材料力学性能15
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，包括强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能参数对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在工程实践中，我们需要对材料的力学性能进行全面的了解和评估，以确保材料能够满足工程要求并具有良好的可靠性和安全性。
首先，强度是材料力学性能的重要指标之一。
材料的强度表现了其抵抗外部载荷的能力，通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等参数来描述。
强度高的材料在承受外部载荷时不易发生变形和破坏，因此在工程结构和设备中得到广泛应用。
此外，韧性是衡量材料抗破坏能力的重要指标，它反映了材料在受到冲击或挤压时的变形和吸能能力。
韧性高的材料能够在受到冲击载荷时发生一定程度的塑性变形而不破坏，因此在制造高应力、高载荷的零部件和结构中具有重要意义。
此外，材料的硬度也是其力学性能的重要指标之一。
硬度反映了材料抵抗划痕和穿刺的能力，通常通过洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等参数来描述。
硬度高的材料具有较高的耐磨性和耐划痕性，适用于制造刀具、轴承、齿轮等零部件。
此外，材料的塑性也是其力学性能的重要指标之一。
塑性反映了材料在受到外部载荷作用下发生变形的能力，通常通过延伸率、收缩率、冷弯性等参数来描述。
塑性好的材料能够在受到外部载荷时发生较大的变形而不破坏，适用于制造成形性零部件和结构。
总之，材料力学性能是材料工程中的重要内容，对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在工程实践中，我们需要全面了解和评估材料的强度、韧性、硬度、塑性等性能参数，以确保材料能够满足工程要求并具有良好的可靠性和安全性。
希望本文能够对材料力学性能的研究和应用提供一定的参考和帮助。
完整版材料力学性能课后习题答案整理
完整版材料力学性能课后习题答案整理材料力学性能课后习题答案第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。
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。
脆性：指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力韧性：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2、说明下列力学性能指标的意义。
答：E弹性模量G切变模量r规定残余伸长应力0.2屈服强度gt金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率n应变硬化指数P153、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：主要决定于原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。
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。
材料力学性能思考题
填空：1．影响材料弹性模数的因素有、、、、、等。
2．提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的，或降低。
3．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。
4．金属材料常见的塑性变形机理为晶体的和两种。
5．多晶体金属材料由于各晶粒位向不同和晶界的存在，其塑性变形更加复杂，主要有各晶粒变形的及各晶粒变形的的特点。
6．影响金属材料屈服强度的因素主要有、、、、等。
7．产生超塑性的条件是（1）；（2）；（3）。
8．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。
9.包申格效应：金属材料经过的塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力；，规定残余伸长应力的现象。
10．剪切断裂的两种主要形式为、和。
11．解理断口的基本微观特征为、和。
12．韧性断裂的断口一般呈杯锥状，由、和三个区域组成。
13．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，其中又分为、和。
14.材料在受到应力作用时压力状态最硬，其分量为零，材料最易发生，适用于揭示塑性较好的金属材料的脆性倾向。
时，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；时应力状态较软，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；材料的硬度试验属于状态，应力状态非常软，可在各种材料上进行。
15. 材料缺口敏感性除与材料本身性能、压力状态（加载方式）有关外，还与、、有关。
16. 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，按加载方式基本上可以分为和两大类，在压入法中，根据加载速率的不同又分为和。
17. 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。
18. 影响材料低温脆性的因素有、、、、、等。
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的作用下所表现出来的力学特性和性能。
材料力学性能的评价是材料工程中非常重要的一个方面，它直接关系到材料的使用性能和安全性。
下面就常见的材料力学性能进行简要介绍。
1. 强度：材料的强度是指材料在外力作用下抗变形和断裂的能力。
强度是材料力学性能中最基本和重要的指标之一。
常见的强度指标有拉伸强度、屈服强度、抗压强度、剪切强度等。
2. 韧性：材料的韧性是指材料在受到外力作用下的抗冲击和抗断裂能力。
韧性可以通过材料的断裂韧性、冲击韧性等指标来评价。
高韧性的材料具有良好的抗冲击和抗断裂性能。
3. 塑性：材料的塑性是指材料在受到外力作用下能够发生可逆的形变。
材料的塑性可以通过塑性应变、塑性延伸率、塑性饱和应变等指标来描述。
常见的塑性材料有金属材料和塑料材料。
4. 刚性：材料的刚性是指材料在受到外力作用下不易发生形变的能力。
刚性材料具有较高的弹性模量和抗弯刚度。
常见的刚性材料有钢材和铝合金等。
5. 弹性：材料的弹性是指材料在受到外力作用后能自行恢复原状的能力。
弹性材料具有较高的弹性模量和较小的应变率。
常见的弹性材料有弹簧钢和橡胶等。
6. 硬度：材料的硬度是指材料抵抗外部物体对其表面的压入的能力。
硬度指标可以通过洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等来表示。
硬度高的材料具有较好的抗划伤和抗磨损性能。
7. 耐磨性：材料的耐磨性是指材料在长时间摩擦和磨损作用下的抗磨损能力。
耐磨性可以通过磨损试验来评价。
高耐磨性的材料具有较长的使用寿命。
总的来说，材料力学性能是评价材料使用性能的重要指标，不同材料的力学性能差异很大，选择合适的材料可以提高产品的使用寿命和安全性。
在材料工程中，需要根据具体应用要求和工作环境选择合适的材料，并通过力学性能的评价来保证材料的质量和可靠性。
实验15- 材料力学性能及热性能测试实验
实验15材料力学性能及热性能测试实验15-1聚合物拉伸性能测试——电子拉力机测定聚合物材料的应力-应变曲线聚合物在拉力下的应力-应变测试是一种广泛使用的最基础的力学试验。
聚合物的应力-应变曲线提供力学行为的许多重要线索，从而得到有用的表征参数（杨氏模量、屈服应力、屈服伸长率、破坏应力、极限伸长率、断裂能）以评价材料抵抗载荷、抵抗变形和吸收能量的性质优劣；从宽广的试验温度和试验速度范围内测得的应力-应变曲线，有助于判断聚合物材料的强弱、硬软、韧脆和粗略估计聚合物所处的状态与拉伸取向过程，以及为设计和应用部门选取最佳材料提供科学依据。
电子拉力试验机是将聚合物材料的刺激（载荷）和响应（变形）由换能装置转变为电信号传入计算机，经计算处理可得应力-应变曲线。
电子拉力机除了应用于力学试验中最常用的拉伸试验外，还可进行压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离以及疲劳、应力松弛等各种力学试验，是测定和研究聚合物材料力学行为和机械性能的有效手段。
一、实验目的1．熟悉电子拉力机的使用方法；2．测定聚合物的载荷-时间曲线，判断不同聚合物的拉伸性能特征，了解测试条件对测试结果的影响；3．绘制应力-应变曲线，测定其屈服强度、拉伸强度、断裂强度和断裂伸长率。
二、实验原理拉伸性能是聚合物力学性能中最重要、最基本的性能之一。
拉伸性能的好坏，可以通过拉伸实验来检测。
拉伸实验是在规定的试验温度、湿度和速度条件下，对标准试样沿纵轴方向施加静态拉伸负荷，直到试样被拉断为止。
用于聚合物应力－应变曲线测定的电子拉力试验机是将试样上施加的载荷、形变通过压力传感器和形变测量装置转变成电信号记录下来，经计算机处理后，测绘出试样在拉伸形变过程中的拉伸应力－应变曲线。
从应力－应变曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。
通过拉伸试验提供的数据，可对高分子材料的拉伸性能做出评价，从而为质量控制，按技术要求验收或拒绝验收产品，研究、开发与工程设计及其他项目提供参考。
材料力学性能试题集
材料力学性能试题集判断1.由内力引起的内力集度称为应力。
（某）2.当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。
（√）3.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，则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。
（某）4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
（√）5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。
（某）6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。
（某）7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数，因而它不受单相固溶合金（或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。
（某）8.随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就增大。
（√）9.层错能低的材料应变硬度程度小。
（某）10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。
（某）11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。
（某）12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。
（√）13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就越小。
（某）14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。
（√）15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。
（√）16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。
（某）17.可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。
（√）18.缺口截面上的应力分布是均匀的。
（某）19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。
（√）20.于降低温度不同，提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。
（某）21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。
（某）22.体心立方金属及其合金存在低温脆性。
（√）23.无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆转变温度升高。
2015年材料力学性能思考题大连理工大学
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。
材料的力学性能报告
材料的力学性能读书报告一、材料的力学性能材料的力学性能是材料的宏观性能，可以定义为材料抵抗力与外形所呈现的性能。
一般指材料在不同温度下承受各种外加载荷时所表现出的力学特征，如弹性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性等。
研究材料的力学性能是材料取得实际应用的基础。
二、应力与应变当材料在外力作用下不能产生位移时，其几何形状和尺寸将发生变化，即形变，其原子、分子、离子间的相对位置和距离会发生变化，在材料的内部会产生原子、分子或离子间的附加内力来抵抗外力，并试图恢复到原来的状态，当达到平衡时，这种附加内力与外力相等、方向相反。
材料单位面积上所受的附加内力，其值等于单位面积上所受的外力，即应力。
表达式F=σ／A ，式中σ为应力，F 为外力，A 为面积。
应变是用来表征材料受力时内部各质点间的相对位移。
晶体材料的应变分为拉伸应变ε、剪切应变γ、压缩应变Δ拉伸应变 剪切应变 压缩应变 0001l l l l l ∆=-=ε0010V V V V V ∆=-=∆γ=tanθ拉伸应变是指材料受到垂直于截面积的大小相等、方向相反并作用在同一条直线上的两个拉伸应力时材料发生的形变。
剪切应变是指材料受到平行于截面积的大小相等、方向相反的两个剪切力时发生的形变。
压缩应变是指材料周围受到均匀应力P时，其体积从开始时的V0变化为V1=V0-V 的形变。
三、弹性形变及其性能指标1.对于理想的弹性材料，在应力的作用下会发生弹性形变其应力与应变关系2.服从Hook定律：σ=Eε比例系数E成为弹性模量（Elastic Modulus）,又称弹性刚度3.三种应变类型的弹性模量杨氏模量E、剪切模量G、体积模量B弹性模量的物理本质:原子间结合强度的标志之一弹性模量实际与曲线上受力点的曲线斜率成正比。
影响弹性模量的主要因素①原子结构和键合方式②晶体结构③化学成分④温度⑤微观结构4.泊松比μ:在拉伸试验中，材料横向单位面积的减少与纵向单位面积长度的增加之比值，即在E、G、B和μ四个参数中只有两个独立：E=2G(1+μ) =3B(1-2μ)四、材料的塑形、屈服与应变硬化1.塑性：材料在外力去除后仍保持部分应变的特性塑性形变在足够大的剪切应力 作用下或温度T较高时，材料中的晶体部分会沿着最易滑移的系统在晶粒内部发生位错滑移，宏观上表现为材料的塑性形变。
15#钢板,15#钢板化学成分,15#钢板规格,
15号钢板属于优质碳素结构钢的S，P杂质含量比普通碳素结构钢要低些，一般在0.035%（质量分数）以下。
按碳含量由低到高可分为低碳钢，中碳钢和高碳钢；按锰含量不同可分为普通含锰量和较高含锰量两类。
这类钢产量较大，用途较广，多轧制（或锻造）成圆、方、扁平产品，有的制成管材和丝材。
一般经正火或调质等热处理后使用，多用于机械或机器结构件。
15号钢板是一种低碳钢材料，它的延展性、可塑性都是比较好的，由于它的含碳量低（在0.12-0.18%之间）所以，硬度比较低。
另外，由于15号钢的含碳量低，对这样的材料制成的零件在进行热处理提高其硬度比较困难。
需要加热到1100℃以上，一般的钡盐浴炉是不能处理的，需要用高温硝酸盐浴炉来加热。
特性15号钢板其塑性、韧性高，但强度、硬度较低，锻造、焊接和冷冲压性能良好，冷变形塑性高，但切削加工时不易得到光洁的表面。
用于制造受力不大、韧性要求高的零件和渗碳件，聊城泰佑启金属：0635-7779210 139-69-55-8118紧固件和冲模锻件以及不经热处理的低负荷零件。
15号钢板的用途：15号钢板用途:制作渗碳零件、紧固件、冲锻模件及不需热处理的低负荷零件，如螺栓、螺钉、拉条、法兰盘及化工用贮器、蒸汽锅炉等15号钢板化学成份：C :0.12～0.19Mn :0.35～0.65P :≤0.035S :≤0.035Cr :≤0.25Ni :≤0.25Cu :≤0.25Si :0.17～0.3715号钢板力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥375 屈服强度σs (MPa)：≥225伸长率δ5/（%）：≥27断面收缩率ψ/（%）：≥55钢材交货状态硬度HBS 10/3000 不大于: 未热处理钢14315号钢板的重量是这样计算出来的:重量=长(单位m)*宽(单位m)*厚(单位mm)*7.85碳钢板的不足：(1)淬透性低。
一般情况下，碳钢水淬的最大淬透直径只有10mm-20mm。
(2) 强度和屈强比较低。
材料牌号15国家力学性能指标
材料牌号15国家力学性能指标
金属材料是我们日常生活中比较常见的一类东西，也是建筑物保持完整的关键
材料。
由于金属材料的特性的多样性，使得人们在挑选的时候会非常的头疼，最重要的就是性能指标的考量。
今天，小编给大家介绍15种金属材料的国家力学性能
指标，希望为大家在选择材料的时候提供参考和指导：
首先介绍Q235、Q255和Q275，它们都属于碳素钢系列常用金属材料，它们的
抗拉强度均大于255MPa，抗压强度均大于225MPa，弹性模量分别为200GPa、
186GPa和188GPa。
其次介绍20CrMo、30CrMo、35CrMo和45CrMo，它们都是合金碳素钢的材料，
它们的抗拉强度大于575MPa，抗压强度分别为480MPa、621MPa、690MPa和755MPa，弹性模量分别为190GPa、207GPa、212GPa和220GPa。
接下来介绍一种钢铁材料C45，它的抗拉强度大于600MPa，抗压强度大于
515MPa，弹性模量为210GPa。
最后，介绍一种不锈钢材料AISI304，它的抗拉强度大于615MPa，抗压强度大
于370MPa，弹性模量为198GPa。
以上只是少数各种金属材料的国家力学性能指标，希望对大家选择金属材料有
所帮助，以及建造根基更加稳固的建筑物或者工业进行有效的保护。
毕竟，有料才能凝聚出最完美的结果！。
材料力学性能
一．名词解释粘着磨损（咬合磨损）：因缺乏润滑油，摩擦副表面无氧化膜，且单位法向载荷很大，以致接触应力超过实际接触点处屈服强度而产生的一种磨损。
解理断裂：金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值时，以极快速率沿一定的晶体学平面产生的穿晶断裂。
应力腐蚀：金属材料在拉应力和特定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。
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合金，在试验温度低于某一温度时，会由韧性状态变成脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变成穿晶解理型，断口特征由纤维状变成结晶状。
疲劳：金属机构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。
应力状态软系数：最大切应力τ与最大正应力б的比值表示它们的相对大小，记为α。
氢脆：由于氢和应力的共同作用导致金属材料产生脆性断裂的现象。
高周疲劳：金属在循环载荷作用下，疲劳寿命为大于10 次的疲劳断裂。
缺口效应：由于缺口的存在，在静载荷的作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化，从而影响金属材料的力学性能。
磨粒磨损：当摩擦副一方表面存在坚硬的细微突起，或者在接触面之间存在着硬质粒子时所产生的一种磨损。
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。
疲劳裂纹门槛值：是疲劳裂纹不扩展的的临界值，表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能，越大，阻止裂纹扩展的能力越强，材料越好。
穿晶断裂：裂纹穿过晶粒内部扩展，既是宏观塑性断裂，也是宏观脆性断裂，包括纯剪切和微孔聚合型断裂。
冲击吸收功：指规定形状和尺寸的试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。
弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并完全恢复原来形状的性质称为弹性。
这种可恢复的变形称为弹性变形。
二．解释下列指标的名称和物理意义。
Ψ：（断面收缩率)是试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。
材料力学性能课后题,参考看下
第七章1、磨损：机件表面相接处并作相对运动时，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。
2、粘着：摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小载荷，在真实接触面上的局部应力就足以引起塑性变形。
倘若接触面上洁净而未受到腐蚀，则局部塑性变形会使两个接触面的原子彼此十分接近而产生强烈粘着。
（实际上就是原子间的键合作用）3、磨屑：松散的尺寸与形状均不相同的碎屑？？？？4、跑合：摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积增大，磨损速率迅速减小。
5、咬死：当接触压应力超过材料硬度H的1/3时，粘着磨损量急剧增加，增加到一定程度就出现咬死现象。
6、犁皱：指表面材料沿硬粒子运动方向被横推而形成沟槽。
7、耐磨性：材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力8、冲蚀：流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击。
9、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是材料流失的现象。
10、是比较三类磨粒磨损的异同，并讨论加工硬化对它们的影响？⑴凿削式磨粒磨损：从表面上凿削下大颗粒金属，摩擦面有较深沟槽。
韧性材料——连续屑，脆性材料——断屑。
⑵高应力碾碎性磨粒磨损：磨粒与摩擦面接触处的最大压应力超过磨粒的破坏强度，磨粒不断被碾碎，使材料被拉伤，韧性金属产生塑性变形或疲劳，脆性金属则形成碎裂式剥落。
⑶低应力擦伤性磨粒磨损：作用于磨粒上的应力不超过其破坏强度，摩擦表面仅产生轻微擦伤。
11、试述粘着磨损产生的条件、机理及其防止措施？条件：在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对滑动速度较小时发生的。
机理：摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小载荷，在真实接触面上的局部应力就足以引起塑性变形。
倘若接触面上洁净而未受到腐蚀，则局部塑性变形会使两个接触面的原子彼此十分接近而产生强烈粘着。
材料的力学性能重点总结
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：表示金属材料吸收塑性变形功的能力。
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来塑性变形，卸载后再同向加载，规定参与伸长应力增加；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应力状态软性系数：最大切应力最大正应力应力状态软性系数α越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软，材料越易产生塑性变形α越小，表示应力状态越硬，则材料越容易产生脆性断裂7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拜年话，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ζbm与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度ζb的比值. NSR=ζbn / ζs 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。
材料屈服强度急剧升高的温度，或断后延伸率，断后收缩率，冲击吸收功急剧减小的温度就是韧脆转变温度tk，tk是一个温度区间13疲劳贝纹线:以疲劳源为中心的近于平行的一簇同心圆.是疲劳源裂纹扩展时前沿的痕迹14疲劳条带：具有略显弯曲并相互平行的沟槽花样，是疲劳断口最典型的微观特征15驻留滑移带：金属在循环应力长期作用下，形成永久留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带，具有持久驻留性.16应力场强度因子KI ：表示应力场的强弱程度，对于某一确定的点的大小直接影响应力场的大小，KI 越大，则应力场各应力分量也越大17应力腐蚀：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后产生的低应力脆断现象18氢致延滞断裂：高强度钢或α+β钛合金中，含有适量的处于固溶状态的氢，在低于屈服强度的应力持续作用下经过一段时间的孕育期后在金属内部，特别是在三向拉应力区形成裂纹，裂纹的逐步扩展，最后突然发生脆性断裂，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第一章2.力学性能指标的意义（1)δ0.2 对于拉伸曲线上没有屈服平台的材料，塑性变形硬化过程是连续的，产生0.2%残余伸长应力时刻的屈服强度。
材料力学性能
材料力学性能材料力学性能是指材料在受力作用下所表现出来的性能，包括强度、刚度、韧性等指标。
材料力学性能的好坏直接影响到材料在工程应用中的可靠性和安全性。
本文将介绍材料力学性能的相关概念和测试方法，并分析其对材料应用的影响。
一、强度强度是指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。
抗拉强度是指材料在拉伸力作用下，抗拉破坏的能力。
抗压强度是指材料在受压力作用下，抗压破坏的能力。
抗弯强度是指材料在受弯力作用下，抗弯曲破坏的能力。
强度的测试方法主要包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
材料的强度往往与其成分、结构和加工工艺有关。
例如，金属材料中添加合适的合金元素，可以提高其强度；陶瓷材料中控制晶粒尺寸和界面结合情况，可以提高其抗压强度；纤维增强复合材料中，纤维的分布和取向对抗弯强度有重要影响。
在工程设计中，需要根据具体应用情况选择合适的材料强度指标，并保证其符合设计要求，以确保结构的稳定性和安全性。
二、刚度刚度是指材料抵抗形变的能力，也可以理解为材料对外力作用下的变形程度。
常见的刚度指标包括弹性模量、切变模量等。
弹性模量是指材料在弹性变形范围内，单位应力下的应变，反映了材料的抗弹性变形能力。
刚度的测试方法主要包括拉伸试验、扭转试验等。
材料的刚度与其物理性质和结构密切相关。
高弹性模量的材料具有较高的刚度，其在受力下变形较小；而低弹性模量的材料具有较低的刚度，其在受力下变形较大。
在工程设计中，需要根据结构的刚度要求选择合适的材料，以确保结构的稳定性和正常运行。
三、韧性韧性是指材料抵抗断裂的能力，反映了材料在受力下的变形能力和吸能能力。
常见的韧性指标包括断裂韧性、冲击韧性等。
断裂韧性是指材料在断裂前所能吸收的能量。
冲击韧性是指材料在受冲击载荷下，能够抵抗破坏的能力。
韧性的测试方法主要包括冲击试验、拉伸试验等。
材料的韧性与其断裂机制和微观结构有关。
例如，金属材料中的晶界和位错可以有效地阻止裂纹扩展，提高韧性；聚合物材料中的交联结构和链段运动可以吸收能量，提高韧性。
材料的力学性能
第一章材料的力学性能一、名词解释1、力学性能：材料抵抗各种外加载荷的能力，称为材料的力学性能。
2、弹性极限：试样产生弹性变形所承受的最大外力，与试样原始横截面积的比值，称为弹性极限，用符号σe表示。
3、弹性变形：材料受到外加载荷作用产生变形，当载荷去除，变形消失，试样恢复原状，这种变形称为弹性变形。
4、刚度：材料在弹性变形范围内，应力与应变的比值，称为刚度，用符号E表示。
5、塑性：材料在外加载荷作用下，产生永久变形而不破坏的性能，称为塑性。
6、塑性变形：材料受到外力作用产生变形，当外力去除，一部分变形消失，一部分变形没有消失，这部分没有消失的变形称为塑性变形。
7、强度：材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力，称为强度。
8、抗拉强度：材料在断裂前所承受的最大外加拉力与试样原始横截面积的比值，称为抗拉强度，用符号σb表示。
9、屈服：材料受到外加载荷作用产生变形，当外力不增加而试样继续发生变形的现象，称为屈服。
10、屈服强度：表示材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力，即材料抵抗微量塑性变形的能力，用符号σs表示。
11、σ0.2：表示条件屈服强度，规定试样残留变形量为0.2％时所承受的应力值。
用于测定没有明显屈服现象的材料的屈服强度。
12、硬度：金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力，即材料抵抗局部塑性变形的能力，称为硬度。
13、冲击韧度：材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力，称为冲击韧度，用符号αk表示。
14、疲劳：在交变载荷作用下，材料所受的应力值虽然远远低于其屈服强度，但在较长时间的作用下，材料会产生裂纹或突然的断裂，这种现象称为疲劳。
15、疲劳强度：材料经无数次应力循环而不发生断裂，这一应力值称为疲劳强度或疲劳极限，用符号σ-1表示。
16、蠕变：材料在高温长时间应力作用下，即使所加应力值小于该温度下的屈服极限，也会逐渐产生明显的塑性变形直至断裂，这种现象称为蠕变。
17、磨损：由两种材料因摩擦而引起的表面材料的损伤现象称为磨损。
表15-1 轴的常用材料及其主要力学性能
材料 牌号 热处理 毛坯直 径/mm 硬度 /HBS
抗拉强 度极限 σB 屈服强 度极限 σs 弯曲疲 劳极限 σ-1 剪切疲 劳极限 τ-1 许用弯 曲应力 [σ-1]
备
注
MPa Q235-A 热轧或 锻后空 冷 ≤100
＞100~250
400～ 420
225 170 105 40
590 390
410
375 305
270
220 160
75
20Cr
≤60
60
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（续表15-1）
材料 牌号 热处 理 毛坯直 径/mm 硬度 /HBS ≥241
抗拉强 度极限 σB 屈服强 度极限 σs 弯曲疲 劳极限 σ-1 剪切疲 劳极限 τ-1 许用弯 曲应力 [σ-1]
备
注
MPa
按扭转强度条件计算
按弯曲强度条件计算
按弯扭合成强度条件进行计算， 需要时还应按疲劳强度条件进行精 确校核 对于瞬时过载很大或应力循环不对称较为严重的轴，还应 按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。
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1、按扭转强度条件计算
该方法只需按轴所受的转矩来计算强度，方便简单，但计算 精度低。通常用该方法初步估算轴的直径，不重要的轴也可作为
2、按弯扭合成强度条件计算 对于主要结构形状和尺寸、轴上零件的位置以及外载荷和支 反力的作用位置均已确定的轴可以用这一方法。一般重要的弯扭 复合的轴采用这一方法进行强度计算已足够可靠。
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计算步骤
作出轴的计算简图
作出弯矩图
gcr15的杨氏模量
gcr15的杨氏模量杨氏模量是材料力学性能的一个重要参数，用以衡量材料的刚性和变形能力。
GCR15是一种常用的轴承钢，也称为52100钢，广泛应用于制造轴承、刀具、模具等工业产品中。
下面我们将详细探讨GCR15的杨氏模量。
首先，我们先来了解一下什么是杨氏模量。
杨氏模量是将材料的应力与应变的比值，反映了材料对外力的响应和抵抗能力，单位为帕斯卡（Pa）。
杨氏模量可以衡量材料的刚度和弹性特性，对于各种工程应用非常重要。
GCR15是一种合金钢，成分主要是碳（C）、铬（Cr）、硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）、磷（P）和铬（Cr）。
其中碳的含量为0.95-1.05%，铬的含量为1.40-1.65%，这些成分使得GCR15具有良好的耐磨性和抗疲劳性能，适用于高承载和高转速的机械设备。
要计算杨氏模量，我们需要了解材料的应力-应变曲线。
应力-应变曲线是材料在受力过程中应变随应力的变化规律，通常分为弹性阶段、屈服阶段和塑性阶段。
在弹性阶段，材料应变与应力成正比，且在移除外力后能恢复到初始状态，所以杨氏模量等于弹性阶段的斜率。
对于GCR15这种金属材料，它的应力-应变曲线近似为直线，可以通过拉伸试验来获取弹性阶段的数据。
拉伸试验是一种常用的力学性能测试方法，通过施加力使材料产生拉伸变形，然后测量应力和应变，最终得到应力-应变曲线。
通过斜率可以得到杨氏模量。
GCR15的杨氏模量在不同状态下会有所差异。
一般来说，GCR15的热处理状态对杨氏模量有一定影响。
经过正火、退火等热处理工艺后，GCR15的晶粒结构、组织强度和杨氏模量都会发生变化。
此外，温度也会对杨氏模量产生影响。
材料的杨氏模量通常会随着温度的升高而下降，这是由于温度增加会引起材料内部原子的热振动增加，从而导致原子之间的绑定力减小。
对于GCR15来说，高温下的杨氏模量会比室温下小一些。
综上所述，GCR15的杨氏模量是一个与材料力学性能密切相关的参数。
它可以通过将材料的应力-应变曲线进行分析得到。
屈服强度 ml15
屈服强度ml15屈服强度是一个材料力学性能参数，指的是在材料受到载荷作用下，从线弹性阶段进入塑性阶段的最大应力值。
也就是说，当材料受到足够大的应力时，材料会发生塑性变形，而不是恢复到原始状态。
屈服强度是材料的一个极限值，表示了材料能够承受的最大载荷。
屈服强度的数值通常使用MPa（兆帕）作为单位，1MPa等于百万帕斯卡。
材料的屈服强度可以通过试验得到，常见的试验方法包括拉伸试验、压缩试验和剪切试验。
在拉伸试验中，材料试样受到拉伸力作用，通过测量试样的应变和应力，可以绘制应力-应变曲线。
在这个曲线中，当应力达到最大点并且开始下降时，就是材料的屈服强度。
这个点也被称为屈服点，用于定义屈服强度。
不同材料的屈服强度差异很大。
高强度钢的屈服强度可以达到几百兆帕甚至更高，而柔软的橡胶的屈服强度通常只有几兆帕。
屈服强度决定了材料的承载能力和应用范围。
屈服强度对于工程设计是非常重要的。
在设计中，需要根据材料的屈服强度，来选择合适的材料和确定结构的安全系数。
如果材料的屈服强度低于设计要求的载荷，就可能会导致结构的失效和事故的发生。
屈服强度的大小受到多种因素的影响。
首先，材料的组织结构和化学成分会对屈服强度产生影响。
例如，材料中的杂质和缺陷会降低屈服强度。
其次，材料的热处理和加工方式也会对屈服强度产生影响。
通过控制热处理和加工过程，可以提高材料的屈服强度。
此外，温度也会影响材料的屈服强度。
一般情况下，随着温度的升高，材料的屈服强度会下降。
总之，屈服强度是材料的一项重要力学性能参数，用于衡量材料的承载能力和工程设计的安全性。
通过合理选择材料和优化热处理和加工过程，可以提高材料的屈服强度，以满足工程设计的要求。
同时，了解材料的屈服强度对于预测材料的失效和改进材料性能也非常重要。
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max
s
max
max
b
nb
ns
（屈服）， s 为屈服应力，塑性材料
（破坏）， b
为强度极限，脆性材 料
1
n1
循环加载
这些结构大多由高强度与超高强度材料制造，高强度钢屈服应力
s 1400Mpa ，而普通钢仅200MPa，且材料韧性也很好 5%
第六章 裂纹体的断裂与抗力
S6-2 Griffith理论
1.脆性固体的理论断裂强度
2.Griffith理论
Griffith理论：裂纹与能量平衡
Griffith判据：
2 E c ( ) a
ac 2 E
1 2
2
(1)当外加应力 超过临界应力c (2)当裂纹尺寸a 超过临界裂纹尺寸ac
2.裂纹尖端应力场
3.应力场强度因子
K I a
4.断裂韧性和脆断判据
K判据与Griffith判据之关系？
K判据的应用
也可以根据和a计算KI与材料KIC比较以确定裂纹 构件安全性。
5.裂纹尖端塑性区与KI的修正
在裂纹面正前方( = 0)：
KI x y 2r xy 0
6.裂纹扩展能量释放率
E E E E 1 2
平面应力 平面应变
S6-4 裂纹体的断裂过程
习题七：对比分析Griffith理论与裂纹失稳断
裂判据及其应用。
材料力学性能
哈尔滨工业大学材料学院 朱景川
第六章 裂纹体的断裂与抗力
S6-1 断裂力学的产生背景
1943-1947年, 美国近2500艘全焊船1000多起脆性破坏，238 艘报废。总是在焊接缺陷等应力集中区域，-3 ~ 4℃水 1947年，苏联4500m3石油储罐，-43℃，底部和下部壳连接 处，大量裂纹。（低温、脆性、焊点应力集中、内外温差） 五十年代，美国北极星导弹固体燃料发动机壳体试验，发生 爆炸。高强度合金钢，传统强度和韧性指标合格，爆炸时工作 压力远低于许用应力。（裂纹） 1963年，美国F-111飞机训练中，左翼脱落，飞机坠毁，而 当时飞行速度、负荷远低于设计指标。（热处理不当、机翼枢 轴出现缺陷，疲劳载荷，裂纹）
(材料可按延伸率分为脆性和韧性两大类，5％为界限 )
上述典型事故中，脆性断裂总是由宏观裂纹引起的；
这些裂纹要么由冶金夹杂物及加工和装配引起，要么由疲 劳载荷及工作环境引起；
对于大多数结构和零件来说，宏观裂纹的存在是不可避免 的；
含裂纹材料的强度，取决于材料对裂纹扩展的抗力，这种 抗力由材料的内部属性决定。
KI 1 2 2r 3 0， 面 力 平 应
3 ( 1 2 ) 21， 面 变 平 应
X轴上塑性区宽度：
应力松弛对塑性区尺寸的影响：
ys s， 面 力 平 应 ys
1 2
s
， 面 变 平 应
塑性区修正：引入等效裂纹
裂纹失稳扩展
Griffith理论的不足与修正：考虑塑性变形功 Orowan在1948年指出:金属材料应考虑塑性变形 消耗裂纹扩展释放应变能 即裂纹扩展阻力为：s + p 因p >> s ,
2 E p c a
1 2
S6-3 线弹性断裂力学基本原理
1.裂纹扩展的基本形式