材料力学名词解释(1)教学提纲
材料力学的名词解释

荷载强度定义1:材料或结构在不同的环境条件下承受外载荷的能力。
定义2:材料在经受外力或其他作用时抵抗破坏的能力。
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。
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。
刚度定义1:作用在弹性元件上的力或力矩的增量与相应的位移或角位移的增量之比。
定义2:结构或构件抵抗弹性变形的能力,用产生单位应变所需的力或力矩来量度。
稳定性定义4:结构或构件受力后保持原有稳定平衡状态的能力。
定义5:保持原有直线形式平衡的能力。
轴向轴向通常是针对圆柱体类物体而言,就是圆柱体旋转中心轴的方向,即与中心轴共同的方向。
“径向”垂直于“轴向”,即圆柱体端面圆的半径或直径方向。
径向与轴向空间垂直。
物理中分析物体受力或运动时也会用到这个概念。
横截面横截面定义为垂直于梁的轴向的截面形状。
纵向工程上如果没有特殊约定的话,则较长的的方向称为纵向,较短的方向为横向,这个说法也可以这么理解来和生活上的说法统一,将较长边立起来,则较长边即上下方向(纵向)。
体力定义:也称体积力,作用于构件内部所有质点上的力(如重力、惯性力)。
面力定义:也称表面力,作用于构件表面的力(如风力、雪载荷)。
分布力定义:连续分布于构件某一范围内的力,由于材料力学的研究对象主要是杆件,因此常将体力和面力简化为沿杆轴线分布的力,简称分布力,并用小写字母p、q等表示。
分布力集度定义:以每单位长度上分布力合力的大小表示其作用的强弱程度,常用单位是牛顿/米(N/m)。
集中力定义:作用于构件某点处的力,常用大写字母P、Q等表示,常用单位是牛顿(N)。
内力因受载荷作用而新增加的内力称为附加内力,附加内力将随载荷增加而增大,由于材料性能所限,附加内力到达一定限度时构件即发生破坏。
可见附加内力与构件的强度、刚度和稳定性密切相关,因此材料力学只研究附加内力,并把它简称为内力。
应力材料力学中通常把总应力p分解成垂直于截面的正应力和切于截面的剪应力。
材料力学--名词解释与简答题及答案

材料力学—名词解释与简答题及答案一、名词解释1.强度极限:材料σ-ε曲线最高点对应的应力,也是试件断裂前的最大应力。
2.弹性变形:随着外力被撤消后而完全消失的变形。
3..塑性变形:外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。
4..延伸率:δ=(l1-l)/l×100%,l为原标距长度,l1为断裂后标距长度。
5.断面收缩率:Ψ=(A-A1)/A×100%,A为试件原面积,A1为试件断口处面积。
6.工作应力:杆件在载荷作用下的实际应力。
7.许用应力:各种材料本身所能安全承受的最大应力。
8.安全系数:材料的极限应力与许用应力之比。
9.正应力:沿杆的轴线方向,即轴向应力。
10.剪应力:剪切面上单位面积的内力,方向沿着剪切面。
11.挤压应力:挤压力在局部接触面上引起的压应力。
12.力矩:力与力臂的乘积称为力对点之矩,简称力矩。
13.力偶:大小相等,方向相反,作用线互相平行的一对力,称为力偶14.内力:杆件受外力后,构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。
15.轴力:横截面上的内力,其作用线沿杆件轴线。
16.应力:单位面积上的内力。
17..应变:ε=Δl/l,亦称相对变形,Δl为伸长(或缩短),l为原长。
18.合力投影定理:合力在坐标轴上的投影,等于平面汇交力系中各力在坐标轴上投影的代数和。
19.强度:构件抵抗破坏的能力。
20.刚度:构件抵抗弹性变形的能力。
21.稳定性:受压细长直杆,在载荷作用下保持其原有直线平衡状态的能力。
22.虎克定律:在轴向拉伸(或压缩)时,当杆横截面上的应力不超过某一限度时,杆的伸长(或缩短)Δl与轴力N及杆长l成正比,与横截面积A成正比。
22.拉(压)杆的强度条件:拉(压)杆的实际工作应力必须小于或等于材料的许用应力。
23.剪切强度条件:为了保证受剪构件在工作时不被剪断,必须使构件剪切面上的工作应力小于或等于材料的许用剪应力。
24.挤压强度条件:为了保证构件局部受挤压处的安全,挤压应力小于或等于材料的许用挤压应力。
材料力学名词解释(1)教学文案
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材料力学名词解释(1)名词解释第一章:1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。
3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。
8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。
11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等13.弹性极限:式样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。
14.静力韧度:金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功。
15.正断型断裂:断裂面取向垂直于最大正应力的断裂。
材料力学教学大纲(48学时)
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《材料力学》教学大纲制订单位:机械工程学院安全工程系执笔人:李晋一、课程基本信息1.课程中文名称:材料力学2.课程英文名称:Mechanics of materials3.适用专业:非金属材料专业4.总学时:48学时(其中理论40学时,实验8学时)5.总学分:3学分二、本课程在教学计划中的地位、作用与任务本课程是非金属材料管理专业的一门专业基础课,通过本门课程的学习,可以使学生掌握基本受力构件的强度、刚度和稳定性控制方法,从而为工程项目决策提供基本技术手段。
三、理论教学内容与教学基本要求(40学时)1、第一章绪论(2学时)材料力学的任务。
变形固体的基本假设。
外力及其分类。
内力、截面法和应力的概念。
变形与应变。
杆件变形的基本形式。
2、第二章拉伸、压缩与剪切(4学时)轴向拉伸与压缩的概念与实例。
轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力。
直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力。
材料在拉伸时的力学性能。
材料在压缩时的力学性能。
失效、安全系数和强度计算。
轴向拉伸或压缩时的变形。
轴向拉伸或压缩时的变形能。
拉伸、压缩静不定问题。
3、第三章扭转(4学时)扭转的概念与实例。
外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图。
纯剪切。
圆轴扭转时的应力。
圆轴扭转时的变形。
4、第四章弯曲内力(4学时)弯曲的概念与实例。
受弯杆件的简化。
剪力和弯矩。
剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图。
载荷集度、剪力和弯矩间的关系。
5、第五章弯曲应力(4学时)纯弯曲。
纯弯曲时的正应力。
横力弯曲时的正应力。
弯曲剪应力。
提高弯曲强度的措施。
6、第六章弯曲变形(6学时)工程中的弯曲变形问题。
挠曲线的微分方程。
用积分法求弯曲变形。
用叠加法求弯曲变形。
简单静不定梁。
提高弯曲刚度的一些措施。
7、第七章应力状态和强度理论(6学时)应力状态概述。
两向和三向应力状态的实例。
两向应力状态分析—解析法。
两向应力状态分析—图解法。
三向应力状态。
广义虎克定律。
强度理论概述。
四种常用强度理论。
8、第八章组合变形(6学时)组合变形和叠加原理。
材料力学名词解释
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材料力学名词解释塑性材料:拉伸断裂前,即发生强性变形也发生不可逆塑性变形。
脆性材料:拉伸断裂前,不产生塑性变形,只发生弹性变形。
滞弹性:滞弹性就是在外加载荷作用下,应变落后于应力的现象。
内耗:是指材料在弹性范围内由于其内部各种微观因素的原因致使机械性能逐渐转化为材料内能的现象。
循环韧性:表示材料吸收不可逆变形功的能力,故又称消振性。
包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余应力降低的现象。
颈缩:是韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象,它是应变硬化与截面减小共同作用的结果。
6应力集中系数和缺口敏感度?答:应力集中系数Kt定义为缺口静截面上的最大应力σmax与平均应力σ之比。
Kt表示缺口引起的应力集中程度,与材料性质无关,只决定于缺口几何形状。
缺口敏感度:金属材料的缺口敏感性指标用缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值来表示,称为缺口敏感度,记为NSR。
金属硬度:指金属表面上的不大体积内抵抗变形或破裂的能力。
冲击载荷:指加载速度很快而作用时间很短的突发性载荷。
加载速度快,作用时间短的载荷。
冷脆:指材料因温度的降低导致冲击韧性急剧下降并引起脆性破坏的现象。
冲击韧性:是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
低应力脆断:在应力水平低于材料屈服极限的情况下所发生的突然断裂现象疲劳:金属机件或构件在变动应力和应变长期作用下,由于累积损伤而引起的断裂现象疲劳曲线:是疲劳应力与疲劳寿命的关系曲线,疲劳极限:是经无限次应力循环也不发生疲劳断裂,故将对应的应力称为疲劳极限。
过载损伤:对于一定的金属材料,引起过载损伤需一定的加载应力与一定的应力循环周次相配合,即在一次过载应力下,只有过载运转超过一周次后才会引起过载损伤。
过载持久值:材料在高于疲劳强度的一定应力下工作,发生疲劳断裂的应力循环周次称为材料的过载持久值,也称为有限疲劳寿命。
材料力学的名词解释

材力的任务在满足强度、刚度、稳定性的要求下,以最经济的代价为杆件确定合理的形状、尺寸,选择适宜的材料提供必要的理论设计方法。
强度杆件在外载作用下,抵抗断裂或迫害的能力。
如钢轴的屈服或断裂等。
刚度杆件在外载作用下,抵抗弹性变形的能力。
稳定性杆件在压力外载作用下,保持其原有平衡状态的能力。
变形固体,小变形在外力作用下,一切固体都会发生变形。
材料力学主要研究小变形杆件。
关于材料的基本假定材料力学对工程材料作理想化的简化,假定(1)连续性假定:物体的结构是密实、无空隙的,因而其力学性能是连续的。
(2)均匀性假定:物体内各点材料均匀分布,其力学性能是均匀一致的。
(3)各向同性假定:物体内任一点处沿各个方向的力学性能都相同。
外力外部物体对杆件的作用力,包括外加载荷和约束反力。
载荷缓慢地由零增加到某一定值后,不再随时间变化,保持不变或变动很不显著,称为静载荷;载荷随时间而显著变化称为动载荷。
连续分布于物体内部各点上的力称为体积力;作用于物体表面上的力称为表面力。
内力由于构件变形,其内部各部分材料之间因相对位置发生改变,而引起相邻部分的附加相互作用力,称为内力。
内力与外加载荷的大小和约束的方式有关,求内力要用截面法。
截面法用假想截面把构件分成两部分,以显示并确定内力的方法。
其主要步骤为:(1) 切取。
在欲求内力处假想用一截面将杆件切开为两部分,取其方便计算的一部分为研究对象。
(2) 代替。
弃去部分对留下部分的作用用截面上的内力来代替。
(3) 平衡求解。
用平衡方程求解未知内力。
应力单位面积上的内力,表示某截面微面积处内力的密集程度。
设:微面积ΔA上合力为ΔR,其法向分量ΔP,面内分量ΔQ,则正应力剪应力应力的单位N/m2(Pa)或MN/m2(MPa)应变设物体内x方向线段MN长Δx变形后M'N'长Δx+Δu ,定义线应变。
设物体内xoy方向∠LMN=π/2,变形后为∠L'M'N',定义角应变或剪应变为直角的改变量应变杆件的四种基本变形(1)拉伸和压缩:由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力引起,表现为杆件长度的伸长或缩短。
材料力学--名词解释与简答题及答案
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材料力学—名词解释与简答题及答案一、名词解释1.强度极限:材料σ-ε曲线最高点对应的应力,也是试件断裂前的最大应力。
2.弹性变形:随着外力被撤消后而完全消失的变形。
3..塑性变形:外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。
4..延伸率:δ=(l1-l)/l×100%,l为原标距长度,l1为断裂后标距长度。
5.断面收缩率:Ψ=(A-A1)/A×100%,A为试件原面积,A1为试件断口处面积。
6.工作应力:杆件在载荷作用下的实际应力。
7.许用应力:各种材料本身所能安全承受的最大应力。
8.安全系数:材料的极限应力与许用应力之比。
9.正应力:沿杆的轴线方向,即轴向应力。
10.剪应力:剪切面上单位面积的内力,方向沿着剪切面。
11.挤压应力:挤压力在局部接触面上引起的压应力。
12.力矩:力与力臂的乘积称为力对点之矩,简称力矩。
13.力偶:大小相等,方向相反,作用线互相平行的一对力,称为力偶14.内力:杆件受外力后,构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。
15.轴力:横截面上的内力,其作用线沿杆件轴线。
16.应力:单位面积上的内力。
17..应变:ε=Δl/l,亦称相对变形,Δl为伸长(或缩短),l为原长。
18.合力投影定理:合力在坐标轴上的投影,等于平面汇交力系中各力在坐标轴上投影的代数和。
19.强度:构件抵抗破坏的能力。
20.刚度:构件抵抗弹性变形的能力。
21.稳定性:受压细长直杆,在载荷作用下保持其原有直线平衡状态的能力。
22.虎克定律:在轴向拉伸(或压缩)时,当杆横截面上的应力不超过某一限度时,杆的伸长(或缩短)Δl与轴力N及杆长l成正比,与横截面积A成正比。
22.拉(压)杆的强度条件:拉(压)杆的实际工作应力必须小于或等于材料的许用应力。
23.剪切强度条件:为了保证受剪构件在工作时不被剪断,必须使构件剪切面上的工作应力小于或等于材料的许用剪应力。
24.挤压强度条件:为了保证构件局部受挤压处的安全,挤压应力小于或等于材料的许用挤压应力。
材料力学课程教学大纲
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材料力学 课程教学大纲Mechanic of Materials学 时 数:64(58+6)适用专业: 土木工程(本科) 学 分 数:4.5执 笔 人: 罗强 编写日期:2010年11月一、课程的性质和目的本课程属于土木工程专业的专业基础课程。
本课程属于土木工程专业的专业基础课程。
通过本课程的学习,通过本课程的学习,使学生理解构件的强度、构件的强度、刚度和稳定性问题的基本概念、刚度和稳定性问题的基本概念、刚度和稳定性问题的基本概念、构件受力、构件受力、构件受力、变形的规律和材料的力变形的规律和材料的力学性质;学性质;掌握构件满足强度、掌握构件满足强度、掌握构件满足强度、刚度和稳定性所需的条件,刚度和稳定性所需的条件,刚度和稳定性所需的条件,为既安全又经济地设计为既安全又经济地设计构件提供必要的理论基础和科学的计算方法;构件提供必要的理论基础和科学的计算方法;提高学生的计算能力、提高学生的计算能力、初步的实验能力和解决工程实际问题的能力,为学习后续课程和进一步提高分析问题和解决问题的能力奠定必要的力学基础。
问题的能力奠定必要的力学基础。
二、课程教学环节的基本要求课堂讲授:课程以课堂讲授为主,逐步引入现代化教学手段课程以课堂讲授为主,逐步引入现代化教学手段,,通过适量的作业练习加以理解和应用。
在课堂教学中适当补充难易适中的题目作为例题。
在课堂教学中适当补充难易适中的题目作为例题。
多结合工多结合工程实例以锻炼学生解决实际问题的能力。
程实例以锻炼学生解决实际问题的能力。
作业方面:为达到课程教学基本要求,本课程要求学生在课外完成一定量的习题。
通过练习题,首先要求学生提高课程基本内容的掌握,首先要求学生提高课程基本内容的掌握,并学会应用这些原理和方并学会应用这些原理和方法解决具体问题,法解决具体问题,其次要求提高学生的计算能力、其次要求提高学生的计算能力、其次要求提高学生的计算能力、分析能力和书面表达能力。
材料力学名词解释
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材料力学名词解释弹性模量。
弹性模量是材料的一种力学性能参数,它表示了材料在受力后的变形能力。
弹性模量越大,材料的刚度就越大,即在受力后材料的形变能力越小。
常见的弹性模量有静态弹性模量、剪切模量和体积模量等。
屈服强度。
屈服强度是材料在受力后开始产生塑性变形的临界点。
当材料受到足够大的外力作用时,会超过其屈服强度,从而产生塑性变形。
屈服强度是材料抗拉或抗压的能力的体现。
断裂韧性。
断裂韧性是材料抗断裂的能力。
它表示了材料在受到外力作用下能够抵抗破裂的能力。
断裂韧性越大,材料的抗破裂能力就越强。
蠕变。
蠕变是材料在高温和大应力条件下产生的一种缓慢变形现象。
在高温环境下,材料会逐渐发生形变,这种变形叫做蠕变。
蠕变会导致材料的性能下降,因此在高温环境下需要考虑蠕变对材料性能的影响。
疲劳强度。
疲劳强度是材料在受到交替或循环加载时能够承受的最大应力。
疲劳强度是材料在交替加载下抗疲劳破坏的能力的体现。
塑性变形。
塑性变形是材料在受力后产生的不可逆变形。
当材料受到足够大的外力作用时,会发生塑性变形,即材料的形状和尺寸会发生永久性的改变。
强度。
强度是材料抵抗外力破坏的能力。
它是材料在受力下能够承受的最大应力。
强度是材料力学性能中的重要参数,直接影响着材料的使用寿命和安全性。
延展性。
延展性是材料在受力后产生的变形能力。
它表示了材料在受力后能够发生多大程度的形变。
常见的延展性指标有断面收缩率和伸长率等。
韧性。
韧性是材料在受力下能够吸收能量的能力。
它是材料抵抗断裂的能力的体现。
韧性越大,材料的抗破裂能力就越强。
总结。
材料力学中的这些名词是描述材料力学性能的重要参数,它们直接影响着材料的使用范围和性能。
了解和掌握这些名词的含义,对于材料的选择、设计和使用具有重要的意义。
在实际工程中,需要根据具体的要求和条件选择合适的材料,以确保工程的安全可靠。
材料力学知识点总结(重、难点部分)
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第一章 绪 论一、基本要求(1)了解构件强度、刚度和稳定性的概念,明确材料力学课程的主要任务。
(2)理解变形固体的基本假设、条件及其意义。
(3)明确内力的概念、初步掌握用截面法计算内力的方法。
(4)建立正应力、剪应力、线应变、角应变及单元体的基本概念。
(5)了解杆件变形的受力和变形特点。
二、重点与难点1.外力与内力的概念外力是指施加到构件上的外部载荷(包括支座反力)。
在外力作用下,构件内部两部分间的附加相互作用力称为内力。
内力是成对出现的,大小相等,方向相反,分别作用在构件的两部分上,只有把构件剖开,内力才“暴露”出来。
2.应力,正应力和剪应力在外力作用下,根据连续性假设,构件上任一截面的内力是连续分布的。
截面上任一点内力的密集程度(内力集度),称为该点的应力,用p 表示0lim A P dP p A dA→∆==∆ P ∆为微面积A ∆上的全内力。
一点处的全应力可以分解为两个应力分量。
垂直于截面的分量称为正应力,用符号σ表示;和截面相切的分量称为剪应力,用符号τ表示。
应力单位为Pa 。
1MPa=610Pa, 1GPa=910Pa 。
应力的量纲和压强的量纲相同,但是二者的物理概念不同,压强是单位面积上的外力,而应力是单位面积的内力。
3.截面法截面法是求内力的基本方法,它贯穿于“材料力学”课程的始终。
利用截面法求内力的四字口诀为:切、抛、代、平。
一切:在欲求内力的截面处,假想把构件切为两部分。
二抛:抛去一部分,留下一部分作为研究对象。
至于抛去哪一部分,视计算的简便与否而定。
三代:用内力代替抛去部分队保留部分的作用力。
一般地说,在空间问题中,内力有六个分量,合力的作用点为截面形心。
四平:原来结构在外力作用下处于平衡,则研究的保留部分在外力与内力共同作用也应平衡,可建立平衡方程,由已知外力求出各内力分量。
4.小变形条件在解决材料力学问题时的应用由于大多数材料在受力后变形比较小,即变形的数量远小于构件的原始尺寸。
(完整版)材料力学名词解释(1)
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名词解释第一章:1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。
3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。
8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。
11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等13.弹性极限:式样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。
14.静力韧度:金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功。
15.正断型断裂:断裂面取向垂直于最大正应力的断裂。
《材料力学》教学大纲
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《材料力学》教学大纲一、课程概述材料力学是一门研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性等力学性能的学科。
它是工科学生必修的专业基础课程之一,为后续的机械设计、结构力学、工程力学等课程提供必要的理论基础。
通过本课程的学习,学生应掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法,具备对工程构件进行强度、刚度和稳定性分析的能力,为今后从事工程设计和科学研究工作打下坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标掌握材料力学的基本概念,如内力、应力、应变、弹性模量、泊松比等。
理解拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等基本变形形式下的应力和应变分布规律。
掌握材料在拉伸和压缩时的力学性能,如屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
熟悉梁的弯曲理论,包括弯曲内力、弯曲应力和弯曲变形的计算方法。
了解组合变形和压杆稳定的基本概念和分析方法。
2、能力目标能够对简单的工程构件进行受力分析,绘制内力图。
能够根据材料的力学性能和构件的受力情况,进行强度、刚度和稳定性的计算和校核。
具备运用材料力学知识解决工程实际问题的能力。
培养学生的逻辑思维能力和创新能力。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和认真负责的工作作风。
提高学生的工程意识和创新意识,培养学生的团队合作精神。
三、课程内容1、绪论材料力学的任务和研究对象。
变形固体的基本假设。
内力、截面法和应力的概念。
应变的概念和线应变、切应变的计算。
2、拉伸、压缩与剪切轴向拉伸和压缩的概念。
轴向拉伸和压缩时横截面上的内力和应力计算。
材料在拉伸和压缩时的力学性能,包括低碳钢和铸铁的拉伸试验、应力应变曲线、屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
轴向拉伸和压缩时的变形计算,胡克定律。
剪切和挤压的实用计算。
3、扭转扭转的概念。
圆轴扭转时横截面上的内力——扭矩和扭矩图。
圆轴扭转时横截面上的应力计算。
圆轴扭转时的变形计算,扭转角和单位长度扭转角的计算。
扭转时的强度和刚度条件。
4、弯曲内力弯曲的概念和梁的分类。
材料力学名词解释

**弹性比功:又称弹性比能。
应变必能。
表示金属吸收弹性变形功的能力。
**滞弹性:在弹性范围内快速加载后,随时间的延长产生附加的弹性应变现象**循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力。
**包申格现象;金属材料经过预先加载产生少量属性变形,卸载后。
再固向加载,规定残余伸长,应力增加:反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
称为包申格现象。
**韧脆转变(低温脆性):实验温度低于某一温度tk时,会由韧性状态转变为脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔具体型为穿晶解理性断口状态由纤维变为结晶状。
**E(G)弹性模量:E=σ/εG= τ/ γ物理意义:抵抗弹性变形能力大小,应力和应变的比值,表面原子间结合力大小**σr规定残余伸长应力=Fr/A0在应力松弛试验中,任意时间试样上保持的应力成为。
评定材料应力松弛稳定性的指标。
**σ0.2屈服强度。
σs屈服点应变硬化指数:S=ke的n次幂,物理意义:抵抗均匀塑性变形的能力。
技术意义:对加工硬化敏感,n越大,应变硬化效益越高,根据n至选工程材料**应力状态软性系数:用金属所受的最大切应力τmax与所受的最大的正应力σmax比值表示他们的相对大小,既应力状态软性系数。
**缺口效应:由于缺口的存在,在静载荷的作用下缺口截面的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。
**缺口敏感度:用缺口式样的抗拉强度σbn与截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示**NSR:缺口敏感度。
物理意义:金属材料的缺口敏感性的指标。
技术意义:安全性力学性的指标。
值越大,缺口敏感性越小**HBW布氏硬度:压头为硬质合金或钢球,施力F,保持时间t,根据压痕直径d,球面积A,布氏硬度就是F/A**HRA HRB HRC:用ABC标尺测得的洛氏硬度,压痕深度表示单位值HR=k-h/0.02.AC为压头为圆锥角=120度的圆锥体B压头为Φ=1.588mm的淬火钢球或硬质合金球**HV维氏硬度:据单位面积所承的试验力计算硬度值HV=0.102F/A,压头:两相对面间夹角α=136度的金刚石四棱锥**比较HBW HRB低,HBW不适用小试样HRA HRC高,载荷小用HRA 大用HRC ,HV 薄**韧脆转变温度:由韧性转变为脆性的温度点tk**韧性温度储备:机件或构件的最低使用温度与脆性转变温度tk之差**Ak 冲击吸收功:表示试样变形和断裂所消耗的功。
材料力学性能复习提纲(答案)
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材料⼒学性能复习提纲(答案)⼀、名词解释弹性: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塑性:指⾦属材料断裂前发⽣塑性变形(不可逆永久变形)的能⼒。
弹性模量:单纯弹性变形过程中应⼒与应变的⽐值,表⽰材料对弹性变形的抗⼒。
(⼯程上弹性模量被称为材料的刚度,表征⾦属材料对弹性变形的抗⼒,其值越⼤,则在相同应⼒下产⽣的弹性变形就越⼩)包申格效应:⾦属材料经过预先加载产⽣少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余延伸强度(或屈服强度)增加;反向加载,规定残余延伸强度降低的现象。
滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产⽣附加弹性应变的现象。
河流花样:是判断是否为解理断裂的重要微观证据。
解理⾯:指⾦属材料在⼀定条件下(如低温),当外加正应⼒达到⼀定数值后,以极快速率沿⼀定晶体学平⾯产⽣的穿晶断裂;因与⼤理⽯的断裂相似,所以称这种晶体学平⾯为解理⾯。
断裂韧度:在弹塑性条件下,当应⼒场强度因⼦增⼤到某⼀临界值,裂纹便失稳扩展⽽导致材料断裂,这个临界或失稳扩展的应⼒场强度因⼦即断裂韧度。
韧脆转变:(体⼼⽴⽅合⾦随着温度的降低表现出从延性到脆性⾏为的转变。
该转变发⽣的温度范围可以通过摆锤式或悬臂梁式冲击实验来确定。
【材科定义】)当温度低于某⼀数值时,某些⾦属的塑性(特别是冲击韧性)会显著降低⽽呈现脆性的现象。
缺⼝敏感度:⾦属材料的缺⼝敏感性指标⽤缺⼝试样的抗拉强度σbn与等截⾯尺⼨光滑试样的抗拉强度σb的⽐值表⽰,称为缺⼝敏感度,记为NSR。
冲击韧性:指材料在冲击载荷作⽤下吸收塑性变形功和断裂功的能⼒,⽤标准试样的冲击吸收功A k表⽰。
应⼒松弛:在⾼温保证总应变不变的情况下,会发⽣应⼒随着时间延长逐渐降低的现象.该现象叫应⼒松弛。
疲劳贝纹线:贝纹线是疲劳区的最⼤特征,⼀般是由载荷变动引起的。
⾼周疲劳:指材料在低于其屈服强度的循环应⼒作⽤下,经10000-100000 以上循环次数⽽产⽣的疲劳。
材料力学性能及名词解释
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材料⼒学性能及名词解释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)。
⑵洛⽒硬度(HR)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。
它是⽤⼀个⽀持⾓120°的⾦刚⽯圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在⼀定载荷下压⼊被测材料表⾯,由压痕的深度求出材料的硬度。
材料力学性能复习提纲(答案)

一、名词解释弹性: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塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形(不可逆永久变形)的能力。
弹性模量:单纯弹性变形过程中应力与应变的比值,表示材料对弹性变形的抗力。
(工程上弹性模量被称为材料的刚度,表征金属材料对弹性变形的抗力,其值越大,则在相同应力下产生的弹性变形就越小)包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余延伸强度(或屈服强度)增加;反向加载,规定残余延伸强度降低的现象。
滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象。
河流花样:是判断是否为解理断裂的重要微观证据。
解理面:指金属材料在一定条件下(如低温),当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂;因与大理石的断裂相似,所以称这种晶体学平面为解理面。
断裂韧度:在弹塑性条件下,当应力场强度因子增大到某一临界值,裂纹便失稳扩展而导致材料断裂,这个临界或失稳扩展的应力场强度因子即断裂韧度。
韧脆转变:(体心立方合金随着温度的降低表现出从延性到脆性行为的转变。
该转变发生的温度范围可以通过摆锤式或悬臂梁式冲击实验来确定。
【材科定义】)当温度低于某一数值时,某些金属的塑性(特别是冲击韧性)会显著降低而呈现脆性的现象。
缺口敏感度:金属材料的缺口敏感性指标用缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示,称为缺口敏感度,记为NSR。
冲击韧性:指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力,用标准试样的冲击吸收功A k表示。
应力松弛:在高温保证总应变不变的情况下,会发生应力随着时间延长逐渐降低的现象.该现象叫应力松弛。
疲劳贝纹线:贝纹线是疲劳区的最大特征,一般是由载荷变动引起的。
高周疲劳:指材料在低于其屈服强度的循环应力作用下,经10000-100000 以上循环次数而产生的疲劳。
低周疲劳:材料在循环载荷作用下,疲劳寿命为102~105次的疲劳断裂称为低周疲劳。
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名词解释第一章:1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。
3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。
8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。
11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等13.弹性极限:式样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。
14.静力韧度:金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功。
15.正断型断裂:断裂面取向垂直于最大正应力的断裂。
16.切断型断裂:断裂面取向与最大切应力方向一致而与最大正应力方向约成45度的断裂17.解理断裂:沿解理面断裂的断裂方式。
第二章:1.应力状态软性系数:材料或工件所承受的最大切应力τmax和最大正应力σmax比值2.缺口效应:由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。
(1:应力集中2.使塑性材料强度增高塑性降低)3.缺口敏感度:缺口试样的抗拉强度σbn的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值,称为缺口敏感度4.缺口强化现象:在存在缺口的条件下出现了三向应力状态,并产生应力集中,试样的屈服应力比单向拉伸时高5.布氏硬度:用钢球或硬质合金球作为压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度6.洛氏硬度:采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度所表示的硬度7.维氏硬度:以两相对面夹角为136度的金刚石四棱锥作压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度8.努氏硬度:采用两个对面角不等的四棱锥金刚石压头,由试验力除以压痕投影面积得到的硬度。
9.肖氏硬度:采动载荷试验法,根据重锤回跳高度表证的金属硬度。
10.里氏硬度:采动载荷试验法,根据重锤回跳速度表证的金属硬度。
(注:各种硬度的表示和优缺点P51开始)第三章:1.冲击韧性:材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力2.冲击韧度: :U形缺口冲击吸收功除以冲击试样缺口底部截面积所得之商,称为冲击韧度,αku=Aku/S(J/cm2), 反应了材料抵抗冲击载荷的能力。
P57注释3.冲击吸收功: 缺口试样冲击弯曲试验中,摆锤冲断试样失去的位能为mgH1-mgH2。
此即为试样变形和断裂所消耗的功,称为冲击吸收功,以表示,单位为J。
4.低温脆性:体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金,特别是工程上常用的中、低强度结构钢(铁素体-珠光体钢),在试验温度低于某一温度时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。
(孙老师在最后一节课特别提到韧脆转变温度曲线,可看)5.韧性温度储备:材料使用温度和韧脆转变温度的差值,保证材料的低温服役行为。
第四章1.低应力脆断:高强度、超高强度钢的机件,中低强度钢的大型、重型机件在屈服应力以下发生的断裂。
2.张开型(Ⅰ型)裂纹:拉应力垂直作用于裂纹扩展面,裂纹沿作用力方向张开,沿裂纹面扩展的裂纹。
3.滑开型(Ⅱ型)裂纹:切应力平行作用于裂纹面,而且与裂纹面垂直,裂纹沿裂纹面平行滑开扩展。
4.撕开型(Ⅲ型)裂纹:切应力平行作用于裂纹面,而且与裂纹面平行,裂纹沿裂纹面撕开扩展。
5.应力场强度因子:在裂纹尖端区域各点的应力分量除了决定于位置外,尚与强度因子有关,对于某一确定的点,其应力分量由确定,越大,则应力场各点应力分量也越大,这样就可以表示应力场的强弱程度,称为应力场强度因子。
“I”表示I型裂纹。
6.小范围屈服:塑性区的尺寸较裂纹尺寸及净截面尺寸为小时(小一个数量级以上),这就称为小范围屈服。
7.有效屈服应力:裂纹在发生屈服时的应力。
8.有效裂纹长度:因裂纹尖端应力的分布特性,裂尖前沿产生有塑性屈服区,屈服区内松弛的应力将叠加至屈服区之外,从而使屈服区之外的应力增加,其效果相当于因裂纹长度增加ry后对裂纹尖端应力场的影响,经修正后的裂纹长度即为有效裂纹长度: a+ry。
9.裂纹扩展K判据:裂纹在受力时只要满足,就会发生脆性断裂.反之,即使存在裂纹,若也不会断裂。
10.裂纹扩展能量释放率GI(I是下标):I型裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值。
11.裂纹扩展G判据:,当GI满足上述条件时裂纹失稳扩展断裂。
12.J积分:有两种定义或表达式:一是线积分:二是形变功率差。
13.裂纹扩展J判据:,只要满足上述条件,裂纹(或构件)就会断裂。
14.COD:裂纹张开位移。
15.COD判据:,当满足上述条件时,裂纹开始扩展。
第五章1.变动载荷:载荷大小,甚至方向均虽时间变化的载荷2.应力幅σa:σa=1/2(σmax-σmin)3.平均应力σm:σm=1/2(σmax+σmin)4.应力比r:r=σmin/σmax5.疲劳:金属机件或构件在变动应力和应变长期作用下,由于累积损伤而引起的断裂现象。
6.疲劳源:是疲劳裂纹萌生的策源地,一般在机件表面常和缺口,裂纹,刀痕,蚀坑相连。
7.疲劳区:疲劳裂纹亚稳扩展所形成的断口区域。
8.瞬断区:裂纹最后失稳快速扩展所形成的断口区域。
9.疲劳极限:经无限次应力循环10.疲劳贝纹线:是疲劳区的最大特征,一般认为它是由载荷变动引起的,是裂纹前沿线留下的弧状台阶痕迹。
11.疲劳条带:疲劳裂纹扩展的第二阶段的断口特征是具有略程弯曲并相互平行的沟槽花12.样,称为疲劳条带(疲劳辉纹,疲劳条纹)13.驻留滑移带:用电解抛光的方法很难将已产生的表面循环滑移带去除,当对式样重新循环加载时,则循环滑移带又会在原处再现,这种永留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带。
14.ΔK:材料的疲劳裂纹扩展速率不仅与应力水平有关,而且与当时的裂纹尺寸有关。
ΔK是由应力范围Δσ和a复合为应力强度因子范围,ΔK=Kmax-Kmin=Yσmax√a-Yσmin√a=YΔσ√a.da/dN:疲劳裂纹扩展速率,即每循环一次裂纹扩展的距离。
15.疲劳寿命:试样在交变循环应力或应变作用下直至发生破坏前所经受应力或应变的循环次数16过载损伤:金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后,其疲劳极限或疲劳寿命减小,就造成了过载损伤。
17.塑性钝化:塑性变形使裂纹尖端的应力集中减小,滑移停止裂纹不再扩展的过程。
(P115.孙老师在最后一节课特别提到塑性钝化模型,可看一下)18.19.循环硬化:金属材料在恒定应变范围循环作用下,随循环周次增加其应力(形变抗力)不断增加。
20.循环软化:金属材料在恒定应变范围循环作用下,随循环周次增加其应力(形变抗力)不断减小。
21.22.热疲劳:机件在由温度循环变化时产生的循环热应力及热应变作用下发生的疲劳23.热机械循环:温度循环和机械应力循环叠加所引起的疲劳。
第六章1、应力腐蚀:金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下,经过一段时间后所产生的低应力脆断现象。
2、氢脆:由于氢和应力共同作用而导致的金属材料产生脆性断裂的现象。
3、白点(发裂):当钢中含有过量的氢时,随着温度降低氢在钢中的溶解度减小。
如果过饱和的氢未能扩散逸出,便聚集在某些缺陷处而形成氢分子。
此时,氢的体积发生急剧膨胀,内压力很大足以将金属局部撕裂,而形成微裂纹。
4、氢化物致脆:对于ⅣB 或ⅤB 族金属,由于它们与氢有较大的亲和力,极易生成脆性氢化物,是金属脆化,这种现象称氢化物致脆。
5、氢致延滞断裂:这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂。
6、氢蚀:氢与金属中的第二相作用生成高压气体,使机体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化。
P134的表格第八章蠕变:在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。
等强温度(TE):晶粒强度与晶界强度相等的温度。
蠕变极限:在高温长时间载荷作用下不致产生过量塑性变形的抗力指标。
该指标与常温下的屈服强度相似。
持久强度极限:在高温长时载荷作用下的断裂强度---持久强度极限。
松弛稳定性:金属材料抵抗应力松弛的性能。
扩展蠕变:在晶体内部空位将从受拉晶界向受压晶界迁移,原子则朝相反方向流动,致使晶体逐渐产生伸长的蠕变蠕变脆性现象:材料在短时实验时其塑性较好,但经高温长时加载后,塑性有显著降低的趋势。