材料的力学性能(9)ppt课件

1、资料受力呵斥：弹性变形弹性变形弹塑性变形弹塑性变形断裂断裂 2.1 引言 弹性变形涉及构件刚度弹性变形涉及构件刚度构件抵抗弹构件抵抗弹性变形的才干。与两个要素相关：性变形的才干。与两个要素相关：构件的几何尺寸构件的几何尺寸资料弹性模量资料弹性模量 塑性变形的不同工程要求：塑性变形的不同工程要求：加过程工中降低塑变抗力加过程工中降低塑变抗力服役过程中提高塑变抗力服役过程中提高塑变抗力 弹性与塑性在工程上的运用准弹性与塑性在工程上的运用准那么：那么： 服役中构件的应力不能超越弹服役中构件的应力不能超越弹性极限或屈服强度，加工中的资料性极限或屈服强度，加工中的资料应降低弹性极限或屈服强度。应降低弹性

2、极限或屈服强度。2.2 弹性变形1、弹性变形的物理本质外力(F)与原子间引力(a / r m)、斥力(b / r n)的平衡过程。mnrbraFfFnm02、弹性常数E = 2 (1+ )GE： 正弹性模量杨氏摸量正弹性模量杨氏摸量 ：柏松比：柏松比G：切弹性模量：切弹性模量3、固体中一点的应力应变形状xyzz zz yz xx zx xx yy zy xy y正应力： x 、 y 、 z正应变： x 、 y 、 z切应力：x y 、 y z 、 z x切应变：x y 、 y z 、 z x4、广义虎克定律 x = x - ( y + z ) / E y = y - ( z + x ) / E

3、 z = z - ( x + y ) / E x y = x y / G y z = y z / G z x = z x / G( 2 3 )单向拉伸时： x = x / E ， y = z = - / E5、影响弹性模量的要素1原子半径：E = k / r m m12合金元素： 影响不大。3温 度：影响原子半径。4加载速率：影响小。5冷变形：E 值略降低。6弹性模量的各向异性单晶：最大值与最小值相差可达四倍。多晶：介于单晶最大值与最小值之间2.3 弹性极限与弹性比功1、条件比例极限 p ：规定非比例伸长应力。2、条件弹性极限 e ：规定剩余伸长应力。3、弹性比功 We弹性应变能密度资料开场塑

4、性变形前单位体积所能吸收的弹性变形功。e0e ee We = e e e / 2 = e2 / (2E)制造弹簧的资料要求高的弹性比功： e 大 ，E 小2.4 弹性不完善性1、弹性后效瞬间加载-正弹性后效瞬间卸载-负弹性后效0t10tee1e20tee1e2e1e22、弹性滞后- 非瞬间加载条件下的弹性后效。加载和卸载时的应力应变曲线不重合构成一封锁回线 - 弹性滞后环0e0e3 3、内耗、内耗 Q-1 Q-1 - - 弹性滞后使加载时资料吸收弹性滞后使加载时资料吸收的弹性变形能大于卸载时所释放的弹性的弹性变形能大于卸载时所释放的弹性变形能，即部分能量被资料吸收。变形能，即部分能量被资料吸收

5、。 弹性滞后环的面积弹性滞后环的面积工程上对资料内耗应加以思索4、包申格效应 产生了少量塑性变形的资料，再同向加载产生了少量塑性变形的资料，再同向加载那么弹性极限与屈服强度升高；反向加载那么那么弹性极限与屈服强度升高；反向加载那么弹性极限与屈服强度降低的景象。弹性极限与屈服强度降低的景象。 0e124.0217.8328.748.5230.12.5 塑性变形1、单晶体塑性变形的主要方式滑移和孪生2、多晶体塑性变形的特征1塑性变形的非同时性和非均匀性资料外表优先与切应力取向最正确的滑移系优先2各晶粒塑性变形的相互制约与协调晶粒间塑性变形的相互制约晶粒间塑性变形的相互协调晶粒内不同滑移系滑移的相互

6、协调3、形变织构和各向异性形变形变晶面转动晶面转动形变织构形变织构各向异性各向异性轧制方向有较高的强度和塑性轧制方向有较高的强度和塑性2.6 屈服强度1、物理屈服景象非延续形变强化PL0ABCDEF应变时效2、屈服景象的解释位错增值实际：柯氏气团概念：溶质原子、杂质、位错和外力的交互作用 = b = ( /0 )m资料塑性应变速率、可动位错密度 、位错运动速率 、柏氏矢量b 、滑移面上切应力 、位错产生单位滑移速度所需应力0 、应力敏感系数m3、屈服强度和条件屈服强度s 0.2 0.01 0.001 0.54、提高屈服强度的途径 金属的屈服强度与使位错开动的临金属的屈服强度与使位错开动的临界分切应力相关，其值由位错运动的所界分切应力相关，其值由位错运动的所受的各种阻力决议。受的各种阻力决议。A、点阵阻力 ： 派纳力1322exp12bWGnpB、位错交互作用阻力152Gb猛烈冷变形位错密度添加4-5个数量级-形变强化！C、晶界阻力-HallPetch公式：1620dks细晶强化D、固溶强化溶质原子与位错的：弹性交互作用电化学作用化学作用几何作用间隙固溶体的强化效果比置换固溶体的大！E、第二项强化聚合型：部分塑性约束导强化弥散型：质点周围构成应力场对位错运动产生妨碍-位错弯曲rGb22.7 形变强化1、形变强化指数： nHollomon方程： S =