工程材料力學(xué)名詞解釋

12）韌度/韌性：#一般用材料開始塑性變形前體積吸收的最大彈性變形功表示。材料拉伸時的彈性比功用應(yīng)力-應(yīng)變曲線上彈性變形階段下的面積表示，即包申格(Bauschinger)效應(yīng)材料經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形(殘余應(yīng)變?yōu)?-4%),卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力(彈性極限或屈服強(qiáng)度)增加(的現(xiàn)象)，或反向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低(特別是彈性極限在反向加載時幾乎降低到零)的現(xiàn)象。原因：包申格效應(yīng)與材料中位錯運(yùn)動所受的阻力變化有關(guān)。3)度量包申格效應(yīng)的基本定量指標(biāo)是包申格應(yīng)變，它是指在給定應(yīng)力下，正向加載與反向加載兩應(yīng)力－應(yīng)變曲線之間的應(yīng)變差。消除金屬材料包申格效應(yīng)的方法:預(yù)先進(jìn)行較大的塑性變形，或在第二次反向受力前先使金屬材料于回復(fù)或再結(jié)晶溫度下退火。包申格效應(yīng)的意義：包申格效應(yīng)對于承受應(yīng)變疲勞載荷作用的機(jī)件在應(yīng)變疲勞過程中，每一周期內(nèi)都產(chǎn)生微量塑性變形，在反向加載時，微量塑性變形抗力(規(guī)定殘余伸長應(yīng)力)降低，顯示循環(huán)軟化現(xiàn)象。對于預(yù)先經(jīng)受冷塑性變形的材料，如服役時受反向力作用，就要考慮微量塑性變形抗力降低的有害影響，如冷拉型材及管子在受壓狀態(tài)下使用就是這種情況。利用包申格效應(yīng)，如薄板反向彎曲成型。拉撥的鋼棒經(jīng)過軋輥壓制變直等斷裂(fracture)物體在外力作用下產(chǎn)生裂紋以至斷開的現(xiàn)象。韌性斷裂(ductilefracture，延性斷裂)：是材料斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂。如斷口呈纖維狀、灰暗色，斷裂面平行于最大切應(yīng)力，并與主應(yīng)力成45。角。脆性斷裂(brittlefracture):突然發(fā)生的斷裂，未發(fā)生較明顯的塑性變形。斷口平齊而光亮，斷裂面與正應(yīng)力垂直。穿晶斷裂(transgranularfracture):裂紋穿過晶內(nèi)。沿晶斷裂(intergranularfracture)：裂紋沿晶界擴(kuò)展。剪切斷裂(剪斷，shearfracture)：在切應(yīng)力作用下沿滑移面(實(shí)際)分離而造成的滑移面分離斷裂(滑斷/純剪切斷裂(單晶)、微孔聚集型斷裂(有孔材料))解理斷裂(cleavagefracture)：在一定條件下(如低溫)，當(dāng)外加應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極快速率(一般為脆性斷裂)沿著一定晶體學(xué)平面(理論上)產(chǎn)生的穿晶斷裂(與大理石斷裂類似)。解理面一般是低指數(shù)晶面或表面能最低的界面。正斷型斷裂(normalfault)：斷裂面取向垂直于最大正壓力a方向。max切斷型斷裂(shearfault):斷裂面取向平行于最大切壓力t方向，與最max大正壓力方向約成45oC0理論斷裂強(qiáng)度(Theoreticalfracturestrength):在外加正應(yīng)力作用下，將晶體的兩個原子面沿著垂直于外力方向拉斷所需的應(yīng)力1)應(yīng)力狀態(tài)(軟性)系數(shù)(Stressstatesoftcoefficient):T(o-o)/2a=max=12oo-v(o-o)max123對于金屬材料V=a越大的試驗(yàn)方法，試樣中最大切應(yīng)力分量越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越“軟”，金屬越易產(chǎn)生塑性變形和韌性斷裂，反之亦然0(2)最大切應(yīng)力(最大切應(yīng)力理論maximumshearstresstheory)t=(o-o)/2max12最大正應(yīng)力(相當(dāng)最大切應(yīng)力理論maximumnormalstresstheory)o=o-v(o-o)max1234)單向壓縮(unidirectionalcompression)：1)單向壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)a=2,主要用于拉伸時呈脆性的金屬材料力學(xué)性能測定(如多孔金屬)；2)拉伸時塑性很好的材料在壓縮時只發(fā)生壓縮變形二不會斷裂0彎曲(three-pointbending、four-pointbendingtest):陶瓷材料彎曲強(qiáng)度分散性大，對試樣表面粗糙度要求高，強(qiáng)度值對試樣表面質(zhì)量、尺寸敏感性0(1)缺口效應(yīng)(notcheffect)：由于截面鍵槽、油孔、軸肩、螺紋、退刀槽、焊縫等“缺口”的存在，導(dǎo)致靜載荷作用下，缺口截面上應(yīng)力狀態(tài)的變化。應(yīng)力集中（stressconcentration,彈性狀態(tài)）缺口強(qiáng)化（notchstrengthen塑性狀態(tài)，缺口使塑性材料強(qiáng)度增高，塑性降低）（2）缺口敏感性指標(biāo)（缺口敏感度，notchsensitivityration,NSR）：用缺口試樣的抗拉強(qiáng)度J與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強(qiáng)度J的比值表示.NSR值越大，缺口敏感性bnb越小。如脆性材料對缺口敏感，小于1，如陶瓷材料彎曲試驗(yàn)時必要磨平，邊角無裂紋、缺口4）硬度（hardness）：表征材料軟硬程度的一種性能，表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。不是獨(dú)立的力學(xué)性能指標(biāo)，與強(qiáng)度和塑性有關(guān)硬度是材料抵抗其它物體壓入的能力，其與材料的摩擦磨損，尤其是磨損有一定關(guān)系彈性回跳法（肖氏）：比值彈性變形功的大小壓入法：（布氏、洛氏、維氏）表征塑性變形功及應(yīng)變能力的大小劃痕法（莫氏）：剪切強(qiáng)度（5）獨(dú)立的力學(xué)性能：強(qiáng)度、塑性、韌性（硬度、剛度、疲勞強(qiáng)度、耐磨性是常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)）1）加載速率（loadingrate）:載荷施加于試樣或機(jī)件時的速率，用單位時間內(nèi)應(yīng)力的增加的數(shù)值表示。加載速率提高，變形速率隨之增加，用形變速率間接反映加載速率的變化。（2）形變速率（deformationrate）:單位時間內(nèi)的形變量。絕對形變速率和相對形變速率（應(yīng)變速率，e二纟）dt（3）應(yīng)變速率（相對形變速率，strainrate）：單位時間內(nèi)應(yīng)變的變化。（4）沖擊韌性（impacttoughness）：指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力，用沖擊吸收功人‘表示k（5）韌性（toughness）：表示材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，它是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。強(qiáng)度是材料抵抗變形和斷裂的能力。塑性則表示材料斷裂時總的塑變程度（6）沖擊吸收功（impactabsorbingenergy）：試樣變形和斷裂所消耗的功。其大小不能真正反映材料的韌脆程度，因?yàn)槿笨谠嚇記_擊吸收的功并非完全用于試樣變形和斷裂，還有摩擦消耗等。（7）低溫脆性（lowtemperaturebrittleness）：在試驗(yàn)溫度低于某一溫度t時，會由k韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降（即韌性下降），斷裂機(jī)理由微孔聚集型（韌性斷裂）變?yōu)榇┚Ы饫硇停ù嘈詳嗔眩?，斷口特征由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀。（冷）韌脆轉(zhuǎn)變溫度。（8）韌脆轉(zhuǎn)變溫度（ductile-brittletransitiontemperature，EBTT,t）k（1）斷裂韌度丿斷裂韌性（Kjc利GKjfrHctirretoiighTKSs）:斷裂韌度=當(dāng)采用線彈性力學(xué)分析裂紋體斷裂何題時，分別基于應(yīng)力應(yīng)變（考慮裂紋尖端附近的應(yīng)力場強(qiáng)度）和能量分析（考慮裂紋擴(kuò)展時系統(tǒng)能量的變化）方法，得到絲新數(shù)和G判據(jù)屮的斷裂韌度KtJUGjc，其中&c是最常用的斷裂韌性/度指標(biāo)。彈塑性斷裂力學(xué)：斷裂韌性（花（2）應(yīng)力場強(qiáng)（度）因子&（stressintensityfa和斷裂韌性K.IC對于I型〔張開式）裂紋的應(yīng)力分量除了與其位置興湘關(guān)外，還與強(qiáng)度因子K!有關(guān)。對于某一確定的點(diǎn)，其應(yīng)力分量就由石決定,且K］越大，則應(yīng)力場各應(yīng)力分量也越大，因此&可以表示壓力場的強(qiáng)弱程度，稱為應(yīng)力場強(qiáng)（度）因子“當(dāng)熱增加到一臨界值，則裂紋尖端張應(yīng)力勾增大到使裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展并導(dǎo)致材料斷裂。臨界五以&口表示，稱為命界應(yīng)力場強(qiáng)度因子，又稱為材料的斷裂韌性。斯裂韌性：臨界應(yīng)力場強(qiáng)度因子2是材料晶體結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)組織的函數(shù)，表征材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力，與裂紋的大小、形狀以及外力無關(guān)。-J4裂紋擴(kuò)展:能量釋放率(eneTgyreleaseratefbrcrackexTension)和斷裂韌度Gpc裂紋擴(kuò)展皐位面積時系統(tǒng)釋放勢能的數(shù)值，從物理意思上講，q是便裂紋擴(kuò)展單位長度的原動力，也稱裂紋擴(kuò)展力y-沁R斷裂阻力就是材料斷裂過程中的表面能量耗散率，它表示裂紋擴(kuò)展的阻力斷裂韌度G心臨界G］值(半面應(yīng)變斷裂韌度)，表示材料斷裂失穩(wěn)擴(kuò)展時單位面稅所消耗的能量。斷裂韌度屜和瓦&c為平而應(yīng)變下的斷裂韌度，表示在平面應(yīng)變條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力，與試樣厚度無關(guān)，是材料常數(shù)。Kc為平面應(yīng)力下的斷裂韌度，表示在乎面應(yīng)力條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力，與試樣厚度有關(guān)，厚度增加時，達(dá)到晟低值，即為Kie*斷裂K判據(jù)和斷裂G判據(jù)當(dāng)采用線彈性力學(xué)分析裂紋體斷裂問題時，基于應(yīng)力應(yīng)變分析方法，考慮裂紋尖端附近的應(yīng)力場強(qiáng)度，得到相應(yīng)的斷裂K判據(jù)“K,=>KJC當(dāng)采用線彈性力學(xué)分析裂紋體斷裂問題時，基于能量分析方法,考考堪裂紋擴(kuò)展時系統(tǒng)能量的變，得到相應(yīng)的斷裂G判據(jù)*斷裂韌度(性):裂紋在斷裂擴(kuò)展時，其尖端總是處于彈性狀態(tài)，應(yīng)力和應(yīng)變應(yīng)該呈線性關(guān)系口因此*在研究低應(yīng)力斷的裂紋擴(kuò)展問題時，可以應(yīng)用彈性力學(xué)理論，從而構(gòu)成了線彈性斷翌力學(xué)口線彈性斷裂力學(xué)分析裂紋體斷裂問題有兩種方法:一種是應(yīng)力應(yīng)變分析方法,考慮裂紋尖端附近的應(yīng)力場強(qiáng)度，得到相應(yīng)的斷裂K判據(jù)，另一種臬能量分析方法,考慮裂紋擴(kuò)展時系統(tǒng)能量的變化，得到相應(yīng)的斷裂G判據(jù)“從該兩種方法中，分別得到斷裂韌度心界曲⑺其中酚堤最常用的斷裂韌性(度)指標(biāo)口〔2）疲勞〔拎tigue）：金屬機(jī)件或構(gòu)件在變動應(yīng)力和應(yīng)變長期作用下，由于累積損傷而引起的斷裂現(xiàn)象。（3）掖勞壽命〔fsitigiielifb）:指疲勞失效時所經(jīng)受的應(yīng)力或應(yīng)變的循環(huán)次數(shù).高周S—N曲線:表示材料受一定的應(yīng)力幅值利平均應(yīng)力作用時”材料的工作循壞數(shù)極跟*低周&N曲線，與上面不同的是采用的是應(yīng)變幅值*（4）疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值tThethresholdvalueoffatiguecrackpropag^tioTi/Cracking）:帶裂紋的構(gòu)件在交變載荷作用下不會發(fā)生疲勞擴(kuò)展的應(yīng)力強(qiáng)度因子空變值，符號為沁。AK低于此值時裂紋的疲勞擴(kuò)展速率幾乎為0,故迥也可稱為下門檻值。而當(dāng)山很大之后擴(kuò)展速率又突然急劇上升，構(gòu)件即將斷裂”這一山的上限值稱為上門檻值心在上下門檻值之間的疲勞擴(kuò)展速率其規(guī)律一般可用Paris公式描述e下門檻值塚h—般與材料的類型C例如低碳鋼、碳猛鋼.其他鋼材）及交變載荷的平均應(yīng)力有關(guān)，用實(shí)驗(yàn)方法可得到經(jīng)驗(yàn)式乜沁是疲勞裂紋不擴(kuò)展的朋臨界值，稱為疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值。込表示材料阻止疲勞裂紋開始擴(kuò)展的性能，也是材料的力學(xué)性能指標(biāo)，其值越大，阻止疲勞開始擴(kuò)展的能力就越大，材料就越好。應(yīng)力場強(qiáng)度因子鳥與斷裂韌性西c：應(yīng)力場強(qiáng)度因子壬對于I型（張開式）裂紋的應(yīng)力分量除了與其位置仗冊相關(guān)外，還與強(qiáng)度因子百冇芫對于某一確定的點(diǎn)，其應(yīng)力分量就由國決定，隔越大，則應(yīng)力場各應(yīng)力分量也越大，因此西可以表示壓力場的強(qiáng)弱程度，稱為應(yīng)力場強(qiáng)（度）因子.斷裂韌性：當(dāng)西增加到一臨界值，則裂紋尖端張應(yīng)力內(nèi)增大到使裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展并導(dǎo)致材料斷裂。臨界$財匚表示，稱為臨界應(yīng)力場強(qiáng)度因了，又稱為材料的斷裂韌性.是材料晶體結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)組織的函數(shù)，表征材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力（表示材料抵抗斷裂的能力），與裂紋的大小、形狀以及外力無黃口（1）』積分（J-integral）和CODCCrackOpeningDisplacement^紋張開位移）法：（彈塑性斷裂力學(xué)研究方法）』積分法是由q延伸岀來的斷裂能量判據(jù)，是對受載裂紋體的裂紋周國時系統(tǒng)勢能U進(jìn)行線積分，可得線彈性條件下G】的表達(dá)式:在彈塑性條件下，將應(yīng)變能密度他改成彈塑性應(yīng)變能密度，也存在踐積分『（翅y—?血），將該積分定文為J積分，即J積分與積分路線無關(guān)。（2）裂紋張開位移"和斷裂韌度也裂紋尖端因塑性鈍化不增加列紋長度，而是沿拉應(yīng)力方向張開-該裂紋張開位移必即稱為COD.COD法是由石延伸出來的斷裂應(yīng)變判據(jù)?；ㄒ卜Q為材料的斷裂韌度，表示材料阻止裂紋開始擴(kuò)展的能力。彈塑性斷裂力學(xué)廊6判據(jù)，開始擴(kuò)展線彈性斷裂力學(xué)的壞G判據(jù)；失穩(wěn)擴(kuò)展(1>磨損(Weaf/bnigioii)、摩擦磨損(FTictioiitnidweaf)和耐磨性(wearresistance,abrasionirsista口匚亡)：磨損：機(jī)件表面相接觸并作相對運(yùn)動時，表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑（松散時尺寸與形狀均不相同的碎屑）,使表面材料逐漸損失（導(dǎo)致機(jī)件尺寸變化和質(zhì)量損失）、造成表面損傷的現(xiàn)象即為磨損。在磨損過程中，磨屑的形成也是一個變形和斷裂過程°摩擦：相互接觸的兩個物體有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢時，在接觸界面上出現(xiàn)阻礙相對運(yùn)動的現(xiàn)象。咐磨性；指材料抵抗磨損的性能。表征:磨損量（線磨損、質(zhì)量或體積磨損）、磨損量的倒數(shù)、比磨損量、相對耐磨性、磨損系數(shù)。低周疲勞〔lowcyclffatigue)：金屬在循環(huán)載荷作用下，疲勞壽命為102?1滬次的疲勞斷裂。接觸疲勞(contactfatigue):是機(jī)件兩接觸而作滾動或滾動加滑動摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(yīng)力長期作用下，材料表而因疲勞損傷，導(dǎo)致局部區(qū)域產(chǎn)生小片或小塊狀金屬剝落而使物質(zhì)損失的現(xiàn)象，又稱表面疲勞磨損(犯rihcelanguewear)或疲勞磨損*磨損類型：粘著磨損、磨粒磨損、沖蝕磨損、腐蝕磨損、微動磨損磨損機(jī)理、磨損量的估算、影響因素、改善各種耐磨性的方法粘著磨扌雖又稱咬合磨損，是在滑動摩擦條件下，當(dāng)摩擦副相對滑動速度較"\1網(wǎng)小于IK為)時發(fā)生的。它是因缺乏潤滑油，摩擦副表面無氧化膜，且單位法向載荷根大，以致接觸應(yīng)力超過實(shí)際接觸點(diǎn)處屈服強(qiáng)度而產(chǎn)生的一種曙損。磨粒磨損’磨粒磨損是當(dāng)摩擦副一方表面存在堅硬的細(xì)微凸起，或者在接觸面之間存在著碩質(zhì)粒子時所產(chǎn)生的一種曙損?神蝕磨損:指流體或固體以松散的小顆粒姑定的速度和角度對材料表面進(jìn)行沖蝕所造成的磨損。腐蝕磨損：在摩擦過程中，摩擦副之間或摩擦副表面與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)形成腐蝕產(chǎn)物，腐蝕產(chǎn)物的形成和脫落引起腐蝕磨損。氧化磨損=氧化膜形成又除去，機(jī)件表面逐漸被磨損，這就是氧化磨損過程。微動磨抓接觸表面之間因存在小振幅相對振動或往復(fù)運(yùn)動而產(chǎn)生的磨損稱為微動：磨損或微動腐蝕。應(yīng)力腐蝕Cstresscorrosion)斷裂(stresscorrosioncracking,SCO:材料在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場強(qiáng)度因子(criticalstressintensityfactorofstressconosioncracking)或應(yīng)力腐蝕門檻值(tlwesholdofstresscorrosion)試樣在特定化學(xué)介質(zhì)中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的最大應(yīng)力場強(qiáng)度因子(乓/氫脆斷裂(liYdiogEii已niSittbiiiEiitftactuiE)；由于氫和應(yīng)力的共同作用二導(dǎo)致的金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象...7Cl)尊強(qiáng)溫度(迎跑曲頤wmp現(xiàn)血，Te)/約比溫度CT/Tm)等強(qiáng)溫度：晶粒與晶界兩者強(qiáng)度相等的溫度。約比溫度是使用溫度與金屬熔點(diǎn)的比值。(2〉應(yīng)力松弛(sTresswlaxatimi)/松弛穩(wěn)定性(relaxationstability)應(yīng)力松血在規(guī)定溫度和初始應(yīng)力條件下，材料中的應(yīng)力隨時間增加而減小的現(xiàn)象。松弛穩(wěn)定性(晶間intei卑anular和晶內(nèi)transgranular)：材料抵抗應(yīng)力松曲的性能。蠕變(creep)/蠕變斷裂(qgpfiBcturc)蠕變：材料在長時闔的恒汛恒載荷作用下緩慢(而連續(xù))地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象(固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，鯉隨時間延長而增加的現(xiàn)象)o端變斷裂：材料或枸件由于懦醱形而引起的斷裂穩(wěn)態(tài)蠕變(steadystatecreep)/擴(kuò)散蠕變tdiffiisioncicep)穩(wěn)態(tài)端變，端變速率幾乎惺持不變的(典型端變曲線第二階段)擴(kuò)讖端變：在晶體內(nèi)空位將從受拉品界向受壓品界遷移「原子則朝相反方向流動,致使晶體逐漸產(chǎn)生悼長的現(xiàn)象。C5)孀變極限〔cr亡eplimit)/蠕變脆性〔creep沁?喚毀p端變極限：是材料在高溫長時載荷作用下璽性變痂力指標(biāo)口一是在規(guī)定溫度下，使試樣在規(guī)定時間內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)端變速率不超過規(guī)定值的最大應(yīng)力3)；一是在規(guī)定溫度下和在規(guī)定試驗(yàn)時間內(nèi)，使試樣產(chǎn)生的蠕變總忡長率不超過規(guī)定值的最大應(yīng)力(ffJ.I)O蠕變脆性乂由于蠕變而導(dǎo)致材料塑性降低以及在蠕變過程中發(fā)生的低應(yīng)力蠕.變斷裂的現(xiàn)象:y持久伸長率(Pcnnaiicntelongation)/持久強(qiáng)度極限(isiidiiiancEstrengthlimit|}持久強(qiáng)度極限；在規(guī)定溫度(Q下，達(dá)到規(guī)定的持久時間(町而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力〔比)高溫長時載荷作用下的斷裂強(qiáng)度。持久伸長率：？陶瓷的概念：(J狹義：指所有以粘土為主要原料與其它天然礦物原料經(jīng)過粉瓶混煉.成形.燒結(jié)等過程血制成的各種制品“傳繞血瓷包括常見的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、電瓷等a⑵廣義：用肉瓷生產(chǎn)右法制造的無機(jī)非金屬固體材料和制品的通稱。不僅包括工程陶瓷、日用陶瓷.衛(wèi)生陶瓷、建策陶瓷.藝術(shù)向瓷和電瓷，還包括水泥*玻璃*搪瓷等°陶瓷的分類；傳統(tǒng)陶瓷：日用瓷、衛(wèi)生陶瓷、建蔭陶瓷、藝術(shù)肉瓷、電瓷等.通諾以天然粘土為原料，通過混料、成形.齡而成，耳性能特點(diǎn)是強(qiáng)度低而脆"先進(jìn)/工程陶瓷：(AdvancedCeramics.EngineeringCeramics)結(jié)枸陶瓷：力