材料的机械性能指标
材料机械性能
材料机械性能
材料的机械性能是指材料在外力作用下所表现出来的性能，包括强度、硬度、
韧性、塑性等指标。
这些性能直接影响着材料在工程中的应用，因此对材料的机械性能进行全面的了解和评价是非常重要的。
首先，强度是材料机械性能的重要指标之一。
材料的强度是指材料在外力作用
下抵抗破坏的能力。
常见的强度指标包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
不同材料的强度表现出来的方式也不同，比如金属材料的强度主要表现为抗拉强度和屈服强度，而混凝土材料的强度主要表现为抗压强度。
其次，硬度是材料机械性能的另一个重要指标。
材料的硬度是指材料抵抗划痕、压痕的能力。
硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐划伤性能，因此在一些对耐磨性要求较高的场合，选择硬度较高的材料是非常重要的。
除了强度和硬度，材料的韧性和塑性也是其机械性能的重要指标。
韧性是指材
料在受到冲击或挤压时能够吸收能量的能力，而塑性是指材料在外力作用下发生形变的能力。
通常情况下，韧性和塑性是一对矛盾体，材料的韧性高则塑性低，反之亦然。
因此在工程中需要根据具体的应用要求来选择材料的韧性和塑性。
综上所述，材料的机械性能是材料工程中非常重要的一个方面，对于材料的选择、设计和应用都有着重要的影响。
因此，对于材料的机械性能进行全面的了解和评价是非常必要的。
只有通过对材料机械性能的准确把握，才能够更好地选择和应用材料，从而保证工程的质量和安全。
板料机械性能指标与板料冲压性能的联系
板料机械性能指标与冲压性能的联系板料机械性能指标与板料冲压性能有密切联系。
一般而言，板料的强度指标越高，产生相同变形量所需的力就越大；塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量就越大；刚度指标越高，成形时抵抗失稳起皱的能力就越大。
表1 常用钣金材料机械性能指标1、强度极限Rm和屈服强度Re它们是决定板料变形抗力的基本指标，强度极限和屈服极限越高，则抗变形能力越大，因而冲压时板料所经受的应力也越大。
对伸长为主的变形，如胀形、拉弯等，当Re低时，为了消除工件的松弛等缺陷和为使工件的尺寸得到固定（指卸载过程中尺寸的变化小）所必需的拉力也小。
这时由于成形所必需的拉力与板料破坏时的拉断力之差较大，故成形工艺的稳定性高，不易出废品。
弯曲件所用板料的Re低时，卸载后回弹小，有利于提高弯曲件的准确度。
2、屈强比Re/Rs小的屈强比几乎对所有的冲压成形都有利。
对压缩为主的变形，如在拉伸时，材料的Re小，则变形区中的切向压应力较小，材料起皱的趋势小。
因此，防止起皱的压边力和摩擦损失都要相应的降低，结果对提高极限变形程度有利。
例如，65Mn的Re/Rs=0.63，其极限拉伸因数m=0.68～0.70；而低碳钢的Re/Rs=0.57，其极限拉伸因数m=0.48～0.50。
3、均匀延伸率RpRp表示板料产生均匀的或稳定的塑性变形的能力，而一般冲压成形都是在版聊的均匀变形范围内进行的，故Rp直接影响板料在以伸长为主的变形的冲压性能，如翻边因数、扩口因数、最小弯曲半径、胀形因数等。
它们均用Rp间接的表示其极限变形程度。
此外，杯突试验值与Rp成正比例关系，因此具有很大的胀形成分的复杂曲面拉伸件要求采用具有较高的Rp值得钢板。
Rp是在拉伸试验中试样开始产生局部集中变形（细颈时）的延伸率，称为均匀延伸率。
而Rt叫规定总延伸强度，它是在拉伸试验中试样破坏时的延伸率。
4、硬化指标nn值的大小，表示在塑性变形过程中材料硬化的程度。
n值大的材料，在同样的变形程度下，真实应力的增加要大。
材料的机械性能指标
2 洛氏硬度
洛氏硬度也是一种压入式硬度试验法，以压 痕深度来衡量材料的硬度。
洛氏硬度的优点是压痕小，测试简便迅速， 特别适合在生产现场测试零件硬度，但其测 量准确性不及布氏硬度。
经淬火、回火的钢片
1.1.4 钢材的可焊性
工程机械结构大多为焊接结构，钢材的可焊性是衡 量钢材焊接工艺好坏的指标。人们通常用焊缝及其相 邻的基本金属的抗裂性和使用性能来说明材料可焊性 的优劣。
碳素结构钢的可焊性，可以粗略地用碳当量来表示， 当碳当量<0.45%时，则认为钢材的可焊性良好。
1.2 黑色金属材料
1.1 材料主要机械性能
材料主要机械性能指标有强度（抗拉强度、屈服强 度）、塑性、韧性、硬度和可焊性。
1.1.1 强度（抗拉强度、屈服强度）
下图是常用碳素结构钢的应力一应变曲线图
1、当应力值小于比例极限σp时，应力与应变之 间成正比例关系，其比值即为钢材的弹性模量E。
2、当应力到达屈服点σs时，应力即使不再增加， 应变却会继续增加，应力一应变曲线成水平段， 称为屈服阶段。可近似地认为钢材在应力达到屈 服点之前是弹性体，而在屈服点之后是塑性体。
（2）正火 正火是将钢加热到完全奥氏 体状态，然后从炉中取出，在空气中冷却 的热处理工艺。正火主要用于改善中、低 碳钢的可切削性，消除某些钢中的不良组 织。一些性能要求不高的中碳钢零件，也 可以在正火后使用，而不必淬火、回火。
（3）淬火 淬火是将钢件加热到临界点以 上并保温一段时间，然后快速冷印，使奥 氏体转变为马氏体的热处理工艺。为了获 得足够快的冷却速度，淬火时通常是将钢 件置于水或油中冷却。由于马氏体具有高 硬度（高碳马氏体）或高强度（低碳马氏 体），所以淬火是使钢强化最有效、最重 要的方法之一。
金属的物理性能和机械性能主要包括哪些内容？含义各是什么？
金属的物理性能包括哪些内容？含义各是什么？金属的物理性能主要包括比重（密度）、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。
（1）密度：密度是物体质量和其体积的比值。
它的单位为克/立方厘米（g/cm³）。
在体积相同的情况下，物体的密度越大，质量也越大。
（2）熔点：金属从固态向液体状态转变时的熔化温度称为熔点。
熔点一般用摄氏温度（℃）表示。
（3）热膨胀性：热膨胀性是指金属材料受热时，体积会增大，冷却时则收缩的一种性能。
热膨胀的大小一般由线膨胀系数表示。
（4）导热性：导热性是指金属材料在加热或冷却时传导热能的性能，一般由导热系数表示。
导热系数的单位为千卡/米·时·℃。
（5）导电性：导电性是指金属材料传导电流能力的性能。
（6）磁性：金属能导磁的性能称为磁性。
具有导磁能力的金属都能被磁铁吸引。
金属的机械性能主要包括哪些内容？含义各是什么？金属材料的机械性能主要包括强度、弹性、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。
（1）强度：强度是指材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
强度的单位为帕斯卡（Pa）（牛顿/毫米²）。
根据载荷作用在材料上的不同，强度又可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度和抗剪强度五种。
（2）弹性：金属材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，变形消失，材料恢复原状的性能称为弹性。
（3）塑性：金属材料在外力作用下产生变形而不破坏，当外力去除后，仍能使变形保留下来的性能称为塑性。
塑性是用长度延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）这两个指标来表示的。
（4）硬度：硬度是指金属材料表面抵抗比它硬的物体压入引起塑性变形的能力。
在实际生产中，最常用的硬度试验方法有布氏硬度试验和洛氏硬度试验两种。
（5）韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不致破坏的性能称为韧性。
（6）疲劳强度：金属材料在无数次交变载荷作用下而不致破坏的最大应力称为疲劳强度。
钢铁的物理力学性能和机械性能
钢铁的物理力学性能和机械性能fangjym 的钢铁的物理力学性能和机械性能钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.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 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.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。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
钢材的物理力学性能和机械性能表
钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.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。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.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。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
钢材的物理力学性能和机械性能表
钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.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 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.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。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
材料的机械性能指标
名称
代号
单位
解释
抗拉强度极限
（抗拉强度）
σb
Pa或N/mm2
(kgf/mm2)
规定试样收拉力作用，拉断前单位面积上所能承受的最大载荷，该指标是衡量金属材料强度的主要指标。
抗压强度极限
（抗压强度）
σy
规定试样受力作用，压坏前单位面积上所能成熟的最大载荷，该指标主要应用于低塑性材料
抗弯强度极限
（抗弯强度）
σw
规定试样受弯曲力作用，破坏前单位面积上所能承受的最大载荷
屈服强度极限
（屈服点）
σδ
Pa或N/mm2
(kgf/mm2)
规定试样所承受的载荷增加到某一限度，变形突然增加很大，不再与外力大小成正比，出现屈服现象，此时单位面积上承受的载荷。
条件屈服极限
（条件屈服强度）
σ0.2
规定试样在试验中产生屈服现象时，产生等于试样原长0.2％永久变形时的应力
伸长率（延伸率）
用短试棒
用长试棒
σ5
σ10
%
规定试样受拉力作用断裂时，伸长的长度与原有长度的百分比
试样的标距等于5倍直径
试样的标距等于10倍直径
断面收缩率
（收缩率）
ψ
规定试样受拉力作用时，断面缩小的面积与原有断面面积的百分比
冲击吸收功
（冲击功）
Akv
J
具有V型缺口的规定试样，在冲击试验中被冲断时所消耗的功
冲击韧性
（冲击值）
aku
ak
J/cm2
(kgf·m/cm2)
具有U型缺口的规定式样，在冲击实验中被冲断时所消耗的功与端口处断面面积之比
断口形貌
转变温度
材料的机械性能指标
材料的机械性能指标
材料的机械性能指标包括以下几个方面：
1. 强度：指材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度指标有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
2. 韧性：指材料在受力下发生塑性变形的能力。
韧性高的材料可以承受更大的能量吸收和变形，不容易发生断裂。
3. 脆性：相对于韧性，指材料在受力下发生断裂的能力。
脆性高的材料容易发生断裂，不具有塑性变形的能力，容易产生裂纹。
4. 硬度：指材料的抵抗划痕或压入的能力。
硬度高的材料不容易被刮擦或变形，常用于制作耐磨部件。
5. 弹性模量：也称为杨氏模量，表示材料在受力下的变形程度。
弹性模量越大，材料越难变形。
6. 疲劳寿命：指材料在循环受力下能够承受的循环次数。
疲劳寿命长的材料具有较好的耐久性。
7. 确定性与可靠性：指材料的性能在不同条件下的稳定性和一致性。
材料的性能应保持较高的确定性和较好的可靠性。
机械设计常用数据
机械设计常用数据一、引言机械设计是指根据机械工程的原理和方法，对机械产品进行设计和开发的过程。
在机械设计过程中，需要使用一些常用数据来进行计算和分析，以确保设计的准确性和可靠性。
本文将介绍一些机械设计中常用的数据，包括材料性能数据、标准尺寸数据、摩擦系数数据和安全系数数据。
二、材料性能数据1. 强度指标：材料的强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力。
常用的强度指标包括屈服强度、抗拉强度和抗压强度。
- 屈服强度：材料在受到一定应力后开始发生塑性变形的应力值。
- 抗拉强度：材料在拉伸过程中能够承受的最大应力值。
- 抗压强度：材料在受到压缩力作用时能够承受的最大应力值。
2. 韧性指标：材料的韧性是指材料在受到外部力作用下发生塑性变形的能力。
常用的韧性指标包括断裂韧性和冲击韧性。
- 断裂韧性：材料在断裂前能够吸收的能量。
- 冲击韧性：材料在受到冲击载荷时能够吸收的能量。
3. 硬度指标：材料的硬度是指材料抵抗划伤或穿透的能力。
常用的硬度指标包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
三、标准尺寸数据在机械设计中，需要使用一些标准尺寸数据来确定零件的尺寸和配合。
常用的标准尺寸数据包括螺纹尺寸、键槽尺寸和轴承尺寸等。
1. 螺纹尺寸：螺纹是机械设计中常用的连接方式之一。
常用的螺纹尺寸包括螺纹直径、螺距和牙型等。
2. 键槽尺寸：键槽是用于连接轴和轴套的一种连接方式。
常用的键槽尺寸包括键宽、键深和键长等。
3. 轴承尺寸：轴承是机械设计中常用的零件之一。
常用的轴承尺寸包括内径、外径和宽度等。
四、摩擦系数数据在机械设计中，摩擦是一个重要的考虑因素。
摩擦系数是用来描述两个物体之间摩擦阻力大小的数据。
常用的摩擦系数数据包括静摩擦系数和动摩擦系数。
1. 静摩擦系数：两个物体之间没有相对运动时的摩擦系数。
2. 动摩擦系数：两个物体之间有相对运动时的摩擦系数。
摩擦系数的大小与材料表面的光滑程度、润滑情况以及压力等因素有关。
五、安全系数数据在机械设计中，为了保证设计的可靠性和安全性，常常需要考虑安全系数。
金属材料机械性能的指标及意义
金属材料机械性能的指标及意义材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。
锅炉、压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括：强度、硬度、塑性和韧性等。
（1）强度强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。
强度指标是设计中决定许用应力的重要依据，常用的强度指标有屈服强度σs或σ0.2（国外用re表示）和抗拉强度σb（国外用rm表示），高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σd。
（2）塑性塑性就是指金属材料在脱落前出现塑性变形的能力。
塑性指标包含：伸长率δ，即为试样折断后的相对弯曲量；断面收缩率ψ，即为试样折断后，折断处横截面内积的相对增大量；冷弯（角）α，即为试件被伸展至受到拉面发生第一条裂纹时所测出的角度。
（3）韧性韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。
韧性常用冲击功ａk和冲击韧性值αk表示。
αk值或αk值除反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一些缺陷很敏感，能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。
而且ａk对材料的脆性转化情况十分敏感，低温冲击试验能检验钢的冷脆性。
则表示材料韧性的一个代莱指标就是断裂韧性δ，它就是充分反映材料对裂纹拓展的抵抗能力。
（4）硬度硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。
硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。
最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度（hb）、洛氏硬度（hra、hrb、hrc）、维氏硬度（hv），其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。
而肖氏硬度（hs）则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。
因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。
在断裂力学基础上创建出来的材料抵抗裂纹拓展脱落的韧性性能称作断裂韧性。
（kic,gic）常用的35crmo在850℃油淬，550℃回火后，机械性能如下：σb≥980mpa；σs≥835mpa；δ5≥12%；ψ≥45%；ak≥63j；而高级优质的35crmoa的性能应该更加优良稳定。
机械工程材料性能
机械工程材料性能机械工程材料的性能是衡量其质量和可靠性的重要指标之一。
材料的性能直接影响到机械部件的耐久性、强度、刚度以及其它功能特性。
本文将探讨几种常见的机械工程材料的性能特点。
1. 金属材料性能金属材料是机械工程中最常用的材料之一。
金属的力学性能取决于其晶体结构和原子间的结合方式。
其中，强度是衡量金属材料机械性能的重要指标之一。
强度可以分为屈服强度、抗拉强度和断裂强度等。
此外，硬度、韧性、延展性、疲劳强度和冲击强度等也是评估金属材料性能的关键因素。
2. 高分子材料性能高分子材料是指由大量分子聚合形成的材料，比如塑料和橡胶。
高分子材料具有低密度、良好的可加工性和优异的电绝缘性能等特点。
然而，高分子材料的机械性能较差，其强度和硬度通常较低。
对于特定的应用，可以采用改性材料或增强材料来提高高分子材料的性能。
3. 陶瓷材料性能陶瓷材料通常具有高硬度、高熔点和良好的耐磨性。
然而，陶瓷材料的韧性和抗冲击性较差。
陶瓷材料主要应用于高温、高压和摩擦磨损严重的环境中，比如航空航天领域和化学工业。
4. 复合材料性能复合材料是指由两种或以上的材料相互组合形成新材料。
复合材料的性能综合了各种组成材料的优点，同时弥补其缺点。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料和颗粒增强复合材料等。
纤维增强复合材料通常具有高强度、高模量和低密度的特点，广泛用于航空、汽车和体育器材等领域。
总结：机械工程材料的性能是衡量其质量和可靠性的重要指标。
金属材料具有良好的力学性能；高分子材料具有良好的可加工性和电绝缘性能；陶瓷材料具有高耐磨性和高温特性；复合材料综合了不同材料的优点。
了解不同材料的性能特点，有助于选择合适的材料用于机械工程领域，提高机械部件的可靠性和性能。
工程材料的机械性能
工程材料的机械性能
工程材料的机械性能是指材料在受外力作用下发生变形和破坏的能力，包括强度、韧性、硬度、塑性等指标。
这些机械性能直接影响着材料在工程中的使用寿命和安全性。
强度是材料承受外力时抵抗变形和破坏的能力，指的是单位面积受力的大小。
强度一般分为拉伸强度、压缩强度、剪切强度和弯曲强度。
其中拉伸强度指材料在拉伸作用下破坏前承受的最大拉应力，压缩强度指材料在受压作用下破坏前承受的最大压应力，剪切强度指材料在受剪作用下破坏前承受的最大剪应力，而弯曲强度指材料在受双向弯曲作用下破坏前承受的最大应力。
韧性是材料在承受外力作用下能够吸收能量的能力，是材料的抗断裂性能。
材料的韧性与其延伸、弯曲或挤压过程中的能量吸收有关。
高韧性材料具有较大的吸收能量能力，有利于承受冲击等突发性载荷的情况。
硬度指材料抵抗局部剪切和定位移动的能力，是材料的抗掉落性能和耐磨性的指标。
硬度随着材料的结晶度、淬火方式、温度、压力和纯度的变化而变化。
硬度大的材料抗大变形、变形发展缓慢，抗表面压痕和磨损，但易于破裂。
塑性是指材料在受力作用下发生塑性变形的能力，是材料的变形能力指标。
塑性能力越强，变形能力越大，材料越容易在外力作用下发生形变，具有良好的延展性、压缩性和锻造性。
在一些需求变形后恢复原状的场合，如弹簧、节能缓冲器、橡胶等方面，塑性是非常重要的性能指标。
综上所述，工程材料的机械性能是材料在应用过程中不可或缺的属性之一，它们直接影响着材料的使用范围和工程效果，不同的工程应用需要的机械性能指标也有所不同。
对材料机械性能的研究和改进，可以提高材料的可靠性、效率和经济性。
钢材的物理力学性能和机械性能表
钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.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 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.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。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
钢材的机械性能
机械性能-含义
机械性能是金属材料的常用指标的一个集合。
在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。
金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。
金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。
金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。
外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材
料要求的机械性能也将不同。
常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
下面将分别讨论各种机械性能。
常说的机械性能主要有：弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度和断裂韧性等。
机械性能-相关概念
弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。
塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破华的能力。
刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。
疲劳强度：当金属材料在无数次重复活交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。
断裂韧性：用来反映材料抵抗裂纹失稳扩张能力的性能指标。
机械性能-相关应用
通常说一种金属机械性能不好，是指它易折，易断，或者没有良好的打磨延展性。
一般纯金属的机械强度。
材料的机械性能
材料的机械性能
材料的机械性能是指材料在受力作用下的表现，包括强度、韧性、硬度、刚性和延展性等。
首先是材料的强度。
强度是材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
抗拉强度是材料在拉伸作用下的强度，抗压强度是材料在受压作用下的强度，而抗剪强度是材料在受剪切作用下的强度。
强度高的材料具有抵抗外力破坏的能力强。
其次是材料的韧性。
韧性是指材料能够在受力作用下发生塑性变形而不破坏的能力。
韧性高的材料能够吸收大量的能量，并且在一定程度上具有延展性。
常见的韧性指标包括断裂伸长率和冲击韧性。
第三是材料的硬度。
硬度是指材料抵抗表面凹陷或切削的能力。
硬度高的材料能够抵抗外界颗粒的刮擦或其他物体的切削。
常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
第四是材料的刚性。
刚性是指材料在受力作用下不发生塑性变形的能力。
刚性高的材料不容易变形，能够保持原有的外形。
刚性通常由材料的弹性模量来衡量，弹性模量越高，材料的刚性越大。
最后是材料的延展性。
延展性是指材料在受力作用下发生塑性变形的能力，即能够拉伸成细丝或薄片的能力。
高延展性的材料能够在受外力拉伸的过程中产生大变形而不破裂。
综上所述，材料的机械性能包括强度、韧性、硬度、刚性和延展性等方面。
不同材料的机械性能不同，根据具体的使用要求和应力情况选择合适的材料可以确保产品的可靠性和使用寿命。
刚度,强度,硬度
刚度、强度和硬度都是材料的力学性能（或称机械性能）指标。
弹性变形——当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
塑性变形——当外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
韧性-------金属在断裂前吸收变形能量的能力称为韧性。
toughnesstoughness is the ability of a material to absorb energy and plastically deform without fracturing..flaw tolerance刚度——金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度——金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
Strengthability to withstand an applied stress without failure硬度——金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
Stiffness or hardness or rigidStiffness is the rigidity of an object —the extent to which it resists deformation in三者之间没有必然的联系，不过，硬度是一项综合力学性能指标，一般：硬度高的材料，其强度也高。
金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。
强度是机械零部件首先应满足的基本要求。
机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。
强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。
2a12铝合金机械参数
2a12铝合金机械参数
2A12铝合金是一种常用的铝合金材料，具有优异的机械性能。
它的机械参数包括强度、塑性和硬度等指标。
2A12铝合金具有较高的强度。
它的屈服强度为≥310MPa，抗拉强度为≥485MPa。
这意味着2A12铝合金在受力时能够承受较大的荷载，具有较好的抗拉伸性能。
2A12铝合金具有良好的塑性。
它的延伸率为≥10%，表明在受力时能够发生较大的塑性变形而不易断裂。
这使得2A12铝合金在加工过程中具有较好的可塑性，可以通过冷加工、热加工等方式进行成型。
2A12铝合金还具有一定的硬度。
它的硬度为≥110HB，表明它具有一定的抗刮擦性能和抗磨损性能。
这使得2A12铝合金在使用过程中能够更好地抵抗表面的磨损和损伤。
2A12铝合金具有较高的强度、良好的塑性和一定的硬度。
它在航空、航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。
随着科学技术的不断进步，人们对2A12铝合金的研究和应用也在不断深入，相信它将为各行各业带来更多的机遇和挑战。
材料的机械性能
材料的机械性能材料的机械性能是指材料在外力作用下的表现和响应能力。
它是评价材料在机械应用中的性能的重要指标，影响着材料在各种工程领域的应用。
强度和韧性在材料的机械性能中，强度和韧性是两个重要的指标。
强度指的是材料抵抗外力破坏的能力，常用的强度指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
韧性那么是指材料在外力作用下产生塑性变形的能力。
常用的韧性指标有断裂韧性、冲击韧性等。
屈服强度和抗拉强度屈服强度是指材料在受到拉伸或压缩时，开始发生塑性变形的应力值。
它是材料能够承受的最大应力，并且保持永久性变形的临界点。
而抗拉强度那么是材料在拉伸过程中能够承受的最大应力值。
抗压强度抗压强度是指材料在受到压缩力作用时的承载能力。
它是评价材料在承受压力时的稳定性和强度的重要指标。
断裂韧性断裂韧性是指材料在外力作用下，在断裂之前所能吸收的能量。
这个能量是用来克服材料内部的缺陷和割裂等破坏过程所需的。
韧性高的材料在受到外力时能够更好地抵抗破坏，具有较好的耐用性。
冲击韧性冲击韧性是指材料在受到冲击载荷时抵抗断裂的能力。
冲击韧性是材料承受冲击力后，经过弯曲、撞击等复杂变形后，能够阻止断裂的能力。
对于脆性材料，冲击韧性较低，而对于韧性材料，冲击韧性较高。
材料的硬度是指材料抵抗外部压强和划痕的能力，可以反映材料的抗压性能和耐磨性能。
硬度测试方法有多种，如洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等。
硬度测试可以有效评估材料的机械性能。
刚度和弹性模量刚度是指材料在外力作用下的变形和形状改变的抵抗能力。
弹性模量那么是指材料在受力时产生的应变和应力之间的比值。
刚度和弹性模量可以反映材料的弹性变形能力和恢复能力。
疲劳性能疲劳性能是指材料在循环载荷下的耐久性能。
材料在长期受到交变应力和应变的作用下，会逐渐发生疲劳破坏。
疲劳性能的好坏影响着材料在长期使用中的可靠性。
材料的机械性能是评估和选择材料的重要指标，关系到材料在各种工程领域的应用。
强度、韧性、硬度、刚度、疲劳性能等是评价材料机械性能的主要指标。
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低温回火： 温度为150~250℃。可减 小钢件的内应力，使韧性有所改善，同时 保持高的硬度和强度。低温回火适用于要 求硬度高、耐磨性好的零件，如刀具、量 具、冷冲模、滚动轴承等。 中温回火： 温度为350~500℃，可显 著减小钢件淬火后的内应力，提高弹性， 适用于弹簧。
高温回火： 温度为500~650℃，可消 除内应力，使钢件获得较好的韧性与较高 的强度，亦即通常所说的获得良好的综合 力学性能。钢的这种淬火并高温回火的工 艺又称为调质。调质处理适用于中碳钢和 中碳合金钢制造的且要求具有良好综合力 学性能的零件，如轴、螺栓、连杆、曲轴 等。
1.2.2.2
钢的表面热处理
有些机构零件如齿轮、活塞销、凸轮轴等， 在工作时表面易磨损，整体又受较大的动负荷。 这些零件的表面应具备高的硬度和耐磨性，心 部应有足够的强度和韧性。采用普通热处理难 以使钢件兼顾到这样表里不一致的性能要求， 钢的表面热处理却能解决这个问题。
表面淬火：表面淬火是对钢件快速加热，在热量 来不及传到心部的情况下，表面温度就升到临 界以上，产生奥氏体组织。随即快速冷却，使 表面获得马氏体组织，从而提高表面硬度和耐 磨性，钢件心部仍保持原来的组织和性能。
1.2.1.3 工程机械常用钢
工程机械大都以泥沙、岩石为作业对象，工作 环境恶劣，在作业中承受较大的冲击载荷和强烈磨 料磨损。因此，工程机械用材要求具有耐疲劳性能、 耐磨性、耐冲击性、低温韧性、耐腐蚀性和良好的 可焊性。大部分材料采用碳钢和低合金钢，如Q235， 16Mn，20CrMnTi，30CrMnSi 等，其中高强度低合 金钢，以其高强度，延伸性、耐磨性、低温韧性和 可焊性良好而得到越来越广泛的应用。在节省材料， 减轻自重，提高耐磨性方面起到很好的作用。如美 国卡特皮勒公司992B装载机铲斗选用的低合金钢屈 服强度达到990MPa。
汽车起重机吊臂，使起重机金属结构自重降低40%.
铝合金的可焊性较差，弹性模数小（只有钢的三分之一）， 线膨胀系数高，疲劳强度低，价格昂贵。
1.3.2 铜及铜合金
1. 纯铜
纯铜呈红色，又称紫铜，密度为8.9g/cm3， 熔点为1083℃，具有优良的导电性和导热性； 化学性质较稳定，有一定耐腐蚀性，塑性好 （δ=40%~50%），但强度低（230~250MPa）。纯 铜不宜用作结构材料，主要用于制造导电器 材和配制各种合金。
HRA
120º 圆 锥 金 刚 石
硬质合金、钢的表面 硬化层
HRB
ø1.588mm钢球
100
25——100
退火钢、铜合金等
HRC
120º 圆 锥 金 刚 石
1Байду номын сангаас0
20——67
经淬火、回火的钢片
1.1.4 钢材的可焊性
工程机械结构大多为焊接结构，钢材的可焊性是 衡量钢材焊接工艺好坏的指标。人们通常用焊缝及其 相邻的基本金属的抗裂性和使用性能来说明材料可焊 性的优劣。 碳素结构钢的可焊性，可以粗略地用碳当量来表示， 当碳当量<0.45%时，则认为钢材的可焊性良好。
2 洛氏硬度
洛氏硬度也是一种压入式硬度试验法，以压 痕深度来衡量材料的硬度。 洛氏硬度的优点是压痕小，测试简便迅速， 特别适合在生产现场测试零件硬度，但其测 量准确性不及布氏硬度。
表1.1-1 常用洛氏硬度标尺及适用范围
标尺 压头 载荷（ kgf ） 硬 度 值 有 效 范 围 60 60——85 适用范围
1.4 其它工程材料
1.4 高分子聚合物材料 聚合物是以石油、天然气、煤及动植物等 为原料，用化学方法提炼、合成，生产出的材料。 由于其分子量很大，所以又称为高分子聚合物材 料，简称高聚物。高聚物可分为塑料和橡胶两大 类。
1.4.1 塑料
相对于橡胶而言，塑料是在常温下具有较高强 度和刚性的高聚合物材料。 按照应用范围，塑料可分为通用塑料和工程塑 料两大类。 通用塑料是指产量大、价格低、应用广泛的塑 料。 有聚乙 烯、聚氯乙烯、聚苯烯、聚丙烯、酚 醛和氨基塑料六大品种。 工程塑料是指具有优良性能的塑料。 主要用于 电器、机械、化工等工业部门。工程塑料一般具有 较高的强度、耐热性、尺寸稳定性和抗老化性。
此外还有化学热处理：渗碳、渗氮、渗硼、 渗铝和渗铬等 ，以改变表面的化学成分，从而 改变表层的组织和性能 。
1.2.3 型材及应用特点
由钢材轧制成的钢板和型钢是制造工程机械最基本 的元件。 钢板有厚钢板和薄钢板，制造支撑板、盖板和封板； 型钢包括等边角钢、不等边角钢、槽钢、普通工字钢、 槽钢等。角钢多用作承受轴向力杆件和支撑杆件，槽 钢和工字钢主要用于承受横向弯曲的杆件，钢管由于 截面对称，截面积分布合理，是中心受压杆件的理想 截面。
较长的使用寿命。
热处理的方法很多，不同的热处理工艺，主要在
于加热温度高低、保温时间长短和冷却速度快慢的
不同。
热处理可分为普通热处理工艺和表面热处理。
1.2.2.1钢的普通热处理 钢的普通热处理工艺是生产中应用最普通的 热处理工艺，包括退火、正火、淬火与回火四种。
（1）退火 退火是把钢加热到临界点以上某 一温度保温后缓慢冷却的热处理工艺。对 钢进行退火的目的是：降低硬度以便切削 加工；提高塑性、韧性以便于进行变形加 工（冷冲压及冷拔等）；消除内应力；改 善某些不良组织。
1.4.2 橡胶
橡胶是在常温下具有很高弹性的高聚物材料。 橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。 橡胶的主要性能特点是弹性很好，受力时能产 生100%~1000%的弹性变性；此外还具有 很好的耐磨性、气密性、耐蚀性和电绝缘性。 常用于制造轮胎、电缆绝缘层、气体和液体 的输送管道及容器、弹性元件、减震元件、 密封元件等。
（2）正火 正火是将钢加热到完全奥氏 体状态，然后从炉中取出，在空气中冷却 的热处理工艺。正火主要用于改善中、低 碳钢的可切削性，消除某些钢中的不良组 织。一些性能要求不高的中碳钢零件，也 可以在正火后使用，而不必淬火、回火。
（3）淬火 淬火是将钢件加热到临界点以 上并保温一段时间，然后快速冷印，使奥 氏体转变为马氏体的热处理工艺。为了获 得足够快的冷却速度，淬火时通常是将钢 件臵于水或油中冷却。由于马氏体具有高 硬度（高碳马氏体）或高强度（低碳马氏 体），所以淬火是使钢强化最有效、最重 要的方法之一。
2.铜合金
铜合金按照化学成分及外观色泽的特点分为 黄铜、青铜和白铜三大类。机械工程上常用的是 黄铜和青铜。 黄铜的机械性能、抗腐蚀性和工艺性能都比 较好，并有美观的金黄色光泽，价格较纯铜和其 他铜合金便宜，因此是应用较广泛的铜合金。 青铜的弹性、耐磨性及耐蚀性优于黄铜。可 用来制造弹性、耐磨性、耐蚀性更高的零件。
1.3.1.2 铝合金
在铝中加入铜、镁、锰和硅等元素制成的铝合金，强度较
纯铝有大幅度提高，成为重要的结构材料。铝合金具有容重小
（26500-2800N/m3），强度不比其他钢材低，低温冲击韧性好， 耐腐蚀强等优点，在工程机械金属结构中是一种有发展前途的 材料，可以制成重量轻又承受较高负荷的零件。如飞行器外壳。 所以铝合金是一种重要的航空结构材料。国外采用铝合金制造
3、应变超过屈服界阶段之后，钢由于应变硬化， 应力—应变曲线开始上升，但应力与应变之间不 再呈线性关系，而应变增加较快，最后达到曲线 的最高点，材料出现颈缩而破坏，称极限强度 σb 。
1.1.2 钢材的塑性和韧性
钢材的塑性用静力拉伸试验中的延伸率和载面收 缩率来衡量。 延伸率：试件总伸长量与原标距之比。
1.3 有色金属材料
有色金属是指除钢铁（黑色金属）以外的其他金属。 有色金属具有某些特殊的性能，如耐磨性，耐蚀性， 导电性，导热性等，所以也是工业上的重要材料。常 用的有铝、铜、镁、钛及其合金。但有色金属一般价 格昂贵，只有在需满足某些特殊性能要求时才采用。
1.3.1
铝及铝合金
1.3.1.1 纯铝 纯铝呈白色，密度小（2.7g/cm3）熔点 低（865℃），导电性和导热性仅次于银和铜，在大气 中有良好的抗腐蚀性。
按化学成份分类
碳素钢
低碳钢（含碳量<0.25%） 中碳钢（含碳量=0.25%～0.60%） 高碳钢（含碳量>0.60%）
低合金钢 （合金元素总量<5% ） 中合金钢 （合金元素总量=5%～10%） 高合金钢 （合金元素总量>10%
合金钢
1.2.1.2 铸铁及分类
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，在常用的 铸铁中，硅也是一种重要元素。 灰口铸铁一般含有2.8%-3.8%的碳，1.0%3.0%的硅，组织中存在片状石墨。灰口铸铁的强 度、塑性和韧性都较低，但有良好的铸造性、吸震 性和可切削性且成本低廉。制造箱体。 球墨铸铁组织中存在球状石墨，力学性能明显优 于灰口铸铁，与钢接近。但铸造性能不及灰口铸铁， 成本也稍高。制造曲轴、连杆等机械零件 。
1.2.2
钢的热处理
钢的热处理是将钢在固态下进行加 热、保温和冷却，使钢得到预期的组织 和性能的工艺方法。钢在进行加热或冷 却的过程中，内部组织将发生变化，机 械性能发生变化。但不改变其形状和尺 寸。
热处理在机械零件制造中占有重要的地位。例如， 钢件毛坯在切削加工之前，可以通过热处理降低其 硬度，以便于切削，加工成零件之后，又可通过热 处理提高力学性能，使零件具有良好的使用性能和
1
材料的机械性能指 标与常用工程材料
工程机械的机构零件、金属结构、连接件 均由黑色金属、有色金属和非金属等材料加工制 成，设计工程机械时，应考虑材料的机械性能和 使用要求合理选择材料。
1.1
材料主要机械性能
材料主要机械性能指标有强度（抗拉强度、屈服强 度）、塑性、韧性、硬度和可焊性。
1.1.1 强度（抗拉强度、屈服强度）
延伸率是说明钢材塑性的指标，延伸率大则钢的塑性
好，加工容易，承载时虽出现较大变形而并不破坏。
钢材的韧性表征材料破坏前吸收机械能量的能力。