工程材料的力学性能课件

1、 本章内容1 材料的强度与塑性2 材料的硬度3 材料的冲击韧性4 材料的疲劳强度5 材料的断裂韧度重点掌握 各种力学性能指标（强度, 塑性；冲击韧性；硬度HB，HRC，HV；疲劳强度，断裂韧性。）的物理意义和单位。第一章 工程材料的性能 本章内容重点掌握第一章 工程材料的性能材料的力学性能定义 : 材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。 指标 : 弹性 、刚度、强度、塑性 、 硬度、冲击韧性 、断裂韧度和疲劳强度等。材料的力学性能定义 : 第一节 静载时材料的力学性能*拉伸试验及拉伸曲线*拉伸曲线所确

2、定的力学性能指标及意义一.静拉伸试验第一节 静载时材料的力学性能*拉伸试验及拉伸曲线*拉伸曲线所微机屏显式液压万能试验机 可用于各种金属材料，非金属材料的拉伸，压缩，弯曲，剪切等力学性能试验。微机屏显式液压万能试验机 可用于各种金属材料，非金属材拉伸试样：GB6397-86规定金属拉伸试样有：圆形、矩形、异型及全截面常用标准圆截面试样。长试样：L0=10d0短试样：L0=5d0拉伸试样：GB6397-86规定金属拉伸试样有： 低碳钢拉伸曲线拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静拉伸曲线： 低碳钢拉伸曲线拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静拉伸曲线：op段：比例弹性变形阶段；pe段：非比例弹性变形阶段；平台或

3、锯齿（s段）：屈服阶段；sb段：均匀塑性变形阶段，是强化阶段。b点：形成了“缩颈”。bk段：非均匀变形阶段，承载下降，到k点断裂。断裂总伸长为Of，其中塑形变形Og(试样断后测得的伸长)，弹性伸长gf。 l Fl bl ul Fbbk Fss o g fe Fep Fp拉伸曲线op段：比例弹性变形阶段；l Fl bl ul 应力 ：单位面积上试样承受的载荷。这里用试样承受的载荷除以试样的原始横截面积S 0表示: F 载荷( N ) = ( M pa ) S 0 原始横截面积( mm2)应变：单位长度的伸长量。这里用试样的伸长量除以试样的原始标距表示: l伸长量(mm ) = l 0原始长度(

4、mm) 应力应变曲线（ - 曲线）:形状和拉伸曲线相同，单位不同bse应力与应变曲线应力 ：单位面积上试样承受的载荷。这里用试样承受的载荷除以二、拉伸曲线所确定的力学性能指标及意义1刚度和弹性 刚度材料在受力时，抵抗弹性变形的能力。 E=/ 杨氏弹性模量 GPa, MPa 本质是：反映了材料内部原子结应力的大小，组织不敏感的力系指标。 弹性：材料不产生塑性变形的情况下，所能承受的最大应力。 比例极限：p=Fp/Ao 应力应变保持线性关系的极限应力值 二、拉伸曲线所确定的力学性能指标及意义2.刚度：将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。弹性模量：弹性下应力与应变的比值,表示材料抵抗弹性变形的能力。即

5、： E= / 材料的E越大，刚度越大； E对组织不敏感；零件的刚度主要决定于E，也与形状、截面等有关。E= / 1.弹性:金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉后能恢复到原来形状及尺寸的性能。弹性变形: 随载荷撤除而消失的变形。（一）、弹性与刚度2.刚度：将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。E= / 弹性极限: Fe 弹性极限载荷( N ) e = ( M pa ) S0 试样原始横截面积( mm2)e e 弹性极限: （二）强度: 材料在载荷作用下抵抗永久变形和破坏的能力。种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强 度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。 1、 屈服点 与屈服强度: 产生明显塑性变形

6、的最低应力值. Fs s = ( M Pa ) S0试样屈服时的载荷( N )试样原始横截面积( mm2)s（二）强度: 种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强 度 屈服强度( 塑性变形量为0.2%，微量塑性变形)0.2：试样产生残余塑性变形0.2%时的应力试样产生0.2%残余塑性变形 屈服强度( 塑性变形量为0.2%，微量塑性变形)0.2： 屈服强度( 塑性变形量为0.2%，微量塑性变形) F0.2 0.2 = ( M Pa ) S 0 试样原始横截面( mm2)试样产生0.2%残余塑性变 形时的载荷(N) 屈服点 s 、屈服强度0.2是零件设计的主要依据；也是评定金属强度的重要指标之一。

7、屈服强度( 塑性变形量为0.2%，微量塑性变形) 它表示材料抵抗断裂的能力。是零件设计的重要依据；也是评定金属强度的重要指标之一。 F b 试样断裂前的最大载荷(N) b = ( M Pa ) S 0 试样原始横截面积( mm2)bse2、抗拉强度：试样在断裂前所能承受的最大应力。bse2、抗拉强度：试样在断裂前所能承受的最大应力。（三）、塑性:是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。 1、 断面收缩率: 是指试样拉断处横截面积的收缩量 S与原始横截面积S0之比。2、伸长率:是指试样拉断后的标距伸长量 L 与原始标距L 0之比。 S0 - S 1 = - 100% S0 l 1 - l0 = - 100% l0（三）、塑性: 1、 断面收缩率: 是指试样拉断处横截面积的 10% 属塑性材料思考:同一材料5 10？ubbseE 塑性指标不直接用于计算，但