力学性能总复习

工程材料力学性能回顾复习1期末考试时间：第十五周周五下午3：00到5：00地点：七教305试题类型：单项选择题（每小题1.5分，共15分）填空题（每空1分，共15分）名词解释（每小题5分，共20分）简答题（每小题10分，共30分）计算题（每小题10分，共20分）总成绩=70%期末+30%平时课后习题2三种曲线拉伸力-伸长工程应力-应变真应力-应变弹性变形塑性变形断裂不均匀屈服塑性变形均匀塑性变形不均匀塑性变形第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能3拉伸性能指标强度指标塑性指标弹性极限屈服强度抗拉强度断裂强度延伸率断面收缩率最大应力下的总伸长率最大应力下的非比例伸长率断后伸长率对冶金组织很敏感比例试样4弹性变形阶段原子之间作用力和原子间距的变化模量=应力/应变泊松比=横向变形量/纵向变形量只与原子本质和结构有关弹性变形的实质胡克定律弹性比功滞弹性包申格效应包申格应变5塑性变形阶段塑性变形塑性变形方式屈服现象应变硬化缩颈静力韧度不可回复的变形滑移、孪晶变形前可动位错少位错在塑性变形时的增殖位错运动速率与外力有关屈服强度影响因素本质和晶格类型晶粒大小和亚结构溶质元素第二相内因外因温度速率Hollomon方程6断裂阶段分类韧性断裂脆性断裂穿晶断裂沿晶断裂塑性好坏裂纹扩展断裂机理微孔聚集型断裂解理断裂纯剪切断裂7断裂阶段断裂理论理论断裂理论格雷菲斯断裂理论格雷菲斯断裂理论修正原子的相互作用力以及热力学计算与实际差别很大假设存在裂纹体从能量角度计算不适合塑性材料裂纹尖端吸收塑性变形功比较屈服强度和临界断裂强度的大小判断塑性还是脆性断裂，并且可以提供增加塑性的方法8第二章金属在其他静载荷下的力学性能应力状态软性系数最大切应力/最大主应力表示塑性变形的难易程度拉伸弯曲扭转压缩>∽>截面上的应力分布在表面上应力最大9缺口试样缺口效应应力分布改变弹性状态下弹塑性状态下应力集中系数缺口强化：屈服强度增加的现象缺口敏感度10硬度布氏硬度洛氏硬度维氏硬度努氏硬度肖氏硬度里氏硬度hv11NDTFTPFTEFATT50第三章金属在冲击载荷下的力学性能冲击载荷：应变速率为102~104s-1静载荷：应变速率为10-4~10-2s-1冲击载荷金属变形特点冲击吸收功Ak冲击韧度aK低温脆性派—耐力对温度的敏感性影响因素晶体结构化学成分显微组织其它因素晶粒细化金相组织12第四章金属的断裂韧度13应力场强度因子KI穿透性裂纹临界值断裂韧度KIC断裂韧度K判据修正σ/σs≥0.7测试时的试样要求14KIC的测试方法三点弯曲试验FQaKQKQ=KIC成功不成功15影响KIC的因素内因外因化学成分基体结构晶粒大小杂质和第二相显微组织温度应变速率断裂韧度的应用求实际工作应力与断裂强度的比值是否大于0.7实际服役条件下的K()值，和KIC(c)的比较看材料服役的条件，裂纹类型确定计算的公式16其它断裂判据裂纹扩展能量释放率GIJ积分原理及断裂韧度JIC裂纹尖端张开位移（COD）及断裂韧度δc17第五章金属的疲劳18金属机件或构件在变动应力和应变长期作用下，由于累积损伤而引起的断裂现象称为疲劳。高周疲劳：循环周次（Nf）>105，因断裂应力低（<σs

），所以又称低应力疲劳。（常见方法）低周疲劳：循环周次102～105，由于断裂应力水平高，≥σs，往往伴有塑性变形，故称为高应力疲劳（或应变疲劳）。19202122232425三、疲劳裂纹扩展寿命的估算用无损探伤的方法确定机件初始裂纹尺寸a0、形状位置和取向，确定裂纹形状系数Y，确定的表达式。根据材料的断裂韧度及工作名义应力σ，确定临界裂纹尺寸。根据由试验确定的疲劳裂纹扩展速率da/Dn=c（△K）n达式。用积分方法计算从到所需要的循环周次（即疲劳剩余寿命Nc）。262728293031第六章金属的应力腐蚀和氢脆断裂应力腐蚀断裂(SCC)：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象。3233氢化物致脆与氢有较大亲和力的ⅣB、ⅤB族金属，极易生成脆性氢化物，氢化物很硬、脆，与基体结合不牢。使金属脆化。氢导致延滞断裂定义：由于适量以固溶形式存在的氢，金属在低于屈服强度应力下持续作用经过一段孕育期后，在金属内部形成裂纹且扩展，最后突然发生的脆性断裂。三个阶段：孕育，裂纹亚稳扩展，失稳扩展阶段。孕育期：α－Fe晶格中氢原子数量↑+迁移+偏聚34第七章金属磨损和接触疲劳机件表面接触并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐流失、造成表面损伤的现象称为磨损。按磨损机理分为：粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。3536机件两接触面做滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片或小块状金属剥落而使材料流失的现象，又称表面疲劳磨损或疲劳磨损。接触疲劳破坏分为麻点剥落、浅层剥落和深层剥落。37第八章金属高温力学性能蠕变：金属在长时间的恒温