第一节 断裂的分类
物探推断断裂编号原则
物探推断断裂编号原则断裂编号是地球物理勘探中重要的工作之一，它对于研究地球内部结构和地震活动有着重要的意义。
断裂是地壳中的一种构造，指的是地壳中两块岩石在地壳运动中发生相对位移的地质结构。
通过断裂的编号，可以对地壳的构造和地震活动进行分析和研究。
断裂的编号是根据地震学和地质学的理论和实践得出的，具有一定的科学性和可靠性。
在断裂的编号中，一般会根据断裂的方向、长度、形态等特征进行分类和命名。
根据断裂的方向，可以将断裂分为南北向断裂、东西向断裂、斜交断裂等；根据断裂的长度，可以将断裂分为短断裂、中断裂、长断裂等；根据断裂的形态，可以将断裂分为平行断裂、逆冲断裂、走滑断裂等。
断裂的编号原则主要有以下几个方面。
首先，要根据断裂的方向进行编号，以便于研究者对断裂的分布和演化进行分析。
其次，要根据断裂的长度进行编号，以便于研究者对断裂的规模和活动性进行评估。
再次，要根据断裂的形态进行编号，以便于研究者对断裂的性质和运动方式进行判断。
最后，要根据断裂的地理位置进行编号，以便于研究者对断裂的地质背景和构造环境进行研究。
断裂编号的原则是基于对地壳构造和地震活动的认识和理解，是地球物理勘探中不可或缺的一部分。
通过断裂的编号，可以更好地理解地壳的构造和演化，为地震活动的研究和预测提供重要的依据。
同时，断裂编号也为地质学和构造地质学的研究提供了重要的参考和依据。
通过对断裂的编号和研究，可以揭示地球内部的构造和演化规律，为人类认识地球提供重要的科学依据。
断裂编号是地球物理勘探中重要的工作之一，它对于研究地壳结构和地震活动有着重要的意义。
断裂的编号是根据地震学和地质学的理论和实践得出的，具有一定的科学性和可靠性。
断裂的编号原则主要包括根据断裂的方向、长度、形态和地理位置进行分类和命名。
通过断裂的编号和研究，可以更好地理解地壳的构造和演化，为地球科学的发展和人类社会的发展做出贡献。
劈理
分布在局部或个别区段的构造
4. 劈理
将岩石按一定方向分割成平行密集的薄片或薄板 的次生面理
一、劈理的结构
1. 劈理域： 层状硅酸盐或不溶残余物富集成的平行或交织
状的薄条带或薄膜； 原岩的组分被强烈改造的次生面状构造； 矿物、矿 物几何体的形态或晶格所具有显著的
优选方位。
2. 劈理石： 夹在劈理域之间的平板状或透镜状的岩片，原
4. 晶体塑性变形：压扁、拉长作用
二、劈理的应变意义
1. 判断应力方向： 垂直于最大压缩方向， 平行于XY面
2. 判断褶皱位置： 轴面劈理， 在硬岩向：伴生劈理 4. 确定构造序次（构造世代）： 叠加、破坏 5. 分析岩石变质条件 6. 判定与区域构造、大型构造的关系
（4）褶劈理：当滑劈理两侧先期面理被牵引弯曲时， 称之。
2. 结构形态分类
（1）连续劈理：岩石中矿物均匀分布，全部定向， 劈理域窄，肉眼无法鉴定劈理域和微劈石。
(包括：板劈理、千枚理、片理、流劈理)
（2）不连续劈理：劈理域在岩石中具有明显的间 隔，肉眼能直接鉴定劈理域和微劈石。
(包括：褶劈理、间隔劈理、破劈理、流劈理)
第六章 劈 理（cleavage）
第一节 劈理的结构、分类
1. 面理 面状构造， 由矿物成分、粒度、定向或颜色的变化构成
(1)原生面理： 原始沉积、原始结晶产生（层理、流面等）
(2)次生面理： 变质、变形作用形成（劈理、片理、破裂面）
沉积岩的层理
郯庐断裂带内 糜棱岩的面理
2. 透入性构造
均匀连续的弥漫在地质体整体的构造现象， 是变形-变质作用的结果
岩的成分仍被保留。
二、劈理的分类
1. 传统分类：
第一章机械零件失效的模式及其机理
第一章机械零件失效的模式与其机理在设备使用过程中，机械零件由于设计、材料、工艺与装配等各种原因，丧失规定的功能，无法继续工作的现象称为失效。
当机械设备的关键零部件失效时，就意味着设备处于故障状态。
机械零件失效的模式，即失效的外在表现形式，主要表现为磨损、变形、断裂等；而失效机理是指失效的物理、化学、机械等变化的过程和内在原因的实质。
第一节机械零件的磨损通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种形式。
一、粘着磨损当构成摩擦副的两个摩擦外表相互接触并发生相对运动时，由于粘着作用，接触外表的材料从一个外表转移到另一个外表所引起的磨损称为粘着磨损。
粘着磨损又称粘附磨损。
二、磨料磨损磨料磨损又称磨粒磨损。
它是当摩擦副的接触外表之间存在着硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损，其特征是在接触面上有明显的切削痕迹。
磨料磨损是十分常见又是危害最严重的一种磨损。
其磨损速率和磨损强度都很大，致使机械设备的使用寿命大大降低，能源和材料大量损耗。
三、疲劳磨损疲劳磨损是摩擦外表材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形，导致产生裂纹和别离出微片或颗粒的一种磨损。
四、腐蚀磨损在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反响或电化学反响，引起金属外表的腐蚀产物剥落，这种现象称为腐蚀磨损。
它是在腐蚀现象与机械磨损、粘着磨损、磨料磨损等相结合时才能形成的一种机械化学磨损。
它是一种极为复杂的磨损过程，经常发生在高温或潮湿的环境，更容易发生在有酸、碱、盐等特殊介质条件下。
按腐蚀介质的不同类型，腐蚀磨损可分为氧化磨损和特殊介质下腐蚀磨损两大类。
五、微动磨损两个接触外表由于受相对低振幅振荡运动而产生的磨损叫做微动磨损。
它产生于相对静止的接合零件上，因而往往易被无视。
微动磨损的最大特点是：在外界变动载荷作用下，产生振幅很小〔一般为2－20微米〕的相对运动，由此发生摩擦磨损。
断裂韧性基础
第六章 断裂韧性基础第一节Griffith 断裂理论第二节裂纹扩展的能量判据能量释放率G 裂纹扩展单位面积时，系统所提供的弹性能量U A∂∂是裂纹扩展的动力，此力叫裂纹扩展力或称为裂纹扩展时的能量释放率。
以1G 表示（1表示Ⅰ型裂纹扩展）。
G 与外加应力，试样尺寸和裂纹有关，而裂纹扩展的阻力为2()s p γγ+，随1,a G σ↑→↑→增大到某一临界值时，1G 能克服裂纹失稳扩展阻力，则裂纹使失稳扩展而断裂，这个1G 的临界值它为1c G ，称为断裂韧性。
表示材料组织裂纹试稳扩展时单位面积所消耗的能量。
平面应力下： 2211,C cC a aG G E E σπσπ==平面应变下： 222211(1)(1),C c C a v v a G G E Eσπσπ--== G 的单位12MPa m -⋅。
第三节 裂纹顶端的应力场可看成线弹性体12005001000s s MPa MPa σσ⎧⎪=⎪⎨=-⎪⎪⎩玻璃，陶瓷高强钢的横截面中强钢低温下的中低强度钢6.3.1三种断裂类型⎧⎪⎨⎪⎩张开型断裂滑开型断裂撕开型断裂最危险Ⅰ型6.3.2Ⅰ型裂纹顶端的应力场无限大平板中心含有一个长为2a 的穿透裂纹，受力如图欧文（G 。
R 。
Irwin ）等人对Ⅰ型裂纹尖端附近的应力应变进行了分析，提出应力应变场的数字解析式，由此引出了应变场强度因子1K的概念。
并建立了裂纹失稳扩展的K判据和断裂韧性1CK。
若用极坐标表达式表达，则有近似数字表达式：当裂尖某点不确定，即,rθ一定后，应力大小均由1K决定———盈利强度因子1K故1K大小反映了裂纹尖端应力场的强弱，取决于应力大小，裂纹尺寸。
6.3.3 应力场强度因子及判据将上面应力场方程写成：()ij ijfσθ=其中1K Y=Y：形状系数。
对无限大板Y=1。
1K：12MPa m-⋅111,,a KK aa Kσσσ⎧↑→↑⎪⇒⎨↑→↑⎪⎩不变是一个决定于和的复合物理量不变当此参量达到临界时，在裂纹尖端足够大的范围内，应力便会达到断裂强度，裂纹便沿着X轴失稳扩展，从而使材料断裂。
第六章 聚合物的屈服与断裂
二、结晶态聚合物的应力－应变曲线 同样经历五个阶段， 不同点是第一个转 折点出现“细颈 化”，接着发生冷 拉，应力不变但应 变可达500％以上。 结晶态聚合物在拉 伸时还伴随着结晶 形态的变化。
整个曲线可分为三个阶段：
1、应力随应变线性地增加，试样被均匀拉长， 伸长率可达百分之几到十几，到y点后，试样 截面开始变得不均匀，出现一个或几个“细 颈”，即进入第二阶段。 2、细颈与非细颈部分的横截面积分别维持不 变，而细颈部不断扩展，非细颈部分逐渐缩短， 直到整个试样完全变细为止。在第二阶段的应 变过程中应力几乎不变，最后，进入第三阶段。 3、即成颈的试样又被均匀拉伸，此时应力又 随应变的增加而增大直到断裂为止。
2.屈服机理
(1)银纹屈服 银纹：很多高聚物，尤其是玻璃态透明高聚物（PS、 PMMA、PC）在储存过程及使用过程中，往往 会在表面出现像陶瓷的那样，肉眼可见的微细 的裂纹，这些裂纹，由于可以强烈地反射可见 光,看上去是闪亮的，所以又称为银纹crage。 在拉伸应力的作用下高聚物中某些薄弱部位， 由于应力集中而产生的空化条纹形变区。
强度：材料所能承受的应力（指材料承受外 力而不被破坏)(不可恢复的变形也属被破坏) 的能力 ）。 韧性：材料断裂时所吸收的能量
受 力 方 式
简单拉伸
F
简单剪切
F θ
均匀压缩
l0
F
F
受 力 特 点 弹 性 模 量 柔 量
外力F是与截面垂 外力F是与界面平行，材料受到的是围压 直，大小相等，方 大小相等，方向相 力。 向相反，作用在同 反的两个力。 一直线上的两个力。 杨氏模量：
E
切变模量：
G＝
体积模量：
B P PV 0 V
18-中国的断裂体系
程裕淇等划分的中国断裂系-4
2．特提斯型 断裂系统 ③右江断猎系， 为一束以右江、 紫云—南丹断 裂为主干的 NW向兼有左 旋走滑断裂带。
程裕淇等划分的中国断裂系-5
3．华夏—滨太 平洋型断型系 统 卷入的古老断 裂带有四堡期 歙县—德兴、 绍兴—萍乡— 北海拼接带等。 总体可分为以 下两大系统。
黄汲清等划分的中国断裂系-2
1. 古亚洲断裂体系 包括西伯利亚地台之南，塔里木—华北 （中朝）地台之北中亚—蒙古地槽以及 塔里木—华北（中朝）地台之南昆仑一 秦岭地槽中的一系列深断裂系。这是一 个元古代—古生代的深断裂体系，控制 中亚—蒙古地槽和昆仑—秦岭地槽以及 相邻地台古生代的大地构造发展。
程裕淇等划分的中国断裂系-3
1．古亚洲型断裂 系统： 南部为昆仑—秦 岭断裂系，总体作 NWW向展布，以 秦昆结合带为主干， 包括昆仑—秦岭活 动带北缘断裂带和 扬子陆块北缘逆冲 推覆断裂带等。
程裕淇等划分的中国断裂系-3
1．古亚洲型断裂系统： 古亚洲型断裂系统的伴 生断裂有近南北向的张 裂带，NEE— NNE、 NWW — NNW“X”型 剪切断裂，其中塔里木 陆块东南部以规模巨大 的阿尔金南缘断裂带为 主干，组成一个NEE向 作显著左旋走滑的断裂 系。
超岩石圈深断裂带简述 -4
金沙江—红河深 断裂带 沿断裂在 德荣、德钦，元江 等地已发现蛇绿岩 套或蛇绿混杂岩和 泥砾混杂岩。南段 为著名的苍山、哀 牢山变质带。哀牢 山西南侧已发现蓝 闪石片岩。可能是 早中生代的板块俯 冲带。
超岩石圈深断裂带简述 -5
东昆仑—南秦岭深 断裂带 沿断裂从布 尔汉布达山到积石 山分布有长数百公 里的二叠—三叠系 蛇绿岩套和混杂岩 带。断裂北侧布尔 汉布达山有绵延800 公里的花岗岩带。 可能是晚古生代的 板块俯冲带。
第七章,岩石的断裂方式与裂隙构造
修正的格里菲斯破裂准则
张裂：与主压应力平行。 张裂：与主压应力平行。σ3 ≥ -σt ，σ1-σ3 ≤ 4σt ； 或平均应力≤ 破裂曲线相交于（ 或平均应力≤1.5σt, 破裂曲线相交于（0，-σt ）点。 剪裂：与主压应力斜交。 剪裂：与主压应力斜交。0.8σt ≥σ3 ，σ1-σ3≥ 5.6σt 或平均应力≥2σt，临界摩尔圆交于纵坐标或其右侧， 或平均应力≥2σt，临界摩尔圆交于纵坐标或其右侧，形 成共轭剪裂隙，90° 共轭角≥45° 成共轭剪裂隙，90°≥共轭角≥45°。 压性破裂：与主压应力垂直。 压性破裂：与主压应力垂直。0.8σt < σ3， 5.6σt； 4σt <σ1-σ3 < 5.6σt；或平均 应力< 2σt。 应力< 2σt。
(4)常常组成共轭“X”型共轭裂隙，锐角中分线指示主压应力 常常组成共轭“ 型共轭裂隙 型共轭裂隙， 常常组成共轭 方向。 往往成等距排列。 方向。 往往成等距排列。 (5)主剪裂面由羽状微裂面组成。 主剪裂面由羽状微裂面组成。 主剪裂面由羽状微裂面组成
二、张裂隙
(1) 产状不稳定，延伸不远。单条节理短而弯曲。 产状不稳定，延伸不远。单条节理短而弯曲。 (2)裂隙面粗糙不平，无擦痕。 裂隙面粗糙不平， 裂隙面粗糙不平 无擦痕。 (3)在胶结不太坚实的砾岩或砂岩中常常绕砾石或粗砂粒而过， 在胶结不太坚实的砾岩或砂岩中常常绕砾石或粗砂粒而过， 在胶结不太坚实的砾岩或砂岩中常常绕砾石或粗砂粒而过 如切穿砾石，破裂面也凹凸不平。 如切穿砾石，破裂面也凹凸不平。 (4) 一般被矿脉充填。脉宽变化较大，脉壁不平直。 一般被矿脉充填。脉宽变化较大，脉壁不平直。 (5)张节理有时呈不规则的树枝状，各种网 张节理有时呈不规则的树枝状， 张节理有时呈不规则的树枝状 络状，有时也追踪“ 型共轭剪节理形 络状，有时也追踪“X”型共轭剪节理形 成锯齿状张节理、 成锯齿状张节理、单列或共轭雁列式张 节理， 节理，有时也呈放射状或同心圆状组合
焊接结构的脆性断裂
随厚度和应变速率增加
脆性 转变温度区
温度
延性-脆性转变温度和. 应变速率的关系
延性
5.2.2 影响金属脆断的主要因素
4 材料状态的影响
– 厚度
易成三轴应力状态 轧制的压延量-终轧温度-组织粗细程度
– 晶粒度
对低碳钢和低合金钢，d↓——Tk ↓
– 成分:
C、N、O、H、S 增加钢的脆性 Mn、Ni、Cr、V 适量可减少钢的脆性
.
典型的解理断口
.
解理断口典型特征
河流花样
– 裂纹扩展中解理（台）阶在图像上的表现 形式态。
– 裂源在河流的上游某处的晶界
舌状花样
– 主解理面与孪晶面相遇形成的短暂的二次 解理
.
Brittle Fracture 裂纹源
板件断口的人字纹
汇集的河流花样
.
解理花样，二次裂纹明显，并有空穴状形貌 M30×160大六角高强度螺栓，材质：42CrMo
韧窝的形成的两种机制
(a)微孔聚集模型
(b) 在第二相粒子处形核模型
.
ห้องสมุดไป่ตู้
三种基本韧窝形态
实际断口常常是混合型韧窝
等轴韧窝：在正应力的作用下,显微空洞周
边均匀增长,断裂之后形成近似圆形的等轴韧窝。
.
三种基本韧窝形态——撕裂韧窝：
在切应力作用下形成的,通常出现在拉伸或冲 击断口的剪切唇上,其形状呈抛物线形,匹配 断面上，抛物线的凸向相反。
上海市机械制造工艺研究所有限公司
.
准解理断口
• 介于解理断裂和塑性断裂之间的一种断裂 形式。
– 在电子显微镜中观察其断口时，既有韧窝花样， 但又较浅，显示塑性较低；既有平坦的小晶面， 但又不是沿结晶学平面断开的解理面，既有河 流花样，但又显得短而弯曲，而且又有显示发 生过局部一定塑性变形的撕裂棱。 ——准解理断口的特征
断层ppt课件
3）按运动方式：称上升盘、称下降盘
13
断层的几何要素
断盘是断层面两侧沿断层面发生位移的岩块。
14
第一节 断层的几何要素
下盘
断层线 上盘
上升盘
下降盘
下降盘
上升盘
断层面
15
第一节 断层的几何要素
断盘（上盘）
断层线
断盘（下盘）
16
第一节 断层的几何要素
断盘（上盘）
断层线
断盘（下盘）
17
上盘 方家泉断18 层
第一部分 断层的几何要素
三、断层的位移
断层相邻盘运动所产生的空间位置距离。断 盘的运动有两种类型:
直移(线)运动 断层运动轨迹为一条直线；两断 盘上未错动前的平行直线，运动后仍然平行；
24
落差与平错
在矿山开采中，为设计竖井和平巷的长度，还常常采用平错和落 差一类断距术语。如图6-2，在垂直岩层走向的剖面上, XYZ为一 直角三角形，XY为落差，YZ为平错。
25
26
第二部分 断层的分类
一、按断层与有关构造的几何关系分类
（一）断层走向与岩层走向的关系
（1）走向断层：断层走向与岩层走向基本
28
第二部分 断层的分类
纵、横、斜断层
F1 F2
F1 F3
29
第二部分 断层的分类
二、按断层两盘相对运动分类
1．正断层：上盘下降、下盘上升的断层； 一般为陡倾角断面。
30
下盘上升
上盘下降
正断层——上盘相对下盘向下滑动的断层 31
第二部分 断层的分类
2．逆断层：上盘上升、下盘下降的断层；进 一步细分为：
断裂失效的分类
断裂失效的分类
断裂失效的分类主要包括：
1. 疲劳断裂：由交变载荷引起的断裂。
2. 应力腐蚀断裂：在拉应力及腐蚀介质的共同作用下发生的断裂。
3. 蠕变断裂：在长期恒温、恒应力的作用下，材料塑性流动导致的断裂。
4. 应力松弛破坏：螺栓、紧固件等连接部位的物体，由于应力松驰造成的断裂。
5. 磨蚀断裂：磨蚀和断裂同时作用造成的断裂。
6. 氢脆断裂：由于氢进入材料内部，造成晶体缺陷，使强度降低从而导致断裂。
7. 温度梯度断裂：温度突变引起的外力过大造成的断裂。
以上是断裂失效的一些主要分类，每一种都由不同的原因导致，需要具体分析。
裂纹与断口分析课件
沿晶腐蚀裂纹（×80）
断口样品的清洗和保存
优点: 景深大、可直接观察断口, 不需制备
金属断口宏观分析的依据主要有: 断口的颜色、花纹、粗糙程度、边缘情况、位置等。
15
f.按服役条件分类
16
1.3 裂纹与断口 的分析手段
万能轧机双排人字齿轮轴劈裂形貌
宏观观察 ( 肉眼, 放大镜) 显微分析 ( OM SEM TEM) 显微裂纹←磁力探伤、荧光探伤、超声波探伤
在某一晶面上扩展的解理裂纹遇到位错等缺陷后受阻，会转移到相邻的晶面上继续扩展，这些面又有高低层次差。 断口形貌宏观上较平整、基本无塑性变形、或变形很小，与解理断口相近似也具有小刻面及放射状条纹等形貌，但其小刻面和放射状 条纹均较细小。
第二节 裂纹分析 韧性断裂和脆性断裂口的微观形貌
准解理断口的微观形貌也近似于解理断口，有台阶、河流、舌状、撕裂脊、准解理面等形貌。 准解理断口的微观形貌也近似于解理断口，有台阶、河流、舌状、撕裂脊、准解理面等形貌。 断口样品的制备与保存
根据断口微观形貌特征可判定断裂的类型，
测定裂纹的扩展速率、断裂过程与影响因素之
断口的宏观分析是断裂失效分析的基础。
韧性断口宏现形貌
e.按环境介质不同分类 非杯锥状
有外周缺口圆棒试样
将散落断口拼合，测量其几何形状变化，变形量最大的为主裂纹。
将散落断口拼合，测量其几何形状变化，变形量最大的为主裂纹。
晶体解理裂纹转移到孪晶面上扩展一段距离，重新回到(100)面时，突出的挛晶面就会构成舌状花样。
据断口人字条纹矢形方向 汇集到清扫孔A、B.C处，从而 断定裂纹源于清扫孔处。 28
放射标记法
剪切唇法
非完全脆性的断裂就有剪切唇。
断口上只有纤维区和剪切唇时,
第十一章 断层概论
美国加 州地区 圣安德 烈斯 （San Andreas） 断层系 及其它 大断层
断层的位移
I 断层位移立体图 II 垂直于被错断岩层走向的剖面图 III 垂直于断层走向的剖面图
第二节 断层分类
断层与有关构造的几何关系分类
1、断层走向与岩层走向的关系： 走向断层：断层走向与岩层走向基本一致的断层。
4、斜向滑动断层：命名时可采用组合命名法。
5、枢纽断层：断层两盘相对发生大的旋转（分为旋转 轴位于断层一端或断层中部一点两种情况）。
第三节 断层形成机制
（安德森模式）
正断层形成条件
应力状态：σ1直立，σ2和σ3水平。
断层产状特征：σ2与断层走向一致，上盘顺断层倾向下滑。 正断层形成条件：最大主应力（σ1）在垂直方向上逐渐增 大，或者最小主应力（σ3）在水平方向上减小。地壳水平 拉伸和垂向上隆是最适合于发生正断层的应力状态。
色玻璃质的岩石，称为玻化岩或假玻
玄武岩（pseudotachylyte）。
玻化岩（假玻玄武岩）
成分特征：因断层岩石不同而不同；
结构特征：似玻璃质，隐晶质结构； 成因特征：快速地震过程中产生的岩石， 因此人们称为古地震的“化石”； 产出特征：呈脉状产于各种构造裂隙和断 层之中。
第五节 断层效应
1）滑移线与岩层在断面上的迹线一致，平/剖面上岩层好象无错动。
2）滑移线位于岩层在断面上迹线的下方，剖面上为正断层,平面上为平
移错动。 3）滑移线位于岩层在断面的迹线的上方，剖面上为逆断层,平面上为平
移错动。
A
B
C
D
横断层错断褶皱引起的效应
在平面上有两种表现:即核部宽窄的变化和轴迹的错移。
《材料性能学》课程教学大纲
《材料性能学》课程教学大纲一、《材料性能学》课程说明（一）课程代码：（二）课程英文名称：Introductions of Materials Properties（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：《材料性能学》属于材料科学与工程一级学科主干专业课（五）教学目的：使学生掌握材料各种主要性能的基本概念物理本质化学变化律以及性能指标的工程意义，了解影响材料性能的主要因素及材料性能与其化学成分，组织结构之间的关系，基本掌握提高材料性能的主要途径。
（六）教学内容：本课程包括金属材料力学性能，金属物理性能分析，无机材料无论性能，高分子材料力学材料性能、材料的腐蚀与老化、性能指标的工程意义、指标的测试与评价及应用为主线贯穿始终，让学生对材料性能知识有一个完整的了解，以便达到举一反三、触类旁通的效果。
（七）教学时数:学时数：72 学时分数： 4 学分（八）教学方式:以粉笔、黑板为主要形式的课堂教学（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格，综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40％，期末成绩占60％。
.二、讲授大纲与各章的基本要求第一章材料的单向静拉伸的力学性能教学要点：让学生了解材料在静载作用下的应力应变关系及常见的三种失败形式的特点和基本规律，这些性能指标的物理概念和工程意义，探讨提高材料性能指标的途径和方向1、使学生了解力—拉伸曲线和应力——应变曲线。
2 、使学生了解材料的弹性变形以及性能指标3、非理想弹性与内耗的概念4、非理想弹性的几种类型及工程应用5、掌握塑性变形的实质以及指标测方法6、了解断裂的机理教学时数： 8 学时教学内容：第一节力——伸长曲线和应力——应变曲线一、力——伸长曲线（低碳钢曲线，决定因素）二、应力——应变曲线中有实力与工程应力的关系式、曲线第二节弹性形变及其性能指标一、弹性形变本质二、弹性模数三、影响弹性模数的因素（键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件的负荷持续时间）四、比例极限与弹性极限五、弹性比功第三节非理想弹性与内耗一、滞弹性二、粘弹性三、伪弹性四、包申格效应五、内耗第四节塑性变形及其性能指标一、塑性变形机理（金属材料的塑性变形、陶瓷材料的塑性变形、高分子的塑性变形）二、屈服观象与屈服强度三、影响金属材料屈服强度的因素（晶体结构、晶界与亚结构、溶质元素、第二相、温度应变速率与应力状态）四、应变硬化（机理、指数、意义）五、抗拉强度与缩颈条件六、塑性与塑性指标七、超塑性第五节断裂一、断裂的类型及断口特征（韧性断裂与脆性断裂、穿晶断裂与沿晶断裂、洁切断裂与解理断裂、高分子材料的断裂、断口分析）二、裂纹形裂的位错模型（佤纳——斯特罗理论、断裂强度的裂纹理论）三、断裂强度四、真实断裂强度与静力韧度考核要求：1、力—伸长曲线和应力——应变曲线1.1力—伸长曲线（低碳钢曲线、决定因素）(识记)1.2应力—应变曲线中有实力与工程应力的关系式(识记)2、弹性形变及其性能指标2.1弹性形变本质（领会）2.2弹性模数(识记)2.3影响弹性模数的因素（键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件的负荷持续时间）（领会）2.4比例极限与弹性极限（领会）2.5弹性比功（领会）3、非理想弹性与内耗3.1滞弹性（领会）3.2粘弹性（领会）3.3伪弹性（领会）3.4包申格效应(识记)3.5内耗(识记)4、塑性变形及其性能指标4.1塑性变形机理(识记)4.2屈服观象与屈服强度（领会）4.3影响金属材料屈服强度的因素(识记)4.4应变硬化（领会）4.5抗拉强度与缩颈条件(识记)4.6塑性与塑性指标(识记)4.7超塑性(识记)第五节断裂5.1断裂的类型及断口特征(识记)5.2裂纹形裂的位错模型（领会）5.3断裂强度（领会）5.4真实断裂强度与静力韧度（领会）第二章材料在其他静载下的力学性能教学要点：让学生了解扭转、弯曲、压缩与带缺口试样的静拉伸以及材料硬度实验的方法、应用范围、力学性能指标。
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第一节断裂的分类
通常，根据失效形式，导致失效的因素和失效的部位对失效进行分类，基本的失效形式有以下四种：
过大的弹性变形；塑性变形；破裂或断裂；材料变化(包括金相变化、化学变化和棱变化)。
导致失效的有以下主要因素：力、时间、温度、工作环境的影响。
失效的部位分为：整体型和表面型。
在四种失效形式中，破裂特别是断裂是最主要的最具危害性的失效。
为了掌握断裂产生的机理，寻找预防断裂失效的措施，材料科学家、力学工作者及工程技术人员对断裂问题作了大量的实验研究和理论分析工作。
而对已出现的各类断口的实际观察与研究就是其中最常采用的有效手段。
不同的材料和受力状态，不同的作用时间和温度以及不同的环境条件下产生的断裂，可表现为断口形貌特征的具体差异，具体地分析各种断口形貌与各种因索的内在关系是借以揭示金属断裂机理，进行事故分析及采取预防措施非常重要的方面。
因此，近年来断口分析技术和分析仪器发展很快．断口分析也取得了大量理论的和实用性成果。
一、宏观脆性断裂与延性断裂
从宏观现象上看，断裂可分为脆性断裂和延性断裂。
脆性断裂表现为以材料表面、内部的缺陷或微裂纹为源，在较低的应力水平下(通常不超过材料的屈服强度)，在无塑性变形或只有微小塑性变形的情况下裂纹急速扩展。
在出现宏观裂纹后裂纹的扩展速度迅速上升到某个极限速度，大约可达声波在该材料中传播速度的三分之一。
在多晶体材料中，断裂是沿着各个晶体内部的解理面产生的．但由于材料中各个晶体及解理面的方向是变化的，因而断裂表面在外观上呈现粒状。
脆性断裂有时主要沿晶界产生，因而称为晶问断裂。
脆性断口较平齐，且与正应力相垂直，断口附近的截面，在厚度上的收缩很小，一般不超过3％。
断口上常有人字纹或放射花纹。
由于脆性断裂前很难发现预兆，断裂时又容易产生很多碎片，是一种非常危险的突发事故，危害较大。
延性断裂是在较大的塑性变形之后发生的断裂。
它是由于裂纹的缓慢扩展而造成的，而这种裂纹扩展又起源于孔穴的形成和合并。
延性断裂的断口表面外观特征为无光泽的纤维状。
大多数多晶体金属的拉伸试验的延性断裂有三个明显的阶段。
首先，试样开始出现局部“颈缩”，并在“颈缩”区域产生小的分散的空穴，接着这些小空穴不断增加和扩大并聚合成微裂纹，裂纹方向一般垂直于拉应力方向。
最后，裂纹沿剪切面扩展到试件表面，剪切面方向与拉伸轴线近似成45°。
这三个阶段就构成了通常所见的典型的“杯锥”失效断面。
因为延性断裂在断裂前出现大量的塑性变形，有明显的失效预兆，它对构件和环境造成的危险性远小于脆性断裂。
二、穿晶断裂与沿晶断裂
依裂纹扩展途径的不同，可把断裂分为穿晶断裂和沿晶断裂，也有二者兼而有之的混台型。
多晶金属的断裂若是以裂纹穿过晶粒内部的途径发生的，称为穿晶断裂，如图l-1(a)所示。
穿晶断裂可能是延性的，也可能是脆性的。
若断裂是穿过晶体沿解理面断开，但并无明显的塑性变形时为脆性断裂。
若穿晶断裂时出现明显的塑性变形则为延性断裂。
若断裂是以裂纹沿着晶界扩展的方式发生的，称为沿晶断裂，如图1-1(b)所示，晶界上存在脆性相，焊接热裂纹，蠕变断裂、应力腐蚀一般都呈沿晶断裂特征。
沿晶断裂多数属脆性断裂，但也有延性的。
若断裂是沿晶进行，但晶粒无明显的塑性变形的属脆性断裂，如钢中因回火脆性后的断口，应力腐蚀断口，氢脆断口等。
图1-1穿晶断裂(a)沿晶断裂(b)示意图
若沿晶界断裂，而晶粒又可见塑变即为延性断裂，如某些材料在高温下的拉伸断口。
三、韧窝、解理(及准解理】，沿晶和疲劳断裂
从微观断裂的机制上可把断裂分为韧窝、蛇形滑移、解理、准解理、沿晶和疲劳断裂等。
以后的章节将作详细讨论。
四、正断与切断
根据断面的宏观取向与最大正应力的交角．断裂方式又可分为正断型和切断型两种。
1.正断型断裂，宏观断面的取向与最大正应力相垂直，常见于解理断裂或形变约束较大的场合，例如平面应变条件下的断裂。
2.切断型断裂，宏观断面的取向与最大切应力方向相一致，而与最大正应力约呈45°交角，常发生于滑移形变不受约束或约束较小的情况，例如平而应力条件下的撕裂。
五、工艺性断裂及使役性断裂
以初始裂纹形成的原因可分为工艺性断裂及使役性断裂，分清两种类型，对故障分析及诊断是重要的。
1.工艺性断裂，若断裂是由某一工艺所致的初始裂纹扩展面发生的，属工艺性断裂。
常见的工艺裂纹有铸造裂纹、锻轧裂纹、焊接裂纹、白点、热处理裂纹、磨削裂纹和皱裂、皱折等，粗糙的机加痕迹或其它可引起过大应力集中的几何形状也是引发工艺裂纹的潜在因素。
2.使役性断裂，因使役环境条件、温度及时问等原因面萌发裂纹，并扩展导致断裂的属使役性断裂。
应力腐蚀(包括氢脆)，疲劳断裂，蠕变及韧性撕裂等属使役性断裂。