材料力學性能-第1章

材料力學性能

徐建林

顧玉芬

材料科學與工程學院第一章緒論一、工程背景（一）工程要求1、現(xiàn)代技術發(fā)展的要求：高性能、經(jīng)濟、安全2、選材的依據(jù)3、質(zhì)量評價的依據(jù)（二）服役條件與性能負荷→零件→可能產(chǎn)生損傷→（嚴重時）失效力學負荷（外力作用條件下）→材料內(nèi)部變形方式、應力分布狀態(tài)和缺口效應熱負荷（外界高溫條件下）→材料內(nèi)部產(chǎn)生熱沖擊、熱應力，T↑→承載能力↓環(huán)境介質(zhì)作用→表面化學腐蝕，電化學腐蝕，摩擦與磨損1、力學負荷（載荷）（1）分類：靜載荷：如機器重量對基礎的作用。動載荷：交變載荷（隨時間做周期變化）；如齒輪傳動。沖擊載荷（物體的運動在瞬時突變所引起的載荷）；如鍛打。（2）零件在靜載荷下變形的基本形式變形：構件在工作時在外力作用下其幾何形狀和尺寸將發(fā)生改變的現(xiàn)象。①.拉伸和壓縮：②.剪切：③.扭轉(zhuǎn)：4.彎曲：5.組合變形2.熱負荷溫度因素：高溫、低溫、熱沖擊高溫下服役的零件熱疲勞：溫度反復急劇變化高溫氧化蠕變現(xiàn)象：溫度上升導致延伸率上升（一般高于0.3T熔顯著）溫度上升導致力學性能下降：普通鋼材從室溫上升到600°C，強度下降一般很多。：

T>0.3Tm,很小應力下的緩慢變形蠕變急熱急冷產(chǎn)生的熱應力低溫下的材料脆化3、環(huán)境介質(zhì)的作用①腐蝕：化學腐蝕、電化學腐蝕、物理溶解②磨擦磨損：接觸零件間相對運動時發(fā)生，引起功和能消耗、噪聲等。磨損是零件表面材料的逐漸失去，常見類型有粘著磨損、磨粘磨損、腐蝕磨損和疲勞磨損。③老化作用：各種環(huán)境因素作用下材料性能的逐漸退化、變壞，最終喪失使用價值的現(xiàn)象。輪胎龜裂、發(fā)粘，塑料變硬邊脆。老化的環(huán)境因素：溫度、日光、電、輻射、應力、化學介質(zhì)等。（三）、材料的性能：

是一種參量，用來表征材料在給定外界條件下的所表現(xiàn)出的行為特征。

外界條件：在不同的外界條件下，相同的材料也會有不同的性能。

例如：斷裂強度

蠕變斷裂強度----熱學

疲勞斷裂強度----力學

應力腐蝕斷裂強度----化學

外界條件———性能————選材

材料的基本性能1、使用性能：物理性能（光、電、磁……）力學性能（強度、塑性、硬度……）

2、加工性能

（可制造性）熱加工：鑄、鍛、焊、熱處理……冷加工：車、銑、磨……特種加工：電火花、激光、離子……

材料的力學性能:

評價材料在變形、損傷和斷裂的抗力和容量的定量指標。材料的力學行為:

是對材料在外力作用下發(fā)生變形、損傷和斷裂過程的描述（可用圖、表、解析式）。

服役過程:

保持設計要求的外形和尺寸，保證在服役期內(nèi)安全地運行。

生產(chǎn)過程:

要求