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(diǎn)的位置雖時間而改變，因此，該點(diǎn)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(jì)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(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，疲勞破壞實(shí)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.交變像應(yīng)力吉的基痕本參扔量交變桿應(yīng)力胃下的烈疲勞坦破壞儀與靜黑應(yīng)力顫下的娃破壞葵截然班不同賓，因樸此，梅表征散材料士抵抗釀破壞足能力外的強(qiáng)職度指郊標(biāo)也躲不同制。而冊且，吹金屬哨的疲培勞破哭壞與渡交變腐應(yīng)力世中的精應(yīng)力次水平瘦、應(yīng)絲式力變反化情謎況以霜及應(yīng)蜓力循踐環(huán)次責(zé)數(shù)等率有關(guān)餃。為麻此，俯先介垮紹描烈述交畢變應(yīng)壟力變益化情局況的渴基本寇參量拿。12縮慧.1材料退的疲姻勞破雷壞與災(zāi)疲勞呼極限設(shè)一遲簡支忍梁上揀放置撐重量哄為Q的電險動機(jī)贏，電纏動機(jī)極轉(zhuǎn)動倡時引肅起的驗(yàn)干擾務(wù)力為雹，梁遲將產(chǎn)闖生受第迫振疲動。移如圖12短.2所示組，梁序跨中祥下邊感緣危線險點(diǎn)訪處的漠拉應(yīng)焰力將京隨時辟間按落正弦繭曲線死變化腰，這文種應(yīng)興力隨腹時間掙變化賓的曲誤線，罰稱為應(yīng)力際譜(s匪tr真es憂s揪sp偉ec侵tr調(diào)um丙)。12滔.1材料鍛的疲業(yè)勞破派壞與蛇疲勞頭極限圖12按.2梁振義動時摩的交漂變應(yīng)艷力12嚇.1材料搞的疲竿勞破富壞與身疲勞寧極限梁中考危險陰點(diǎn)的舞應(yīng)力餐，在壞某一周固定柜的最副大值友與最緒小值擇之間株做周隸期性德的變五化。啄應(yīng)力白變化岡的一紐奉個周會期稱蝕為一蒜次應(yīng)力蘆循環(huán)(s顆tr紹es燙s僅cy總cl畢e)。完封成一廢次應(yīng)則力循梢環(huán)所久需要旨的時鈴間稱言為一頌個周慘期T。應(yīng)死力循茶環(huán)中怨最小蘇應(yīng)力筒與最都大應(yīng)趟力的盞比值截，稱你為交風(fēng)變應(yīng)搭力的應(yīng)力削比(s欣tr色es蕉s注ra旗ti方o)或循煎環(huán)特培征，射用r表示希，即(1財(cái)2.著1)最大項(xiàng)應(yīng)力奪與診最小路應(yīng)力木差值哄的二稍分之歲一稱厲為應(yīng)力房誠幅(s知tr疼es估s槍am迅pl疊it轎ud圣e)，表嶼示交揀變應(yīng)兄力中深的應(yīng)串力交假替變置化程蒜度，享即(1碰2.珠2)12叼.1材料序的疲酸勞破演壞與販疲勞餓極限最大師應(yīng)力淘與洲最小捕應(yīng)力櫻代數(shù)極和的天平均總值稱殲為平辭均應(yīng)被力，距用巧表述示(1斑2.臂3)若宏與山大熟小相純等，址符號世相反盆，則介應(yīng)力節(jié)比(1廚2.艙4)時的員情況教稱為對稱毅循環(huán)(s網(wǎng)ym鳳me斬tr解ic谷al舞c偵ir群cu略la鑒ti但on搭)。除貼對稱制循環(huán)徐外，陶其余劃應(yīng)力超循環(huán)哲都稱護(hù)為非對泉稱循理環(huán)(u藍(lán)ns摟ym籠me嚴(yán)tr把ic食al槳c令ir鎖cu辦la跳ti厘on淋)。若鵝非對拆稱循大環(huán)中港的，誦則其致應(yīng)力太比敞，雄這種易情況護(hù)稱為脈動佛循環(huán)(pu橡ls揪at舍il好eci視rc片ul開at氣io跪n)。構(gòu)件損在靜態(tài)應(yīng)力要作用冒下，曾各點(diǎn)軋?zhí)幍某龖?yīng)力亡保持勢恒定跟，均慎為壺。若杜將靜友應(yīng)力佛視為謊交變基應(yīng)力獲的一饅種特個殊情魯況，克則其莖應(yīng)力寬比為炊。以上麻點(diǎn)的因應(yīng)力櫻若為喘切應(yīng)暢力，跌則鼠以蔽代替借。此艷外，貓值得杜注意那的是補(bǔ)，最藏大應(yīng)喊力和灶最小惡應(yīng)力墊都是讀帶正翼負(fù)號道的，采這里慘以絕播對值芒較大區(qū)者為誘最大災(zāi)應(yīng)力瓦，并吉規(guī)定帝為正悉，而孤與正娃號應(yīng)跑力反作向的率最小災(zāi)應(yīng)力仙則為必負(fù)號便。12書.1材料前的疲嗓勞破女壞與靈疲勞少極限3.疲勞肉極限金屬監(jiān)材料帳在交替變應(yīng)探力作糖用下錯，當(dāng)斷其最門大工績作應(yīng)鮮力遠(yuǎn)懇低于重屈服趣極限紗時，等就可卸能發(fā)潮生疲抓勞破革壞。消因此敵，靜棟載作籮用下因測定院的屈印服極吵限或爭強(qiáng)度棕極限靠已不峰能作信為其惰強(qiáng)度墾指標(biāo)乓，疲崗勞的急強(qiáng)度赤指標(biāo)零應(yīng)重戒新測餃定。疲勞宰強(qiáng)度(f軟at怒ig橫ue栽s須tr忍en傾gt淋h)除與疑材料精本身忠的性麗能有甘關(guān)外絡(luò)，還泛與變乒形形淺式、舌應(yīng)力碧比和糞應(yīng)力襲循環(huán)袍次數(shù)例有關(guān)譜。疲急勞強(qiáng)螞度可坐用疲其勞試饅驗(yàn)來垂測定找，如塊材料挺在對教稱循胸環(huán)彎尤曲時郵的疲勞勞強(qiáng)講度可逃以按GB窯4齒33決7—仍84旋轉(zhuǎn)斑彎曲議疲勞古試驗(yàn)妨來測寧定。跳顯然豪，試緣瑞樣所腿受交柳變應(yīng)舉力中計(jì)的最筐大應(yīng)龍力繡越蔽高，待疲勞喜破壞糊所經(jīng)近歷的殼應(yīng)力勉循環(huán)廈次數(shù)N就越拖低。付試樣厚疲勞把破壞億所經(jīng)沖歷的絕應(yīng)力摧循環(huán)和次數(shù)壓，稱參為材什料的疲勞稅壽命(f收at且ig馳ue盈l灣if撤e)。降發(fā)低最鈴大應(yīng)孟力，梁疲勞錢強(qiáng)度勾將會擊提高兄，當(dāng)留最大名應(yīng)力盈降低邪至某社一數(shù)買值時礦，試變樣可廈經(jīng)歷烘無限飽次應(yīng)費(fèi)力循鏡環(huán)而瞧不發(fā)爽生疲使勞破善壞，君相應(yīng)盾的最晃大應(yīng)忌力值質(zhì)稱礦為材巾料的疲勞銅極限(f森at蠟ig沫ue柳l貝im午it黨)，并桑用萌表趟示。熊下標(biāo)r表示歪交變飲應(yīng)力怨的應(yīng)概力比跟。12凝.1材料購的疲濱勞破冠壞與庭疲勞略極限12口.1材料這的疲析勞破怪壞與本疲勞把極限二.材料拉在對艦稱與追非對秀稱循握環(huán)交扎變應(yīng)使力下乏的疲靜勞破霜壞與貴疲勞仆極限1.材料芽在對獨(dú)稱循滔環(huán)下品的疲大勞極桶限在對遍稱循木環(huán)的不交變己應(yīng)力昏下，喘材料烈的疲貿(mào)勞極鋼限是樓通過躁一組焦試件肺在疲拴勞實(shí)面驗(yàn)機(jī)尊上進(jìn)漲行疲酒勞實(shí)工驗(yàn)來憶測定都的。辱用同洪一種俗鋼材舅將材專料加鵝工成d=7～10充mm、表罪面光蛛滑的牧圓截牌面試身樣。試驗(yàn)液時，天首先庭取第蠶一根跪試樣班放在柳旋轉(zhuǎn)奶彎曲捷疲勞秩試驗(yàn)蕉機(jī)上勢，在咱試驗(yàn)碰過程秤中將鮮試件藏不斷鉆旋轉(zhuǎn)鼓，因確此，馳試件雁表面席任一煩點(diǎn)的纏應(yīng)力壺都在值最大花應(yīng)力丸和最豎小應(yīng)伐力之司間周灶而復(fù)思始的替變化晶。使乘第一妹根試盼樣的搜最大暫應(yīng)力雄較略高，賴經(jīng)歷死次夢循環(huán)破后，歸試樣厲發(fā)生熔疲勞轟破壞暈。填稱為軍應(yīng)力積為踢時腫的疲零勞壽漲命。再取第二他根試罰樣，濫使其被應(yīng)力饅略量低于膚第一披根試搞樣，定經(jīng)歷響次循案環(huán)后油，試狠樣發(fā)略生疲累勞破荒壞。堵依次魂降低什應(yīng)力耀水平泉，得貿(mào)出全寄組試趴樣相究應(yīng)的禿疲勞畢壽命鋸。整榴理試褲驗(yàn)結(jié)衣果可捉得到寄作用鋤在材蘭料上今的交省變應(yīng)羅力的鈴最大盡值和面疲勞訊破壞裕關(guān)系踏的S―N曲線(S代表塔正應(yīng)常力慮或切莊應(yīng)力)，它鉗是疲鄉(xiāng)豐勞強(qiáng)魯度設(shè)神計(jì)的追基礎(chǔ)盡數(shù)據(jù)裹，茅稱為秤循環(huán)她基數(shù)悅。如果均鋼鐵慨材料軟在完餓成點(diǎn)次的消應(yīng)力殼循環(huán)羽的疲炕勞試園驗(yàn)后耗不發(fā)濾生疲木勞破族壞，浸就被怕認(rèn)為勁永遠(yuǎn)罷不會附發(fā)生駛疲勞混破壞妹，此堂時的誓最大環(huán)應(yīng)力分值稱遭為鋼析材的名疲勞體極限允。結(jié)擠構(gòu)物六就是來以疲擋勞極羞限作培為基煙準(zhǔn)進(jìn)安行疲插勞設(shè)收計(jì)的予?？砂嗍亲钊榻釒啄曜儊恚吩诔斜娛芤龃文降膽?yīng)臟力循岔環(huán)以株前被臣認(rèn)為抓擁有輩疲勞軌極限春的材者料，屆在超麻過簽次的尤應(yīng)力同循環(huán)燈以后動的超絮長壽棚命區(qū)詞，被丸發(fā)現(xiàn)腳也有漲可能宗發(fā)生測疲勞束破壞教。因蓄此現(xiàn)拍行的幅壽命酸預(yù)測外方法悼和設(shè)朝計(jì)規(guī)體范已爹經(jīng)不雅能滿蒙足超蜻長壽元命機(jī)燭械設(shè)勝備的崗使用茂要求越。12孔.1材料聰?shù)钠Ｕ韯谄平o壞與水疲勞賢極限另外憤，將宵有限爽的資街源長戶期充香分地舌使用牲也是命對社闊會持劍續(xù)發(fā)箭展的硬保障少。因?yàn)a此超易長壽蹄命疲俘勞行逮為的麻研究邪是最鏈近金地屬材這料研秤究的巴一個席重要陽的課侮題。對于唯銅、秧鋁等若有色范金屬萍及其嗎合金嫩材料隱，由起于其S―N曲線傭沒有代明顯待的水析平直掃線部吃分，寧因此立，我穿們一犯般規(guī)布定一橋個循也環(huán)基觸數(shù)，查來測遠(yuǎn)定其逗對應(yīng)痕的最吳大應(yīng)估力作據(jù)為這消類材評料的子條件真疲勞佩極限廉，用鳥表示嚷。2.材料錯在非也對稱沉循環(huán)曲下的偉疲勞濃極限12它.1材料獵的疲谷勞破蓄壞與層疲勞偷極限在對嘴稱循片環(huán)的干交變違應(yīng)力筐下，r=體-1，而猴在非啟對稱薦循環(huán)森的交但變應(yīng)駛力下晝，可險以在眼給定秤的應(yīng)海力比r值下疫進(jìn)行雜疲勞抄試驗(yàn)晚，求隆出相牙應(yīng)的S―N曲線筍。利砌用S―N曲線列便可在以確悟定不蓄同r值下昏的疲杯勞極拔限選。非難對稱庭循環(huán)刻的交就變應(yīng)速力可秒以看予成：冰在一種個應(yīng)驅(qū)力循虜環(huán)中題的平遷均應(yīng)箏力釣的挎基礎(chǔ)病上疊匹加一見個應(yīng)引力幅聽為的脆對稱貫循環(huán)撇的交籍變應(yīng)自力。選取都以平旋均應(yīng)狹力帖為劫橫軸籃，應(yīng)生力幅斬為堡為劍縱軸臣的坐奮標(biāo)系旅如圖12芝.3所示摔，對遷應(yīng)任枝一個門應(yīng)力罵循環(huán)密，由邊其匙、政便可稅在坐盛標(biāo)系樹中確叫定一足個對賽應(yīng)的P點(diǎn)?？烊舭烟靡稽c(diǎn)笑的縱伙、橫夫坐標(biāo)遇相加羅，就銜得到汗該點(diǎn)碧所代熱表的栽應(yīng)力軟循環(huán)真的最符大應(yīng)混力，先即12貍.1材料渠的疲沉勞破艦壞與微疲勞擦極限圖12包.3疲勞鈔極限喜曲線由原預(yù)點(diǎn)到P點(diǎn)作請射線OP，其慨斜率算為12透.1材料悄的疲碗勞破推壞與家疲勞定極限由此鋪可見申，循駛環(huán)特桌征r相同糕的所緞有應(yīng)伙力循侄環(huán)都六在同喇一射詠線上緞。離河原點(diǎn)宇越遠(yuǎn)析，縱欺、橫淹坐標(biāo)挺之和域越大柿，應(yīng)情力循攤環(huán)的嚴(yán)也猶越大倍。顯倘然，千只要蠅不超哈過同榆一循神環(huán)特鵲征r下的碧疲勞壘極限梯，就腔不會誓出現(xiàn)規(guī)疲勞善破壞轎。所岡以，沿在每激一條棕由原肌點(diǎn)出蹈發(fā)的揪射線言上，蠟都有蹲一個吸由疲錦勞極守限確舟定的耕臨界乳點(diǎn)。(1糠2.扯6)(1寸2.影7)對于作對稱靈循環(huán)再，，商，，辟表明末與對稈稱循等環(huán)對暈應(yīng)的境點(diǎn)都貨在縱皇軸上衣，由迎在縱綢軸上醉確定煩對稱略循環(huán)亦的臨噸界點(diǎn)A。對肚于靜旱載，拒，，轎，表觸明與播靜載括對應(yīng)騎的點(diǎn)罷都在棗橫軸私上，克由在麥橫軸蓋上確袋定靜丙載的熄臨界哈點(diǎn)B。對其于脈宴動循攔環(huán)，輝，由觀式(1胳2.伸6)可知邀，，潮表明驗(yàn)與脈析動循爭環(huán)對柳應(yīng)的標(biāo)點(diǎn)都遙在45技°的射償線上門，與衫其疲躲勞極饒限相絡(luò)應(yīng)的筋臨界李點(diǎn)為C?？傇冎?，越對任罵一循浮環(huán)特跪性r，都千可確般定與幻玉其疲志勞極區(qū)限相誰應(yīng)的忌臨界繞點(diǎn)。酬將A、B、C點(diǎn)連椒成光屬滑曲鍋線即兇為疲拖勞極命限曲擦線，鏟如圖12非.3所示魚曲線衰。在昌坐笨標(biāo)平節(jié)面內(nèi)盆，由虛疲勞頓極限奔曲線鋸與坐譯標(biāo)軸疾所圍塞成的士區(qū)域澡內(nèi)的膊點(diǎn)，幫它所待代表青的應(yīng)曠力循撓環(huán)的頑最大珠應(yīng)力拉必然拴小于朽同一誦循環(huán)獎特征r下的惠疲勞畢極限阻，因版此，倘不會蔥引起榜疲勞喝破壞克。12糕.1材料情的疲醋勞破萍壞與李疲勞株極限12精.1材料序的疲庫勞破寇壞與完疲勞緒極限由于謝實(shí)際寇構(gòu)件密的外灣形、車尺寸暢、表比面質(zhì)亞量以劈燕及工寇作環(huán)產(chǎn)境與狠試樣拐不同系，因嫌此都戀將影閥響疲軋勞極西限的攝數(shù)值寬?？傻⒁苑职鄤e通這過應(yīng)謹(jǐn)力集撿中系佛數(shù)、躍尺寸劉系數(shù)逮、表嫌面質(zhì)擦量系鍵數(shù)等誕修正維系數(shù)驕來反類映。挺然后船再考遮慮適獵當(dāng)?shù)奈浒踩w系數(shù)崇來確渾定構(gòu)盛件的堤疲勞喪許用旗應(yīng)力患。在悟建立要疲勞棒強(qiáng)度絕極限舌時，希則對宇名義昨應(yīng)力膀進(jìn)行藥計(jì)算瓜。對于罰焊接霞鋼結(jié)炒構(gòu)構(gòu)而件及旗其連主接，并往往概需要親考慮畫焊接筍殘余錫應(yīng)力欄的影浴響，升因?yàn)橥箱摻Y(jié)棉構(gòu)的候疲勞通裂紋搞一般鍵從焊番縫處嘗產(chǎn)生到和發(fā)替展。楊因此毯，在秧疲勞祖計(jì)算億中，尤按照杏應(yīng)力悉幅來臘建立固疲勞軟強(qiáng)度若條件烈，包圈括常扔幅疲刮勞和債變幅致疲勞丑。在迫鋼結(jié)陜構(gòu)設(shè)亦計(jì)規(guī)巖范的熄一般竟規(guī)定椅中指歪出，驗(yàn)當(dāng)應(yīng)攤力變鳥化的宴循環(huán)獎次數(shù)N≥1搞05時，吐應(yīng)進(jìn)祥行疲辯勞計(jì)石算。蝕而在膚應(yīng)力始循環(huán)勸中不餓出現(xiàn)之拉應(yīng)炭力的俗部位廉，則伴不必獵驗(yàn)算異疲勞婦強(qiáng)度帖。材料雁除了之在交述變應(yīng)朽力作疫用下趁表現(xiàn)津出與醬常溫棕、靜江載時斬不同襪的力焦學(xué)性瓜能外蜂。應(yīng)酷變速手率及歷應(yīng)力個速率呼的大噸小同懲樣會岡對材薪料的識力學(xué)甩性能圍產(chǎn)生嚴(yán)影響響。試持驗(yàn)研枝究指劣出，免在應(yīng)變援速率(s尤tr前ai程n斧sp融ee縮慧d)超過3m側(cè)m/畝mm稿/s以后候，這枕種影響倒更加屯明顯事。使孤構(gòu)件焦的應(yīng)經(jīng)變速潛率超脹過3m開m/孟mm過/s的荷懶載，間通常欣稱為動荷月載(d慢yn懸am脫ic椒l貸oa監(jiān)d)。加載精速率迫也就籃是試放樣中臨的應(yīng)加力速媽率的攻大小演，同抱樣對歲測定如材料棚的屈敬服極議限有影緩響，陳當(dāng)加毅載速犁率超漆過了機(jī)塑性果變形腎的傳街播速舍率后膀，才衡會因閑材料述對塑退性變辦形的脈抗力唇提高蘭而顯睬示出鍵來。尚當(dāng)加屈載速伴率低餅于塑撕性變香形的菜傳播焦速率寺時，路對所霧測定蹈的屈舅服極鋸限限沒有待影響甜。12殲.2材料蝕在動擺荷載召作用獅下的盛力學(xué)還性能一般捧情況棋下，去在短挨期加彈載拉棄伸試舅驗(yàn)中時，在設(shè)室溫聰中表慶現(xiàn)為西塑性這的材鐵料，則其塑驅(qū)性指煌標(biāo)隨綁溫度氧降低棗而減影?。话咫S溫霜度增陸加，勒塑性枝指標(biāo)彼顯著甜增大煙。但框是，旦衡量待材料臟強(qiáng)度座的指葬標(biāo)榨和景卻隨體著溫較度的舊降低久而增惱大，植隨溫難度的辟增加鴿而減汗小。在動蛋荷載益作用股下，市材料原的強(qiáng)逐度極鞋限有輩所提鐘高，季但屈顆服階系段不烏明顯繭，即外塑性心與韌搞性降識低。輝構(gòu)件側(cè)在沖底擊荷奶載作畏用下角，由悲于應(yīng)忠變速竿率非削常高徑，材敘料表伙現(xiàn)出著與常錢溫、遷靜載德時不疏同的會力學(xué)摘性能惠，因發(fā)此，拐研究站材料漿在沖朗擊荷揮載作意用下?lián)P的力腫學(xué)性編能就幼顯得播十分熔必要終。韌性贏包括蓬沖擊網(wǎng)韌性陜和斷懶裂韌盟性。村一般介說來眾，強(qiáng)損度是慌材料杰抵抗題變形請和斷貢裂的迷能力番，塑具性是繪表示誰斷裂山時，扶材料刃總的內(nèi)塑性除變形晴程度架，而抵韌性妨則是因指材現(xiàn)料塑績性變盡形和姻斷裂犬全過磨程中歸吸收勞能量星的能魚力，耀它是燈強(qiáng)度館和塑尤性的周綜合誰表現(xiàn)星。12讀.2材料陳在動攝荷載省作用贏下的礙力學(xué)攝性能沖擊兇韌性次是指哄結(jié)構(gòu)徑、構(gòu)飽件承譜受動判荷載選或沖垂擊荷建載作搶用的鴨能力臂。在工擱程中逝，衡玩量材揮料抵甚抗沖箏擊能耀力的睡標(biāo)準(zhǔn)負(fù)，是辭沖斷戴試件脹所需冷能量法的多厲少。叛在沖義擊荷暴載作農(nóng)用下拿，構(gòu)濁件積部蓄的已應(yīng)變腹能在眠數(shù)值沾上等酒于沖易擊力庸所做蛛的功舍。因碌此，串在沖紛擊試爪驗(yàn)中著，將音帶有逼切槽秤的彎情曲試仗樣置涼于試凱驗(yàn)機(jī)捉的支待架上淚，并體使切芬槽位未于受讓拉的賊一側(cè)錯，當(dāng)覺重錘母從一瓶定高壓度自結(jié)由落錄下使疏試樣仍一次似作用離沖斷軌時，例試樣敘所吸矛收的劃能量潮等于羅重錘爸所做丈的功芹，稱奇為材括料的沖擊勸功(i甩mp綠ac旱t缸en刮er耗gy著)。沖擊券功對案材料跨的組團(tuán)織缺充陷十若分敏偏感，陽能靈臂敏地?fù)舴从硲棽牧媳Ｆ焚|(zhì)飲、宏氣觀缺嬌陷和旅微觀袖組織制方面已的微標(biāo)小變己化。介如果鏈用每翅單位區(qū)斷口盡面積嶺沖擊令力所祥做的芳功來皇表示邀，則他稱為孤材料胸的沖擊舟韌度(i烤mp壩ac罪t跪to哨ug滅hn場es條s)，其踩單位膝為J/陡mm糖2。12謙.2材料黃在動吩荷載會作用巧下的夏力學(xué)督性能越大塌，表漢示材其料抗留沖擊劫的能宋力越扒強(qiáng)。符不同倦種類使的材磚料抗盜沖擊獸能力勉相差尾很大朝，塑降性材廟料的援抗沖愉擊能謎力遠(yuǎn)挖高于扣脆性鬼材料庸，例顆如低凡碳鋼滔的沖眾擊韌秋性就但遠(yuǎn)高哄于鑄襲鐵。沖擊娃韌度舞是材似料的稍性能生指標(biāo)澤之一惰，同填時沖橫擊韌頃度的拆測量強(qiáng)還與吼試樣斷的尺食寸、村形狀落、支沃承條敢件等研因素握有關(guān)浴。為備便于窗比較盛，測積定沖蹤蝶擊韌挽度時箭采用反標(biāo)準(zhǔn)譽(yù)試樣暈。我國藝通用治的標(biāo)替準(zhǔn)試趴樣是酬兩端王簡支面的彎巴曲試氧樣，鳳分為柔形切饞槽試因樣與鋼形切司槽式遞樣，增如圖12眉.5窄(a寒)、圖12帥.5摘(b蒸)所示獸。12蒼.2材料疏在動佩荷載賓作用鏈下的召力學(xué)穗性能(1梳2.計(jì)8)沖擊排試樣釣上開腐的切耐槽越棚尖銳川，應(yīng)風(fēng)力集差中程收度就禽越高霜，試福樣吸完收的宜能量豪就越慨多，利也就腿越能贏反映刪出材址料阻染止裂兩紋擴(kuò)據(jù)展的罩能力遵。所為以，釀用形贈切槽邀試樣糧測定釣沖擊翻韌度僑更為尸可靠著。12刻.2材料墊在動感荷載結(jié)作用食下的面力學(xué)謠性能圖12便.5沖擊泳試驗(yàn)是標(biāo)準(zhǔn)洲試樣(a吃)仰U形切扔槽試苦樣；(b蛇)葬V形切戴槽試哭樣采用v形切瓣槽試統(tǒng)樣時,所測憲得的塊沖擊胡功W就是株材料質(zhì)的沖碧擊功節(jié)，而生不需箱要再淋除切飽口處損截面辨積?？匡@然捉，采熔用兩振種試低樣，恩試樣采的沖逐擊韌占度值巨不同脆。對于阿不同陣的材踐料，慨用兩跪種切里槽試抬樣測矛得的落沖擊孕韌度錢之比哨值也戒不是聽一個倆常數(shù)陡，所匪以兩偶者不湖能簡互單換蹲算。試驗(yàn)卵結(jié)果拆表明鏈，致的數(shù)紫值隨涌溫度及的降撤低而貫減小賄。隨挽著溫山度的僻降低酒，在必某一挎狹窄息的溫進(jìn)度區(qū)加間內(nèi)輸，轟的數(shù)悉值驟掘然下押降，爹材料也變脆陜，這來就是曾冷脆凈現(xiàn)象棵。使物沖擊驢韌度僅驟然安下降交的溫易度為轉(zhuǎn)變希溫度(t樂ra腫ns透fo站rm祖at碗io叉n哄te科mp數(shù)er乒at美ur做e)。確定借轉(zhuǎn)變鈔溫度腿有兩附種約榨定的涼標(biāo)準(zhǔn)細(xì)。第財(cái)一種曉標(biāo)準(zhǔn)置是由V形切局槽試交樣斷壓口外抱觀分朵析確戲定。翻試樣隸沖斷玻后，粗?jǐn)嗝鏋榈牟繎舴置鏉h積呈瀉晶粒努狀，檢此為克脆性睬斷口克，另塞一部燒分面乏積是駱纖維抵狀，海此為張塑性陸斷口冤。v形切傾槽試蓄樣應(yīng)痛力集姿中程襖度較跳高，攜因而籃斷口著分區(qū)泥比較殼明顯爪。用責(zé)一組v形切撕槽試盲樣在繼不同吊溫度癢下進(jìn)普行試抖驗(yàn)，即晶粒瓦狀斷捐口面復(fù)積占帝整個落斷面侍面積捆的百跨分比芝，隨餐溫度平降低白而升披高?？∫话阈┌丫зI粒狀導(dǎo)斷口距面積息占整喊個斷戒面面會積50炮%時的扛溫度擔(dān)，規(guī)森定為白轉(zhuǎn)變運(yùn)溫度窯，記果為FA萬TT。12蹤蝶.2材料掠在動匪荷載嫩作用壇下的愛力學(xué)采性能另一室種標(biāo)扮準(zhǔn)是都用U形切必槽試轉(zhuǎn)樣的費(fèi)值來漸確定濾。將脈一組標(biāo)材料嗎、熱硬處理蝴狀態(tài)勺、試膨樣加慕工過姨程完匹全相鄉(xiāng)豐同的U形切鬧槽試乒樣辯在虹不同痕溫度染下進(jìn)敢行沖浙擊試扭驗(yàn)，供將所登得到熟的數(shù)貴據(jù)整耗理成么沖擊嬸韌度診。以恢這一笨組試敵樣的通最大貌值真的40梁%或最租大與法最小味值賤的歸算術(shù)地平均耍值所盼對應(yīng)口的溫否度作肅為轉(zhuǎn)曾變溫蔬度。在寒把冷工慎作條蚊件下添，鋼急板的憲沖擊暢韌性師對結(jié)睡構(gòu)的昏工作截性能廊非常決重要惰。修勤建在般寒冷糧地區(qū)亦的橋魔梁用早鋼要解求在汗最低懶環(huán)境蹤蝶溫度安的條爛件下忍能保泥證沖陣擊韌梁性。深目前芳用于雁橋梁膝鋼板培的標(biāo)姥準(zhǔn)要蜻求必奶須保落證0℃或－5℃時的棗韌性管，有運(yùn)時甚她至要會保證塑－20聽℃和－40曉℃時的裝良好聚韌性奧。所以陡，在面設(shè)計(jì)票“規(guī)禿范”蕉中，獻(xiàn)一般貝都根貼據(jù)使賓用經(jīng)卻驗(yàn)而幻玉規(guī)定耽為在俗室溫蟻下不楊低于0.擇77鞠J/鳴mm累2～0.軟96器J擴(kuò)/m日m2，而昏對于就在我槐國北福方及咱高寒芬地區(qū)險使用若的橋塑梁，養(yǎng)還規(guī)肚定了妻在－40污℃低溫席下橋鉛梁的炕沖擊戀韌度煎值，趁以防草止橋荒梁在摸嚴(yán)寒據(jù)季節(jié)虜發(fā)生殖脆斷樸。12附.2材料疾在動賄荷載賣作用敲下的零力學(xué)殊性能大量胳實(shí)驗(yàn)甘表明基，材純料在砍超過經(jīng)一定飯溫度固高溫海下，川拉伸儉試件政在名嘆義應(yīng)鐵力作俊用下呢的塑務(wù)性變司形將綱隨著嫩時間碑的增驗(yàn)長而鋪不斷剃發(fā)展臂，這眾種現(xiàn)繞象稱漲為蠕變(c假re明ep摧)。蠕變擁引起貢構(gòu)件本的真淹實(shí)應(yīng)氣力不肺斷增塔加，喉當(dāng)真洽實(shí)應(yīng)旱力達(dá)吵到材圖料的泰極限紐奉應(yīng)力遍時，與構(gòu)件烏發(fā)生辨斷裂葡。當(dāng)永構(gòu)件弦發(fā)生具蠕變話時，死若保斯持總板伸長樓量不腰變，鑰則構(gòu)況件中嚇的應(yīng)練力會液隨著心蠕變暈的發(fā)胞展而沒逐漸眾減小舟，這織種現(xiàn)員象稱運(yùn)為應(yīng)力餓松弛。如拉朗伸試球樣在惱高溫屆和恒倍定荷糕載作芽用下龍，維大持兩象端位疾置固盞定不狼動，前則材拼料隨飲時間遷而發(fā)沈展的歸蠕變艦變形凱將逐排步取虜代其型初始卸的彈抵性變跪形，循從而卷使試煮樣中扣的應(yīng)特力隨書時間緊的增扔長而劈燕逐漸與降低仍。12姨.3材料議在長忌期荷退載作史用下氧的蠕膛變現(xiàn)亞象如圖12跨.6所示渣為某旨一金職屬材阿料拉銹伸試通樣在拳某一震恒定束高溫配下，疑長期艘受恒攜定荷擊載作著用時收，蠕喬變變覽形(用線回應(yīng)變拘表成示)隨加前載時扒間而秧發(fā)展唯的典撞型蠕霞變曲寬線。漢從圖霸中可寸見，落加載菊后材窄料首扣先產(chǎn)團(tuán)生應(yīng)黎變冊，此蟲后進(jìn)搜入蠕肌變階敢段，栽蠕變編曲線蜘分為喂四個彩階段偷：圖12活.6拉伸船試樣距在恒洋定高浴溫下業(yè)的蠕冬變曲黃線12略.3材料著在長愿期荷食載作逃用下猶的蠕吼變現(xiàn)球象AB：不嶺穩(wěn)定隔階段暮。在蠕必變開拍始的AB段內(nèi)輝，蠕疲變變基形增縫加較肆快，展但其戴應(yīng)變違速率爸則逐抹漸降右低，敗由于蹤蝶這一孕階段離的蠕床變速總率不理穩(wěn)定魂，因色此，虜稱為變不穩(wěn)蘆定階桃段。BC：穩(wěn)員定階惹段。BC段內(nèi)夕蠕變嘩速率案達(dá)到閑最低宮并保穗持為交常數(shù)徹。CD：加撕速階食段。過了C點(diǎn)后寫直至D點(diǎn)，吉蠕變累速率纏又逐靈漸增益大。切但其掏變化蠅并不陷很大咐。DE：破攤壞階丟段。達(dá)到D點(diǎn)后腦，蠕貝變速同度驟離然增刺加，花經(jīng)過愈較短廉時間河試樣啞就斷鏟裂了濕，有拳時，互在試士樣上韻也會脆出現(xiàn)斷“頸判縮”所。12霜.3材料阻在長姨期荷眉載作堡用下土的蠕真變現(xiàn)紐奉象影響健蠕變壟的兩蔥個主滑要因桌素是蘭溫度魯和應(yīng)運(yùn)力水撫平。千構(gòu)件貪的工毫作溫我度越術(shù)高，踢蠕變劣速率密就越舉大，姿當(dāng)溫指度超晶過某邀一界現(xiàn)限值稀后就脈會發(fā)塑生明柔顯的功蠕變膝變形仔，這貝一溫賓度的膠界限延值稱貌為蠕變圓臨界梳溫度(c喝re焰ep猴c炒ri繪ti沙ca括l亂te該mp也er用at牙ur撞e)。在蜘給定雀的應(yīng)言力水拔平下此，蠕新變臨盛界溫洽度通鼓常約幣為材襪料的配熔點(diǎn)鍋的一硬半，艙軟金燙屬(如鉛)以及購某些濱非金環(huán)屬材寧料(如塑戴料)在常蛾溫下極即可蜘發(fā)生路蠕變鋼變形輕。而去對于正高溫乒合金溝則在丹很高孔的溫鉛度下盈才會連發(fā)生姑蠕變責(zé)。在慮很高盼的拉劣應(yīng)力語水平酒下，虜冷拔鴿預(yù)應(yīng)件力鋼影絲即州使在異常溫芬下也芒可以嫌看到摩明顯景的蠕環(huán)變現(xiàn)警象。工程乳上常伍用的?；炷?guī)土材斯料在京常溫犬下也氧會發(fā)訂生蠕嶼變和搭松弛填，但變其物都理實(shí)喇質(zhì)和顯金屬卸材料籠完全奶不同押，只架是具亮有金律屬材眠料相依仿的債蠕變患和松秤弛現(xiàn)離象。12序.3材料膛在長史期荷紡載作暢用下喉的蠕悉變現(xiàn)壯象2.幟4小倍結(jié)1.材料音在交匹變應(yīng)恥力作奸用下充的疲尺勞破輛壞材料膜發(fā)生勒疲勞它破壞尸的應(yīng)憂力低耐于靜擋荷載奔作用浩下的勿極限督應(yīng)力沫。因棗此，雹必須明研究絲式材料艷經(jīng)歷急無窮薪多次物應(yīng)力關(guān)循環(huán)壞或在母經(jīng)歷確了規(guī)畫定的址較多耗的循摸環(huán)次悶數(shù)后血而不墻破壞羨的最螺大應(yīng)牧力(一個彼應(yīng)力齒循環(huán)切中最局大應(yīng)補(bǔ)力)，該執(zhí)最大季應(yīng)力捆稱為戒材料幣