材料的力学性质

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材料的力学性能

2）塑性）
材料在断裂前发生永久变形的能力叫塑性。材料在断裂前发生永久变形的能力叫塑性。塑性以材料断裂后永久变形的大小来衡量。裂后永久变形的大小来衡量。塑性指标有延伸率和断面收缩率两种。塑是衡量材料软硬程度的指标，反映材料表面抵抗微区塑性变形的能力。
材料的力学性能
材料在力的作用下所表现出来的特性即为材料的力学性能。材料在力的作用下所表现出来的特性即为材料的力学性能。
主要指标
1 强度与塑性 2 硬度 3 韧性 4 老化性能 5 耐磨性 6 疲劳特性
强度与塑性
1）强度）
①屈服强度屈服强度在外力作用下材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。在外力作用下材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。 ②抗拉强度抗拉强度试样在被拉断前的最大承载应力为抗拉强度。试样在被拉断前的最大承载应力为抗拉强度。其他强度由扭转实验、弯曲实验、由扭转实验、弯曲实验、压缩实验等相应条件下的强度指标叫扭转强度、抗弯强度、抗压强度等。扭转强度、抗弯强度、抗压强度等。
工程上常用布氏硬度、洛氏硬度布氏硬度HB、洛氏硬度HR、布氏硬度、维氏硬度HV、肖氏硬度HS和赵氏和赵氏、维氏硬度、肖氏硬度和赵氏、邵氏硬度（氏硬度（邵A）等。）
韧性
指材料抵抗裂纹萌生与发展的能力。 NOTES 韧性与脆性是两个意义上完全相反的概韧性与脆性是两个意义上完全相反的概韧性好，脆性就差。反之亦然。念。韧性好，脆性就差。反之亦然。度量指标冲击韧性断裂韧性用材料裂纹尖端应力强度因子的临界值Kic 来表征用材料受冲击而破坏的过程所吸收的冲击功来表征
耐磨性
磨损
一个零件相对另一个零件摩擦的结果，引起摩擦表面有微小颗粒分离出来，使接触面尺寸变化、重量损失及其他性能下降的这种现象称为磨损。磨损的种类：包括氧化磨损、咬合磨损、热磨损、磨损的种类：包括氧化磨损、咬合磨损、热磨损、磨粒磨损、卷曲磨损、冲击磨损、表面疲劳磨损等，磨损、卷曲磨损、冲击磨损、表面疲劳磨损等，材料磨损多是数种磨损共同作用的结果。是数种磨损共同作用的结果。

材料的力学性能有哪些

材料的力学性能有哪些
1材料力学性能
材料力学性能是指材料受外力作用时产生的结构变形以及产生的变形所抵抗的力之间的相互关系。

材料力学性能决定着物体能够承受多大载荷，从而保证物体的安全和稳定性，也是应用工程材料的重要考量标准。

材料力学性能的分类：
1.1弹性性能
弹性性能是指材料受外力作用时能够承受的恢复力的大小，是衡量材料的强度的重要指标。

包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度和断裂强度等级。

若外力作用则材料发生变形，材料结构恢复后变形越小，弹性性能越好。

1.2理论性能
理论性能是指材料在不受外力作用时产生的固有属性，一般包括形状、尺寸、密度、抗剪强度、压缩性能等。

这些性能判断材料的加工性能。

1.3定向性能
定向性能是指材料在特定方向受外力作用时，所产生的变形程度以及抵抗力的大小，一般包括抗断裂性能、抗拉伸性能、抗压缩性能以及特殊材料（如硅胶、聚氨酯）的韧性，用来测试其在特定应用场合时的表现。

1.4加工性能
加工性能是指材料加工时机械性能指标，一般包括热处理性能、热变形性能、焊接性能以及表面质量等。

1.5材料寿命性能
材料寿命性能是指材料受到温度、湿度、外力等作用时的抗老化性能，是材料用途的重要考量标准，一般包括热稳定性、导热性能、环境老化性能、化学稳定性等。

以上就是材料的力学性能的分类及指标，它们的测试可以反映出一种材料的强度、稳定性、耐久性及环境效应等状况。

选择合适的材料并使之满足应用要求，需要对材料力学性能做出合理评估。

材料的力学性能

材料的力学性能
材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的性能，主要包括强度、韧性、硬度、塑性等指标。

这些性能对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。

下面将分别对材料的强度、韧性、硬度和塑性进行介绍。

首先，强度是材料抵抗破坏的能力，通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等
指标来表示。

强度高的材料具有较好的抗破坏能力，适用于承受大外力的场合。

例如，建筑结构中常使用高强度钢材，以保证结构的安全稳定。

其次，韧性是材料抵抗断裂的能力，也可以理解为材料的延展性。

韧性高的材
料在受到外力作用时能够延展变形而不断裂，具有较好的抗震抗冲击能力。

例如，汽车碰撞安全设计中常使用高韧性的材料，以保护乘车人员的安全。

再次，硬度是材料抵抗划伤和压痕的能力，通常用洛氏硬度、巴氏硬度等指标
来表示。

硬度高的材料具有较好的耐磨损性能，适用于制造耐磨损零部件。

例如，机械设备中常使用高硬度的合金材料来制造齿轮、轴承等零部件。

最后，塑性是材料在受力作用下发生塑性变形的能力，通常用延伸率、收缩率
等指标来表示。

具有良好塑性的材料能够在加工过程中较容易地进行成型和加工，适用于复杂零部件的制造。

例如，塑料制品的生产常使用具有良好塑性的材料，以满足复杂形状的加工需求。

综上所述，材料的力学性能是材料工程领域中的重要指标，对于材料的选择、
设计和应用具有重要意义。

强度、韧性、硬度和塑性是衡量材料力学性能的重要指标，不同的应用场合需要选择具有不同力学性能的材料，以满足工程需求。

因此，深入了解和掌握材料的力学性能，对于材料工程师和设计师来说是非常重要的。

材料的常用力学性能有哪些

材料的常用力学性能有哪些材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。

1强度强度是指材料在外力作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。

强度用应力表示，其符号是σ，单位为MPa，常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度，通过拉伸试验测定。

2塑性塑性是指材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。

材料塑性好坏的力学性能指标主要有伸长率和收缩率，值越大，材料的塑性就越好，通过拉伸试验可测定。

3硬度硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。

材料的硬度越高，其耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度（HBS）和洛氏硬度（HRC）。

1）布氏硬度表示方法：布氏硬度用HBS（W）表示，S表示钢球压头，W表示硬质合金球压头。

规定布氏硬度表示为：在符号HBS或HBW前写出硬度值，符号后面依次用相应数字注明压头直径（mm）、试验力（N）和保持时间（s）。

如120 HBS 10/1000/30。

适用范围：HBS适用于测量硬度值小于450的材料，主要用来测定灰铸铁、有色金属和经退火、正火及调质处理的钢材。

根据经验，布氏硬度与抗拉强度之间有一定的近似关系：对于低碳钢，有σ=0.36HBS；对于高碳钢：有σ=0.34HBS。

2）洛氏硬度表示方法：常用HRA、HRB、HRC三种，其中HRC最为常用。

洛氏硬度的表示方法为：在符号前面写出硬度值。

如62HRC。

适用范围：HRC在20-70范围内有效，常用来测定淬火钢和工具钢、模具钢等材料，1HRC相当于10HBS。

4冲击韧性冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力，材料的韧性越好，在受冲击时越不容易断裂。

5疲劳强度疲劳强度是指材料经过无数次应力循环仍不断裂的最大应力。

6弹性在物理学和机械学上，弹性理论是描述一个物体在外力的作用下如何运动或发生形变。

在物理学上，弹性是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质。

材料的力学性质分析方法

材料的力学性质分析方法材料的力学性质分析是材料科学研究的重要组成部分，它是通过力学的方法去研究材料的各种力学性能，如强度、刚度、韧性等。

本文将介绍材料的力学性质分析方法，并从宏观和微观两个角度来探讨。

宏观分析方法宏观分析方法是指从宏观力学的角度出发，对材料的力学性质进行分析。

常用的宏观分析方法有拉力测试和压力测试。

1. 拉力测试拉力测试是一种常见的材料力学性质测试方法，主要用于测定材料的抗拉强度和延伸率。

测试时，将材料拉伸至一定载荷，记录载荷和伸长量的变化曲线，再通过计算得到材料的抗拉强度、屈服强度、拉伸模量等性质。

在实际应用中，拉力测试广泛应用于工程材料、金属材料、聚合物材料以及复合材料等各种材料的强度评估和质量控制。

2. 压力测试压力测试是将一个测试样品置于一个已知面积的支撑物上，施加一定的压力，在掌握曲线变化的情况下，最终计算出材料的抗压强度、屈服压力等材料力学性能。

与拉力测试类似，压力测试也被广泛应用于工程材料、金属材料、聚合物材料以及复合材料等各种材料的强度评估和质量控制。

微观分析方法微观分析方法是从微观角度出发，对材料的力学性质进行分析，在实验室中主要应用于金属材料、高分子材料等的力学性质测量和研究。

1. 金相分析金相分析是一种光学显微镜技术，通过金相试样进行形状和组织分析。

它主要用于金属材料的显微结构分析和组织观察，以便评估现有组织中缺陷数量，分布和类型。

在材料研究和生产中，金相分析是一种常见的工具，同时它也是检测金属材料的缺陷和断裂表面的方法之一。

2. 原子力显微镜分析原子力显微镜分析（Atomic Force Microscopy，AFM）是一种高精度的显微镜技术，可以对材料的表面形貌、摩擦力、粘附力等进行分析。

AFM主要用于非导体材料和生物学领域中，由于其高分辨率和三维重建能力，它已广泛用于纳米材料的研究，如石墨烯、五金纳米线等。

总结材料的力学性质分析是材料科学研究的重要组成部分，而宏观和微观两种分析方法也是材料力学性质测试中的常见方法。

材料力学性质

a. 低碳钢在受力不大时，仅产生弹性变形，此时，应力与应变的比值为一常数。随着外力增大至超过弹性极限后，则出现另一种变形——塑性变形。
典型的弹塑性材料
b. 混凝土，在他受力一开始，弹性变形和塑性变形就同时发生，除去外力后，弹性变形可以恢复（消失），而塑性变形不能消失，这种变形称为弹塑性变形，其应力应变如图1-7所示，具有这种变形特征的材料叫做弹塑性材料。
硬度较大的材料，强度也较高，有些材料硬度与强度之间有较好的相互关系。
测定硬度的方法简单，而且不破坏被测材料，所以有些材料可以通过测定硬度来推算其强度。如在测定混凝土结构强度时，可用回弹硬度来推算其强度的近似值。
(三)磨损及磨耗
1、磨损：材料受摩擦作用而减少质量和体积的现象称为磨损。
2、磨耗：材料同时受摩擦和冲击作用而减少质量和体积的现象称为磨耗。
3、地面、路面等经常受摩擦的部位要求材料有较好的抗磨性能。
4、硬度大、强度高、韧性好、构造均匀致密的材料，抗磨性较好。
பைடு நூலகம்
4、研究材料强度等级的意义
针对不同种类的材料具有抵抗不同形式力的作用特点，将材料按其相应极限强度的大小，划分为若干不同的强度等级。
对于水泥、石材、砖、混凝土、砂浆等在建筑物中主要用于承压部位的材料以其抗压强度来划分强度等级。
而建筑钢材在建筑物中主要用于承受拉力荷载，所以以其屈服强度作为划分强度等级的依据。
第二节材料的力学性质
前面我们讲了材料的物理性质，下面我们要给大家介绍材料的另外一种性质——力学性质
一、材料的强度
1、材料强度的定义
材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称为强度。
2、静力强度
材料抵抗由静荷载产生应力破坏的能力，称为材料的静力强度。它是以材料在静荷载作用下达到破坏时的极限应力值来表示的素质上等于材料受力破坏时单位受力面积上所承受的力，可用下式表示：

材料的力学性能

材料的力学性能
1.刚度---材料抵抗弹性变形的能力
2.强度---材料对塑性变形的抗力
1）屈服强度σs ，材料抵抗塑性变形的能力。

2）抗拉强度σb ，材料抵抗断裂的能力。

3）条件屈服强度σ0.2，有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。

4）屈强比σs/σb，钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75，合金结构钢为0.84-0.86。

3.塑性---材料塑性变形的能力
1）延伸率δ，试样拉伸断裂后标距段的总变形ΔL与原标距长度L之比的百分数。

2）断面收缩率ψ，试样拉断时颈缩部位的截面积与原始截面积之差，与原始截面积之比的百分数。

4.硬度---材料表面上，局部体积内对塑性变形的抗力
1）布氏硬度 HB，测量有色金属、铸铁等软材料。

2）洛氏硬度 HRC，测量淬火钢等硬材料（当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量）。

3）维氏硬度 HV，测量硬质合金等高硬度材料。

6.疲劳强度 -1 ---材料承受N次应力循环而不断裂的最大应力
疲劳机理：应力集中、表面状态、内部缺陷等导致显微裂纹>裂纹扩张>零件有效截面减小>
断裂。

材料的力学性质测试方法

材料的力学性质测试方法材料是我们现代工业生产中不可或缺的一部分。

而材料的力学性质则是我们评估材料质量、使用范围等方面的重要参考指标。

但是如何测试材料的力学性质？这是我们今天要探讨的问题。

一、拉伸试验拉伸试验是一种常用的材料力学性质测试方法，它可以测量材料的抗拉强度、断裂伸长率等性能。

在实验中，我们通常将材料制成标准的试样并夹紧在拉力机上，然后用拉力机慢慢施加力，同时记录下拉力与试样伸长的变化情况。

最终，我们可以得到一条应力-应变曲线。

通过计算这条曲线的斜率，我们就可以得到材料的弹性模量。

而通过曲线的最大应力点，我们则可以得到材料的抗拉强度。

二、硬度试验硬度试验是另一种常用的材料力学性质测试方法，它可以测量材料的硬度值。

硬度试验通常使用的设备为硬度计。

在试验中，我们将硬度计压在不同的材料表面上，并记录下所需的测试力以及压痕的直径大小。

通过这些数据，我们就可以计算出材料的硬度值。

三、冲击试验冲击试验是测试材料抗冲击强度的一种方法，它主要通过测试材料在受到冲击时的断裂或形变情况来评估材料的性质。

在实验中，我们通常使用冲击试验机将冲击力施加到试样上，并记录下材料的形变情况。

通过形变情况的分析，我们可以得到材料的冲击韧性、冲击强度等重要性能指标。

四、疲劳试验疲劳试验是一种测试材料在长时间或循环的应力作用下的强度和破坏性能的方法。

在实验中，我们通常将材料制成标准的试样，并在疲劳试验机上进行循环施力。

在不同时刻，我们会记录下材料的位移、载荷、应变或应力等关键数据。

通过分析这些数据，我们可以得到材料在不同循环次数下的疲劳极限和疲劳寿命等重要信息。

五、压缩试验压缩试验是一种测试材料围向压缩时的强度和破坏性能的方法。

在实验中，我们通常将材料制成标准的试样，并将其放置在压力测试机上，施加向下的压力。

在压力作用下，我们会记录下材料的变形情况以及所需的压缩力。

通过分析这些数据，我们可以计算出材料的围向强度、屈服强度等关键指标。

材料的力学性能

材料的力学性能材料在外力作用下发生形状和大小的变化称为形变。

根据移去外力后形变后能否恢复，形变分成弹性形变和塑性形变。

弹性形变固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体又恢复原状，这种形变称为弹性形变。

应力应力一般定义为材料单位面积所受的内力，即：σ=F/A围绕材料内部任意一点P 取一体积单元，体积元的6个面均垂直于坐标轴z、y、z。

每个面上有一个法向应力和两个剪应力。

应力分量的下标第一个字母表示应力作用面的法线方向，第二个字母则表示应力作用的方向。

法向应力的正值表示拉应力，负值则表示压应力。

法向应力导致材料的伸长或缩短，剪应力引起材料的剪切畸变。

应变应变描述的是在外力作用下物体内部各质点之间的相对位移，应变可分为正应变和剪切应变两类。

胡克定律以及弹性表征对于各向同性材料，在弹性形变阶段应力与应变之间存在线性关系，称为胡克定律。

ε=σ/E式中，E被定义为材料的弹性模量（亦称杨氏模量）。

由于应变ε是无量纲物理量，所以E的单位和应力σ单位一致，都是Pa。

材料在伸长的同时，侧面会发生横向收缩。

由此可以定义泊松比μ：μ=|εy/εx|=|εz/εx|金属材料的泊松比一般介于0.29-0.33之间。

大多数无机材料的泊松比则略小一些，一般为0.2-0.25。

考虑到材料三向受力，引申出广义胡克定律：εx=[σx-μ(σy+σz)]/Eεy=[σy-μ(σx+σz)]/Eεz=[σz-μ(σy+σx)]/E弹性模量从原子尺度上看，弹性模量E是原子间结合强度的一个标志。

下图为原子间结合力随原子间距离的变化关系曲线，而弹性模量E则与原子间结合力曲线上任一受力点处的曲线斜率有关。

在不受外力的情况下，曲线斜率tanα反映了弹性模量E的大小。

共价键、离子键结合的晶体结合力强，E较大；分子间作用力结合力弱，E较低。

此外，改变原子间距离也将影响弹性模量。

例如压应力使原子间距离变小，曲线上该受力点处的斜率增大，因而E将增大；拉应力使原子间距离增加，因而E降低。

弹性与塑性：材料的力学性质

实际应用中的测试与评估
弹性模量测试：通过测量材料在静载荷下的形变来计算弹性模量，评估材料的弹性性能。
塑性测试：通过拉伸、压缩和弯曲等实验测定材料的屈服点和极限强度，评估材料的塑性性能。
疲劳测试：在循环载荷下测定材料的疲劳极限，评估材料在长期使用中的性能表现。
环境因素对材料力学性能的影响：例如温度、湿度、腐蚀等环境因素对材料弹性与塑性的影响，以及相应的测试方法。
航空航天：在承受高强度压力和温度的条件下，利用材料的弹性来吸收振动和冲击，同时利用塑性承受压力和剪切力
建筑：利用材料的弹性吸收地震等自然灾害产生的振动和冲击，同时利用塑性承受压力和剪切力
医疗器械：利用材料的弹性适应人体的生理变化，同时利用塑性承受压力和剪切力
05 弹性与塑性的研究方法
实验研究
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开发新型材料：研究新的材料体系，探索具有优异弹性和塑性性能的新型材料，以满足不断发展的工程需求。
智能化材料：利用先进的材料制备技术，制备出具有自适应、自修复、智能响应等功能的材料，以提高材料的弹性和塑性性能。
弹性与塑性与其他力学性质的关联研究
弹性与塑性与材料的其他力学性质（如强度、韧性等）之间的相互影响和关系。
塑性：材料在达到屈服点后发生不可逆形变，无法恢复原状的能力
定义：塑性是指材料在达到屈服点后发生不可逆形变，无法恢复原状的能力。
影响因素：材料的塑性主要受到温度、应力和应变等因素的影响。
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特点：塑性变形是材料在外力作用下发生的永久变形，变形后材料的性能会发生变化。
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弹性与塑性材料的力学性质

弹性与塑性材料的力学性质材料力学是研究材料在外力作用下的变形和破坏规律的学科。

材料的力学性质是材料力学研究的重要内容之一。

材料的力学性质包括弹性性质和塑性性质。

本文将重点介绍弹性与塑性材料的力学性质。

一、弹性材料的力学性质弹性材料是指在外力作用下，能够发生弹性变形，当外力消失时，能够恢复原来的形状和大小的材料。

弹性材料的力学性质主要包括弹性模量、泊松比和弹性极限。

1. 弹性模量弹性模量是衡量材料抵抗弹性变形的能力的物理量。

弹性模量越大，材料的抗弹性变形能力越强。

弹性模量的单位是帕斯卡（Pa）。

常见的弹性模量有杨氏模量、剪切模量和泊松比。

2. 泊松比泊松比是材料在受到外力作用时，沿着垂直于外力方向的横向应变与沿着外力方向的纵向应变之比。

泊松比的值一般在0.1到0.5之间。

泊松比越小，材料的抗弹性变形能力越强。

3. 弹性极限弹性极限是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力。

当应力超过弹性极限时，材料就会发生塑性变形或破坏。

二、塑性材料的力学性质塑性材料是指在外力作用下，能够发生塑性变形，当外力消失时，不能恢复原来的形状和大小的材料。

塑性材料的力学性质主要包括屈服强度、延伸率和冷加工硬化指数。

1. 屈服强度屈服强度是指材料在受到外力作用时，开始发生塑性变形的应力值。

屈服强度越大，材料的抗塑性变形能力越强。

2. 延伸率延伸率是指材料在受到外力作用时，发生塑性变形后，长度增加的百分比。

延伸率越大，材料的塑性变形能力越强。

3. 冷加工硬化指数冷加工硬化指数是指材料在经过冷加工后，硬度的增加量与冷加工变形量之比。

冷加工硬化指数越大，材料的塑性变形能力越强。

三、弹性与塑性材料的比较弹性材料和塑性材料在力学性质上有很大的区别。

弹性材料的力学性质主要表现为弹性模量、泊松比和弹性极限，而塑性材料的力学性质主要表现为屈服强度、延伸率和冷加工硬化指数。

弹性材料的应力-应变曲线是一条直线，而塑性材料的应力-应变曲线是一条弯曲的曲线。

材料的基本力学性质

1）材料的组成、结构与构造：材料的强度与其组成及结构有关，即使材料的组成相同，
其构造不同，强度也不一样。 2）孔隙率与孔隙特征：
材料的孔隙率愈大，则强度愈小。对于同一品种的材料，其强度与孔隙率之间存在近似直线的反比关系。一般表观密度大的材料，其强度也大。
3）试件的形状和尺寸：
受压时，立方体试件的强度值要高于棱柱体试件的强度值，相同材料采用小试件测得的强度较大试件高。
二、材料的弹性和塑性
1、弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性，这种可恢复的变形称弹性变形。
2、塑性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，有一部分变形不能恢复，这种性质称为材料的塑性，这种不可恢复的变形称为塑性变形。
3、弹性变形与塑性变形的特点弹性变形：变形大小与外力成正比，其比例系数称为
3、硬度测试方法：硬度计
3、耐磨性定义：材料在各种作用下抵抗磨损的能力耐磨性指标：耐磨硬度或磨耗率计算公式：
块体材料 Q G1 G2 A
散粒材料 Q G1 G2 100% A
式中，Q—材料的耐磨硬度或磨耗率；
G1、G2—材料耐磨试验前后的质量；
A—试件受磨面积。
一、材料的强度及强度等级
1、定义：材料抵抗破坏的能力称为强度。 2、材料的强度：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强
度）及抗剪强度等。材料的这些强度是通过静力试验来测定的，故总称为静力
强度。材料的静力强度是通过标准试件的破坏试验而测得。
3、材料强度试验方法
1）材料的抗拉、抗压、抗剪强度（实验）
弹性模量。材料在弹性变形范围内，弹性模量为常数。弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标，弹性模量愈大，材料愈不易变形。

材料的基本物理性质与力学性质

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加强交通建设管理，确保工程建设质量。08:27:2708:27:2708:27Wednesday, October 21, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2120.10.2108:27:2708:27:27October 21, 2020
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月21日上午8时27分 20.10.2120.10.21
90°≤θ≤180°
图1.3.1 材料润湿角（θ）示意图
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吸水性
定义：指材料在水中吸收水分的性质。
指标：吸水率（W）：材料吸收水分的重量占材料干燥重量或体积的百分数。
公式：质量吸水率
Wm m1 m2 m2
体积吸水率
Wv m1 m2 v
m1－材料在吸水饱和状态下的质量(g) m2－材料在干燥状态下的质量（g） V －材料在自然状态下的体积（cm3 ） Back
➢公式：
P' (1 V0 ) (1 0 ') 100%
V0 '
0
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第二节材料的力学性质
强度弹性和塑性脆性和韧性
Bac k
强度
➢定义：强度指材料抵抗外力作用下产生破坏的能力。
➢强度分类及公式:
弹性和塑性
弹性及弹性材料
➢ 弹性：外力的作用下产生变形,外力取消后, 能够完全恢复原来形状的性质。
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月21日上午8时27分 20.10.2120.10.21
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2020年10月21日星期三上午8时27分 27秒08:27:2720.10.21

七建筑材料的基本性质

建筑材料的基本性质主要包括物理性质、力学性质、耐久性、防火性、防辐射性等1、材料的组成与结构（1）材料的组成：化学组成；矿物组成。

（2）材料的结构：宏观结构；显微结构；微观结构；材料孔隙。

2、材料的物理性质（1）基本物理性质：体积密度、密度及表观密度，材料的孔隙率；散粒材料的堆积密度与空隙率。

（2）材料与水有关的性质：亲水性与憎水性、吸水性、耐水性、抗水性。

（3）材料与热有关的性质：导热性、热容量。

3、材料的力学性质（1）材料强度：材料在不同荷载下的强度；试验条件对材料强度试验结果的影响；强度等级或标号；比强度。

（2）材料变形：弹性变形；塑性变形。

（3）冲击韧性。

（4）硬度、磨损及磨耗。

4、材料的耐久性材料的化学组成、结构与构造一、材料的化学组成：是决定材料性质的内在因素之一。

主要包括：元素组成和矿物组成。

二、材料的微观结构材料的性质与材料内部的结构有密切的关系。

材料的结构主要分成：宏观结构、显微结构、微观结构从微观结构层次上，材料可分为晶体、玻璃体、胶体。

晶粒的大小对材料性质也有重要影响，一般晶粒愈细，分布愈均匀，材料的强度愈高。

所以改变晶粒的粗细程度，可使材料性质发生变化，如钢材的热处理就是利用这一原理。

由于胶体的质点很微小，其总表面积很大，因而表面能很大，有很强的吸附力，所以胶体具有较强的粘结力。

胶体结构与晶体及玻璃体结构相比，强度较低、变形较大。

三、材料的构造致密状、多孔状、微孔状、颗粒状、纤维状、.层状构造材料的物理性质一、材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度1、(一)、材料的密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量（即重量）称为材料的密度。

ρ=m/v .（g/cm3）绝对密实状态下不含任何孔隙的体积磨成细粉用密度瓶测体积--密度致密的不规则散粒材料--排水法相对密度：无量纲(二)、材料的表观密度材料在自然状态下单位体积的质量称为材料的表观密度。

Ρ0=m/v0（kg/m3）（三）、体积密度材料在自然状态下，单位体积的质量。

材料的力学性能

第三章材料的力学性能第一节拉伸或压缩时材料的力学性能一、概述分析构件的强度时，除计算应力外，还应了解材料的力学性质（Mechanicaiproperty ），材料的力学性质也称为机械性质，是指材料在外力作用下表现出的变形、破坏等方面的特性。

它要由实验来测定。

在室温下，以缓慢平稳的方式进行试验，称为常温静载试验，是测定材料力学性质的基本试验。

为了便于比较不同材料的试验结果，对试件的形状、加工精度、加载速度、试验环境等，国家标准规定了相应变形形式下的试验规范。

本章只研究材料的宏观力学性质，不涉及材料成分及组织结构对材料力学性质的影响，并且由于工程中常用的材料品种很多，主要以低碳钢和铸铁为代表，介绍材料拉伸、压缩以及纯剪切时的力学性质。

二、低碳钢拉伸时的力学性质低碳钢是工程中使用最广泛的金属材料，同时它在常温静载条件下表现出来的力学性质也最具代表性。

低碳钢的拉伸试验按《金属拉伸试验方法》（GB/T228—2002）国家标准在万能材料试验机上进行。

标准试件（Standard specimen ）有圆形和矩形两种类型，如图3-1所示。

试件上标记A 、B 两点之间的距离称为标距，记作l 0。

圆形试件标距l 0与直径d 0有两种比例，即l 0=10d 0和l 0=5d 0。

矩形试件也有两种标准，即00l l ==其中A 0为矩形试件的截面面积。

试件装在试验机上，对试件缓慢加拉力F P ，对应着每一个拉力F P ，试件标距l 0有一个伸长量Δl o 表示F P 和Δl 的关系曲线，称为拉伸图或F P —Δl 曲线。

如图3-2a ，由于F P —Δl 曲线与试件的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，把拉力F P 除以试件横截面的原始面积A 0，得出正应力0P F A σ=为纵坐标；把伸长量Δl 除以标距的原始长度l 0，得出应变0l l ε∆=为横坐标，做图表示σ与ε的关系（图3-2b ）称为应力——应变图或σ—ε曲线（Stress-strain curve ）。

工程材料的力学性能

弹性后效
总结词
弹性后效是指材料在卸载后，弹性变形部分不能完全恢复的现象。
详细描述
当材料在弹性范围内受到外力作用时，会发生弹性变形。当外力卸载后，材料的弹性变形部分不能完全恢复，这种现象称为弹性后效。弹性后效的程度取决于材料的种类和加载条件。
03
塑性性能
屈服强度
定义
屈服强度是材料在受到外力作用时，开始发生屈服现象的应力极限。
工程材料的力学性能
目录
• 引言 • 弹性性能 • 塑性性能 • 强度性能 • 韧性性能 • 工程材料的选用01引言定义与重要性定义
工程材料的力学性能是指材料在受到外力作用时表现出的性质，如强度、硬度、韧性、弹性等。
重要性
力学性能是评价材料性能的重要指标，对于工程结构的稳定性、安全性和使用寿命具有至关重要的作用。
影响因素
材料的延伸率与材料的成分、组织结构和温度等因素有关。
弯曲强度
定义
01
弯曲强度是材料在受到弯曲应力作用时，发生弯曲破坏的应力
极限。
意义
02
弯曲强度是衡量材料抵抗弯曲变形和破坏的能力，对于材料的
弯曲性能有重要意义。
影响因素
03
材料的弯曲强度与材料的成分、组织结构、温度和受力状态等
因素有关。
04
材料选择的原则
适用性原则
材料应满足工程要求，具有所需的力学性能、耐久性和稳定性。
可行性原则
材料应易于加工、制造和安装，能够实现工程结构的制造和施工。
经济性原则
在满足性能要求的前提下，优先选择价格低廉、易于加工和采购的材料。
环保性原则
优先选择可再生、可回收、低污染的材料，减少对环境的负面影响。

材料的力学性质

材料的力学性质
1、强度：材料抵抗外力破坏的能力。

2、弹性和塑性：
1、弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够恢复原来形状的性质。

这种可以完全恢复的变形称为弹性变形。

弹性模量E在材料的弹性范围内是不变的。

2、塑性：在外力作用下材料产生变形，外力取消后，仍然保持变形后的形状和尺寸的下性质。

3、脆性和韧性：
1、脆性：材料在外力作用下，无明显形变而突然破坏的性质。

（脆性材料的抗压强度比其抗拉强度往往要高很多倍。

）
2、韧性（冲击韧性）：在冲击和震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的形变而不破坏的性质。

4、硬度和耐磨性：
1、硬度：材料表面抵抗其他物体压入或刻划得能力。

（硬度大的材料强度高耐磨性较强但不易加工）
2、耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。

（耐磨性与材料的组成结构、强度、硬度有关。

）。

材料的力学性能

材料的力学性能材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括弹性模量、屈服强度、断裂强度等。

这些性能对于材料的工程应用具有重要意义，影响着材料的可靠性和安全性。

下面将从几个方面对材料的力学性能进行介绍。

首先，弹性模量是衡量材料刚度的重要指标。

弹性模量越大，材料的刚度越高，它能够反映材料在受力时的变形能力。

一般来说，金属材料的弹性模量较高，而塑料和橡胶等弹性体的弹性模量较低。

弹性模量的大小直接影响着材料的应力应变关系，对于材料的设计和选用具有重要的指导意义。

其次，屈服强度是材料在受力过程中发生塑性变形的临界点。

当材料受到外力作用时，首先会出现线性弹性变形，当达到一定应力值时，材料会发生塑性变形，这个应力值就是屈服强度。

屈服强度的大小决定了材料的抗塑性变形能力，也是衡量材料抗拉伸、抗压性能的重要参数。

另外，断裂强度是材料在受力过程中发生断裂的临界点。

当材料受到外力作用时，当应力达到一定值时，材料会发生断裂。

断裂强度是衡量材料抗断裂能力的重要参数，也是材料设计和选用的重要参考。

除了以上几个重要的力学性能参数外，材料的硬度、韧性、疲劳性能等也是影响材料力学性能的重要因素。

硬度是材料抵抗划痕和压痕的能力，韧性是材料抗冲击和断裂的能力，疲劳性能是材料在交变应力作用下的抗疲劳能力。

这些性能参数综合影响着材料在不同工程应用中的使用性能。

总的来说，材料的力学性能直接关系着材料的可靠性和安全性，对于材料的设计、选用和应用具有重要的指导意义。

因此，我们在工程实践中需要充分了解材料的力学性能参数，合理选择材料，确保工程的安全可靠。

同时，也需要不断开展材料力学性能的研究，提高材料的性能，推动工程材料的发展和应用。

材料的力学性质

材料的力学性质
材料的力学性质是指材料在外力作用下所表现出的特性，包括材料的弹性、塑性、蠕变、断裂等。

这些性质对于材料的设计、选择和应用具有重要的意义。

首先，弹性是材料最基本的力学性质之一。

弹性是指材料在受到外力作用后能
够恢复原状的能力。

当外力作用停止后，材料能够完全恢复到原来的形状和尺寸。

弹性是材料在工程应用中的重要性质，它直接影响着材料的使用寿命和安全性能。

其次，塑性是材料的另一个重要力学性质。

塑性是指材料在受到外力作用后能
够发生形变并能够保持形变的能力。

塑性材料在受到外力作用后会发生永久性变形，这种性质使得塑性材料在金属加工、塑料成型等方面具有重要的应用价值。

除了弹性和塑性，材料的蠕变性也是一个重要的力学性质。

蠕变是指材料在长
时间受到持续外力作用下发生的变形现象。

在高温、高压环境下，材料的蠕变性将对材料的稳定性和可靠性产生重要影响，因此在材料的设计和选用中需要充分考虑蠕变性。

最后，断裂是材料的另一个重要力学性质。

断裂是指材料在受到外力作用下发
生破裂的现象。

材料的断裂性质直接关系到材料的安全性能，因此对于材料的断裂性质需要进行充分的评估和测试。

综上所述，材料的力学性质对于材料的设计、选择和应用具有重要的意义。

弹性、塑性、蠕变和断裂是材料最基本的力学性质，它们直接影响着材料的使用寿命、安全性能和可靠性。

因此，在材料的设计和选用中需要充分考虑材料的力学性质，以确保材料具有良好的性能和可靠性。