材料力學(xué)教學(xué)課件幻燈片一零

返回總目錄第12章

材料研究的其他問題提要：在以往各章中，我們所討論的問題均是以常溫、靜載為前提條件的。如果構(gòu)件的工作條件為高、低溫或者受到動荷載作用，其力學(xué)性能將發(fā)生很大的變化。(1)材料在交變應(yīng)力作用下的疲勞破壞與疲勞極限。由于疲勞破壞是突然發(fā)生的，構(gòu)件破壞時的最大工作應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的屈服極限，因此，我們需要研究材料的疲勞極限。(2)材料在動荷載作用下的力學(xué)性能。構(gòu)件承受動荷載作用時，應(yīng)變速率較大，其強(qiáng)度極限比承受靜載高，屈服階段不明顯，塑性降低。在寒冷工作條件下，鋼材應(yīng)變的時效效應(yīng)將降低鋼板的韌性，很可能發(fā)生脆性斷裂。因此，我們需要研究塑性材料阻止脆性斷裂的能力，即沖擊韌性。(3)材料在長期高溫以及恒定荷載作用下的蠕變現(xiàn)象。由于材料在長期高溫以及恒定荷載作用下的塑性變形將隨著時間的增長而不斷發(fā)展，將逐步取代其初始的彈性變形，所以使材料中的應(yīng)力隨時間的增長而逐漸降低。這就是應(yīng)力松弛。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限一.材料在交變應(yīng)力下的疲勞破壞與疲勞極限金屬材料的疲勞破壞在工程中，有些構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力隨時間做交替變化。例如，吊車梁在可變荷載作用下，構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力隨時間而交替變化。又如，車軸所受的荷載雖不隨時間改變，但是，由于車軸本身在旋轉(zhuǎn)，橫截面上除軸心外任一點的位置雖時間而改變，因此，該點的彎曲應(yīng)力也隨時間做周期性的變化。這種隨時間作交替變化的應(yīng)力，稱為交變應(yīng)力(alternatingstress)。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限像鐵絲被反復(fù)彎折一樣，鋼材等金屬材料在受到一次加力后而不破壞，但是當(dāng)受到多次反復(fù)加力的作用后發(fā)生破壞，這種現(xiàn)象就是疲勞破壞(fatiguefailure)。機(jī)器以及結(jié)構(gòu)物發(fā)生破壞的原因約70%～80%是由疲勞破壞引起的。而疲勞破壞發(fā)生時，材料的最大工作應(yīng)力遠(yuǎn)低于其屈服極限，沒有明顯的塑性變形。由于發(fā)生的是突然的斷裂破壞，往往引起重大事故的發(fā)生，給社會帶來很大的危害。因此對金屬疲勞破壞機(jī)理的闡明以及以此作為基礎(chǔ)建立強(qiáng)度設(shè)計方法、壽命預(yù)測方法和疲勞破壞防止方法是非常重要的。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限圖12.1材料疲勞破壞斷口分區(qū)示意圖交變應(yīng)力作用下的疲勞破壞全然不同于靜荷載作用下的破壞，其主要特征為：①構(gòu)件內(nèi)的最大工作應(yīng)力遠(yuǎn)低于其靜荷載作用下屈服強(qiáng)度或極限強(qiáng)度；②即使是塑性較好的鋼材，疲勞破壞也是在沒有明顯塑性變形的情況下突然發(fā)生的；③疲勞破壞的斷口表面呈現(xiàn)兩個截然不同的區(qū)域，一是光滑區(qū)，另一是晶粒狀的粗糙區(qū)，如圖12.1所示。近代的實驗研究結(jié)果表明，疲勞破壞實質(zhì)上是金屬材料在交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，由于內(nèi)部微小的缺陷或應(yīng)力集中而產(chǎn)生塑性變形，萌生裂紋，隨著外力的反復(fù)作用次數(shù)的增加，微小的裂紋逐漸擴(kuò)展，最后導(dǎo)致材料的開裂或破壞。通常所說的疲勞斷裂是指微觀裂縫在連續(xù)反復(fù)的荷載作用下不斷擴(kuò)展直至脆性斷裂(brittlefracture)。因此，疲勞破壞是由疲勞裂紋源的形成、疲勞裂紋的擴(kuò)展和最后的脆斷三個階段所組成的破壞過程。疲勞裂紋源的形成：金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不均勻，從而造成應(yīng)力傳遞的不平衡，有的地方會成為應(yīng)力集中區(qū)。與此同時，金屬表面的損傷以及金屬內(nèi)部的缺陷處還存在許多微小的裂紋。在足夠大的交變應(yīng)力持續(xù)作用下，金屬材料中最不利位置處的晶粒沿最大切應(yīng)力作用面形成滑移帶，循環(huán)滑移也會形成微觀裂紋。這種斜裂紋擴(kuò)展到一定深度后，就會轉(zhuǎn)為沿垂直于最大主應(yīng)力方向擴(kuò)展的平裂紋，從而形成宏觀裂紋。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限疲勞裂紋的擴(kuò)展：當(dāng)應(yīng)力交替變化時，裂紋兩側(cè)表面的材料時而壓緊，時而張開。由于材料的相互反復(fù)壓緊，就形成了斷口表面的光滑區(qū)域。因此，在最后斷裂前，光滑區(qū)域就是已經(jīng)形成的疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)。疲勞破壞的最后階段：位于疲勞裂紋尖端區(qū)域內(nèi)的材料處于高度的應(yīng)力集中狀態(tài)，而且通常是處于三向拉伸狀態(tài)下，所以，當(dāng)疲勞裂紋擴(kuò)展到一定深度時，材料中能夠傳遞應(yīng)力的部分越來越少，在正常的最大工作應(yīng)力下也可能發(fā)生驟然的擴(kuò)展，當(dāng)剩余截面不能繼續(xù)傳遞應(yīng)力時，就會引起材料剩余截面的脆性斷裂。斷口表面的粗晶粒狀區(qū)域即為發(fā)生脆性斷裂的剩余截面。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限2.交變應(yīng)力的基本參量交變應(yīng)力下的疲勞破壞與靜應(yīng)力下的破壞截然不同，因此，表征材料抵抗破壞能力的強(qiáng)度指標(biāo)也不同。而且，金屬的疲勞破壞與交變應(yīng)力中的應(yīng)力水平、應(yīng)力變化情況以及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等有關(guān)。為此，先介紹描述交變應(yīng)力變化情況的基本參量。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限設(shè)一簡支梁上放置重量為Q的電動機(jī)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動時引起的干擾力為，梁將產(chǎn)生受迫振動。如圖12.2所示，梁跨中下邊緣危險點處的拉應(yīng)力將隨時間按正弦曲線變化，這種應(yīng)力隨時間變化的曲線，稱為應(yīng)力譜(stressspectrum)。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限圖12.2梁振動時的交變應(yīng)力12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限梁中危險點的應(yīng)力，在某一固定的最大值與最小值之間做周期性的變化。應(yīng)力變化的一個周期稱為一次應(yīng)力循環(huán)(stresscycle)。完成一次應(yīng)力循環(huán)所需要的時間稱為一個周期T。應(yīng)力循環(huán)中最小應(yīng)力與最大應(yīng)力的比值，稱為交變應(yīng)力的應(yīng)力比(stressratio)或循環(huán)特征，用r表示，即

(12.1)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力差值的二分之一稱為應(yīng)力幅(stressamplitude)，表示交變應(yīng)力中的應(yīng)力交替變化程度，即

(12.2)

12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限最大應(yīng)力與最小應(yīng)力代數(shù)和的平均值稱為平均應(yīng)力，用表示

(12.3)若與大小相等，符號相反，則應(yīng)力比

(12.4)時的情況稱為對稱循環(huán)(symmetricalcirculation)。除對稱循環(huán)外，其余應(yīng)力循環(huán)都稱為非對稱循環(huán)(unsymmetricalcirculation)。若非對稱循環(huán)中的，則其應(yīng)力比，這種情況稱為脈動循環(huán)(pulsatilecirculation)。構(gòu)件在靜應(yīng)力作用下，各點處的應(yīng)力保持恒定，均為。若將靜應(yīng)力視為交變應(yīng)力的一種特殊情況，則其應(yīng)力比為。以上點的應(yīng)力若為切應(yīng)力，則以代替。此外，值得注意的是，最大應(yīng)力和最小應(yīng)力都是帶正負(fù)號的，這里以絕對值較大者為最大應(yīng)力，并規(guī)定為正，而與正號應(yīng)力反向的最小應(yīng)力則為負(fù)號。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限3.疲勞極限金屬材料在交變應(yīng)力作用下，當(dāng)其最大工作應(yīng)力遠(yuǎn)低于屈服極限時，就可能發(fā)生疲勞破壞。因此，靜載作用下測定的屈服極限或強(qiáng)度極限已不能作為其強(qiáng)度指標(biāo)，疲勞的強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)重新測定。

疲勞強(qiáng)度(fatiguestrength)除與材料本身的性能有關(guān)外，還與變形形式、應(yīng)力比和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)。疲勞強(qiáng)度可用疲勞試驗來測定，如材料在對稱循環(huán)彎曲時的疲勞強(qiáng)度可以按GB4337—84旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗來測定。顯然，試樣所受交變應(yīng)力中的最大應(yīng)力越高，疲勞破壞所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N就越低。試樣疲勞破壞所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，稱為材料的疲勞壽命(fatiguelife)。降低最大應(yīng)力，疲勞強(qiáng)度將會提高，當(dāng)最大應(yīng)力降低至某一數(shù)值時，試樣可經(jīng)歷無限次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生疲勞破壞，相應(yīng)的最大應(yīng)力值稱為材料的疲勞極限(fatiguelimit)，并用表示。下標(biāo)r表示交變應(yīng)力的應(yīng)力比。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限

12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限二.材料在對稱與非對稱循環(huán)交變應(yīng)力下的疲勞破壞與疲勞極限1.材料在對稱循環(huán)下的疲勞極限在對稱循環(huán)的交變應(yīng)力下，材料的疲勞極限是通過一組試件在疲勞實驗機(jī)上進(jìn)行疲勞實驗來測定的。用同一種鋼材將材料加工成d=7～10mm、表面光滑的圓截面試樣。

試驗時，首先取第一根試樣放在旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機(jī)上，在試驗過程中將試件不斷旋轉(zhuǎn)，因此，試件表面任一點的應(yīng)力都在最大應(yīng)力和最小應(yīng)力之間周而復(fù)始的變化。使第一根試樣的最大應(yīng)力較高，經(jīng)歷次循環(huán)后，試樣發(fā)生疲勞破壞。稱為應(yīng)力為時的疲勞壽命。

再取第二根試樣，使其應(yīng)力略低于第一根試樣，經(jīng)歷次循環(huán)后，試樣發(fā)生疲勞破壞。依次降低應(yīng)力水平，得出全組試樣相應(yīng)的疲勞壽命。整理試驗結(jié)果可得到作用在材料上的交變應(yīng)力的最大值和疲勞破壞關(guān)系的S―N曲線(S代表正應(yīng)力或切應(yīng)力)，它是疲勞強(qiáng)度設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，稱為循環(huán)基數(shù)。如果鋼鐵材料在完成次的應(yīng)力循環(huán)的疲勞試驗后不發(fā)生疲勞破壞，就被認(rèn)為永遠(yuǎn)不會發(fā)生疲勞破壞，此時的最大應(yīng)力值稱為鋼材的疲勞極限。結(jié)構(gòu)物就是以疲勞極限作為基準(zhǔn)進(jìn)行疲勞設(shè)計的?？墒亲罱畮啄陙恚诔惺艽蔚膽?yīng)力循環(huán)以前被認(rèn)為擁有疲勞極限的材料，在超過次的應(yīng)力循環(huán)以后的超長壽命區(qū)，被發(fā)現(xiàn)也有可能發(fā)生疲勞破壞。因此現(xiàn)行的壽命預(yù)測方法和設(shè)計規(guī)范已經(jīng)不能滿足超長壽命機(jī)械設(shè)備的使用要求。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限

另外，將有限的資源長期充分地使用也是對社會持續(xù)發(fā)展的保障。因此超長壽命疲勞行為的研究是最近金屬材料研究的一個重要的課題。對于銅、鋁等有色金屬及其合金材料，由于其S―N曲線沒有明顯的水平直線部分，因此，我們一般規(guī)定一個循環(huán)基數(shù)，來測定其對應(yīng)的最大應(yīng)力作為這類材料的條件疲勞極限，用表示。2.材料在非對稱循環(huán)下的疲勞極限12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限在對稱循環(huán)的交變應(yīng)力下，r=-1，而在非對稱循環(huán)的交變應(yīng)力下，可以在給定的應(yīng)力比r值下進(jìn)行疲勞試驗，求出相應(yīng)的S―N曲線。利用S―N曲線便可以確定不同r值下的疲勞極限。非對稱循環(huán)的交變應(yīng)力可以看成：在一個應(yīng)力循環(huán)中的平均應(yīng)力的基礎(chǔ)上疊加一個應(yīng)力幅為的對稱循環(huán)的交變應(yīng)力。選取以平均應(yīng)力為橫軸，應(yīng)力幅為為縱軸的坐標(biāo)系如圖12.3所示，對應(yīng)任一個應(yīng)力循環(huán)，由其、便可在坐標(biāo)系中確定一個對應(yīng)的P點。若把一點的縱、橫坐標(biāo)相加，就得到該點所代表的應(yīng)力循環(huán)的最大應(yīng)力，即12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限圖12.3疲勞極限曲線由原點到P點作射線OP，其斜率為12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限由此可見，循環(huán)特征r相同的所有應(yīng)力循環(huán)都在同一射線上。離原點越遠(yuǎn)，縱、橫坐標(biāo)之和越大，應(yīng)力循環(huán)的也越大。顯然，只要不超過同一循環(huán)特征r下的疲勞極限，就不會出現(xiàn)疲勞破壞。所以，在每一條由原點出發(fā)的射線上，都有一個由疲勞極限確定的臨界點。

(12.6)

(12.7)對于對稱循環(huán)，，，，表明與對稱循環(huán)對應(yīng)的點都在縱軸上，由在縱軸上確定對稱循環(huán)的臨界點A。對于靜載，，，，表明與靜載對應(yīng)的點都在橫軸上，由在橫軸上確定靜載的臨界點B。對于脈動循環(huán)，，由式(12.6)可知，，表明與脈動循環(huán)對應(yīng)的點都在45°的射線上，與其疲勞極限相應(yīng)的臨界點為C。總之，對任一循環(huán)特性r，都可確定與其疲勞極限相應(yīng)的臨界點。將A、B、C點連成光滑曲線即為疲勞極限曲線，如圖12.3所示曲線。在坐標(biāo)平面內(nèi)，由疲勞極限曲線與坐標(biāo)軸所圍成的區(qū)域內(nèi)的點，它所代表的應(yīng)力循環(huán)的最大應(yīng)力必然小于同一循環(huán)特征r下的疲勞極限，因此，不會引起疲勞破壞。12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限

12.1材料的疲勞破壞與疲勞極限由于實際構(gòu)件的外形、尺寸、表面質(zhì)量以及工作環(huán)境與試樣不同，因此都將影響疲勞極限的數(shù)值?？梢苑謩e通過應(yīng)力集中系數(shù)、尺寸系數(shù)、表面質(zhì)量系數(shù)等修正系數(shù)來反映。然后再考慮適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)來確定構(gòu)件的疲勞許用應(yīng)力。在建立疲勞強(qiáng)度極限時，則對名義應(yīng)力進(jìn)行計算。對于焊接鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接，往往需要考慮焊接殘余應(yīng)力的影響，因為鋼結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋一般從焊縫處產(chǎn)生和發(fā)展。因此，在疲勞計算中，按照應(yīng)力幅來建立疲勞強(qiáng)度條件，包括常幅疲勞和變幅疲勞。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的一般規(guī)定中指出，當(dāng)應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)N≥105時，應(yīng)進(jìn)行疲勞計算。而在應(yīng)力循環(huán)中不出現(xiàn)拉應(yīng)力的部位，則不必驗算疲勞強(qiáng)度。材料除辱了在交栗變應(yīng)力在作用下吹表現(xiàn)出莊與常溫釣、靜載否時不同珍的力學(xué)潤性能外熊。應(yīng)變終速率及鄙應(yīng)力速煤率的大即小同樣日會對材烈料的力職學(xué)性能闖產(chǎn)生影鵝響。試雙驗研究泳指出，堆在應(yīng)變娃速率(st毅rai循ns睬pee愧d)超過3mm屈/mm造/s以后霸，這畢種影響慕更加辦明顯膽。使筍構(gòu)件暢的應(yīng)炸變速孝率超碑過3m鋸m/傍mm告/s的荷載尋，通常礦稱為動荷載(d菌yn崖am好ic媽l逐oa其d)。加載速掠率也就瓶是試樣劫中的應(yīng)更力速率庸的大小腎，同樣園對測定你材料的藍(lán)屈服極鎮(zhèn)限有影響炸，當(dāng)加雨載速率艷超過了圖塑性變謙形的傳競播速率剖后，才敬會因材念料對塑訴性變形鼠的抗力勺提高而陣顯示出撒來。當(dāng)塑加載速盲率低于英塑性變充形的傳仙播速率桶時，對碧所測定項的屈服野極限肚沒散有影響胃。12薄.2材料在笑動荷載這作用下消的力學(xué)煉性能一般禽情況模下，疊在短貪期加研載拉蛾伸試軍驗中復(fù)，在礦室溫墾中表喇現(xiàn)為詢塑性霧的材嬸料，盈其塑飲性指肢標(biāo)隨鞭溫度診降低俊而減墓??；潛隨溫浪度增彼加，礦塑性援指標(biāo)始顯著非增大許。但伍是，貨衡量詞材料觀強(qiáng)度環(huán)的指偽標(biāo)守和嫌卻隨扛著溫座度的要降低暈而增楊大，巴隨溫禁度的最增加皂而減醫(yī)小。在動荷義載作用假下，材蜻料的強(qiáng)解度極限緞有所提乏高，但象屈服階熊段不明背顯，即趣塑性與箱韌性降肉低。構(gòu)抱件在沖愚擊荷載觀作用下?lián)?，由于乏?yīng)變速愈率非常僵高，材黨料表現(xiàn)懷出與常政溫、靜辮載時不宅同的力沾學(xué)性能蠻，因此師，研究梯材料在毛沖擊荷漢載作用沈下的力切學(xué)性能攤就顯得孤十分必醉要。韌性包缺括沖擊劣韌性和禿斷裂韌懂性。一爸般說來歪，強(qiáng)度鍵是材料增抵抗變聯(lián)形和斷久裂的能金力，塑料性是表綱示斷裂混時，材族料總的張塑性變陰形程度柏，而韌冊性則是搜指材料污塑性變待形和斷惠裂全過膝程中吸謹(jǐn)收能量哈的能力童，它是飯強(qiáng)度和坡塑性的嶄綜合表看現(xiàn)。12.達(dá)2材料在限動荷載豬作用下倚的力學(xué)頸性能沖擊派韌性賠是指水結(jié)構(gòu)染、構(gòu)著件承硬受動掉荷載動或沖柱擊荷槐載作杯用的忘能力督。在工程扒中，衡敘量材料鑰抵抗沖馬擊能力晌的標(biāo)準(zhǔn)白，是沖浴斷試件撲所需能順量的多請少。在奔沖擊荷育載作用城下，構(gòu)圓件積蓄算的應(yīng)變雹能在數(shù)屑值上等躬于沖擊礦力所做議的功。好因此，餅在沖擊慈試驗中芳，將帶搭有切槽蹤蝶的彎曲滑試樣置株于試驗鼻機(jī)的支安架上，綱并使切置槽位于紐奉受拉的往一側(cè)，掠當(dāng)重錘馬從一定凡高度自以由落下咽使試樣森一次作挎用沖斷鄰時，試紫樣所吸冒收的能僻量等于差重錘所忽做的功時，稱為鉆材料的沖擊聾功(im善pac羊te躁ner億gy)。沖擊功妖對材料騎的組織鎖缺陷十來分敏感刪，能靈凍敏地反嘗映材料景品質(zhì)、兼宏觀缺拍陷和微旦觀組織廣方面的阻微小變蘇化。如宿果用每景單位斷騎口面積碰沖擊力迎所做的身功來表釣示，則懇稱為材鵲料的沖擊仰韌度(im斷pac盜tt右oug辜hne壩ss)，其單柄位為J/斗mm漆2。12顯.2材料在值動荷載掩作用下載的力學(xué)懇性能越大，旗表示材綢料抗沖未擊的能怨力越強(qiáng)榮。不同閑種類的五材料抗倆沖擊能合力相差紫很大，爹塑性材傻料的抗遠(yuǎn)沖擊能新力遠(yuǎn)高咽于脆性僻材料，布例如低車碳鋼的潮沖擊韌秧性就遠(yuǎn)殺高于鑄削鐵。沖擊韌匆度是材只料的性輕能指標(biāo)漏之一，在同時沖鳥擊韌度縮慧的測量保還與試坑樣的尺粥寸、形梁狀、支巾承條件裁等因素尤有關(guān)。惑為便于丈比較，嘩測定沖宴擊韌度火時采用視標(biāo)準(zhǔn)試捕樣。我國坑通用停的標(biāo)丘準(zhǔn)試吸樣是絕兩端概簡支貪的彎宋曲試礎(chǔ)樣，碗分為牽形切鉆槽試加樣與豪形切撒槽式鑄樣，爪如圖12高.5暈(a晨)、圖12暴.5角(b胖)所示。12.軋2材料比在動捕荷載揪作用降下的銷力學(xué)朋性能(12蓄.8)沖擊試唯樣上開超的切槽唱越尖銳草，應(yīng)力蹲集中程腿度就越肝高，試屬樣吸收庫的能量圓就越多早，也就辨越能反弱映出材寨料阻止張裂紋擴(kuò)撕展的能態(tài)力。所杜以，用耳形切槽銀試樣測遠(yuǎn)定沖擊屋韌度更歲為可靠紐奉。12凈.2材料段在動尖荷載夏作用鑼下的御力學(xué)縮慧性能圖12.盜5沖擊瘡試驗覺標(biāo)準(zhǔn)妙試樣(a濁)莖U形切槽則試樣；(b旦)繞V形切但槽試坡樣采用v形切槽比試樣時,所測得傷的沖擊競功W就是材爽料的沖粱擊功，肚而不需惰要再除胳切口處符截面積金。顯然猛，采用辮兩種試嗎樣，試堪樣的沖咳擊韌度丈值不同或。對于不骨同的材釋料，用涉兩種切繼槽試樣趕測得的俊沖擊韌答度之比圾值也不繼是一個差常數(shù)，鈔所以兩廳者不能橋簡單換僚算。試驗結(jié)坊果表明紀(jì)，面的數(shù)秒值隨溫賢度的降介低而減似小。隨轉(zhuǎn)著溫度寸的降低母，在某粥一狹窄犧的溫度鄉(xiāng)豐區(qū)間內(nèi)妹，眨的數(shù)膠值驟然帽下降，誦材料變欲脆，這膽就是冷吊脆現(xiàn)象瀉。使沖開擊韌度移驟然下蠶降的溫蘇度為轉(zhuǎn)變溫梁度(t爬ra奔ns養(yǎng)fo艇rm全at偷io厲n棟te氧mp及er暢at螺ur尖e)。確定轉(zhuǎn)搞變溫度嘴有兩種掘約定的據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。耀第一種跑標(biāo)準(zhǔn)是諒由V形切丹槽試幟樣斷聽口外嘆觀分染析確衣定。稍試樣妨沖斷潔后，疾斷面師的部股分面慘積呈幼晶粒章狀，造此為葛脆性融斷口憤，另屈一部欠分面測積是景纖維抹狀，麥此為臺塑性巴斷口幸。v形切揮槽試搞樣應(yīng)雖力集匯中程允度較導(dǎo)高，截因而從斷口醫(yī)分區(qū)逗比較席明顯助。用岡一組v形切賽槽試鞋樣在粗不同淹溫度希下進(jìn)征行試佩驗，乒晶粒罩狀斷拆口面慈積占達(dá)整個矩斷面哪面積走的百蠻分比玩，隨星溫度使降低絲式而升啦高。固一般止把晶擋粒狀選斷口角面積版占整染個斷賞面面許積50%時的溫獵度，規(guī)榨定為轉(zhuǎn)梁變溫度換，記為FA裝TT。12.扛2材料感在動雁荷載癢作用靜下的牽力學(xué)留性能另一種冬標(biāo)準(zhǔn)是歌用U形切槽糧試樣的魄值來確醒定。將振一組材義料、熱氣處理狀賣態(tài)、試察樣加工惠過程完踢全相同叛的U形切槽澤試樣否在不同惕溫度下裕進(jìn)行沖吩擊試驗助，將所謝得到的疑數(shù)據(jù)整糖理成沖傳擊韌度在。以攀這一組鍛試樣的訓(xùn)最大值很的40鉗%或最淘大與猴最小瘡值隆的芹算術(shù)古平均口值所岸對應(yīng)漂的溫菠度作瘦為轉(zhuǎn)在變溫聰度。在寒夫冷工脖作條衫件下轎，鋼攔板的倆沖擊倘韌性未對結(jié)黎構(gòu)的墊工作土性能毒非常秘重要搶。修煮建在戲寒冷切地區(qū)暖的橋薯梁用敲鋼要超求在拌最低堪環(huán)境煌溫度培的條匹件下永能保寨證沖泊擊韌結(jié)性。池目前窯用于羞橋梁堅鋼板乖的標(biāo)散準(zhǔn)要嗚求必渣須保美證0℃或－5℃時的欠韌性氧，有紡時甚勻至要羨保證涉－20踩℃和－40老℃時的猶良好娃韌性黨。所以，泉在設(shè)計龜“規(guī)范繡”中，異一般都汁根據(jù)使略用經(jīng)驗紫而規(guī)定眨為在室消溫下不冒低于0.7伐7J/濕mm2～0.盤96思J號/m撕m2，而技對于誦在我放國北尖方及總高寒喇地區(qū)黑使用翠的橋愚梁，揉還規(guī)市定了麗在－40乳℃低溫下江橋梁的云沖擊韌吸度值，圾以防止瓶橋梁在幟嚴(yán)寒季嫂節(jié)發(fā)生堂脆斷。12.松2材料括在動溉荷載狼作用限下的工力學(xué)撐性能大量五實驗漂表明標(biāo)，材蠻料在德超過司一定倚溫度熄高溫術(shù)下，寄拉伸恥試件探在名廚義應(yīng)壓力作鋤用下這的塑幕性變材形將邊隨著蚊時間仇的增忍長而誕不斷饑發(fā)展肺，這免種現(xiàn)鋪象稱究為蠕變(cr疾eep扶)。蠕變引兄起構(gòu)件該的真實早應(yīng)力不屋斷增加昆，當(dāng)真孩實應(yīng)力廊達(dá)到材塘料的極長限應(yīng)力活時，構(gòu)縮慧件發(fā)生幸斷裂。遵當(dāng)構(gòu)件臂發(fā)生蠕快變時，許若保持晶總伸長熔量不變株，則構(gòu)血件中的緣瑞應(yīng)力會狂隨著蠕期變的發(fā)項展而逐既漸減小冷，這種率現(xiàn)象稱騾為應(yīng)力雁松弛。如拉伸忍試樣在疫高溫和蠅恒定荷阿載作用惕下，維悅持兩端糟位置固刺定不動肺，則材后料隨時臥間而發(fā)婦展的蠕城變變形選將逐步間取代其仗初始的葛彈性變貸形，從區(qū)而使試魄樣中的賞應(yīng)力隨盆時間的蔑增長而勻逐漸降郵低。12.泉3材料在喉長期荷綁載作用遷下的蠕犯變現(xiàn)象如圖12.納6所示為禽某一金賄屬材料層拉伸試奔樣在某隸一恒定東高溫下墾，長期督受恒定姜荷載作巴用時，雨蠕變變屋形(用線疲應(yīng)變投表順示)隨加兩載時練間而鈴發(fā)展鍛的典騰型蠕駁變曲最線。億從圖臨中可耳見，鞏加載妥后材辰料首俯先產(chǎn)歡生應(yīng)果變喪，此穴后進(jìn)盾入蠕緣瑞變階臂段，結(jié)蠕變馳曲線狡分為倒四個蔬階段相：圖12櫻.6拉伸俊試樣烤在恒小定高藝溫下勒的蠕帝變曲馬線12糞.3材料倘在長夜期荷碑載作踩用下紐奉的蠕歷變現(xiàn)投象AB：不嗚穩(wěn)定蹈階段俘。在蠕堂變開部始的AB段內(nèi)，朵蠕變變脾形增加馳較快，探但其應(yīng)反變速率釋則逐漸臟降低，酸由于這尿一階段窩的蠕變妻速率不愉穩(wěn)定，絲式因此，割稱為不零穩(wěn)定階械段。BC：穩(wěn)定祥階段。BC段內(nèi)乏蠕變宏速率鑒達(dá)到屢最低鵝并保誰持為狹常數(shù)瓣。CD：加見速階灶段。過了C點后直期至D點，蠕供變速率假又逐漸瓦增大。械但其變燙化并不門很大。DE：破壞這階段。達(dá)到D點后，坐蠕變速述度驟然利增加，頁經(jīng)過較看短時間鎖試樣就片斷裂了段，有時鄉(xiāng)豐，在試扛樣上也免會出現(xiàn)刊“頸縮襯”。12柳.3材料在蔬長期荷需載作用室下的蠕舊變現(xiàn)象影響蠕貫變的兩懷個主要免因素是及溫度和跳應(yīng)力水吐平。構(gòu)受件的工招作溫度抱越高，您蠕變速晶率就越死大，當(dāng)裝溫度超功過某一蹲界限值椒后就會漠發(fā)生明唱顯的蠕撇變變形才，這一頁溫度的假界限值睛稱為蠕變臨新界溫度(c甜re廊ep春c筆ri山ti富ca環(huán)l裙te豎mp季er馳at送ur幟e)。在給豈定的應(yīng)方力水平擦下，蠕碧變臨界或溫度通碼常約為穿材料的淋熔點的企一半，秤軟金屬(如鉛)以及忌某些疾非金語屬材柜料(如塑料)在常漫溫下樸即可觸發(fā)生術(shù)蠕變稼變形課。而絕對于超高溫標(biāo)合金夸則在事很高喘的溫曉度下波才會膏發(fā)生嫁蠕變康。在誦很高核的拉襯應(yīng)力趙水平灘下，躲冷拔夸預(yù)應(yīng)嗽力鋼船絲即佩使在毫常溫扮下也拼可以養(yǎng)看到套明顯頓的蠕擊變現(xiàn)撿象。工程悶上常悼用的稈混凝鳥土材常料在只常溫傭下也季會發(fā)察生蠕沫變和恨松弛陪，但緒其物絲式理實為質(zhì)和熔金屬堂材料漫完全據(jù)不同慌，只傳是具終有金項屬材創(chuàng)料相秩仿的耳蠕變腿和松口弛現(xiàn)碗象。12.更3材料卸在長散期荷殺載作驅(qū)用下鄙的蠕谷變現(xiàn)促象2.4小推結(jié)1.材料腳在交懲變應(yīng)犬力作飽用下濾的疲占勞破雹壞材料叨發(fā)生羞疲勞裝破壞律的應(yīng)拴力低燈于靜確荷載特作用塘下的足極限圣應(yīng)力響。因鳥此，豬必須售研究凈材料鐵經(jīng)歷匠無窮牛多次詳應(yīng)力器循環(huán)戒或在燦經(jīng)歷于了規(guī)扶定的址較多嫂的循監(jiān)環(huán)次脂數(shù)后嘉而不抗破壞毀的最票大應(yīng)腦力(一個應(yīng)撲力循環(huán)玩中最大灑應(yīng)力)，該趨最大傲應(yīng)力將稱為疲材料醬的耐野勞極皮限。壩不同日的材肥料、細(xì)不同教的循茂環(huán)特組征，收耐勞鹿極限秀不同耀，構(gòu)緒件的澡耐勞票極限納還與瞞構(gòu)件禮的外密形或遍應(yīng)力睜集中菊程度烏、構(gòu)悉件尺哥寸、葉構(gòu)件隨表面獅質(zhì)量后和腐轎蝕性僵環(huán)境避等因省素有鳴關(guān)。2.材料典在動董荷載先作用授下的勿力學(xué)他性能當(dāng)應(yīng)變兔速率倍≥3mm零/mm扮/s后，塑捉性性能諒降低，影而在沖棵擊荷載胖作用下磚塑性性受能下降枝得更明餃顯。在撤低溫下新