、非铁金属材料及热处理后钢材毛坯或半成品。,）,（,2,2,2,d,D,D,D,F,S,F,-,-,=,=,HB,图1 .2 .7 布氏硬度测试原理,图1 .2 .8 布氏硬度测试示意,2.洛氏硬度（HR）(1)测试原理 洛氏硬度值用主载荷作用下试样产生塑性变形压痕深度BD来确定。 (2)表示方法 硬度标尺：HRA、 HRB 、HRC，C标尺最常用。如250HRC。(3)适用范围 在批量的成品或半成品质量检验中广泛使用，也可测定较薄工件或表面有较薄硬化层的硬度。,图1 .2 .9 洛氏硬度

4、测试原理示意,图1 .2 .10 洛氏硬度测试,3.维氏硬度(HV) (1)测试原理 和布氏硬度试验原理基本相同。 (2)表示方法 例如：640HV30/20。 (3)适用范围 用于测量金属镀层薄片材料和化学热处理后的表面硬度。 各硬度值之间大致有以下关系：布氏硬度值在200450范围内，HBS(HBW)=10HRC； 布氏硬度值小于450HBS，HBSHV。,图1 .2 .11 维氏硬度测试原理示意,1.裂纹扩展的基本形式,() 张开型,() 滑开型,() 撕开型,图1 .2 .12 裂纹扩展的基本形式,衡量裂纹尖端附近应力场强弱程度的力学参量称为应力场强度因子，用K表示。其表达式为：,单位

5、为MPam 。,1/2,2.应力场强度因子,图1 .2 .13 裂纹尖端附近应力场示意,图1 .2 .14 裂纹扩展示意,1.3.1 冲击韧度,材料的韧性是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为冲击韧度。 1.摆锤冲击实验冲击韧度值用公式表示：,(J/cm2),图1 .3.1 冲击试样,图1 .3.2 冲击试验,国家标准现已规定用Ak作为韧性判据。,1.3.2 疲劳强度,1.疲劳强度疲劳强度是指材料经无数次交变载荷作用而不断裂的最大应力值用-1表示，单位为MPa，它表现了材料抵抗疲劳断裂的能力。 2.疲劳断裂零件在循环应力作用下,在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后突然产生断裂的过程,称为疲劳断裂.如图1.3.4示意。疲劳断裂由疲劳裂纹产生扩展瞬时断裂三个阶段组成。,图1 .3.4 疲劳断裂示意,