材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)

1、關(guān)于材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)第一張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）. 應(yīng)力應(yīng)變曲線與真應(yīng)力應(yīng)變曲線的關(guān)系 真應(yīng)力總是大于工程應(yīng)力；而真應(yīng)變總是小于工程應(yīng)變。并且，隨變形量增大，二者的差距也增大。第二張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3）.掌握應(yīng)力狀態(tài)軟化系數(shù)的概念應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)：最大切應(yīng)力與最大正應(yīng)力的比值。第三張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）.熟悉缺口效應(yīng) 缺口頂端應(yīng)力集中； 近缺口頂端區(qū)產(chǎn)生兩向應(yīng)力狀態(tài)（對(duì)薄板）或三向應(yīng)力狀態(tài)（對(duì)厚板）； 缺口強(qiáng)化。第四張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5）.了解硬度測(cè)試的物理意義、工程意義硬度是衡量材料軟硬程度的一種力

2、學(xué)性能。一般指材料表面上不大體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。 靜載壓入法，試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便、快捷，不損壞部件，應(yīng)力狀態(tài)較軟，一定條件下與材料的抗拉強(qiáng)度有正比關(guān)系。第五張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6）.熟悉幾種常用的硬度的測(cè)試方法（布、洛、維氏硬度） 布氏硬度：施加壓力P,壓頭直徑D, 壓痕深度h或直徑d,計(jì)算出布氏硬度值，單位為kgf/mm2 。公式表明，當(dāng)壓力和壓頭直徑一定時(shí)，壓痕直徑越大，布氏硬度值越低，即變形抗力越??；反之，布氏硬度值越高。布氏硬度的特點(diǎn)和適用范圍： 壓痕面積大，能反映出較大范圍內(nèi)材料各組成相的綜合平均性能，不受個(gè)別相和微區(qū)不均勻性的影響。布氏硬度分散性小

3、，重復(fù)性好適合于測(cè)定粗大晶?；虼执蠼M成相的材料的硬度，象灰鑄鐵和軸承合金等。壓痕較大，不宜在實(shí)際零件表面、薄壁件、表面硬化層上測(cè)定布氏硬度。 淬火鋼球作壓頭（HBS），測(cè)定HB450的材料的硬度；硬質(zhì)合金球作壓頭（HBW），測(cè)定的硬度可達(dá)650HB壓痕的形狀必須幾何相似，壓入角應(yīng)相等。布氏硬度相同時(shí)，要保證壓入角相等，則P/D2應(yīng)為常數(shù)。 金屬材料中，與抗拉強(qiáng)度有正比關(guān)系。第六張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 洛氏硬度試驗(yàn)方法 洛氏硬度是直接測(cè)量壓痕深度，壓痕愈淺表示材料愈硬 常用的壓頭：頂角為120的金剛石圓錐體，直徑為1.588mm(116英寸)的鋼球壓頭 多種標(biāo)尺：HRA、HR

4、B、HRC維氏硬度測(cè)定的原理與方法基本上與布氏硬度的相同，根據(jù)單位壓痕表面積上所承受的壓力來(lái)定義硬度值。 測(cè)定維氏硬度所用的壓頭為金剛石制成的四方角錐體，兩相對(duì)面間的夾角為136，所加的載荷較小。 已知載荷P，測(cè)得壓痕兩對(duì)角線長(zhǎng)度后取平均值d，計(jì)算維氏硬度值，單位為kgf/mm2 在較低硬度時(shí)，其硬度值與布氏硬度值相等或相近。第七張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7）.熟悉夏比缺口沖擊試驗(yàn)的測(cè)試方法、物理意義以及工程意義大能量一次沖擊彎曲試驗(yàn)：質(zhì)量m的擺錘，舉至高度H，勢(shì)能mgH1；錘釋放，將試件沖斷。擺錘失去一部分能量，這部分能量就是沖斷試件所作的功，稱為沖擊功，以Ak表示。剩余的能

5、量使擺錘揚(yáng)起高度H2，故剩余的能量即為mgH2。Ak=mgH1-mgH2=mg(H1-H2) Ak的單位為Kgf.m或J。沖擊試驗(yàn)的應(yīng)用：評(píng)定材料在不同溫度下的脆性轉(zhuǎn)化趨勢(shì)（采用系列沖擊試驗(yàn)）。第八張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月韌性：材料斷裂前吸收變形功和斷裂功的能力韌度：衡量材料韌性大?。粦?yīng)力-應(yīng)變曲線下的面積。剛度：材料對(duì)彈性變形的抗力，彈性模量E越高，剛度越高，彈性變形愈困難。彈性：材料彈性變形的能力。通常以彈性比功的高低來(lái)區(qū)分。塑性：斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。伸長(zhǎng)率和斷面收縮率表征。8）.掌握韌性、塑性、剛度、彈性的物理意義及表征第九張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

6、月2 材料的變形1）.掌握彈性變形的實(shí)質(zhì)構(gòu)成材料的原子或分子自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反應(yīng)。=EE = 2 (1+v )GE： 正彈性模量（楊氏摸量）v：柏松比 G：切彈性模量物理意義：產(chǎn)生100彈性變形所需的應(yīng)力。 工程意義：工程上把彈性模量E、G稱做材料的剛度，它表示材料在外載荷下抵抗彈性變形的能力。 2）.掌握彈性變形的性能指標(biāo)第十張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3）.熟悉影響彈性模量的主要因素 鍵合方式和原子結(jié)構(gòu) 共價(jià)鍵、離子鍵和金屬鍵都有較高的彈性模數(shù)； 晶體結(jié)構(gòu) 單晶體材料：各向異性，最密晶向上E較大，反之則小。 多晶體材料：各晶粒的統(tǒng)計(jì)平均值，表現(xiàn)為各向同性，但稱為偽各向

7、同性。介于單晶體最大值與最小值之間。 非晶態(tài)材料：各向同性。微觀組織 對(duì)金屬材料來(lái)說(shuō)E是一個(gè)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)，而對(duì)高分子和陶瓷E對(duì)結(jié)構(gòu)和組織敏感。 溫度T T原子結(jié)合力下降，E 。加載條件 金屬、陶瓷E影響不大，對(duì)高分子E有影響。 第十一張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）.掌握幾種非理想彈性行為的定義、物理意義以及工程上的利弊。 滯彈性：材料在快速加載或卸載后，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能。 偽彈性 定義：在一定溫度條件下，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定水平后，金屬或合金將由應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變，伴隨應(yīng)力誘發(fā)相變產(chǎn)生大幅度彈性變形的現(xiàn)象。偽彈性變形量60%左右。工程應(yīng)用：形狀記憶合

8、金 內(nèi)耗：存在滯后環(huán)（加載和卸載時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線不重合）說(shuō)明加載時(shí)吸收的變形功大于卸載時(shí)釋放的變形功，因而有一部分變形功被材料所吸收，稱為內(nèi)耗，其值用滯后環(huán)面積度量。優(yōu)點(diǎn)：滯后環(huán)面積，它可以減少振動(dòng)，使振動(dòng)幅度很快衰減下來(lái)。缺點(diǎn)：精密儀器不希望有滯后現(xiàn)象。第十二張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5）.掌握黏彈性行為及其力學(xué)松弛。黏彈性變形定義：一些材料在受載荷時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出類似于液體的黏性流動(dòng)和彈性變形的混合特征，一般稱為黏彈性變形。黏彈性行為的三種響應(yīng)機(jī)制：普彈性、高彈性、黏性流動(dòng)。力學(xué)松馳：由于粘彈性的存在，高聚物的力學(xué)性質(zhì)會(huì)隨時(shí)間的變化而變化，力學(xué)松馳現(xiàn)象： 蠕變：在一定溫度和較小

9、的恒定外力作用下，材料的變形隨時(shí)間的增加而逐漸增大的現(xiàn)象。 應(yīng)力松弛：在恒定溫度和變形保持不變的情況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力隨時(shí)間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。 力學(xué)損耗（動(dòng)態(tài)黏彈性）：在交變應(yīng)力下，由于應(yīng)變滯后于應(yīng)力，會(huì)發(fā)生內(nèi)耗，高聚物中滯后現(xiàn)象更為嚴(yán)重。 第十三張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6）.掌握塑性變形的機(jī)理。晶態(tài)材料：滑移 臨界分切應(yīng)力：當(dāng)外力在某一滑移系中的分解切應(yīng)力達(dá)到一個(gè)臨界值時(shí)，該滑移系方可開始滑移。 與結(jié)構(gòu)和滑移系組合有關(guān)，和溫度及加載速率有關(guān) 取向因子：coscos（大為軟位向，小為硬位向）理論屈服應(yīng)力位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力：點(diǎn)陣摩擦阻力；位錯(cuò)本身之間的交互作用強(qiáng)化方法結(jié)晶態(tài)高分子

10、材料塑變機(jī)制：塑性變形是由薄晶轉(zhuǎn)變?yōu)檠貞?yīng)力方向排列的微纖維束的過程；非晶態(tài)高分子材料塑變機(jī)制：在正應(yīng)力作用下形成銀紋或在切應(yīng)力作用下無(wú)取向分子鏈局部轉(zhuǎn)變?yōu)榕帕械睦w維束。 第十四張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7）.掌握金屬的屈服及影響屈服強(qiáng)度的主要因素 屈服的顯著特點(diǎn)是拉伸曲線上有顯著的載荷降落,并在某一接近恒定的載荷值附近起伏。 屈服變形是位錯(cuò)增殖和運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，凡影響位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)外因都影響屈服強(qiáng)度。內(nèi)因: 結(jié)合鍵 組織 結(jié)構(gòu) 原子本性. 外因: 溫度 應(yīng)變速率 應(yīng)力狀態(tài) 解釋屈服的理論：Crttrell氣團(tuán)釘扎模型 位錯(cuò)增殖動(dòng)力學(xué)理論。 第十五張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年

11、6月8）.掌握應(yīng)變硬化現(xiàn)象、表征、工程意義 材料在外力作用下屈服后進(jìn)入均勻塑性變形階段，隨變形量增大其形變應(yīng)力（流變應(yīng)力）不斷提高的現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化，或形變強(qiáng)化或加工硬化或冷作硬化。 應(yīng)變硬化的本質(zhì)是：隨變形量增加，位錯(cuò)密度增加，使位錯(cuò)之間交互作用增加，從而導(dǎo)致屈服強(qiáng)度增加。n應(yīng)變硬化指數(shù)，表征材料抵抗繼續(xù)塑性變形的能力。（1）應(yīng)變硬化可使金屬構(gòu)件具有一定的抗偶然過載能力，保證構(gòu)件的安全。（2）應(yīng)變硬化和塑性的適當(dāng)配合可使金屬進(jìn)行均勻塑性變形，保證冷變形工藝順利實(shí)施。（3）應(yīng)變硬化是強(qiáng)化金屬的重要工藝手段之一。 第十六張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3 材料的斷裂1）.了解斷裂的類型

12、及概念1 按斷裂前應(yīng)變量分類（1）韌性斷裂（2）脆性斷裂2 按斷裂路徑分類（1）穿晶斷裂（2）沿晶斷裂3 按斷裂微觀機(jī)制分類（1）解理斷裂（2）純剪切斷裂（3）微孔聚集型斷裂4 按宏觀斷面取向分為（1）正斷（2）切斷 解理和晶間斷裂有時(shí)也有塑性變形，所以解理和沿晶斷裂未必是脆性斷裂（判斷）。 從力學(xué)上分，斷裂分為正斷、切斷、混合斷口；從工程上來(lái)說(shuō)，分為脆斷和韌斷。但是正斷不一定是脆斷，也有明顯的塑性變形。切斷是韌斷，但是反之卻不一定成立。（判斷）第十七張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）.了解斷裂的宏觀斷口特征脆性（解理）斷裂斷裂面垂直于拉應(yīng)力且非常光滑平整。斷口比較光亮。韌性（微孔

13、聚集）斷裂杯錐狀斷口杯錐狀斷口上分三個(gè)典型的區(qū)域：纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇，此即典型的斷口三要素。3）.了解斷裂的微觀斷口特征解理斷裂河流花樣（解理臺(tái)階）韌窩韌窩: 材料在微區(qū)范圍內(nèi)塑性變形產(chǎn)生的顯微空洞,經(jīng)形核、長(zhǎng)大、聚集，最后相互連接而導(dǎo)致斷裂后，在斷口表面所留下的痕跡。韌性（微孔聚集型）斷裂相互平行但位于不同高度的解理面相遇形成臺(tái)階，而當(dāng)臺(tái)階相互匯合時(shí)就形成了河流花樣。河流的流向恰好與裂紋擴(kuò)展方向一致。第十八張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）.了解理論斷裂強(qiáng)度和實(shí)際斷裂強(qiáng)度理論斷裂強(qiáng)度：近似：Griffith應(yīng)力：Griffith模型的適用脆性材料，即裂紋前緣的塑性變形可以忽略

14、不計(jì)的情況。 發(fā)生塑性變形，因不可逆的損傷的積累而破壞（塑性較好的金屬材料）。 存在材料缺陷和加工缺陷，發(fā)展成裂紋并長(zhǎng)大導(dǎo)致斷裂實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度的原因：第十九張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5）.掌握斷裂過程及機(jī)制 斷裂一般包括裂紋萌生和裂紋擴(kuò)展兩個(gè)基本過程。裂紋擴(kuò)展又可能分為穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展和失穩(wěn)擴(kuò)展。解理斷裂 材料在一定的主應(yīng)力作用下，由于原子結(jié)合鍵的破壞而造成的沿特定晶體學(xué)平面（即解理面）快速分離的過程。（玻璃、陶瓷等極脆材料）韌性（微孔聚集型）斷裂 在應(yīng)力作用下，材料內(nèi)部存在的第二相粒子或夾雜物與基體脫粘，或者第二相粒子、夾雜物本身斷裂，從而形成空洞。當(dāng)提高應(yīng)力水平時(shí)，這些微

15、空洞逐漸長(zhǎng)大，并連接（聚合）成一個(gè)較寬的裂紋。當(dāng)這個(gè)擴(kuò)展的裂紋達(dá)到臨界尺寸時(shí)，構(gòu)件總體破壞就發(fā)生了。第二十張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6）.韌脆轉(zhuǎn)化現(xiàn)象及韌脆轉(zhuǎn)化溫度tk的評(píng)定方法 按能量法定義tk的方法 ：(1)當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟炔牧衔盏臎_擊能量基本不隨溫度而變化，形成一平臺(tái)，該能量稱為“低階能”。以低階能開始上升的溫度定義tk，并記為NDT，稱為無(wú)塑性或零塑性轉(zhuǎn)變溫度， (2)高于某一溫度材料吸收的能量也基本不變，形成一個(gè)上平臺(tái)，稱為“高階能”。以高階能對(duì)應(yīng)的溫度為tk,記為FTP 。高于FTP的斷裂，將得到100的纖維狀斷口。(3)以低階能和高階能平均值對(duì)應(yīng)的溫度定義，并記為

16、FTE 。(4)以Akv15 呎磅(20.3Nm)對(duì)應(yīng)的溫度定義，并記為V15TT。(5)溫度下降，纖維區(qū)面積突然減少，結(jié)晶區(qū)面積突然增大，材料由韌變脆通常取結(jié)晶區(qū)面積占整個(gè)斷口面積50時(shí)的溫度為tk，并記為50FATT或 FATT50、t50。 當(dāng)溫度低于某一溫度時(shí)：由韌性斷裂脆性斷裂；沖擊吸收功明顯下降；斷裂機(jī)理由微孔聚集型解理斷裂斷口特征由纖維狀結(jié)晶狀 則將此現(xiàn)象稱為低溫脆性。而對(duì)應(yīng)的溫度稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。第二十一張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7）.掌握陶瓷材料斷裂強(qiáng)度特點(diǎn)及原因 （1）陶瓷的實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度之比遠(yuǎn)低于金屬（實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度）（2）陶瓷的壓縮強(qiáng)度與抗拉

17、強(qiáng)度之比高于金屬（壓縮強(qiáng)度遠(yuǎn)高于拉伸強(qiáng)度）（3）強(qiáng)度的分散性大 陶瓷材料的斷裂過程都是以其內(nèi)部或表面存在的缺陷為起點(diǎn)而發(fā)生的，而缺陷的存在是概率性的，隨試樣體積增大，缺陷存在的概率也增大，材料的強(qiáng)度就下降。 在壓縮時(shí)，由于裂紋類缺陷可以閉合，對(duì)抗壓強(qiáng)度影響較小。因此陶瓷材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大的多，其差別程度大大超過金屬。 陶瓷材料是由固體粉末燒結(jié)成形，在粉末成形、燒結(jié)反應(yīng)過程中，不僅存在大量的氣孔，而且這種氣孔有很多呈不規(guī)則形狀，其作用相當(dāng)于裂紋，因此陶瓷材料中裂紋或類裂紋缺陷比金屬既多且大）第二十二張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月8）.了解材料裂紋的基本方式 (a)張開型(型)

18、; (b)滑開型(型); (c)撕開型()型 9）.掌握KIC的基本概念、物理意義當(dāng)應(yīng)力和裂紋尺寸a單獨(dú)或同時(shí)增大時(shí)，KI和裂紋尖端的各應(yīng)力分量也隨之增大。當(dāng)應(yīng)力或裂紋尺寸a增大到臨界值時(shí)，也就是在裂紋尖端足夠大的范圍內(nèi)，應(yīng)力達(dá)到材料的斷裂韌性，裂紋便失穩(wěn)擴(kuò)展而導(dǎo)致材料的斷裂，這時(shí)KI也達(dá)到了一個(gè)臨界值，這個(gè)臨界KI記為KIC或KC,稱為斷裂韌性(概念)，單位為Mpam1/2或KNm-3/2，物理意義，其是一個(gè)表示材料抵抗斷裂的能力。 (KC為平面應(yīng)力斷裂韌度,KIC為平面應(yīng)變斷裂韌度.同一種材料KCKICKIC：表示材料抵抗斷裂的能力，材料在平面應(yīng)變狀態(tài)下抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。 第二十三張

19、，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 10）.掌握KIC和應(yīng)力強(qiáng)度因子K的異同 斷裂韌度KC是應(yīng)力強(qiáng)度因子K的臨界值，兩者物理意義不同。 K 是一個(gè)描述裂紋前端應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)弱的力學(xué)參量，它與裂紋及物體大小、形狀、外加應(yīng)力等參數(shù)有關(guān)； KC是評(píng)定材料阻止宏觀裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展能力的一種力學(xué)性能指標(biāo)，它是材料常數(shù)，只與材料成分、熱處理及加工工藝有關(guān)，而與裂紋本身大小，形狀以及外應(yīng)力大小無(wú)關(guān)。第二十四張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月11）.熟悉斷裂韌度在工程中的基本應(yīng)用 計(jì)算結(jié)構(gòu)許用應(yīng)力計(jì)算可能的最大應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子計(jì)算材料的臨界裂紋尺寸第二十五張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4 材料的

20、疲勞（Fatigue）性能1）.了解疲勞破壞的特點(diǎn)微觀上看，是一個(gè)從局部區(qū)域開始的損傷累積，最終引起整體破壞的過程，包括裂紋萌生和裂紋穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展兩個(gè)階段；斷口具有明顯特征：疲勞源、疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)、瞬時(shí)斷裂區(qū)；宏觀上看，屬潛在突發(fā)性破壞，脆性，易引起事故造成經(jīng)濟(jì)損失；屬低應(yīng)力（-1s ）延時(shí)破壞，壽命預(yù)測(cè)很重要；疲勞性能對(duì)缺陷十分敏感。第二十六張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）.掌握疲勞應(yīng)力的特征參數(shù)及其所對(duì)應(yīng)的疲勞類型 表示循環(huán)應(yīng)力特征的參量：（1）最大循環(huán)應(yīng)力（2）最小循環(huán)應(yīng)力（3）平均應(yīng)力（4）應(yīng)力幅a 或應(yīng)力范圍: （5）應(yīng)力比 r : 拉脈動(dòng)循環(huán)對(duì)稱循環(huán)壓脈動(dòng)循環(huán)根據(jù)參量評(píng)判

21、疲勞應(yīng)力的強(qiáng)弱程度和對(duì)材料疲勞損害程度的大小。各種循環(huán)應(yīng)力的特征第二十七張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3）.疲勞斷口 的宏觀特征及貝紋線的形成 疲勞源疲勞區(qū)瞬斷區(qū)貝紋線（海灘花樣） 貝紋線是以疲勞源為中心的近于平等的一簇向外凸的同心圓，它們是疲勞裂紋擴(kuò)展時(shí)前沿線的痕跡，一般認(rèn)為是由載荷大小或應(yīng)力狀態(tài)的變化、頻率變化或機(jī)器運(yùn)行中途停車、啟動(dòng)等原因造成裂紋擴(kuò)展產(chǎn)生相應(yīng)微小變化所導(dǎo)致的。第二十八張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）.熟悉疲勞抗力指標(biāo)的意義 疲勞抗力指標(biāo): 1)疲勞極限：疲勞曲線水平部分所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它表示材料能經(jīng)受無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。 2)過載

22、持久值：材料在高于疲勞極限的應(yīng)力下循環(huán)時(shí)，發(fā)生疲勞斷裂的循環(huán)周次。 3)疲勞缺口敏感度：材料在交變載荷作用下的缺口敏感性。 4)疲勞裂紋擴(kuò)展速率：疲勞裂紋穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展階段每一循環(huán)下所擴(kuò)展的距離。 5)疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值：該區(qū)是初始擴(kuò)展階段，da/dN值很小，約10-810-6mm/周。此區(qū)中有一關(guān)鍵參數(shù)Kth ，其含義是當(dāng)K Kth 時(shí)，疲勞裂紋永遠(yuǎn)不擴(kuò)展，故稱為疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值，它表征了帶裂紋體不疲勞斷裂（無(wú)限壽命）的性能。第二十九張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5）.熟悉疲勞的微觀過程 循環(huán)應(yīng)力下組織的變化：位錯(cuò)密度增加，趨于飽和后，形成帶狀或胞狀結(jié)構(gòu)。 駐留滑移帶：疲勞反復(fù)進(jìn)行，

23、會(huì)發(fā)現(xiàn)有些部位的滑移帶反復(fù)在原位出現(xiàn)，就像駐扎在那里一樣，永遠(yuǎn)也不消失，把這樣的滑移帶稱為駐留滑移帶（PSB）。 裂紋萌生：表面（提高表面光潔度、表面強(qiáng)化處理可提高疲勞壽命） 內(nèi)部缺陷（降低材料中夾雜物的含量可提高疲勞性能。 裂紋擴(kuò)展：第階段：表面裂紋沿最大切應(yīng)力方向擴(kuò)展，可延伸幾十m（25個(gè)晶粒）。 第階段：沿垂至于拉應(yīng)力方向向前擴(kuò)展成主裂紋，直至最后形成剪切唇為止。微觀斷口最典型特征為“疲勞條帶”（疲勞輝紋）。第三十張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6）.掌握疲勞條帶的類型、成因、尺寸 疲勞裂紋擴(kuò)展第二階段的一個(gè)顯著物理是在高倍微觀斷口上常常可以看到平行排列的條帶簡(jiǎn)稱疲勞條帶，它分

24、為韌性條帶和脆性條帶兩類。韌性條帶：平行排列的條帶脆性條帶：裂紋擴(kuò)展不是塑性變形，而是解理斷裂，因此斷口上有細(xì)小的結(jié)晶解理平面或河流花樣，但裂紋尖端又有塑性鈍化，因之又具有條帶特征。疲勞條帶是交變應(yīng)力每循環(huán)一次裂紋留下的痕跡。第三十一張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5材料在不同工程環(huán)境下的力學(xué)性能1）.了解蠕變曲線的特點(diǎn)在恒載荷（或恒應(yīng)力）作用下，應(yīng)變量隨時(shí)間發(fā)展的關(guān)系曲線。分為三個(gè)階段：減速蠕變（過渡蠕變）、 恒速蠕變（穩(wěn)定蠕變）、 加速蠕變（失穩(wěn)蠕變）應(yīng)力大小及溫度對(duì)蠕變曲線的影響當(dāng)減小應(yīng)力或降低溫度時(shí)，蠕變第階段延長(zhǎng)，甚至不出現(xiàn)第階段；當(dāng)增加應(yīng)力或提高溫度時(shí)，蠕變第階段縮短，甚

25、至消失，試樣經(jīng)減速蠕變階段后很快進(jìn)入加速蠕變階段而斷裂。第三十二張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）.掌握高溫蠕變性能的表征蠕變極限：表征材料抵抗蠕變變形的抗力在給定溫度下，使試樣在蠕變第階段產(chǎn)生規(guī)定穩(wěn)態(tài)蠕變速率的最大應(yīng)力；在給定溫度和時(shí)間條件下，使試樣產(chǎn)生規(guī)定蠕變應(yīng)變的最大應(yīng)力，持久強(qiáng)度：高溫長(zhǎng)期載荷下抵抗斷裂的能力在給定溫度及規(guī)定時(shí)間內(nèi)，不發(fā)生蠕變斷裂的最大應(yīng)力；持久塑性：衡量材料蠕變脆性的指標(biāo)用持久實(shí)驗(yàn)試樣斷裂以后的延伸率和斷面收縮率；松弛穩(wěn)定性：材料抵抗應(yīng)力松弛的能力材料在恒變形條件下隨時(shí)間延長(zhǎng)，彈性應(yīng)力逐漸降低的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛第三十三張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3）.了解蠕變變形機(jī)制和蠕變斷裂機(jī)制材料蠕變變形機(jī)理主要有位錯(cuò)滑移、原子擴(kuò)散、晶界滑動(dòng)。 沿晶蠕變斷裂 穿晶蠕變斷裂 延縮性斷裂第三十四張，PPT共三十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）.掌握三種典型材料蠕變性能的比較金屬材料（蠕變抗力中）選擇熔點(diǎn)高、自擴(kuò)散