材料力学性能05_冲击

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硬度和冲击的关系-概述说明以及解释

硬度和冲击的关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硬度和冲击是物体力学性质中的两个重要指标，它们在材料科学和工程领域中具有广泛的应用。

硬度指的是材料抵抗局部压力造成的形变或破坏的能力，而冲击则描述了材料在外界冲击下的响应能力。

在实际应用中，硬度常常被用来评估材料的耐磨性、切削性和耐腐蚀性等特性，因为硬度与材料的分子结构、结晶程度和晶格缺陷等密切相关。

硬度测试通常使用一些常见的测量方法，如巴氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等，通过对物体在受力下的形变或破坏情况进行观察和测量来获得硬度值。

而冲击性能则用于描述材料在受到突然冲击或外力作用下的行为。

冲击测试通常会通过将冲击载荷施加到材料样品上，观察其断裂形态和断裂表面分析来评估材料的冲击韧性和强度。

常见的冲击测试方法包括冲击试验机和钢珠冲击法等。

硬度和冲击性能之间存在着一定的关系。

一方面，硬度值一般情况下与材料的韧性呈负相关，硬度较高的材料通常韧性较低，而硬度较低的材料则韧性较高。

这是因为高硬度意味着材料对外力的反抗能力较强，难以形成塑性变形，更容易发生断裂。

另一方面，材料的冲击性能也会受到硬度的影响。

一些高硬度的材料在受到冲击载荷时容易发生断裂，而一些低硬度的材料可能会更好地吸收和分散冲击能量，从而具有较好的冲击性能。

对于工程和科学领域而言，了解硬度和冲击之间的关系具有重要的意义。

通过研究和分析材料的硬度和冲击性能，可以选择合适的材料用于不同应用领域。

同时，对于材料设计和加工工艺的优化也起到了指导作用。

此外，硬度和冲击的关系研究还有助于揭示材料性能背后的物理机制，推动材料科学的发展。

通过深入研究硬度和冲击性能之间的联系，我们可以不断提高材料的耐久性、安全性和可靠性，为各行业带来更多的创新和发展机遇。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述整篇文章的组织和章节安排，下面是一种可能的写作内容：文章结构:本篇文章将按照以下结构进行论述。

首先，在引言部分，将概述硬度和冲击的基本概念和重要性，介绍本文的研究目的和意义。

材料力学性能教学课件材料在冲击载荷下的力学性能

探讨合成材料在冲击载荷下的性能特点，包括轻量化、高强度和耐磨性等。
案例分析
1
案例介绍
选择一个具体案例，描述材料在冲击载荷下的实际应用场景。
2
冲击试验结果分析
分析该案例的冲击试验结果，讨论材料的性能表现和受力情况。
3
改进建议
根据试验结果提出改进建议，以提高材料在冲击载荷下的性能和可靠性。
总结
学习收获和启示
1
冲击载荷的概念和定义
介绍冲击载荷的概念和定义，解释其与静态载荷的区别和特点。
2
冲击载荷的分类
详细阐述不同类型的冲击载荷，如冲击力、冲击力矩等，并对其进行分类和讨论。
材料在冲击载荷下的力学性能
1
冲击试验方法介绍
介绍材料力学性能冲击试验的常用方法，
冲击试验数据分析
2
包括冲击试验设备和常见试验标准。
探讨如何分析冲击试验数据，重点关注力
导言
研究背景和意义
介绍材料力学性能在冲击载荷下的研究背景，探讨其在工程和科学领域的重要性。
冲击载荷对材料的影响
解释冲击载荷对不同材料的影响，包括力学性能的变化和材料的损伤和破坏。
课程目标和安排
明确课程的目标和安排，激发学生的学习兴趣，帮助学生理解材料力学性能在冲击载荷下的重要性。
冲击载荷的概念和分类
学性能参数的计算和评估。
3
关键力学性能
描述材料在冲击载荷下的关键力学性能，包括抗拉强度、塑性、韧性和硬度的含义和评估方法。
常见材料在冲击载荷下的性能表现钢材解释钢材在冲击载荷下的性能表现，包括其强度、韧性和变形能力。
铝合金
介绍铝合金在冲击载荷下的性能表现，如其强度、塑性和耐腐蚀性。

材料力学性能实验

实验一、金属光滑试样静拉伸试验
过D作弹性直线段的平行线DB,交曲线于B点，B点所对应的力值即Fp0.2。
F
Fp0.2
0.2%Le.n
图1-2 Fp0.2的确定
实验一、金属光滑试样静拉伸试验
3．抗拉强度Rm 将试样加载至断裂，由测力度盘或拉伸曲线上读出试样拉断前的最大载荷Fm，Fm所对应的应力即为抗拉强度Rm。 Rm=Fm/S0 (N/mm2) 4．断后伸长率A 试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比，即 A=(Lu-L0)/L0 *100% 式中，L0为试样原始标距，Lu为试样拉断后的标距。由于试样断裂位置对A有影响，其中以断在正中的试样伸长率最大。因此，测量断后标距部分长度Lu时，规定以断在正中试样的L1为标准，若不是断在正中者，则应换算到相当于在正中的Lu。为此，试样在拉伸前应将标距部分划为10等分，划上标记。测量Lu时分为两种情况：
强度，用以表征材料在试验力作用下抵抗微量塑性变形的抗力。
图解法：在拉伸过程中绘制具有足够大倍数的力-伸长曲线（见
图1-2）。曲线高度应使规定非比例伸长的力值Fp0.2处于力轴的
1/2以上。伸长放大倍数n的选择应使图中OD段长度不小于5mm。
自弹性直线段与横座标轴的交点O起，截取一段相应于规定非
比例伸长的OD（OD=0.2%Len,Le为引伸计计算距）。
实验二、系列冲击试验
JBD-30夏氏冲击试验机的使用方法如下：实验前对试验机进行检查并进行空击试验，较正指针零点。安放试样时采用专用样规，以保证试样缺口与支座跨距中心相重合。试验时，首先将摆锤用支撑铁支托，使其偏离中心位置，在支座上放好试样。然后按取摆按钮将摆锤举起。然后，按冲击按钮，使摆锤落下冲断试样。当摆锤冲断试样后运动到最高点并向回摆动时，按刹车按钮，使摆锤停止摆动。记录试验机指针在表盘上所指的数值，即为冲断试样所消耗的冲击功Aku（或Akv）以此计计算试样的冲击韧性aku(或akv)。整个操作过程都应特别注意安全，防止摆锤和击断的试样飞出伤人。 2. 加热及冷却介质与装置（1）介质：室温～90℃用水浴。80℃～200℃可用油浴，室温以下用干冰或液氮和低凝固点液体的混合物作为冷却剂。本实验

金属系列冲击试验_

金属系列冲击试验一、试验目的1、了解摆锤冲击试验的基本方法2、通过系列冲击试验测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，测定低碳钢韧脆转化温度，观察比较金属韧脆转变特性。

二、实验原理韧性是材料在弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。

韧性好的材料在服役条件下不至于突然发生脆性断裂，从而使安全得到保证冲击吸收功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的一部分被试样在受冲击后发生断裂的过程中所吸收。

摆锤的起始高度与它冲断试样后达到的最大高度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消耗的能量，试样吸收的功称为冲击功（Ak）。

用规定高度的摆锤对一系列处于不同温度的简支梁状态的缺口试样进行一次性打击，测量各试样折断时的冲击吸收功。

改变试验温度，进行一系列冲击试验以确定材料从人性过渡到脆性的温度范围，称为“系列冲击试验”。

韧脆转变温度就是Ak-T曲线上Ak值显著降低的温度。

曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区，脆性区和塑性区各占50%时的温度称为韧脆转变温度（DBTT）。

当断口上结晶或解理状脆性区达到50%时，相应的温度称为断口形貌转化温度（FATT）。

脆性断裂：材料在低温断裂时会呈现脆性断裂，脆性断裂是一种快速的断裂，断裂过程吸收能量很低，断裂前及伴随着断裂过程都缺乏明显的塑性变形。

韧脆转变：材料在一个有限的温度范围内，受到冲击载荷作用发生断裂时吸收的能量会发生很大的变化。

这种现象称为材料的韧脆转变。

解理断裂：当外加正应力达到一定数值后，快速沿特定晶面产生的穿晶断裂现象称为解理；解理断口的基本微观特征是台阶、河流、蛇状花样等。

全韧性断口：断口晶状区面积百分比定为0%；全脆性断口：断口晶状区面积百分比定为100%；韧脆型断口：断口晶状区面积百分比需用工具显微镜进行测量，在显微镜下观察断裂试样的断裂面，脆性断裂部分一般呈明暗斑点无归分布，通过测量计算可得出脆性断裂梯形的面积。

三、试验材料、试样试验材料：低碳钢、工业纯铁和T8钢试样：本次试验采用的国家标准为GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法，试样为U型试样，试样的长度为55mm,横截面为10mm*10mm的方形截面。

材料力学性能

材料力学性能材料力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括材料的强度、韧性、硬度、塑性等。

这些性能直接影响着材料在工程领域的应用，因此对材料力学性能的研究和评价显得尤为重要。

首先，强度是材料力学性能中的重要指标之一。

材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等来表示。

不同材料的强度差异很大，例如金属材料的强度通常较高，而塑料和橡胶等材料的强度相对较低。

材料的强度直接影响着材料在工程中的承载能力和使用寿命。

其次，韧性是衡量材料抵抗断裂的能力。

韧性高的材料在受到外力作用时能够延展变形而不易断裂，这对于一些需要承受冲击或振动载荷的工程结构来说尤为重要。

例如，航空航天领域对材料的韧性要求较高，以确保飞行器在受到外部冲击时能够保持结构完整。

此外，硬度是材料力学性能中的重要参数之一。

材料的硬度是指材料抵抗划痕和压痕的能力，通常用洛氏硬度、巴氏硬度等来表示。

硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一些对材料表面要求较高的工程领域，例如汽车制造、船舶建造等。

最后，塑性是材料力学性能中的重要特性之一。

材料的塑性是指材料在受到外力作用时能够发生塑性变形而不断裂，这对于一些需要进行成形加工的工程材料来说尤为重要。

例如，金属材料的塑性使其能够通过锻造、轧制等工艺进行成形，从而制备出各种复杂的零部件。

综上所述，材料力学性能是材料工程领域中的重要研究内容，不同的材料力学性能对材料的应用具有重要的影响。

因此，对材料力学性能的研究和评价具有重要的意义，可以为工程领域的材料选择和设计提供重要的参考依据。

材料的冲击韧性及低温韧性课件

材料的内部微孔洞和裂纹等缺陷对低温韧性也有影响。这些缺陷在低温环境下可能导致
材料的脆性断裂。
材料的热处理与加工工艺
材料的热处理可以改变其内部组织结构，进而影响其低温韧性。例如，淬火可以提高材料的硬度，但可能降低其韧性。
ห้องสมุดไป่ตู้
加工工艺对材料的低温韧性也有影响。例如，冷加工可以增加材料的硬度，但可能导致其韧性降低。而适当的热处理和回火则可以恢复和提高材料的韧性。
智能化制造
未来将采用更加智能化的制造工艺和方法，以提高材料的冲击韧性和低温韧性，并降低制造成本。
THANKS
材料的冲击韧性及低温韧性课件
目
录
• 材料冲击韧性与低温韧性的关
• 材料冲击韧性及低温韧性的应
01 材料冲击韧性的概述
冲击韧性的定义
01
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。
02
冲击韧性表征了材料在冲击载荷下的抗脆断性能。
冲击韧性的重要性
冲击韧性是材料的重要力学性能指标之一，对于承受冲击载荷的构件和零件非常重要。
02 材料低温韧性的概述
低温韧性的定义
低温韧性是指材料在低温环境下抵抗冲击断裂的能力。
材料的低温韧性对于其在低温环境下的使用性能至关重要。
低温韧性的重要性
材料在低温环境下使用时，由于温度降低，材料的力学性能会发生变化，脆性增加，韧性降低。
如果材料不具备足够的低温韧性，就可能在低温环境下发生脆性断裂，导致设备或结构失效。
深空探测
高低温韧性材料被用于制造深空探测设备的结构和部件，以承受极端温度和环境条件的影响。
材料冲击韧性及低温韧性的未来发展趋势

材料的力学性能课件05_冲击

SHPB冲击试验与应力波分析
SHPB实验原理是将试样夹持于两个细长弹性杆(入射杆与透射杆)之间，由圆柱形子弹以一定的速度撞击入射弹性杆的另一端，产生压应力脉冲并沿着入射弹性杆向试样方向传播。当应力波传到入射杆与试样的界面时，一部分反射回入射杆，另一部分对试样加载并传向透射杆，通过贴在入射杆与透射杆上的应变片可记录人射脉冲，反射脉冲及透射脉冲。当材料在受冲击时瞬间变形可近似地视为恒应变率，由一维应力波理论可以确定试样上的应变率、应力、应变。
材料的冲击破坏
载荷以高速度作用于材料的现象称为冲击。材料在冲击载荷作用下发生的破坏与静载破坏有着不同的特点。冲击破坏过程中的应力波效应是造成这一差异的主要根源。此外材料的应变率性效应也会对材料的冲击破坏产生影响。设法在实验测试中将材料的应力波效应与应变率效应解耦是测定材料动态本构关系的关键。
在变形观测方面，直到现代才建立起一些较可行的方法，如超高速照相、光弹法等，但仍需改进。因此，冲击试验更多适用于测定材料的宏观平均抗冲击能力。
冲击试验与吸收能量
摆锤冲击试验测定材料抵抗单次大能量冲击的能力
(a) Charpy冲击试验，试样处于三点弯曲受力状态 (b) Izod冲击试验，试样处于悬臂弯曲受力状态
SHPB冲击试验与应力波分析
C0v v C0
S (t)
EA 2 AS
i
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r
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t
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C0 lS
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材料的冲击韧性及低温脆性课件

究，以推动材料科学的进一步发展。
06
相关案例分析
案例一：某种材料的冲击韧性研究
总结词
该案例旨在研究某种材料的冲击韧性，通过实验和分析，了解该材料在不同冲击能量下的断裂行为和材料内部的微观结构变化。
详细描述
该研究采用X射线衍射、扫描电子显微镜和冲击试验机等设备，分析了该材料在不同冲击能量下的形变、相变和断裂现象。研究发现，随着冲击能量的增加，材料的断裂强度和韧性逐渐降低。
温度
应变速率
温度是影响低温脆性的关键因素。随着温度的降低，材料的脆性倾向通常会增加。
应变速率越高，材料的低温脆性越明显。
03
材料冲击韧性与低温脆性的关系
冲击韧性与低温脆性的联系
冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力，而低温脆性是指在低温环境下材料失去塑性的现象。虽然两者的定义不同，但它们之间存在一定的联系。
案例三
总结词
该案例探讨了某种材料在冲击韧性和低温脆性方面的综合应用，通过实验和理论分析，研究了材料在不同环境条件下的性能表现和适用范围。
详细描述
该研究结合了实验和模拟手段，综合分析了该材料的冲击韧性和低温脆性等性能。研究发现，材料的冲击韧性和低温脆性之间存在一定的关联，通过优化材料的成分和结构，可以同时提高材料的冲击韧性和低温脆性。这一研究成果为相关领域的设计和应用提供了重要的参考依据。
材料冲击韧性及低温脆性的综合应用
在复杂环境下，材料同时面临冲击和低温的联合作用，因此需要综合考虑冲击韧性和低温脆性的
影响
在极地考察、深海探测、太空探索等极端环境下，材料的综合性能对装备的安全性和可靠性具有
决定性影响
需要结合具体应用场景，对材料的冲击韧性和低温脆性进行深入研究，提出相应的优化设计和安

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的力学行为和性能表现。

力学性能是材料工程中非常重要的一个指标，它直接关系到材料的使用寿命、安全性和可靠性。

材料的力学性能主要包括强度、韧性、硬度、塑性、蠕变等指标。

首先，强度是材料抵抗外力破坏的能力。

常见的强度指标包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。

抗拉强度是材料在拉伸状态下抵抗断裂的能力，抗压强度是材料在受压状态下抵抗破坏的能力，抗弯强度是材料在受弯曲状态下抵抗破坏的能力。

强度指标直接反映了材料的抗破坏能力，是衡量材料力学性能的重要参数。

其次，韧性是材料抵抗断裂的能力。

韧性是指材料在受外力作用下能够吸收大量的变形能量而不断裂的能力。

韧性好的材料具有良好的抗冲击性能和抗疲劳性能，能够在外力作用下保持良好的形状和结构完整性。

再次，硬度是材料抵抗划痕和穿刺的能力。

硬度是材料抵抗外界硬物划破或穿透的能力，是材料抵抗局部破坏的重要指标。

硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐磨损性能，能够在恶劣环境下保持较长时间的使用寿命。

此外，塑性是材料在受力作用下发生形变的能力。

塑性好的材料能够在外力作用下产生较大的变形，具有良好的加工性能和成形性能。

材料的塑性直接影响到材料的加工工艺和成型工艺，是材料加工和成形的重要指标。

最后，蠕变是材料在长期受力作用下发生变形和破坏的现象。

蠕变是材料在高温、高压、长期受力作用下产生的一种渐进性变形和破坏，是材料在高温高应力环境下的重要性能指标。

综上所述，材料的力学性能是衡量材料质量和可靠性的重要指标，强度、韧性、硬度、塑性和蠕变是材料力学性能的重要方面。

在材料设计、选材和工程应用中，需要充分考虑材料的力学性能，选择合适的材料以满足工程需求。

同时，通过合理的材料处理和改性，可以改善材料的力学性能，提高材料的使用寿命和安全可靠性。

材料冲击强度说明

材料冲击强度说明———关于样品厚度厚冲击强度反而小的解析直接反映、评价或判断一种材料（或者产品）的抵抗冲击能力（脆性、韧性程度），目前业界比较流行用三种方法：简支梁冲击（也称Charpy冲击）、悬臂梁冲击（也称IZOD冲击）和落球（或者落锤）冲击。

前两种方法（简支梁和悬臂梁）主要用来判断材质本身在冲击性能方面的好差，这两者没有实质的联系，区别在于悬臂梁的冲击程度厉害一点，用简支梁冲不断的材料一般会选用悬臂梁冲击；落球或落锤冲击反映的是产品本身的抗冲性能（一个产品的抗冲能力由材质、厚度、结构等多种因素决定）。

这三种冲击由于所选用的试验条件的不同（如试样规格、跨距形式、冲击方式、冲击速度、缺口类型等），又引发出多种试验项目，如：低温冲击、高温冲击、无缺口冲击、缺口冲击、贯层冲击等等。

下面主要介绍简支梁冲击强度与悬臂梁冲击强度简支梁冲击强度与悬臂梁冲击强度表示的是材料单位面积内吸收的能量，吸收的越多，就表示材料抗冲能力越好。

两种冲击示意图：冲击结果反映形式：◆简支梁或悬臂梁冲击强度：a=A b∗d×103●a: 简支梁或悬臂梁冲击强度，单位：KJ/m2（千焦每平方米）●A:试样吸收的冲击能量，J●b:试样宽度，mm●d:试样厚度（如果是缺口冲击，厚度减去缺口后剩余厚度），mm◆悬臂梁冲击强度还有人喜欢采用另一种表示方法: a=A d●a: 悬臂梁冲击强度，单位：KJ/m●A:试样吸收的冲击能量，J●d:试样厚度（如果是缺口冲击，厚度减去缺口后剩余厚度），mm◆kgf.cm/cm为非法定单位，大约换算关系：1 KJ/m=100kgf.cm/cm从计算公式可以知道，试验时所选择试样的规格（厚度、宽度、有无缺口等）对试验结果会有影响；更进一步探讨的话，试验时的温度、选择的冲击能量、冲击速度、跨距等等都会影响试验结果；理论上来说，所用试样的宽度、厚度越大，所吸收的冲击能量A（单位：J）越大，但是相应的b*d（冲击面积）也大（冲击面积与冲击能量的关系比较复杂，影响因素较多，不是成线性正比的关系），这样得出的冲击强度在不同厚度之间虽然有偏差，但不会很大，而且不一定是厚度厚的试样冲击强度就高（冲击强度只是反映材质本身，判断材料某一个厚度的抗冲能力，可以比较其所吸收的冲击能量A的大小）。

材料冲击实验

材料冲击实验材料冲击实验是一种常见的实验方法，用于测试材料在受到外部冲击时的性能表现。

这种实验可以帮助工程师和科学家们评估材料的强度、韧性和耐久性，从而指导材料的设计和选用。

在本文中，我们将介绍材料冲击实验的基本原理、常见的实验方法以及实验结果的分析与应用。

首先，让我们来了解一下材料冲击实验的基本原理。

在材料受到冲击时，会产生应力和应变，这些应力和应变会影响材料的性能。

通过对材料在受到冲击时的应力和应变进行测量和分析，可以得到材料的冲击性能参数，如冲击强度、断裂韧性等。

这些参数对于评估材料的抗冲击能力和耐久性至关重要。

接下来，我们将介绍几种常见的材料冲击实验方法。

首先是冲击试验机法，这是一种通过冲击试验机对材料进行冲击加载的方法。

通过对试样在不同冲击载荷下的表现进行观察和记录，可以得到材料的冲击性能参数。

其次是冲击落球法，这是一种利用自由落体冲击试样的方法。

通过观察试样在不同高度落球冲击下的表现，可以评估材料的抗冲击能力。

此外，还有冲击压痕法、冲击拉伸法等不同的实验方法，它们各有特点，可以针对不同类型的材料和不同的应用场景进行选择和应用。

最后，让我们来谈谈实验结果的分析与应用。

通过对材料冲击实验的结果进行分析，可以了解材料在受到冲击时的性能表现，从而为材料的设计和选用提供参考依据。

例如，在航空航天、汽车、建筑等领域，对材料的抗冲击能力有着严格的要求，通过材料冲击实验可以评估材料是否符合要求，并进行必要的改进和优化。

此外，材料冲击实验还可以帮助科学家们深入了解材料的本质和行为规律，为材料科学的发展提供重要的实验数据和理论支持。

综上所述，材料冲击实验是一种重要的实验方法，对于评估材料的抗冲击能力和耐久性具有重要意义。

通过对材料冲击实验的原理、方法和结果进行深入的了解和分析，可以为材料的设计和选用提供科学依据，推动材料科学的发展和应用。

希望本文能够对材料冲击实验有所帮助，也欢迎大家对材料冲击实验进行更深入的研究和探讨。

材料力学性能-6-材料的抗冲击性能

缺口试样冲击吸收功Ak和解理断口百分数与温度关系
• Ak −T曲线存在上、下二个平台Akmax和Akmin ，
• Ak值进入上平台的温度T1－100%纤维状断口，此温度称为塑性断裂转变温度 FTP （ Fracture Transition Plastic）。
T> FTP ，则脆性断裂的几率趋于零，材料呈现为完全韧断状态；
服强度重合，材料呈脆性断裂。
因此，Tk称为冷脆转变温度。
• 实际情况下，冷脆转变是在一个温度范围内进行的，所以Tk只是这个范围的某种表征值。
二、冷脆转变温度的评定和影响因素
• 冷脆转变温度是一个温度范围，但在材料冷脆敏感性评来表征。
• 即使在同一材料的同一试样冲击吸收功— —温度曲线上，由于定义不同，也会得到不同的Tk值。
• Ak值进入下平台的温度T2－100%解理断口，此温度称为无塑性温度 NDT （ Nil Ductility Temperature）。
T< NDT ，则材料处于完全脆断状态。
断口形貌转变温度50% FATT：
• 定义对应于50%（断面占比）解理断口的特征温度，称为断口形貌转变温度，即50% FATT。
• 由冲断过程中所耗的功由三部分组成：
弹性功、塑性功、撕裂功（裂纹扩展功）
• 对不同材料，其冲击吸收功可以相同，但它们的弹性功、塑性功和撕裂功却可能差异很大。
显然，冲击吸收功的大小难以真实反映材料的韧性性质。
• 若弹性功所占比例很大，塑性功比例很小，撕裂功几乎为零，则表明材料断裂前塑性变形小，裂纹一旦形成便立即扩展直至断裂，断口必然呈放射状甚至结晶状的脆性断口。
• 冲击吸收功和冲击韧性值对金属材料的组织结构、冶金缺陷比较敏感，可检验、控制材料的冶金质量及热加工质量。

材料力学性能教学课件材料在冲击载荷下的力学性能

总结词：材料的能量吸收能力是指在冲击载荷作用下，材料能够吸收的能量大小。材料的能量吸收能力与其种类、状态和结构等因素有关。
材料的抗冲击性能指标
冲击韧性是衡量材料抵抗冲击载荷破坏能力的重要指标。
总结词
冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收能量、抵抗破坏的能力。它受到材料的内部结构、温度、试样形状和尺寸等因素的影响。冲击韧性值越大，表示材料抵抗冲击载荷的能力越强。
通过在材料表面进行涂层或处理，改变其表面结构和性能，以达到提高抗冲击性能的目的。
表面处理和涂层技术可以在不改变材料本身性能的情况下，提高其抗冲击性能。例如，在金属表面进行喷涂、电镀或化学镀等处理，可以形成具有高硬度和高韧性的涂层，从而提高其抗冲击和耐磨性能。同时，表面处理还可以改变材料的表面粗糙度、硬度和附着力等性能，从而提高其抗冲击能力。
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材料力学性能教学课件ppt材料在冲击载荷下的力学性能
材料力学性能概述材料在冲击载荷下的力学性能材料的抗冲击性能指标提高材料抗冲击性能的方法
目录
材料力学性能概述
材料力学性能是指材料在受到外力作用时表现出来的特性，包括强度、硬度、韧性、塑性等。
这些特性与材料的内部结构和化学成分密切相关，是材料科学和工程领域研究的重要内容。
详细描述
疲劳裂纹扩展速率是指在循环载荷作用下，裂纹扩展的速率。它是评估材料在交变应力作用下的耐久性和可靠性的重要指标。疲劳裂纹扩展速率越小，表示材料的疲劳寿命越长，抵抗裂纹扩展的能力越强。
提高材料抗冲击性能的方法
通过添加合金元素，改变材料的成分，以达到提高抗冲击性能的目的。
合金元素的添加可以改变材料的晶体结构、相变行为和微观组织，从而提高材料的韧性、强度和耐冲击性能。例如，钢中添加铬元素可以提高其抗腐蚀和耐磨性能，而铝合金中添加镁元素则可以提高其强度和抗冲击性能。塑性ຫໍສະໝຸດ 材料在冲击载荷下的力学性能

材料的冲击韧性及低温韧性课件

详细描述
热处理工艺可以改变材料的微观结构和相组成，从而影响其冲击韧性和低温韧性。例如，对钢进行淬火和回火处理可以提高其韧性；而对铝合金进行固溶和时效处理则可以提高其韧性。
复合强化技术
总结词
通过复合强化技术，可以显著提高材料的冲击韧性和低温韧性。
详细描述
复合强化技术包括颗粒增强、纤维增强和相变诱导等。这些技术可以改变材料的应力分布和塑性变形行为，从而提高其冲击韧性和低温韧性。例如，在钢中加入碳化硅颗粒可以提高其韧性；在铝合金中加入玻璃纤维可以提高其韧性。
冲击韧性和低温韧性是两个相互关联的材料性能参数，它们之间的关系可以用数学模型来描述。
该模型可以预测材料在不同温度和冲击载荷下的行为，为材料的选择和应用提供依据。
通过该模型，可以优化材料的成分和工艺，以获得更好的综合性能，满足不同领域的需求。
04 提高材料冲击韧性和低温韧性的方法 CHAPTER
冲击韧性的定义
01
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，它反映了材料抵抗脆性断裂和韧性断裂的能力。
02
冲击韧性是衡量材料韧性的一个重要指标，对于工程结构材料，冲击韧性是一个关键的性能指标。
冲击韧性的测试方法
01
02
03
冲击试验
通过摆锤式冲击试验机对材料进行冲击，测量冲断试样所需的冲击功和冲断试样所需的功。
05 材料冲击韧性及低温韧性的应用 CHAPTER
航空航天领域的应用
总结词：关键因素
详细描述：在航空航天领域，材料的冲击韧性和低温韧性是关键因素，直接影响飞行器的安全性能和使用寿命。飞行器在高速飞行和起降过程中会受到强烈的冲击载荷，同时也会面临极端的温度环境，因此要求材料具备优异的冲击韧性和低温韧性。

金属材料的力学性能(冲击韧度、疲劳强度)

山东省轻工工程学校教案1-电机；2-皮带轮；3-摆臂；4-杆销；5-摆杆； 6-摆锤；7-试件；8-指示器；9-电源开关；10-指示灯图1 冲击试验结构及原理图摆锤在A 处所具有的势能为：E=GH=GL(1-COS α) (1) 冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为：E 1=Gh=GL(1-COS β) (2) 势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K :A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (3) 式中，G 为摆锤重力（N ）；L 为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm ）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。

三﹑实验设备及试样1．JB-300/150手动冲击试验机，摆锤预扬角135°，冲击速度约5m/s 。

2．游标卡尺3．实验试样：若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结βα果不能直接比较和换算。

因此，实验试样应严格控制其形状、尺寸精度及表面粗糙度。

试样缺口底部应光滑、无与缺口轴线平行的明显划痕。

四﹑实验步骤1．测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。

2．根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。

3．试验前必须检查试验机是否处于正常状态，各运转部件及其紧固件必须安全可靠。

4．如下图安装试样。

使试样缺口背对刀刃，平放并挨紧在两个钳口支座上，用找正板找正，使试样缺口正好位于钳口跨距中间对正冲击刀刃。

5、进行试验。

将摆锤举起到高度为H处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。

值。

取下试样，观察断口。

试验6、记录表盘上所示的冲击功AKU完毕，将试验机复原。

7、冲击试验要特别注意人身的安全。

五﹑实验结果处理1.计算冲击韧性值αK.αK=(J/cm2) (4)式中，AKU 为U型缺口试样的冲击吸收功(J)；S为试样缺口处断面面积(cm2)。

冲击韧性值αK是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸，缺口形状，试验温度等的变化而不同。

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。

材料冲击强度

材料冲击强度材料冲击强度是指材料在受到外部冲击或冲击载荷作用下的抗冲击能力。

在工程实践中，材料的冲击强度是一个非常重要的指标，特别是在设计和制造一些需要承受冲击载荷的零部件或结构时，冲击强度的优劣直接关系到产品的使用安全和性能稳定性。

材料的冲击强度受到多种因素的影响，主要包括材料的组织结构、化学成分、热处理工艺等。

首先，材料的组织结构对冲击强度有着重要的影响。

晶粒的尺寸和形状、晶界的分布、孪生等都会对材料的冲击强度产生影响。

例如，在金属材料中，晶粒细小、均匀分布的材料通常具有较高的冲击强度。

其次，材料的化学成分也是影响冲击强度的重要因素。

合金元素的加入可以改变材料的晶粒结构和强度，从而影响材料的冲击强度。

此外，热处理工艺也可以通过改变材料的组织结构和性能来影响其冲击强度。

在工程实践中，为了评定材料的冲击强度，通常会进行冲击试验。

常见的冲击试验方法包括冲击试样悬臂梁试验、夏比冲击试验等。

通过这些试验，可以得到材料在受到冲击载荷作用下的应力应变曲线，从而评定材料的冲击强度。

在进行冲击试验时，需要注意试验条件的选择和控制，以确保试验结果的准确性和可靠性。

在实际工程中，为了提高材料的冲击强度，可以采取多种措施。

首先，优化材料的组织结构和化学成分，选择合适的热处理工艺，可以有效提高材料的冲击强度。

其次，通过改变材料的形状和几何尺寸，设计合理的结构，也可以提高材料的冲击强度。

此外，采用表面强化技术，如喷丸强化、表面渗碳等，也可以有效提高材料的冲击强度。

总之，材料的冲击强度是一个重要的材料力学性能指标，对于确保产品的使用安全和性能稳定性具有重要意义。

在工程实践中，我们需要深入理解材料的组织结构和性能，合理选择材料和工艺，以提高材料的冲击强度，从而满足产品的设计要求。

1.1.2金属材料的力学性能-冲击韧性、疲劳极限

冲击韧性值高的材料称为韧性材料断裂时发生明显塑性变形，断口呈纤维状。第8页Fra bibliotek冲击韧性
冲击韧性值的大小与很多因素有关。不仅受试样形状、表面粗糙度、内部组织的影响，还与试验时的环境温度有关。
冲击试验是在一次大能量冲击下的破坏性试验。而生产中绝大多数零件受到的是无数次小能量的反复冲击。对于这样的零件，用冲击韧性来设计显然是不符合实际的。
金属材料的力学性能
冲击韧性、疲劳
第一章第2节
飞机头突然断掉：其实金人累了会疲劳，怎么金属也会疲
属也会累
劳？
2002年，一架由我国台湾飞往香港的波音747客机在澎湖附近海域解体坠毁，造成包括机组成员在内共225人不幸罹难。事后调查认为，飞机上一块修补过的蒙皮发生了严重的金属疲劳开裂，造成机尾脱落，最终导致飞机因舱体失压而解体。
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目录
1 冲击韧性
2 疲劳
冲击韧性
冲击韧性
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷。许多机器零件和工具在工作过程中，往往要受到冲击载荷的作用，如：蒸汽锤的锤杆、冲模和锻模、飞机的起落架等。在设计受冲击载荷件时，其性能指标不能单纯用静载荷作用下的指标来衡量，而必须考虑材料抵抗冲击载荷的能力
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冲击韧性
试样冲断所吸收的能量即是摆锤冲击试样所做的功，称为冲击吸收功。
计算公式中， H为摆锤举起的高度 h为冲断试样后摆锤回升的高度。冲击吸收功等于摆锤冲击试样前后的势能差
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冲击韧性
材料的冲击韧性，用符号αk表示。冲击韧性值就是试样缺口处单位截面积上消耗的冲击功。
冲击韧性值低的材料称为脆性材料断裂时无明显变形，断口呈金属光泽；
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