工力章材料的力學性能

1、工力章材料的力學性能第1頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三材料在外載作用下的變形和強度特性。變形彈性變形（外力去除后變形消失）塑性變形（外力去除后變形保留）強度屈服強度斷裂強度（抗拉、抗壓、抗彎強度等）斷裂韌性10-0 緒論第2頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三材料在外載作用下的變形和強度特性。材料在靜載下的力學性能材料在疲勞載荷下的力學性能材料在沖擊載荷下的力學性能金屬材料陶瓷材料高分子材料復合材料材料的常溫力學性能材料的高溫力學性能材料的低溫力學性能第3頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三材料力學性能的測試方法加載裝置測試裝置

2、材料試驗機動力源：液壓電動控制部分：開環(huán)控制閉環(huán)控制（負反饋）電測法光測法夾具：拉伸、壓縮、彎曲機械、液壓、氣動第4頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三材料力學性能的測試方法比例極限屈服強度極限強度o(MPa)fyftedabc0.2% 0.2(MPa)o第5頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三材料的力學性能指標彈性模量泊松比屈服強度截面收縮率、延伸率抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度各種極限應力指標沖擊吸收功硬度斷裂韌性第6頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三應力速率對材料力學性能的影響低碳鋼Ose1靜荷載2動荷載應力速率與屈服極限的關系

3、0 20 40 60 80 100320300280260240220200ss (MPa)s (MPa/s)第7頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三總趨勢:溫度升高,E、S 、b下降； 、 增大。溫度下降,b增大； 、 減小。0 100 200 300 400 500216177137700600500400300200100100908070605040302010Ed溫度對低碳鋼力學性能的影響10-1高溫下材料的力學性能1、短時高溫下的力學性能：第8頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三20001750150012501000 750 500 250

4、 0-200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 d80706050403020100溫度對鉻錳合金力學性能的影響第9頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三- P(kN)-0 5 10 15 302010 0 Dl(mm)-0 5 10 15 302010 0 P(kN) Dl(mm)溫度降低，塑性降低，強度極限提高純鐵中碳鋼 第10頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三溫度降低，b增大，為什么結構會發(fā)生低溫脆斷？第11頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三2.蠕變： 在一定的高溫下，即使構件上的應

5、力不變，塑性變形卻隨時間而緩慢增加，直至破壞。這種現象稱為蠕變。注意：應力沒增加，桿自己在變長！P經過較長時間后P加靜載第12頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三構件的工作段不能超過穩(wěn)定階段！ e tOABCDE不穩(wěn)定階段穩(wěn)定階段加速階段破壞階段 e0材料的蠕變曲線第13頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三交變應力應力不變溫度越高蠕變越快T1T2T3T4s1s2s3s4溫度不變應力越高蠕變越快第14頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三總復習3.應力松弛： 在一定的高溫下，構件上的總變形不變時，彈性變形會隨時間而轉變?yōu)樗苄宰冃?，從而使?/p>

6、件內的應力變小。這種現象稱為應力松弛。桿也是自己變長了一段！經過較長時間后卸載加靜載第15頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三溫度相同e2e1e3初應變越大，松弛的初速率越大初始彈性應變不變T1T3T2溫度越高，松弛的初速率越大第16頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三溫度降低，b增大，結構反而還發(fā)生低溫脆斷，原因何在？ 溫度降低，b增大，但材料的沖擊韌性下降，且抗斷裂能力基本不變，所以，結構易發(fā)生低溫脆斷。10-2沖擊吸收功第17頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三1.沖擊試驗試件交變應力40554055101010102R 0.5

7、2R1V型切口試樣U型切口試樣試件第18頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三2.沖擊試驗交變應力試件第19頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三 “U”型口試件的沖擊韌性：“V”型口試件的沖擊韌性： 冷脆：溫度降低，沖擊韌性下降的現象稱為冷脆。交變應力第20頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三交變應力第21頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三交變應力：構件內一點處的應力隨時間作周期性變化，這 種應力稱為交變應力。折鐵絲PP10-3交變應力下材料的疲勞極限第22頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三交

8、變應力（Alternating Stress）：構件內一點處的應力隨時間作周期性變化，稱為交變應力第23頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三第24頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三1、交變應力的類型及其應力比平均應力應力幅應力每重復變化一次的過程稱為一個應力循環(huán)。應力循環(huán)中最小應力與最大應力之比，稱為交變應力的應力比，用來表示交變應力的變化特點。第25頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三分類（1）對稱循環(huán)交變應力 當max=-min，即r=-1的交變應力稱為對稱循環(huán)交變應力第26頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期

9、三（2）脈動循環(huán)交變應力 當max0、min=0（或max=0、min1)：光滑試件的疲勞極限同尺寸具有應力集中的試件的疲勞極限第32頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三（2）構件尺寸的影響（隨著試件橫截面尺寸的增大，疲勞極限會相應地降低） 或( )尺寸系數(1 )：第33頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三（3）構件表面質量的影響（表面質量越高，疲勞極限越高） 表面質量系數(1 )：第34頁，共36頁，2022年，5月20日，3點34分，星期三（4）工作環(huán)境的影響在腐蝕環(huán)境中的構件，材料的疲勞極限一般都明顯降低。當鋼的工作溫度在300C400C以下時，溫度對疲勞極限的影響不大，超過400度以后，隨著溫度的升高疲勞極限也會下降。構件在對稱循環(huán)時的疲勞極限應為：第35頁