西安工业大学2016材料力学性能复习重点资料分析
材料力学性能复习提纲
σs—材料的屈服强度,用应力表示材料的屈服点或下屈服点,表征材料对微量塑性变形的抗力。
σb抗拉强度,只代表金属材料所能承受的最大拉伸应力,表征金属材料对最大均匀塑性变形的抗力。
n应变硬化指数,反映金属材料抵抗均匀塑性变形的能力,是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。
A断后伸长率,是试样拉断后标距的残余伸长(Lu-L0)与原始标距L0之比的百分率。
表征金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
Agt它是金属材料拉伸时产生的最大均匀塑性变形量。
Z断面收缩率,它是指试样拉断后,缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积之比的百分率。
K:冲击吸收能量,材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
KV: V型缺口的冲击吸收功。
KU: U型缺口的冲击吸收功。
NDT:Rmc:抗压强度,试样压至破坏过程中的最大应力。
σbb:抗弯强度,在三点弯曲试验中,试样弯曲至断裂前达到的最大弯曲力。
τm:抗扭强度,金属试样在扭断前承受的最大扭矩Tm与试样抗弯截面系数W的商NSR:缺口敏感度,表征材料的缺口敏感性。
HBW:压头为硬质合金球的材料的布氏硬度。
HRA:压头为金刚石圆锥的材料的洛氏硬度。
IC K 和C K:IC K 为平面应变下的断裂韧度,表示在平面应变条件下材料抵抗C K 为平面应力断裂韧度,表示平面应力条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
同属于Ⅰ型裂纹的材料断裂韧性指标,但C K 与试样厚度有关。
IC K 与试样厚度无关,是真正的材料常数。
G1C:当增加到某一临界值时,能克服裂纹失稳扩展的阻力,则裂纹失稳扩展断裂。
J1C:断裂韧度,表示材料抵抗裂纹开始扩展的能力δC:断裂韧度,表示材料阻σscc:金属材料抗应力腐蚀性能指标表示材料不发生应力腐蚀的临界应力K1scc:应力腐蚀临界应力场强度因子,即试样在特定化学介质中不发生应条件下的断裂韧度。
K1HEC:氢脆临界应力场强度因子表示试样在化学介质中不发生应力腐蚀断裂的da/dt:应力腐蚀裂纹扩展速率,即单位时间内裂纹的扩展量。
工程材料力学性能各章节复习知识点
⼯程材料⼒学性能各章节复习知识点⼯程材料⼒学性能各个章节主要复习知识点第⼀章弹性⽐功:⼜称弹性⽐能,应变⽐能,表⽰⾦属材料吸收弹性变形功的能⼒。
滞弹性:对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。
包申格效应:⾦属材料经预先加载产⽣少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应⼒(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应⼒降低的现象。
塑性:指⾦属材料断裂前发⽣塑性变形的能⼒。
脆性:材料在外⼒作⽤下(如拉伸,冲击等)仅产⽣很⼩的变形及断裂破坏的性质。
韧性:是⾦属材料断裂前洗⼿塑性变形功和断裂功的能⼒,也指材料抵抗裂纹扩展的能⼒。
应⼒、应变;真应⼒,真应变概念。
穿晶断裂和沿晶断裂:多晶体材料断裂时,裂纹扩展的路径可能不同,穿晶断裂穿过晶内;沿晶断裂沿晶界扩展。
拉伸断⼝形貌特征?①韧性断裂:断裂⾯⼀般平⾏于最⼤切应⼒并与主应⼒成45度⾓。
⽤⾁眼或放⼤镜观察时,断⼝呈纤维状,灰暗⾊。
纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的,⽽灰暗⾊则是纤维断⼝便⾯对光反射能⼒很弱所致。
其断⼝宏观呈杯锥形,由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。
②脆性断裂:断裂⾯⼀般与正应⼒垂直,断⼝平齐⽽光亮,常呈放射状或结晶状。
板状矩形拉伸试样断⼝呈⼈字形花样。
⼈字形花样的放射⽅向也与裂纹扩展⽅向平⾏,但其尖端指向裂纹源。
韧、脆性断裂区别?韧性断裂产⽣前会有明显的塑性变形,过程⽐较缓慢;脆性断裂则不会有明显的塑性变形产⽣,突然发⽣,难以发现征兆拉伸断⼝三要素?纤维区,放射区和剪切唇。
缺⼝试样静拉伸试验种类?轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪⼏种形式?磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效⽅式。
材料的形变强化规律是什么?层错能越低,n越⼤,形变强化增强效果越⼤退⽕态⾦属增强效果⽐冷加⼯态是好,且随⾦属强度等级降低⽽增加。
在某些合⾦中,增强效果随合⾦元素含量的增加⽽下降。
材料的晶粒变粗,增强效果提⾼。
材料力学性能重点总结讲解学习
材料力学性能重点总结讲解学习名词解释:1加工硬化:试样发生均匀塑性变形,欲继续变形则必须不断增加载荷,这种随着随性变形的增大形变抗力不断增大的现象叫加工硬化。
2弹性比功:表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
3滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随着时间延长产生附加弹性应变的现象。
4包申格效应:金属材料通过预先加载产生少量塑性变形(残余应变小于1%-4%),而后再同向加载,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塑性:金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
常见塑性变形方式:滑移和孪生6弹性极限:以规定某一少量的残留变形为标准,对应此残留变形的应力。
7比例极限:应力与应变保持正比关系的应力最高限。
8屈服强度:以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%的残留变形的应力作为屈服强度。
9韧性断裂是材料断裂前发生产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的断裂过程,在裂纹扩展过程中不断的消耗能量。
韧性断裂的断裂面一般平行于最大切应力并于主应力成45度角。
10脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑形变形,没有明显征兆,危害性很大。
断裂面一般与主应力垂直,端口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。
11剪切断裂是金属材料在切应力作用下,沿着滑移面分离而造成的断裂,又分滑断和微孔聚集性断裂。
12解理断裂: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,总是脆性断裂。
13缺口效应:由于缺口的存在,在静载荷作用下,缺口截面上的应力状态发生变化,产生所谓“缺口效应“①缺口引起应力集中,并改变了缺口应力状态,使得缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或者三向应力状态。
②缺口使得材料的强度提高,塑性降低,增大材料产生脆断的倾向。
8缺口敏感度:有缺口强度的抗拉强度σbm与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值. NSR=σbn / σs NSR越大缺口敏感度越小9冲击韧性:Ak除以冲击式样缺口底部截面积所得之商10冲击吸收功:式样变形和断裂所消耗的功,称为冲击吸收功以Ak表示,单位J11低温脆性:一些具有体心立方晶格或某些秘排立方晶格的金属,当温度降低到、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变为穿晶解理,断口特征由纤维状变为结晶状,这种现象称为低温脆性12 脆性转变温度:当温度降低时,材料屈服强度急剧增加,而塑形和冲击吸收功急剧减小。
2016工材料复习提纲1
钢、高速钢、冷作模具钢、滚动轴承钢、不锈钢 等。
第 7 部分 有色金属及其合金
1.铝合金分类、强化方式,典型合金应用;
2.铜合金 3.钛合金牌号
2016~2017第 1 学期 《性能
1.材料性能:使用性能(主要指力学性能)和工
艺性能;
2.主要力学性能指标:意义、符号等;
3.工程材料的分类。
第 2 部分 金属的晶体结构
1.基本概念:晶体、晶格、晶胞、晶体缺陷、各
向异性、晶粒、晶界、亚晶界、合金系、组元、 相、组织等、晶面指数和晶向指数等; 2.常见金属晶体结构类型; 3.晶体缺陷类型; 4.合金中相的类型及其特性(结构和性能特性);
第 3 部分 金属的结晶、变形与再结晶
1.概念:结晶、过冷和过冷度、变质处理、加工
硬化、滑移、热加工和冷加工、再结晶等;
2.结晶的必要条件、结晶过程、形核方式、金属
晶体塑性变形的基本方式、滑移的机制等;
3.塑性变形对金属组织和性能的影响、加热过程
中塑性变形后的金属有何变化?
4.残余内应力种类。 5.细化晶粒的措施。
脆性、回火抗力(回火稳定性)、马氏体、调质 处理; 2.奥氏体化过程; T曲线及其应用; 4.热处理工艺
第 6 部分
碳钢、铸铁、合金钢
1.主要合金元素的作用;
2.常用材料牌号、成分特性、应用及热处理特性;
3.铸铁中碳的存在形式;
4.典型材料:灰铁、渗碳钢、调质钢、超高强度
第 4 部分 二元合金相图 1.相图的概念; 2.铁碳合金中的基本相:F、A、Fe3C 等; 3.铁碳合金中的典型组织:珠光体、莱 氏体等; 4.相图的有关内容:点、线、相区,共 析与共晶反应、杠杆定律、合金平衡 结晶过程分析等;
西工大——材料性能学期末考试总结
材料性能学第一章材料单向静拉伸的力学性能一、名词解释。
1.工程应力:载荷除以试件的原始截面积即得工程应力σ,σ=F/A0。
2.工程应变:伸长量除以原始标距长度即得工程应变ε,ε=Δl/l0。
3.弹性模数:产生100%弹性变形所需的应力。
4.比弹性模数(比模数、比刚度):指材料的弹性模数与其单位体积质量的比值。
(一般适用于航空业)5.比例极限σp:保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力,即在拉伸应力—应变曲线上开始偏离直线时的应力值。
6.弹性极限σe:弹性变形过渡到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。
7.规定非比例伸长应力σp:即试验时非比例伸长达到原始标距长度(L0)规定的百分比时的应力。
8.弹性比功(弹性比能或应变比能) a e: 弹性变形过程中吸收变形功的能力,一般用材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功来表示。
9.滞弹性:是指材料在快速加载或卸载后,随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
10.粘弹性:是指材料在外力作用下,弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
11.伪弹性:是指在一定的温度条件下,当应力达到一定水平后,金属或合金将产生应力诱发马氏体相变,伴随应力诱发相变产生大幅的弹性变形的现象。
12.包申格效应:金属材料经预先加载产生少量塑性变形(1-4%),然后再同向加载,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。
13.内耗:弹性滞后使加载时材料吸收的弹性变形能大于卸载时所释放的弹性变形能,即部分能量被材料吸收。
(弹性滞后环的面积)14.滑移:金属材料在切应力作用下,正应力在某面上的切应力达到临界切应力产生的塑变,即沿一定的晶面和晶向进行的切变。
15.孪生:晶体受切应力作用后,沿一定的晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)在一个区域内连续性的顺序切变,使晶体仿佛产生扭折现象。
16.塑性:是指材料断裂前产生塑性变形的能力。
17.超塑性:在一定条件下,呈现非常大的伸长率(约1000%),而不发生缩颈和断裂的现象。
《材料力学性能》复习提纲(安工大)
《材料力学性能》复习提纲第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能1.拉伸变形过程;2.弹性不完整性(滞弹性,包申格效应),循环韧性;3.塑性变形方式,滑移,均匀屈服产生机制,影响屈服强度的因素;4.应变硬化(形变强化)及其产生原因和工程意义;5.缩颈,抗拉强度;6.塑性、脆性及韧性,塑性指标;7.机件的失效形式:磨损、腐蚀和断裂;8.断裂的分类及各类断口特征,韧性断裂和脆性断裂的区别,哪种断裂更危险及其原因;9.拉伸断口的三要素以及强度和塑性对断口三个区域组成的影响;10.微孔聚集断裂过程;11.格雷菲斯裂纹理论(原理,出发点,必要条件);12.为什么理论断裂强度与实际断裂强度在数值上有数量级的差别;13.机械设计中最常用的两个强度指标为:屈服强度和抗拉强度;14.碳含量对钢拉伸曲线的影响。
第二章金属在其他静载荷下的力学性能1.应力状态软性系数α及其代表的意义;2.压缩、弯曲、扭转试验的特点;3.缺口效应(定义及由于缺口引起的两个效应),理论应力集中系数,缺口敏感度及其代表的意义;4.硬度的分类、符号表示方法、测试(布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度)原理\方法;5.课后作业P55页的8题。
第三章金属在冲击载荷下的力学性能1.冲击韧性;2.低温脆性、韧脆转变温度及其确定方法、韧性温度储备;3.产生低温脆性的物理本质和机理;4.影响韧脆转变温度的因素。
第四章金属的断裂韧度1.低应力脆断;2.裂纹的扩展形式;3.应力场强度因子KⅠ定义及其表达式;4.材料的断裂韧度,断裂K判据,断裂G判据;55.KⅠ和K IC,G IC与K IC的关系;6.KⅠ的修正条件,考虑应力松弛时塑性区宽度(平面应力,平面应变),修正后KⅠ计算公式;7.断裂韧度测试时试样的制备(满足条件);8.张开位移δ(COD),断裂δ判据;9.平面应力和平面应变;10.有关断裂韧度的计算。
第五章金属的疲劳1.疲劳;2.疲劳断裂的特点,疲劳断口的宏观(贝纹线)与微观特征(存在疲劳条带);3.疲劳曲线(S-N曲线),疲劳极限σ-1;4.过载损伤,过载损伤界,过载持久值,过载损伤区;5.疲劳缺口敏感度及其代表的意义;6.疲劳裂纹扩展门槛值ΔK th,ΔK th和σ-1区别;7.材料的疲劳过程,疲劳裂纹的形成机理、阻止其产生的措施;8.疲劳裂纹的扩展过程,扩展第二阶段的断口特征,贝纹线和疲劳条带的区别;9.疲劳的分类(P96低周、高周、热疲劳、热机械疲劳)10.影响疲劳强度的因素;11.高周疲劳、低周疲劳定义,低周疲劳的特点(P120);12.循环软化,循环硬化,过渡寿命。
材料力学性能考试重点内容
第一章1.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,残余应变约为1—4%,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
2.机件的实效形式:磨损,腐蚀,断裂3.拉伸断口的三要素:纤维区,放射区,剪切唇4.断裂的分类:①完全断裂不完全断裂(内部有裂纹)②按断裂前塑性变化大小分类:韧性断裂塑性断裂(断面收缩率小于5%)③按裂纹扩展途径:穿晶断裂沿晶断裂④按照断裂机理:剪切断裂微孔聚集形断裂解理断裂5.塑性:金属材料在发生断裂之前发生塑性变形(不可逆永久变形)的能力,由均匀塑性变形和集中塑性变形两部分构成。
脆性:弹性变形引起的材料破碎韧性:韧性是材料的力学性能,是指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力,或是指材料抵抗裂纹扩展的能力。
6.弹性比功:材料吸收弹性变形功的能力。
7.滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随着时间的延长产生的附加弹性应变的现象。
与材料的成分,组织有关,也与试验条件有关。
材料组织越不均匀,、滞弹性越明显。
循环韧性:金属材料在交变载荷(或震动)下吸收不可逆变形功的能力,也称为金属的内耗或消震性。
循环韧性越高,机件依靠自身的消震能力越好,所以高循环韧性对于降低机器的噪音抑制高速机械的震动防止共振导致疲劳断裂意义重大。
8.塑性指标:①断后伸长率:试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
②断面收缩率:试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。
9.缩颈:金属等韧性材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象,这是应变硬化与截面减少共同作用的结果。
10.机械设计常用的两个强度指标:①屈服强度:呈现屈服现象的金属材料在拉伸时,试样在外力保持恒定仍能继续伸长的应力成为屈服点或者屈服强度。
②抗拉强度:拉伸试验时试样拉断过程中最大试验力所对应的应力。
第二章1.应力软性系数α:最大切应力最大正应力的比值τ/α,称为应力软性系数,静载荷试验方法不同,应力软性系数也不相同2.硬度的分类,和表示方法,测试原理和方法:3.简述弯曲,扭转,压缩的特点:压缩:①单向压缩试验的应力状态软性系数α=2,比拉伸,弯曲,扭转的应力状态都软,所以主要用于拉伸时呈脆性的金属材料力学性能的测定。
西工大考研 材料力学基础888资料
西工大考研材料力学基础888资料材料力学基础是西安工业大学考研的一门重要课程,也是材料科学与工程专业的核心课程之一。
它主要研究材料的性能和行为,以及材料在受力下的变形和破坏规律。
本文将从三个方面介绍材料力学基础的相关内容。
第一部分:材料的力学性能材料力学基础主要研究材料的力学性能,包括弹性、塑性、蠕变、疲劳和断裂等。
弹性是材料在外力作用下发生变形后能够恢复原状的能力,塑性是材料在外力作用下发生永久变形的能力。
蠕变是材料在高温和长时间作用下发生的时间依赖性变形,疲劳是材料在交变应力下反复加载和卸载导致的破坏,断裂则是材料在受到过大应力时发生的突然破坏。
第二部分:材料的力学行为材料力学基础还研究材料在受力下的力学行为,包括拉伸、压缩、剪切和弯曲等。
拉伸是指材料在受到拉力作用下发生的变形,压缩是指材料在受到压力作用下发生的变形,剪切是指材料在受到切力作用下发生的变形,弯曲是指材料在受到弯矩作用下发生的变形。
这些力学行为对于材料的设计和应用具有重要的意义。
第三部分:材料的受力分析材料力学基础还研究材料在受力下的变形和破坏规律。
受力分析是材料力学基础的核心内容之一。
它通过应力和应变的关系,研究材料在受力下的变形和破坏规律。
应力是指材料内部受到的单位面积的力,应变是指材料由于受力而引起的单位长度的变化。
通过受力分析,可以确定材料的承载能力和安全性能,为材料的设计和选用提供依据。
材料力学基础888资料是西安工业大学考研材料力学基础课程的一份重要资料,其中详细介绍了材料力学基础的相关知识点和考点。
这份资料包括了弹性力学、塑性力学、蠕变力学、疲劳力学和断裂力学等内容,是考生备考材料力学基础课程的重要参考资料。
总结:材料力学基础是西安工业大学考研材料科学与工程专业的核心课程之一,它主要研究材料的性能和行为,以及材料在受力下的变形和破坏规律。
在学习材料力学基础课程时,需要掌握材料的力学性能、力学行为和受力分析等内容。
材料力学性能复习提纲
材料力学性能复习提纲1)弹性模量的概念,单晶体、多晶体的弹性模量各自的特点。
弹性模量:抵抗正应变的能力。
E= σ/ε(P11)单晶体金属的弹性模量表现为各向异性,多晶体金属的弹性模量表现为伪各向同性。
非晶态材料的弹性模量表现为各向同性(P12)2)弹性比功的定义和工程意义。
弹性比功的定义:表示金属材料吸收变形功的能力,又叫弹性比能。
工程意义:弹性比功是指材料吸收变形功而不发生永久变形的能力,它标志着单位体积材料所吸收的最大弹性变形功,是一个韧度指标。
a e=σeεe/2=σe2/(2E) (P12-13)3)弹性滞后环应变落后于应力,加载时消耗在变形上的功大于卸载时金属恢复变形所做的功,其面积表示金属吸收不可变形功的能力。
(P16)4)塑性变形的主要方式和特点方式:滑移和孪生特点:1、不可逆性,2、变形条件应力大于屈服强度,3、变形量大,4、非线性。
(p19) 附:1.各晶粒塑性变形的不同时性和不均匀性;2.各晶粒塑性变形的相互制约和协调。
多晶体塑性变形的必要条件:至少5个独立的滑移系。
5)屈服现象受力式样中,应力达到某一特定值后,开始大规模塑性变形的现象。
(p20)6)应变硬化材料开始屈服以后继续变形将产生加工硬化。
S=Ke n n为应变硬化指数。
理想弹性体n=1为一条45°的斜线,理想塑性体n=0为一条水平直线,n=1/2为一条抛物线(P28)7)细晶强化、固溶强化的概念和特点细晶强化:通过细化晶粒尺寸提高材料强度的方法称为细晶强化。
特点:晶粒越细,金属的强度、硬度越高,同时塑形、韧性也越好。
固溶强化:金属中溶入溶质原子(间隙固溶、置换固溶)形成固溶体,其屈服强度会明显提高,这种提高强度的方法称为固溶强化。
特点:强度、硬度增加,而韧性、塑性有所下降。
8)颈缩的概念及其判据概念:是韧性金属材料在拉伸试验时,变形集中于局部区域的现象,是材料加工硬化和试样截面减小共同作用的结果。
判据:真应变在数值上与应变强化指数相等。
材料力学复习资料(DOC)
材料力学重点及其公式1、材料力学的任务:强度、刚度和稳定性;应力 单位面积上的内力。
平均应力 AFp m∆∆=(1.1) 全应力dAdFA F p p A m A =∆∆==→∆→∆00lim lim (1.2) 正应力 垂直于截面的应力分量,用符号σ表示。
切应力 相切于截面的应力分量,用符号τ表示。
应力的量纲:GPa MPa )m /N (Pa 2、、国际单位制: 22cm /kgf m /kgf 、工程单位制:线应变 单位长度上的变形量,无量纲,其物理意义是构件上一点沿某一方向变形量的大小。
外力偶矩传动轴所受的外力偶矩通常不是直接给出,而是根据轴的转速n 与传递的功率P 来计算。
当功率P 单位为千瓦(kW ),转速为n (r/min )时,外力偶矩为m).(N 9549e nPM = 当功率P 单位为马力(PS ),转速为n (r/min )时,外力偶矩为m).(N 7024e nPM = 拉(压)杆横截面上的正应力拉压杆件横截面上只有正应力σ,且为平均分布,其计算公式为 N F Aσ= (3-1)式中N F 为该横截面的轴力,A 为横截面面积。
正负号规定 拉应力为正,压应力为负。
图1.2公式(3-1)的适用条件:(1)杆端外力的合力作用线与杆轴线重合,即只适于轴向拉(压)杆件; (2)适用于离杆件受力区域稍远处的横截面;(3)杆件上有孔洞或凹槽时,该处将产生局部应力集中现象,横截面上应力分布很不均匀;(4)截面连续变化的直杆,杆件两侧棱边的夹角020α≤时 拉压杆件任意斜截面(a 图)上的应力为平均分布,其计算公式为全应力 cos p ασα= (3-2) 正应力 2cos ασσα=(3-3) 切应力1sin 22ατα= (3-4)式中σ为横截面上的应力。
正负号规定:α由横截面外法线转至斜截面的外法线,逆时针转向为正,反之为负。
ασ 拉应力为正,压应力为负。
ατ 对脱离体内一点产生顺时针力矩的ατ为正,反之为负。
材料力学性能考前复习资料
材料⼒学性能考前复习资料⼀、填空:1.提供材料弹性⽐功的途径有⼆,提⾼材料的,或降低。
2.退⽕态和⾼温回⽕态的⾦属都有包申格效应,因此包申格效应是具有的普遍现象。
3.材料的断裂过程⼤都包括裂纹的形成与扩展两个阶段,根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程,可以将断裂分为与;按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径,分为和;按照微观断裂机理分为和;按作⽤⼒的性质可分为和。
4.滞弹性是指材料在范围内快速加载或卸载后,随时间延长产⽣附加的现象,滞弹性应变量与材料、有关。
5.包申格效应:⾦属材料经过预先加载产⽣少量的塑性变形,⽽后再同向加载,规定残余伸长应⼒;反向加载,规定残余伸长应⼒的现象。
消除包申格效应的⽅法有和。
6.单向静拉伸时实验⽅法的特征是、、必须确定的。
7.过载损伤界越,过载损伤区越,说明材料的抗过载能⼒越强。
8. 依据磨粒受的应⼒⼤⼩,磨粒磨损可分为、、三类。
9.解理断⼝的基本微观特征为、和。
10.韧性断裂的断⼝⼀般呈杯锥状,由、和三个区域组成。
11.韧度是衡量材料韧性⼤⼩的⼒学性能指标,其中⼜分为、和。
12.在α值的试验⽅法中,正应⼒分量较⼤,切应⼒分量较⼩,应⼒状态较硬。
⼀般⽤于塑性变形抗⼒与切断抗⼒较低的所谓塑性材料试验;在α值的试验⽅法中,应⼒状态较软,材料易产⽣塑性变形,适⽤于在单向拉伸时容易发⽣脆断⽽不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料;13.材料的硬度试验应⼒状态软性系数,在这样的应⼒状态下,⼏乎所有⾦属材料都能产⽣。
14. 硬度是衡量材料软硬程度的⼀种⼒学性能,⼤体上可以分为、和三⼤类;在压⼊法中,根据测量⽅式不同⼜分为、和。
15. 国家标准规定冲击弯曲试验⽤标准试样分别为试样和试样,所测得的冲击吸收功分别⽤、标记。
16. 根据外加压⼒的类型及其与裂纹扩展⾯的取向关系,裂纹扩展的基本⽅式有、和。
17. 机件的失效形式主要有、、三种。
18.低碳钢的⼒伸长曲线包括、、、、断裂等五个阶段。
19.内耗⼜称为,可⽤⾯积度量。
工程材料力学性能复习总结课件.doc
名词解释滞弹性:在外加载荷作用下,应变落后于应力现象。
静力韧度: 材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。
比例极限: 应力一应变曲线上符合线性关系的最高应力。
包辛格效应指原先经过变形,然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限& P)或屈服强度((T S)增加;反向加载时弹性极限(彷P)或屈服强度((T S)降低的现象韧脆转变:材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象(冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂,断口特征由纤维状转变为结晶状)。
静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。
是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。
韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程弹性极限是材料由弹性变形过渡到弹一塑性变形时的应力,应力超过弹性极限以后材料便开始产生塑性变形。
变动载荷是指载荷大小,甚至方向随时间变化的裁荷疲劳强度在指定疲劳寿命下,材料能承受的上限循环应力,疲劳强度是保证机件疲劳寿命的重要材料性能指标缺口敏感度(NSR)金属材料的缺口敏感性指标,用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值表示。
冲击韧度(冲击韧性)一材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
冲击吸收功一一冲击弯曲试验中试样变形和断裂所消耗的功缺口效应缺口材料在静载荷作用下,缺口截面上的应力状态发生的变化冲击韧度材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力彳氐温脆性体心立方晶体金属及其合金或某些密派六方晶体金属及其合金在试验温度低于某一温度时,材料由韧性状态转变为脆性状态的现象韧性温度储备:材料使用温度和韧脆转变的差值,保证低服役行为。
低应力脆断:在屈服应力以下发生的断裂断裂韧度: 当KI增大达到临界值时,也就是在裂纹尖端足够大的范围内达到了材料的断裂强度,裂纹便失稳扩展而导致材料断裂。
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弹性模量:产生100%弹性变形所需要的应力弹性比功(弹性比能/应变比能):表示金属材料吸收弹性变形功的能力滞弹性: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塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性) 变形的能力.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量的弹性形变,卸载后,再同向加载(拉伸)时,屈服强度或弹性极限增加;反向加载(压缩)时,屈服强度或弹性极限降低的现象。
*消除包申格效应的方法:预先进行较大的塑形变形;在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火金属韧性:金属材料断裂前吸收塑形变形功和断裂功的能力;或材料抵抗裂纹扩展的能力缩颈:韧性金属在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象韧性断裂:断裂前发生明显塑性变形的断裂脆性断裂:突然发生的断裂,且断裂前基本不产生塑性变形。
穿晶断裂:裂纹扩展的路径穿过晶内沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,大多为脆性断裂。
断口形貌:冰糖状剪切断裂:金属材料在切应力作用下沿滑面分离造成的滑移面分离的断裂解理断裂:金属材料在一定条件下,外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体平面产生的穿晶断裂。
.解理面:由于与大理石的断裂相似,所以称这种晶体学平面为解理面解理刻面:以晶粒大小为单位的解理面解理台阶:解理裂纹与螺型位错相遇,形成具有一定高度的台阶河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动,同号台阶汇合并长大,足够大时汇集成河流花样。
微孔聚集断裂:由于杂质与基体界面脱离形成微孔形核并长大形成微孔,在外力作用下产生缩颈而断裂,导致各个微孔连接形成微裂纹,微裂纹在三向拉应力区和集中塑形变形区,在该区形成新微孔。
新微孔连通使裂纹向前推进,不断如此下去产生断裂。
应力状态软性系数:τmax和σmax的比值,用α表示各种加载状态下的应力状态软性系数:三向不等拉伸:α=0.1 单向静拉伸α=0.5 扭转:α=0.8 单向压缩:α=2 三向不等压缩:α=4 缺口效应:由于缺口的存在,缺口截面上的应力状态将发生变化缺口,缺口根部应力集中缺口敏感度(NSR):缺口试样的抗拉强度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,用Ak表示冲击吸收功:试样变形和断裂所消耗的功低温脆性:在试验温度低于某一温度t k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,。
t k称为韧脆转变温度,也称冷脆转变温度低应力脆断: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。
张开型(Ⅰ型)裂纹:拉应力垂直作用于裂纹扩展面,沿作用力方向张开,沿裂纹面扩展的裂纹应力场:物件受力时,其内部所受到的有方向有大小且连续的应力所构成的场塑性区:金属材料裂纹扩展前,尖端附近出现的塑性变形区有效屈服应力:在某个方向上发生屈服时对应的应力变动载荷:载荷大小,方向均随时间变化的载荷疲劳:金属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疲劳极限:试样可以经无限次应力循环也不会发生疲劳断裂时所对应的应力。
记为σ-1 疲劳源:疲劳裂纹萌生的策源地过载损伤界/过载损伤区:金属材料抵抗疲劳过载损伤的能力疲劳缺口敏感度:金属材料在交变载荷作用下的缺口敏感性。
用qf表示疲劳裂纹核:0.05mm至0,1mm的裂纹,且定义为疲劳裂纹萌生期高周疲劳:金属在循环载荷作用下疲劳寿命大于105次的疲劳断裂低周疲劳:金属在循环载荷作用下疲劳寿命为102到105次的疲劳断裂冲击疲劳:机件在重复冲击载荷作用下断裂的疲劳断裂应力腐蚀: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氢脆:由于氢和应力的共同作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象氢致延滞断裂:由于氢的作用而产生的延滞断裂现象磨损:机件表面接触并作相对运动时,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐流失,造成表面损伤的现象。
粘着磨损:粘着磨损是接触表面相互运动时,因固相焊合作用使材料从一个表面脱落或转移到另一表面而形成的磨损,又称咬合磨损。
磨粒磨损:摩擦副的一方表面存在坚硬的细微凸起或在接触面向存在硬质粒子时产生的磨损。
接触疲劳:机件两接触面作滚动或滚动加滑动摩擦时,在交变接触压应力长期作用下,材料表面因疲劳损伤,导致局部区域产生小片或小块状金属剥落而材料流失的现象蠕变:金属在长时间的恒温,恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象蠕变断裂:由于蠕变现象最后导致金属材料的断裂蠕变极限:金属材料在一定温度和应力下,在规定时间内蠕变形量或蠕变速度不超过规定值时所承受的最大应力扩散蠕变:金属两端在拉应力的作用下,晶体内空位从收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松弛稳定性:金属材料抵抗应力松弛的性能填空简答1.影响弹性后效(滞弹性)的因素:切应力、温度升高、晶体中的缺陷2.弹性变形和塑性变形的特点?弹性:1.弹性形变可恢复性2.弹性形变量很小塑性:1.各晶粒变形的不同时性和不均匀性2.各晶粒变形的相互协调性3影响屈服强度的因素(一)内在因素 1. 金属本性及晶格类型.主滑移面位错密度大,屈服强度大。
2.晶粒大小和亚结构.晶界对位错运动具有阻碍作用。
晶粒小可以产生细晶强化。
都会使强度增加。
3.溶质原子:溶质元素溶入金属晶格形成固溶体,产生固溶强化。
4第二相. a.不可变形的第二相绕过机制.留下一个位错环对后续位错产生斥力.b.可以变形的第二相切过机制.由于质点与基体间晶格错排及位错切过第二相质点产生新界面需要做功,使强度增加。
(二)外在因素.1.温度温度越高原子间作用越小位错运动阻力越低2应变速率。
应变速率越高强度越高。
3.应力状态.切应力分量越大强度越低4.应变硬化(应变硬化指数)的工程意义:反映金属材料抵抗均匀塑性变形的能力;反映机件服役时偶然过载的能力;提高材料力学性能;提高低碳钢切削加工性能5.塑性的意义?1以防机件偶然过载时产生突然破坏2.有利于阻止裂纹扩展3.金属的塑性有利于各种加工工序4.可以反映合金的质量优劣6.韧性断裂宏观断口及特征三要素?杯锥形,断口粗糙、呈纤维状,灰暗色。
三要素:纤维区,放射区,剪切唇7.磨损,腐蚀,断裂是机件的三种失效形式。
8..影响断口三要素的因素:材料脆性越大,放射区越大,纤维区越小,剪切唇越小。
材料尺寸越大,放射区越大,纤维区基本不变。
9.脆性断裂宏观断口:脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。
10.沿晶断裂:当晶界的强度小于屈服强度时,晶界无塑性变形,断裂呈宏观脆性产生冰糖状断口。
当晶界的强度大于屈服强度时,晶界有塑性变形,产生石状断口11.微孔聚集型断裂断口微观特征及过程?特征:韧窝。
塑变过程中,位错运动遇到第二相颗粒形成位错环。
切应力作用下位错环堆积.位错环移向界面,界面沿滑移面分离形成微孔。
位错源重新开动,释放出新位错,不断进入微孔,使微孔长大。
在外力的作用下产生缩颈(内缩颈)而断裂(纤维区),使微孔聚合,形成裂纹;裂纹尖端应力集中,产生极窄的与径向大致呈45度的剪切变形带,新的微孔就在变形带内成核、长大和聚合,与裂纹连接时,裂纹扩展。
12.解理断裂过程分为三个阶段:a)塑性变形形成裂纹b)裂纹在同一晶粒内初期长大c)裂纹越过晶界向相邻晶粒扩展13.解理断裂的微观断口特征:1)解理台阶及河流状花样。
2)舌状花样14.缺口效应的应用1:缺口引起应力集中,改变了缺口前方应力状态。
由单向应力状态变为两向或三向应力状态。
2:缺口使塑性材料产生缺口附加强化,使强度增加,塑性降低。
15.布氏硬度:HB 洛氏硬度:HR 维氏硬度:HV 努氏硬度:HK 肖氏硬度:HS渗碳层硬度分布:显微维氏,HK 淬火钢:HRC,HS 灰铸铁:HB,HS鉴别钢中隐晶马氏体与残留奥氏体:显微维氏仪表小黄铜齿轮:HV HK龙门刨床导轨:HS 渗氮层:HV HR15N HK 高速钢刀具:HV,HRC 退火态低碳钢:HRB HV HS 硬质合金:HRA HV16.低温脆性产生的原因:材料屈服强度随温度降低急剧增加的结果的表示方法NDT:低阶能开始上升的上升的温度FTP:高阶能对应的温度FTE:低阶能和高阶能平均值对应的温度FATT50:取结晶区面积占整个断口面积50%时对应的温度18.影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素:1.材料因素:a)晶体结构的影响。
低、中强度的bcc金属及其合金有冷脆现象。
高强度的bcc金属,冷脆转变不明显。
fcc金属一般情况下可认为无冷脆现象。
2)化学成分:a) 加入能形成间隙固溶体的元素,使冲击韧性减小,冷脆转变温度提高b)α-Fe中加入能形成置换固溶体的元素。
c)杂质元素S、P、Pb、Sn、As等,会降低钢的韧性。
3)晶粒尺寸:细化晶粒能使材料的韧性增加,韧脆转变温度降低。
4) 金相组织:强度相同时S>B>P片>P球。
2.外在因素:1)缺口越尖锐,三向应力状态越严重脆性转变温度的升高。
2)尺寸因素.试样尺寸增大,材料的韧性下降,断口中纤维区减少,脆性转变温度升高。
3)加载速度.外加冲击速度增加,使缺口处塑性变形的应变率提高,促进材料的脆化。
19.裂纹扩展的基本形式:1)张开型裂纹2)滑开型裂纹3)撕开型裂纹20.应力场强度因子KⅠ表示裂纹尖端应力场的强弱21.Kc、K IC及G IC和J IC的区别和物理意义。
临界或失稳状态的KI值就记作KIC或KC称为断裂韧度。
其中K IC是平面应变下的断裂韧度。
Kc是平面应力下的断裂韧度。
意义是材料对宏观裂纹失稳扩展的抗力。
G IC是G I在临界或失稳状态下的临界值。
表示材料阻止裂纹失稳扩展时单位面积所消耗的能量。
J IC是J积分的临界值,也称断裂韧度。
表示材料抵抗裂纹开始扩展的能力。
22.疲劳断裂有如下的特点:1)低应力循环延时断裂,即有寿命的断裂。
2)是脆性断裂。
3)对缺陷(缺口、裂纹及组织缺陷),尤其是表面缺陷十分敏感。
23.典型疲劳断口具有的三个形貌不同的区域:疲劳源+疲劳区+瞬断区。
24.疲劳裂纹扩展的门槛值,记为△K th,表示阻止裂纹开始扩展的能力25.疲劳裂纹扩展及断口微观特征:第一阶段:从表面个别侵入沟(或挤出脊)先形成微裂纹,然后裂纹主要沿主滑移系方向,以纯剪切方式沿45°向内扩展。
断口上无明显的特征,只有一些擦伤的痕迹。
在一些强化材料中,有时存在周期性解理或者准解理花样第二阶段:裂纹⊥拉应力。
第二阶段的断口特征是具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样,称为疲劳条带(条纹、辉纹)26.影响疲劳强度的主要因素:一、加载规范及环境的影响 1载荷频率次2温度温度升高,疲劳极限下降 5.介质:腐蚀介质表面蚀坑,疲劳极限下降二、表面状态与尺寸因素:1. 表面状态:缺口:因应力集中会降低材料的疲劳强度。