材料在其他静载下的力学性能优秀课件

§2.2 扭转、弯曲与压缩的力学性能
(3)性能指标： 试样弯曲时，受拉一侧表面的最大正应力： σmax=Mmax /W 抗弯强度(脆性材料)σbb： σbb= Mb /W 最大弯曲挠度、弯曲弹性模数、规定非比例弯曲应力、断裂挠度 等。
2．弯曲试验的特点及应用 (1)常用于测定那些由于太硬难于加工成拉伸试样的脆性材料的断 裂强度，并能显示出它们的塑性差别。 (2)用来比较和评定材料表面处理层的质量． (3)可测定规定非比例弯曲应力。
HR=(k-h)/0.002 ④金刚石圆锥： k =0.2；
淬火钢球： k =0.26。
§2.4 硬 度
(2)分类说明 HR → HRA、HRB HRC等。
GB/T230-91。 (3)表面洛氏硬度：
测定极薄工件； 经各种表面处理后工件的表面层硬度。
(4)优缺点： ①优点： 操作简便迅速； 压痕小，可对工件直接进行检验； 采用不同标尺，可测定各种软硬不同和薄厚不一试样的硬度。 ②缺点： 压痕较小，代表性差； 尤其是材料中的偏析及组织不均匀等情况，使所测硬度值的重复性 差、分散度大； 用不同标尺测得的硬度值既不能直接进行比较，又不能彼此互换。
2、扭转试验特点及应用： (1) 测定在拉伸时呈现脆性的材料的强度和塑性。 (2) 对各种表面强化工艺进行研究和对机件的热处
理表面质量进行检验。 (3) 精确评定拉伸时出现颈缩的高塑性材料的形变
能力和形变抗力。 (4)测定材料的切断强度的最可靠方法。 (5)根据断口特征区分断裂方式是正断还是切断。
切断断口：断面和试样轴线垂直，有回旋状塑性变形痕迹。 切应力作用，塑性材料。
(3)性能指标： 非比例切应变γP： 规定非比例扭转应力τP，τP=MP/W 材料对扭转塑性变形的抗力． 扭转屈服强度τs为： τs= Ms/W 扭转强度极限τb为： τb = Mb/W 真实扭转强度极限τf：
剪切弹性模量G为： G=τ/γ=32Ml0/(π φ d04)
§2.2 扭转、弯曲与压缩的力学性能
加载方式→压入法和刻划法； 压入法→动载压入法和静载压入法． 动载压入法：超声波硬度、肖氏硬度和锤击式布氏硬度。 静载压入法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度。 刻划法→莫氏硬度顺序法和挫刀法等。 3、特点： (1)α＞2，τmax>σmax。
几乎所有材料都会产生塑性变形。 (2)设备简单，操作方便快捷，故被广泛应用。 (3)可视为无损检测。
圆柱形试样；
扭转试验机；
扭转图。
§2.2 扭转、弯曲与压缩的力学性能
(2)扭转图： 与轴线呈45º方向上承受σmax， 与轴线平行或垂直方向上承受τmax 。 弹性变形阶段： 切应力和切应变沿半径方向呈线性分布。 弹塑性变形： 切应变保持线性关系； 切应力呈非线性变化。 M- φ
§2.2 扭转、弯曲与压缩的力学性能
材料在其他静载下 的力学性能
前言
1、受力： 扭转、弯曲、压缩； 以及有缺口试样的受力情况。 （轴间、螺纹、油孔、退刀槽、焊缝、不均匀组织、夹 杂物、第二相、晶界、亚晶界、以及裂纹等）
2、介绍扭转、弯曲、压缩与带缺口试样试样的静拉伸； 以及材料硬度试验。
第二章 材料在其他静载下的力学性能
§2.1 §2.2 §2.3 §2.4
§2.2 扭转、弯曲与压缩的力学性能
三、压缩及其性能指标 试样通常为圆柱形； 压缩曲线： 1为脆性材料的压缩曲线， 2为塑性材料的压缩曲线。 规定非比例压缩应力 抗压强度 相对压缩率 相对断面扩展率
§2.4 硬 度
一、硬度试验的意义 1、定义：
指材料表面上不大体积内，抵抗变形或破裂的能力。 2、分类：
§2.4 硬 度
二、 硬度试验方法 1．布氏硬度 (1)测定原理：
①淬火钢球或硬质合金球D(mm) ； ②加载F(kgf)； ③压入；
④定时； ⑤卸载
→圆形压痕；
⑥测量圆形压痕d； ⑦圆形压痕表面积S=[πD(D-√D2-d2)]/2 ⑧布氏硬度HB：HB=F/S=2F/[πD(D-√D2-d2)] ⑨淬火钢球： HBS， <450 ；
→ HB=F/D2·2/[π(1-√1-sin2φ)] ②两个条件：一是φ为常数；
二是保证F/D2为常数。 ③ F/D2为常数→ φ一定为常数； ④ F/D2为常数→ HB恒定 。
§2.4 硬 度
(4)优缺点： ①优点： 压痕面积大 →反映较大区域内各组成相的平均性能； →适合灰铸铁、轴承合金等测量。 压痕面积较大 →试验数据稳定，重复性高。 ②缺点：
硬质合金球： HBW，450-650。
§2.4 硬 度
(2)表示方法：
数字 + 硬度符号 + 数字 /
↓
↓
↓
硬度值 (HBW或HBS) 钢球直径
百度文库数字 / 数字
↓
↓
载荷 定时
280 HBS10/3000/30； 50 HBW5/75。
§2.4 硬 度
(3)压痕几何相似原理 (载荷F与压头直径D)： ① d= D sinφ /2 HB=2F/[πD(D-√D2-d2)]
应力状态软性系数 扭转、弯曲与压缩的力学性能 缺口试样静载力学性能 硬度
第二章 材料在其他静载下的力学性能
§2.2 扭转、弯曲与压缩的力学性能 §2.4 硬 度 材料力学之应力应变分析（补充） §2.1 应力状态软性系数 §2.3 缺口试样静载力学性能
§2.2 扭转、弯曲与压缩的力学性能
一、扭转及其性能指标 1、扭转试验测定的力学性能指标 (1)试验过程：
正断断口：断面和试样轴线约成45°。呈螺旋状或斜劈状。 正应力作用，脆性材料。
§2.2 扭转、弯曲与压缩的力学性能
二、弯曲及其性能指标 1、弯曲试验测定的力学性能指标： (1)弯曲试验：
圆柱试样或方形试祥； 万能试验机；
加载方式一般有两种： 三点弯曲加载和四点弯曲加载。
(2)载荷F与试样最大挠度fmax—弯曲图。
压痕直径大 →不宜在成品件上直接进行检验； 硬度不同 →更换压头直径D和载荷F ； 压痕直径的测量也比较麻烦。
§2.4 硬 度
2．洛氏硬度 (1)测定原理： ①圆锥角α＝120°的金刚石圆锥 或直径为1.588mm、3.175mm的淬火钢 ②球载；荷分先后两次施加，
先加初载荷F1， 再加主载荷F2， 总载荷为F(F＝F1+ F2) ； ③ 0—0：未加载； l23———1→23→：：：压实加加卸头际FFF1提压22，，，高入压压留h的入3入F深1深深度度度为为为hhh。l；2； h值越大，硬度愈低；反之则愈高。