材料力学重病

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材料力学研究现状与前沿问题探讨

材料力学研究现状与前沿问题探讨

材料力学研究现状与前沿问题探讨材料力学作为研究材料行为和性能的学科,对于材料工程的发展和材料设计具有重要意义。

随着科学技术的不断进步,材料力学也不断发展,涌现出了许多新的研究方向和前沿问题。

本文将对材料力学的现状和前沿问题进行探讨。

1. 材料力学研究的现状材料力学的研究现状可以总结为以下几个方面:1.1 经典材料力学经典材料力学是材料力学的基础,它研究材料的弹性、塑性、破坏等基本行为。

经典材料力学主要应用于金属材料和部分无机非金属材料。

通过经典材料力学的研究,可以预测材料在外力作用下的变形、应力分布、断裂等情况,为材料的设计和加工提供理论依据。

1.2 损伤与断裂力学损伤与断裂力学是材料力学研究的重要方向之一。

它研究材料在外力作用下的断裂行为以及损伤的起始、发展和影响。

由于材料的断裂行为对其使用性能和寿命有重要影响,损伤与断裂力学的研究对于提高材料性能、防止事故的发生具有重要意义。

1.3 界面力学界面力学是材料力学的新兴研究领域之一。

界面存在于各种复合材料和多相材料中,并起到了连接不同相的作用。

界面力学的研究可以揭示材料界面的结构、力学性能和断裂行为,为材料的界面设计和加工提供科学依据。

2. 材料力学研究的前沿问题2.1 多尺度模拟方法材料的力学行为涉及多个尺度,从原子尺度到宏观尺度都存在一定的耦合关系。

为了更好地理解材料的力学行为,需要发展多尺度模拟方法。

多尺度模拟方法可以将不同尺度的模型进行耦合,从而揭示材料的力学行为和性能,为材料的设计和改性提供指导。

2.2 新型材料的力学行为研究随着新材料的不断涌现,对其力学行为的研究成为一个重要的前沿课题。

例如,二维材料(如石墨烯)、金属玻璃、高熵合金等都具有特殊的结构和性能。

通过研究这些新型材料的力学行为,可以揭示其独特的物理机制,并为材料的制备和应用提供指导。

2.3 多功能材料的力学行为研究多功能材料具有多种性能,如力学性能、电磁性能、化学性能等。

研究多功能材料的力学行为,可以揭示不同功能之间的相互关系,为多功能材料的设计和应用提供理论指导。

材料力学四大强度准则

材料力学四大强度准则

材料力学四大强度准则材料力学的强度准则就像是建筑的“生死簿”,这些准则告诉我们,啥时候材料能撑得住,啥时候就要“打退堂鼓”。

想象一下,你在盖房子,突然发现材料一旦承载超出它的能力,就像是给它施加了“过重的包袱”,结果可想而知,房子就得闹脾气了,哐当一声倒下去,那场面可真是心疼啊。

第一个强度准则,叫做“最大应力理论”。

这玩意儿就像个“保镖”,随时随地守护着材料。

它告诉你,材料能承受的最大拉力和压强就像你能吃的最大份儿的火锅,超出这个范围,那可真是撑不住的。

如果你拿着一根细细的铁丝,往上提,轻轻一扯就没事,但要是你使劲,嘿嘿,那可就“翻车”了。

材料承受的压力太大,结果就是“应力集中”,就像是给材料聚集了太多不必要的烦恼,最后它就会“罢工”。

然后说说“屈服强度理论”。

这个就有点像你在职场上遇到的那些无良老板,给你加班加点,结果你也会有一天受不了,直接“辞职”。

材料也是一样,屈服强度就像是一个材料的“底线”,当你施加的力量超过它的承受能力,它就会变形,哪怕不碎,也得“扭曲”一下。

这种变形可不是普通的捏捏,简直就是“折磨”,一旦开始变形,就像是你和老板之间的关系,再也回不去了。

接下来是“强度极限理论”,这玩意儿就像是赛车的极速表,告诉你材料的“极限”。

要知道,材料在承受极大的负载时,就会像是在冲刺,最后一旦达到极限,就会直接崩溃,发出“轰”的一声,简直就是“英雄惜英雄”,瞬间变成碎片。

这就让人想起那些极限运动,冲得太猛,最后摔得“头破血流”。

所以,在设计的时候,得留点余地,给自己留条后路,不然真是“骑虎难下”。

最后是“疲劳强度理论”,这就有点像是人长时间加班,精疲力尽的状态。

你知道吗,材料在长期的重复载荷下,可能会悄悄地“累坏”,没啥征兆,突然就“垮了”。

就像你熬夜,第二天起床时,感觉四肢无力,脑袋重得像块石头。

材料也是如此,经过无数次的“折腾”,最终在某个瞬间就会因为“疲劳”而失去耐力,轻松就折断。

这个理论提醒我们,在设计的时候,得考虑到材料的“心情”,不要一味追求极限,得给它“喘口气”的时间。

材料力学要点解析

材料力学要点解析
结构优化
利用材料力学的知识,可以对结构进行优化设计,以降低成本、减 轻重量、提高性能。
结构疲劳寿命
材料力学可以帮助预测结构的疲劳寿命,从而在设计阶段就考虑结 构的耐久性和可靠性。
机械零件的强度分析
受力分析
对机械零件进行受力分析是材料力学 的重要应用之一,通过分析零件所受 的力,可以评估其强度和稳定性。
化学
材料力学与化学相关,特别是 在研究材料的化学键和微观结 构时。
数学
材料力学涉及大量的数学理论 和计算方法,如线性代数、微 积分、微分方程等。
02
材料的基本性质
弹性与塑性
弹性
材料在受到外力作用后能迅速恢复到原来的状态而 不留任何残余变形。
塑性
材料在受到外力作用后发生不可逆的永久变形。
弹性与塑性的影响因素
主应力与应力状态
主应力
三个主应力分量中的最大、中间和最小值。
应力状态
描述物体内部各点应力的分布情况,可以通过应力张量表示。
应力集中与孔洞应力
应力集中
物体受力时,由于形状、尺寸等变化引起应力增大的现象。
孔洞应力
物体内部孔洞周围产生的应力集中现象,通常会导致应力水 平显著提高。
04
变形分析
变形与变形的表示方法
应变
材料在受力过程中产生的形变。
应力-应变曲线
描述材料在不同应力下的应变行 为,可分为弹性阶段、屈服阶段、 强化阶段和颈缩阶段。
材料的破坏准则
最大应力准则
当作用在材料某一点的应力达到或超过某一极限 值时,材料发生破坏。
能量准则
当作用在材料某一点的能量达到或超过某一极限 值时,材料发生破坏。
最大应变准则
根据材料的强度极限和实际工作应力,通过乘以安全系数来得到许用应力,确保材料的 安全性。

材料力学的基本知识与原理解析

材料力学的基本知识与原理解析

材料力学的基本知识与原理解析材料力学是研究材料在外界力作用下的力学性质和变形规律的学科。

它是现代工程学的基础学科之一,对于工程设计、材料选择和结构分析具有重要的意义。

本文将从材料力学的基本概念、应力与应变关系、材料的弹性与塑性行为以及材料失效等方面进行解析。

一、基本概念材料力学研究的对象是材料的内部结构和外部力的相互作用。

材料可以是金属、陶瓷、塑料等各种物质的组合体。

材料力学的基本概念包括应力、应变、弹性模量、屈服强度等。

应力是指单位面积上的力,可以分为正应力和剪应力。

应变是指物体单位长度的变化量,可以分为线性应变和剪切应变。

弹性模量是衡量材料抗拉伸变形能力的指标,屈服强度则是材料开始发生塑性变形的临界点。

二、应力与应变关系应力与应变之间存在一定的关系,这种关系被称为应力-应变关系。

对于线性弹性材料来说,应力与应变之间呈线性关系,可以用胡克定律来描述。

胡克定律表示应力与应变成正比,比例常数为弹性模量。

然而,在材料的应力超过一定临界值后,材料会发生塑性变形,此时应力与应变的关系就不再呈线性关系。

三、材料的弹性与塑性行为材料的弹性行为是指材料在外力作用下能够恢复原状的能力。

弹性行为是材料力学中最基本的性质之一。

当外力作用消失时,材料会恢复到原来的形状和尺寸。

然而,当外力超过材料的屈服强度时,材料会发生塑性变形。

塑性变形是指材料在外力作用下会永久性地改变其形状和尺寸。

塑性变形会导致材料的强度降低和损伤积累,最终可能导致材料的失效。

四、材料失效材料失效是指材料在使用过程中不再满足设计要求或无法继续承受外界力的情况。

材料失效可以分为强度失效和稳定性失效两种。

强度失效是指材料在外力作用下超过其强度极限而发生破坏。

稳定性失效是指材料在长期使用过程中,由于材料的内部缺陷或损伤积累导致材料的性能逐渐下降,最终无法继续使用。

材料失效对于工程结构的安全性和可靠性具有重要影响,因此,对于材料失效机理的研究和预测是材料力学的重要内容之一。

材料力学四个强度理论

材料力学四个强度理论

之五兆芳芳创作
四大强度准则理论:1、最大拉应力理论(第一强度理论):这一理论认为引起资料脆性断裂破坏的因素是最大拉应力,无论什么应力状态,只要构件内一点处的最大拉应力σ1达到单向应力状态下的极限应力σb,资料就要产生脆性断裂.于是危险点处于庞杂应力状态的构件产生脆性断裂破坏的条件是:σ1=σb.σb/s=[σ]所以按第一强度理论成立的强度条件为:σ1≤[σ].2、最大伸长线应变理论(第二强度理论):这一理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素,无论什么应力状态,只要最大伸长线应变ε1达到单向应力状态下的极限值εu,资料就要产生脆性断裂破坏.εu=σb/E;ε1=σb/E.由狭义虎克定律得:ε1=[σ1-u(σ2+σ3)]/E所以σ1-u(σ2+σ3)=σb.按第二强度理论成立的强度条件为:σ1-u(σ2+σ3)≤[σ].3、最大切应力理论(第三强度理论):这一理论认为最大切应力是引起屈服的主要因素,无论什么应力状态,只要最大切应力τmax达到单向应力状态下的极限切应力τ0,资料就要产生屈服破坏.τmax=τ0.依轴向拉伸斜截面上的应力公式可知τ0=σs/2(σs——横截面上的正应力)由公式得:τmax=τ1s=(σ1-σ3)/2.所以破坏条件改写为σ1-σ3=σs.按第三强度理论的强度条件为:σ1-σ3≤[σ].4、形状改动比能理论(第四强度理论):这一理论认为形状改动比能是引起资料屈服破坏
的主要因素,无论什么应力状态,只要构件内一点处的形状改动比能达到单向应力状态下的极限值,资料就要产生屈服破坏.产生塑性破坏的条件为:所以按第四强度理论的强度条件为:sqrt(σ1^2+σ2^2+σ3^2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]。

809材料力学

809材料力学

809材料力学【实用版】目录1.材料力学的简介2.材料力学的研究内容3.材料力学的重要性4.材料力学的应用领域5.学习材料力学的方法和建议正文1.材料力学的简介材料力学,也称为固体力学,是力学的一个分支,主要研究材料在外力作用下的形变、内部应力分布、破坏等现象。

材料力学是机械工程、土木工程、航空航天等工程学科的基础,对于材料科学、结构设计、工程分析等领域具有重要的指导意义。

2.材料力学的研究内容材料力学主要研究以下内容:(1)材料的力学性能:包括强度、硬度、韧性等。

(2)应力和应变:应力是外力对材料单位面积的作用,应变是材料形变量与原始尺寸的比值。

(3)材料的弹性和塑性:材料在受到外力时会发生弹性形变,即形变后会恢复原状;当外力超过一定程度后,材料会发生塑性形变,即形变后无法完全恢复原状。

(4)强度理论:研究材料破坏的条件和原因,包括强度、韧性等指标。

(5)组合变形:研究材料在多种外力作用下的形变和应力分布。

3.材料力学的重要性材料力学在工程领域具有重要的地位,它为材料设计和工程结构分析提供了理论基础。

通过研究材料力学,可以了解材料的性能和破坏机制,提高材料的使用寿命和工程结构的安全性。

此外,材料力学还为新型材料的研发提供了理论支持。

4.材料力学的应用领域材料力学在许多领域都有广泛的应用,如航空航天、建筑、桥梁、汽车、机械制造等。

在航空航天领域,材料力学用于分析飞行器的结构强度和性能;在建筑领域,材料力学为建筑物的抗震设计提供了理论依据;在桥梁领域,材料力学用于分析桥梁的承载能力和安全性;在汽车和机械制造领域,材料力学为汽车车身和机械结构的设计提供了理论支持。

5.学习材料力学的方法和建议学习材料力学需要掌握基本的数学、物理和力学知识。

建议从以下几个方面入手:(1)阅读经典教材:如《材料力学》、《固体力学》等,系统学习材料力学的基本概念、原理和方法。

(2)多做习题和案例分析:通过练习习题和案例分析,加深对材料力学概念的理解,提高分析和解决问题的能力。

材料力学名词解释.doc

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学习好资料欢迎下载名词解释第一章: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。

材料力学中的断裂与损伤机制

材料力学中的断裂与损伤机制

材料力学中的断裂与损伤机制材料力学是研究材料在外力作用下变形、断裂和损伤等行为的科学。

其中材料的断裂和损伤机制是研究的重要内容之一。

在很多的工程和科学领域中,如机械制造、航空航天、能源、材料科学等,对材料的断裂和损伤机制的研究都具有非常重要的价值。

首先,我们可以先了解一下什么是材料的断裂和损伤。

在材料受到外力作用时,如果受力达到某个临界值,材料就会发生断裂。

而如果受到的力并没有达到临界值,材料却开始出现微小的裂纹,这种情况就被称为损伤。

接下来我们来谈谈材料的断裂机制。

材料的断裂由内部结构的缺陷所引起。

这些缺陷通常是微小的裂纹、夹杂物等。

当材料受到外力时,这些缺陷会扩展,并将扩展过程中释放的能量传递给材料周围的原子和晶粒,从而导致断裂。

材料的断裂机制可以分为静态断裂和疲劳断裂两种情况。

静态断裂是指在单次载荷作用下引发裂纹扩展到足以导致断裂的过程。

根据断裂模式的不同,可以将静态断裂分为拉伸断裂、剪切断裂和剪拉混合断裂。

拉伸断裂是指在拉伸载荷作用下,材料断裂是沿正交于加载方向的平面上的,即脆性断裂。

剪切断裂是指在剪切载荷作用下,材料主要发生纯剪切断裂,即韧性断裂。

剪拉混合断裂则是在拉伸和剪切载荷交替作用下,材料发生的断裂模式。

疲劳断裂是指在多次载荷作用下材料发生断裂的过程。

在材料受到周期性的载荷作用时,会在材料表面产生疲劳裂纹。

这些裂纹会逐渐扩展并汇合,导致最终材料的断裂。

疲劳断裂是材料力学中一个非常重要的研究领域,因为它对于很多领域的工程材料有着决定性的影响。

接下来我们来讨论一下材料的损伤机制。

材料的损伤通常是由于材料内部的细小缺陷引起的。

这些缺陷可以是夹杂物、空腔、微裂纹等等。

当材料受到外力作用时,这些缺陷就会逐渐扩展,并且产生新的缺陷,如沿晶裂纹、穿透裂纹等。

这些缺陷不仅导致了材料的物理性能下降,还会对材料的可靠性和寿命造成影响。

材料损伤具有很多种形式,如塑性变形、疲劳、腐蚀等。

在这些不同的损伤形式中,塑性变形和疲劳是最常见和重要的。

最新材料力学知识点归纳总结(完整版)

最新材料力学知识点归纳总结(完整版)

材料力学知识点归纳总结(完整版)------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx材料力学知识点归纳总结(完整版)1.材料力学:研究构件(杆件)在外力作用下内力、变形、以及破坏或失效一般规律的科学,为合理设计构件提供有关强度、刚度、稳定性等分析的基本理论和方法.2.理论力学:研究物体(刚体)受力和机械运动一般规律的科学。

3.构件的承载能力:为保证构件正常工作,构件应具有足够的能力负担所承受的载荷。

构4.件应当满足以下要求:强度要求、刚度要求、稳定性要求5。

变形固体的基本假设:材料力学所研究的构件,由各种材料所制成,材料的物质结构和性质虽然各不相同,但都为固体。

任何固体在外力作用下都会发生形状和尺寸的改变-—即变形。

因此,这些材料统称为变形固体.第二章:内力、截面法和应力概念1.内力的概念:材料力学的研究对象是构件,对于所取的研究对象来说,周围的其他物体作用于其上的力均为外力,这些外力包括荷载、约束力、重力等。

按照外力作用方式的不同,外力又可分为分布力和集中力。

2.截面法:截面法是材料力学中求内力的基本方法,是已知构件外力确定内力的普遍方法。

已知杆件在外力作用下处于平衡,求m-m截面上的内力,即求m-m截面左、右两部分的相互作用力。

首先假想地用一截面m-m截面处把杆件裁成两部分,然后取任一部分为研究对象,另一部分对它的作用力,即为m-m截面上的内力N。

因为整个杆件是平衡的,所以每一部分也都平衡,那么,m-m截面上的内力必和相应部分上的外力平衡.由平衡条件就可以确定内力.例如在左段杆上由平衡方程N-F=0 可得N=F3.综上所述,截面法可归纳为以下三个步骤:1、假想截开在需求内力的截面处,假想用一截面把构件截成两部分。

2、任意留取任取一部分为究研对象,将弃去部分对留下部分的作用以截面上的内力N来代替。

材料力学最难的知识点总结

材料力学最难的知识点总结

材料力学最难的知识点总结弹性力学弹性力学是材料力学中的一个重要分支,它研究材料在外力作用下的弹性变形规律。

在弹性力学中,最困难的知识点之一是材料的应力-应变关系。

材料的应力-应变关系是指在材料受到外力作用时,应力与应变之间的关系。

这一关系在工程实践中是非常重要的,因为它可以帮助工程师预测和分析材料的性能。

材料的应力-应变关系通常可以用弹性模量来描述,弹性模量是材料在弹性变形阶段的应力-应变关系的斜率。

然而,在实际工程中,材料的应力-应变关系往往是复杂的,因为材料在受到外力作用下可能发生塑性变形或者断裂。

此外,不同类型的材料,如金属、聚合物和陶瓷,它们的应力-应变关系也有所不同。

在学习材料的应力-应变关系时,学生需要掌握材料的本构方程和屈服准则。

材料的本构方程描述了材料的应力-应变关系,在不同的外力作用下,材料的应力-应变关系可能会发生变化。

屈服准则则是用来描述材料在何种条件下会发生塑性变形的规律。

这些知识点需要学生具备扎实的数学和物理基础,以及对材料学的深刻理解,才能够正确地理解和应用。

另一个困难的知识点是材料的疲劳和断裂。

材料在长期的外力作用下会发生疲劳破坏,这是工程实践中经常会遇到的问题。

疲劳破坏的机制非常复杂,涉及到材料的微观结构和外力的作用方式,因此很难进行准确的预测和分析。

疲劳破坏可以通过疲劳强度和疲劳寿命来描述,而这两个参数又与材料的强度、韧性、变形能力等相关联,因此学生需要全面了解材料的性能和疲劳破坏的机理,才能够正确地理解和分析疲劳现象。

断裂是材料工程中另一个重要的问题。

在很多情况下,材料的强度很难满足工程要求,导致断裂问题成为制约产品寿命和安全性的重要因素。

断裂现象也涉及到材料的微观结构和外力的作用方式,因此很难进行准确的预测和分析。

在学习断裂现象时,学生需要掌握裂纹扩展的机理和规律,同时也需要了解不同类型的断裂模式,如脆性断裂和韧性断裂。

这些都需要学生具备扎实的材料力学和材料学知识,才能够正确地理解和分析断裂现象。

材料力学中的断裂与损伤研究

材料力学中的断裂与损伤研究

材料力学中的断裂与损伤研究在材料力学中,断裂和损伤是一个重要的研究方向。

材料在实际应用中经常面临断裂和损伤的问题,在不同的工程领域中都有着广泛的应用。

因此,研究材料的断裂和损伤现象,对于提高材料的应用性能和工程安全性具有重要的意义。

1. 断裂的研究断裂是材料力学中的一个重要问题,指材料在受力作用下发生裂纹扩展和失效的过程。

材料的断裂不同于常规的损坏,它是一种突然而严重的失效行为。

在断裂力学的研究中,我们通常会引入断裂韧性这一概念,它指断裂的抗力。

通常来说,断裂韧性越高,材料在受到外力作用下发生裂纹扩展的能力就越强,从而降低了材料的断裂概率。

同时,高断裂韧性的材料也能更好地抵御外部环境和耐久性方面的考验,具有更好的持久性和稳定性。

2. 损伤的研究材料损伤是指材料在受外界刺激下出现松散、破裂、环境破坏等情况,进而导致材料的性能下降或失效。

材料损伤的产生和发展与材料的物理、化学和微观结构有着密切的关系。

在材料损伤研究中,常常引入损伤本构关系来描述材料的损伤状态。

这种关系反映了材料在受到不同外力作用下的变形性能和损伤程度。

通过研究损伤本构关系,可以更好地理解材料在不同环境下的行为,为材料的设计和应用提供重要的指导。

3. 断裂和损伤的预测在材料力学领域,断裂和损伤是一种复杂的现象,预测其行为需要考虑多种因素。

例如,材料的组成、形状、力学特性以及外界环境都是可能影响断裂和损伤的重要因素。

为了准确预测材料的断裂和损伤行为,我们通常会采用精细的数学模型,进行数值模拟和仿真分析。

这些模型基于材料力学理论和计算力学方法,可以模拟材料在不同工况下的物理表现和应力分布情况,从而预测材料的断裂和损伤现象。

总之,材料的断裂和损伤是一个复杂而严峻的问题。

研究机理和预测行为不仅有助于提高材料的性能和应用价值,也为相关工程应用提供了重要的帮助。

未来,我们需要从更深入和细致的角度研究这些问题,为材料力学领域的发展和应用做出更加积极的贡献。

材料力学损伤容限知识点总结

材料力学损伤容限知识点总结

材料力学损伤容限知识点总结材料力学中,损伤容限是指材料在受到外力作用下能够承受的最大损伤程度。

了解和掌握材料的损伤容限是进行材料强度评估和工程设计的重要依据。

下面将从材料损伤的概念、分类与特点、损伤容限的评估方法等多个方面进行知识点总结。

一、材料损伤的概念材料损伤是指在材料受到外力作用下,出现内部结构的变化和性能的下降。

材料损伤可以表现为裂纹、孔洞、塑性变形、断裂等不同形式和程度的破坏。

损伤过程是材料在外力作用下发生的物理和化学变化的结果。

二、材料损伤的分类与特点1. 功能性损伤和结构性损伤:功能性损伤是指材料在使用过程中,由于物理、化学或热力学原因导致性能下降,如疲劳、蠕变等;结构性损伤是指材料在外力作用下,发生裂纹、断裂等破坏,破坏了材料的结构完整性。

2. 非可逆性损伤和可逆性损伤:非可逆性损伤是指材料在外力作用下,发生永久性变形或破坏,无法回复到原始状态;可逆性损伤是指材料在外力作用下,发生临时性变形或破坏,能够回复到原始状态。

3. 累积性损伤和集中性损伤:累积性损伤是指在材料受到多次外力作用后,损伤逐渐积累、累加;集中性损伤是指材料受到单次外力作用后,损伤集中在特定区域。

三、损伤容限的评估方法1. 经验法:通过实验测试和工程实践总结出的经验公式和规范来评估材料的损伤容限。

例如,根据材料的断裂韧性和材料强度参数来确定材料的破裂容限。

2. 理论分析法:通过建立适当的材料力学模型,应用弹性力学、塑性力学、断裂力学等理论进行定量分析,得出材料的损伤容限。

3. 数值模拟法:借助计算机软件和数值模型,对材料在外力作用下的物理过程进行模拟,根据模拟结果来评估材料的损伤容限。

四、材料损伤容限的影响因素1. 材料性质:材料的组分、原子结构、晶粒形貌、晶界及其他缺陷对损伤容限有重要影响。

2. 外力条件:外力作用的类型、大小、方向和加载速率等外力条件会对损伤容限的评估结果产生影响。

3. 环境因素:如温度、湿度、应力腐蚀等环境因素会对损伤容限产生影响。

材料科学专业优质课材料力学与失效分析

材料科学专业优质课材料力学与失效分析

材料科学专业优质课材料力学与失效分析材料科学专业优质课——材料力学与失效分析材料力学与失效分析是材料科学专业中的重要课程,它涵盖了材料的力学性能以及材料在使用过程中可能出现的失效原因和机制。

本文将从材料力学基础、失效分析方法和案例分析三个方面来介绍材料力学与失效分析的相关内容。

一、材料力学基础材料力学是研究材料的应力、应变、变形及其与力学性能之间的关系的基础学科。

它主要包括静力学、动力学和弹性力学等方面。

在静力学中,材料的受力分析和平衡条件是基本内容,可以通过受力分析确定材料的内力分布和力的平衡状态。

在动力学中,材料的运动和受力分析是重点内容,可以研究材料在受外力作用下的响应和变形情况。

弹性力学是材料力学中的重要概念,它研究的是材料在弹性变形范围内的力学性能,包括应力-应变关系、弹性模量和泊松比等参数。

二、失效分析方法1. 失效模式与机理分析失效模式是指材料在使用过程中可能出现的失效形式,比如断裂、疲劳、腐蚀等。

失效机理是指导致材料失效的原因和机制,比如应力集中、氢脆、晶体缺陷等。

失效模式与机理分析是材料失效分析的起点,通过对失效模式和机理的研究,可以确定失效原因并采取相应的措施预防失效。

2. 实验测试与数据分析实验测试是失效分析的重要手段之一。

通过对材料的物理、化学性能进行测试,可以获取与失效相关的数据。

比如断口形貌分析、材料组织结构分析、化学成分分析等。

数据分析是在实验测试的基础上,对获取的数据进行处理和解读。

可以通过统计学方法、数学模型等,对材料的失效行为进行分析和预测。

3. 数值模拟与仿真数值模拟和仿真是现代失效分析的重要手段之一。

通过建立适当的数学模型和计算方法,可以模拟材料在不同载荷条件下的响应和变形情况。

比如有限元方法可以对材料的应力分布、变形情况进行模拟和计算。

通过数值模拟和仿真,可以更好地理解材料的失效行为,指导材料的设计和改进。

三、案例分析1. 断裂失效案例分析断裂是材料在受力过程中出现的一种常见失效模式。

材料力学案例分析

材料力学案例分析

材料力学案例分析一、案例描述工程公司负责修建一座高楼大厦,其结构为钢筋混凝土框架结构。

在施工过程中,工程师们遇到了一些材料力学方面的问题,需要进行分析和解决。

二、问题分析1.钢筋混凝土框架结构的设计是否合理,能否满足建筑的承载要求?2.柱子和梁柱连接处是否存在应力集中现象,是否需要加强支撑?3.使用的混凝土材料的强度是否满足要求?4.由于地基差异,一些柱子的荷载较大,是否需要额外的加固?三、问题解决1.针对第一个问题,可以通过使用有限元分析软件对材料力学方面进行模拟并进行设计优化。

通过对结构进行荷载计算和应力分析,可以确定结构参数的合理性,确保结构的稳定性和承载能力。

2.采用合适的连接方式和材料强度来解决柱子和梁柱连接处的应力集中问题。

例如采用钢筋搭接连接方式,提高连接部位的强度和稳定性。

3.进行混凝土材料的抗压强度测试,确保混凝土材料的强度满足要求。

同时,还可以通过添加合适的矿物掺合料或化学掺合剂来改善混凝土的性能,提高抗压强度。

4.针对地基差异大的柱子,可以采取加固措施,例如在底部增加钢筋剪力筋,提高柱子的抗弯承载能力。

也可以通过加固地基,例如进行深挖或灌注桩等方式,提高地基的承载能力。

四、解决方案评估以上的解决方案都是基于材料力学的理论知识和实践经验,可以有效解决工程中的材料力学问题。

通过有限元分析软件进行模拟,可以更加准确地评估和优化结构的设计。

五、总结材料力学在工程领域中起着非常重要的作用,通过对材料的性能和力学行为进行分析和研究,可以为工程设计和施工提供科学依据。

在解决工程实际问题时,需要不断深入研究和探索材料力学的理论和方法,结合工程实际情况,制定科学合理的解决方案。

这样才能确保工程的安全稳定和可靠性。

材料力学在生物材料研究中的应用

材料力学在生物材料研究中的应用

材料力学在生物材料研究中的应用材料力学是研究材料行为和性质 under applied loads 的学科,它在生物材料研究中发挥着重要的作用。

生物材料是指能够应用于医学和生物工程领域的材料,例如人工关节、心脏起搏器和骨修复材料等。

了解和研究材料在应力作用下的行为对于设计和开发高性能的生物材料至关重要。

以下是材料力学在生物材料研究中的几个重要应用。

1. 生物材料的力学性能评估:材料力学的一个重要应用是对生物材料的力学性能进行评估。

了解材料的强度、刚度和韧性等性能参数,可以帮助研究人员选择最适合特定应用的生物材料。

例如,在人工关节的设计中,材料的强度和刚度是两个关键性能指标,需要经常进行力学测试以确保其承受力量和移动性能的可靠性。

2. 生物材料的失效分析:显然,在应用中生物材料可能会因为应力引发失效。

材料的疲劳、断裂和磨损等失效机制对于生物材料的安全性和长期可靠性是至关重要的。

材料力学可以帮助研究人员分析失效机制,评估材料的抗疲劳性和抗断裂性能,并通过设计和改进来提高生物材料的可靠性。

3. 材料与生物组织的界面研究:生物材料常用于与人体组织接触的界面处,例如人工关节和牙科修复材料。

这些界面的性能直接影响到材料在体内的生物相容性和持久性。

材料力学方法可以通过研究材料与生物组织之间的界面相互作用来评估这些界面的力学性能。

例如,力学测试可以帮助研究人员评估材料与周围组织之间的粘合强度和界面连接的稳定性。

4. 材料设计与优化:材料力学的研究可以为生物材料的设计和优化提供基础。

通过测试和分析不同材料的力学行为,研究人员可以提出适合特定应用的材料设计和改进策略。

例如,通过调整材料的成分和结构来改善其力学性能,或者设计新的材料以实现更好的生物相容性和功能性能。

总结起来,材料力学在生物材料研究中具有广泛的应用,它不仅可以评估生物材料的力学性能,研究失效机制,还可以深入了解材料与生物组织界面的相互作用。

这些应用帮助研究人员更好地设计和开发安全、可靠和优质的生物材料,为医学和生物工程领域的进步做出贡献。

材料力学讲解

材料力学讲解

材料力学讲解材料力学是研究材料在受力作用下的力学性质和变形行为的学科。

它是材料科学与工程的基础学科之一,也是工程设计和材料选用的重要依据。

本文将从材料的力学性质、应力应变关系、材料的弹性和塑性行为等方面,对材料力学进行详细讲解。

材料的力学性质是指材料在受力作用下的力学响应。

材料力学研究的主要内容包括材料的强度、刚度、韧性、疲劳寿命等。

其中,强度是指材料抵抗破坏的能力,刚度是指材料抵抗变形的能力,韧性是指材料吸收能量的能力,疲劳寿命是指材料在循环加载下能够承受的次数。

这些性质直接影响材料在工程中的可靠性和安全性。

材料的应力应变关系是材料力学的基础。

应力是单位面积上的力,应变是单位长度上的变形量。

应力应变关系可以用来描述材料的变形行为。

对于弹性材料来说,应力与应变之间存在线性关系,即胡克定律。

而对于塑性材料来说,应力与应变之间存在非线性关系,即材料具有一定的塑性变形能力。

通过研究应力应变关系,可以确定材料的强度和刚度等力学性质。

接下来,弹性是材料力学中的重要概念。

弹性是指材料在受力后能够恢复原状的能力。

弹性变形是可逆的,即在去除外力后,材料能够完全恢复到未受力前的形状和尺寸。

弹性模量是衡量材料刚度的指标,它越大,表示材料越难变形,刚度越高。

弹性模量的大小与材料的化学成分、晶体结构和温度等因素有关。

塑性是材料力学中另一个重要概念。

塑性是指材料在受力作用下会发生永久性变形的能力。

与弹性不同,塑性变形是不可逆的,即去除外力后,材料无法完全恢复到原状。

材料的塑性行为与其晶体结构、断裂韧性等因素密切相关。

通过研究材料的塑性行为,可以预测材料在实际工程中的变形和破坏行为,从而进行合理的设计和选材。

材料力学是研究材料在受力作用下的力学性质和变形行为的学科。

通过研究材料的力学性质、应力应变关系、弹性和塑性行为等方面,可以为工程设计和材料选用提供科学依据。

材料力学的研究对于提高材料的性能和开发新材料具有重要意义。

材料力学材料的力学性能与破坏行为分析

材料力学材料的力学性能与破坏行为分析

材料力学材料的力学性能与破坏行为分析材料力学是研究材料的力学性能与破坏行为的学科,它承载着材料工程的基础理论。

通过对材料的试验和理论分析,可以准确地评估材料的力学性能及其在应力作用下的破坏行为。

本文将从材料力学的角度,对材料的力学性能与破坏行为进行分析。

一、材料的力学性能材料的力学性能是指材料在受力作用下所表现出来的性能。

常见的力学性能包括强度、刚度、韧性、塑性等。

1. 强度材料的强度是指材料在受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。

这些指标可以通过试验得出,也可以通过力学分析计算获得。

2. 刚度材料的刚度是指材料在受力作用下变形的抵抗能力。

刚度可以用弹性模量来表示,弹性模量越大,材料的刚度越高。

刚度的大小直接关系到材料在受力作用下的变形程度。

3. 韧性材料的韧性是指材料在受力作用下断裂前能够吸收的能量。

韧性与材料的塑性密切相关,材料的塑性越高,其韧性也越高。

韧性的大小决定了材料在受冲击或载荷突变时的抗破坏能力。

4. 塑性材料的塑性是指材料在受力作用下发生塑性变形的能力。

塑性变形是材料在应力作用下原子、分子之间重新排列的过程。

材料的塑性可以通过延伸性、压缩性、弯曲性等来表征。

二、材料的破坏行为材料在受力作用下可能发生各种破坏行为,常见的破坏形式包括拉伸破坏、压缩破坏、弯曲破坏、扭曲破坏等。

1. 拉伸破坏拉伸破坏是指材料在受拉应力作用下断裂。

拉伸破坏常见于拉伸试验中,当材料受到足够大的拉力时,会发生形变和断裂。

2. 压缩破坏压缩破坏是指材料在受到压缩应力作用下发生断裂。

压缩破坏常见于压缩试验中,在受到足够大的压力时,材料会出现崩溃和破坏。

3. 弯曲破坏弯曲破坏是指材料在受到弯曲应力作用下断裂。

弯曲破坏常见于梁的受力情况中,当梁受到足够大的弯矩时,会引起梁的断裂。

4. 扭曲破坏扭曲破坏是指材料在受到扭转应力作用下发生断裂。

扭曲破坏常见于轴杆的受力情况中,当轴杆受到足够大的扭矩时,会引起轴杆的断裂。

材料力学重病

材料力学重病

材料力学是个重病人(成都理工大学地质灾害防治和地质环境保护国家重点实验室陈津民成都610059)摘要:材料分为塑性材料和脆性材料两大类,因此,材料力学应该是塑性材料和脆性材料的力学。

现在的材料力学对于塑性材料也许是个健康人,对于脆性材料就是个重病人。

关键词:塑性脆性强度理论材料分为塑性材料和脆性材料两大类,所以现有的材料力学,对于塑性材料,无论是强度、刚度和稳定性问题,还是相关的例题和习题都问题不大,也许是个健康人。

而对于脆性材料,刚度和稳定性问题是次要的,相关的例题和习题极少,更要命的是强度问题误区很多,现有的材料力学对于脆性材料就是个重病人。

和理论力学、弹性力学不同,材料力学特别依赖于试验,而脆性材料的试验方法,除铸铁试件的单向拉伸试验和岩石的直接拉伸试验比较可靠外,其它试验方法都不可靠。

文献[1]结尾指出:“材料力学的强度理论部分有很多问题,关键是材料破坏时的应力状态不确切,无论是破坏时的应力数量关系,还是破坏形态,都被假象掩盖着,现有的强度理论缺乏坚实的实验基础,应引起重视。

”一、单轴抗压强度试验单轴抗压强度试验是最简单的常规试验,以岩石试验为例,由于试验机压头的弹模远比岩石高,试件的横向受到压头的限制,即试件端面存在摩擦现象。

试件端面直接和压头接触,端面除轴向力外,还受到沿径向且指向圆心的摩擦力作用,使得试件内部,除轴向应力外,还有剪应力,在圆截面上,圆心和圆周处,沿径向的变化规律尚不清。

沿轴向则端面上最大,到中部逐渐减小为零。

所以剪应力沿轴向有梯度,该梯度产生横向压力,即围压。

该围压沿径向,中心最大,圆周处为零,沿轴向,端面处最大,远离端面处接近于零。

端面摩擦对试验结果的直接影响-----帮助破坏。

如果不计围压,当轴向应力不变时,则应力圆直径为,如果,则应力圆直径为,显然,有肯定容易破坏,所以有助破作用。

因此,端面摩擦将降低单轴抗压强度。

端面摩擦对试验结果的间接影响——阻止破坏前面已指出,剪应力的梯度引起围压,围压不利于破坏,因此,端面摩擦有阻破作用。

材料力学在生物医学领域的应用与前景展望

材料力学在生物医学领域的应用与前景展望

材料力学在生物医学领域的应用与前景展望近年来,材料力学在生物医学领域的应用越来越广泛。

作为一门研究材料受力行为与力学性能的学科,材料力学在生物医学领域的应用不仅可以帮助理解生物材料的力学行为,还能为生物医学领域的研究、诊疗和治疗提供有力支持。

本文将介绍材料力学在生物医学领域的应用,并展望其未来的发展前景。

首先,材料力学在生物医学领域的应用主要涉及生物组织、生物材料和生物器械等方面。

其中,生物组织的力学性能研究可以帮助研究人员了解组织的机械行为,从而为研究疾病的发生机制、生物材料的设计和生物器械的优化提供依据。

例如,在关节损伤的研究中,材料力学的应用可以帮助研究人员了解关节软骨的力学行为,为关节损伤的治疗和康复提供指导。

其次,材料力学在生物医学领域还可以用于生物材料的设计和优化。

生物材料是指应用于医疗领域的材料,如人工骨骼、人工关节等。

这些材料在使用过程中需要具备良好的生物相容性和力学性能,以确保其安全和稳定的使用。

材料力学的应用可以帮助研究人员评估和改进生物材料的力学性能,从而提高其使用效果和寿命。

例如,通过研究材料的强度、刚度和耐磨性等,可以设计出更好的人工关节材料,提高患者的生活质量。

此外,材料力学还被广泛应用于生物器械的设计与优化过程中。

生物器械是指用于诊断和治疗的医学设备,如人工心脏、人工呼吸器等。

这些器械需要具备稳定的力学性能和高效的工作效率,以确保其正常的使用效果。

材料力学的应用可以帮助研究人员评估和改进生物器械的力学性能,从而提高其治疗效果和减少患者的风险。

例如,在人工心脏的设计中,材料力学可以帮助研究人员评估和改善心脏泵浦的力学性能,提高心脏的工作效率和使用寿命。

展望未来,材料力学在生物医学领域的应用前景十分广阔。

随着人们对生物材料和生物器械性能要求的不断提高,材料力学研究将会变得更加深入和细致。

可以预见,材料力学在生物医学领域将进一步推动医学技术的发展,提高治疗效果和患者的生活质量。

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材料力学是个重病人
(成都理工大学地质灾害防治和地质环境保护国家重点实验室陈津民成都610059)
摘要:材料分为塑性材料和脆性材料两大类,因此,材料力学应该是塑性材料和脆性材料的力学。

现在的材料力学对于塑性材料也许是个健康人,对于脆性材料就是个重病人。

关键词:塑性脆性强度理论
材料分为塑性材料和脆性材料两大类,所以现有的材料力学,对于塑性材料,无论是强度、刚度和稳定性问题,还是相关的例题和习题都问题不大,也许是个健康人。

而对于脆性材料,刚度和稳定性问题是次要的,相关的例题和习题极少,更要命的是强度问题误区很多,现有的材料力学对于脆性材料就是个重病人。

和理论力学、弹性力学不同,材料力学特别依赖于试验,而脆性材料的试验方法,除铸铁试件的单向拉伸试验和岩石的直接拉伸试验比较可靠外,其它试验方法都不可靠。

文献[1]结尾指出:“材料力学的强度理论部分有很多问题,关键是材料破坏时的应力状态不确切,无论是破坏时的应力数量关系,还是破坏形态,都被假象掩盖着,现有的强度理论缺乏坚实的实验基础,应引起重视。


一、单轴抗压强度试验
单轴抗压强度试验是最简单的常规试验,以岩石试验为例,由于试验机压头的弹模远比岩石高,试件的横向受到压头的限制,即试件端面存在摩擦现象。

试件端面直接和压头接触,端面除轴向力外,还受到沿径向且指向圆心的摩擦力作用,使得试件内部,除轴向应力
外,还有剪应力,在圆截面上,圆心和圆周处,沿径向的变化规律尚不清。

沿轴向则端面上最大,到中部逐渐减小为零。

所以剪应力沿轴向有梯度,该梯度产生横向压力,即围压。

该围压沿径向,中心最大,圆周处为零,沿轴向,端面处最大,远离端面处接近于零。

端面摩擦对试验结果的直接影响-----帮助破坏。

如果不计围压,当轴向应力不变时,则应力圆直径为,如果,则应力圆直径为,显然,有肯定容易破坏,所以有助破作用。

因此,端面摩擦将降低单轴抗压强度。

端面摩擦对试验结果的间接影响——阻止破坏
前面已指出,剪应力的梯度引起围压,围压不利于破坏,因此,端面摩擦有阻破作用。

设试件直径d不变,仅改变试件高h,则不同高径比时摩擦力不变,因此,助破作用和高径比无关。

而围压由剪应力梯度产生,高径比小,梯度大,围压就大;高径比大,梯度小,围压也小。

因此,阻破作用和高径比有关。

高径比小时,阻破为主,助破为次,总影响为阻破,因此,高径比小,测得的抗压强度很高,且对高径比极敏感;高径比大时,围压很小,阻破作用退化,助破作用起决定作用。

因此,测得的抗压强度偏低,对高径比不敏感。

全世界都在减小摩擦上下功夫,但收效甚微,如在端面上垫聚四氟乙烯,但由于其弹模很小,有挤出现象,因此,聚四氟乙烯在减小摩擦的同时,改变了摩擦力方向,使原本产生压应力的阻破作用,改
变成拉应力的助破作用,使测得的抗压强度更偏低。

要减小摩擦又不改变摩擦力方向的办法是在压头上镀一层金刚石薄膜。

另一种错误的说法是:当高径比大时,端面摩擦力对中部的应力分布影响很小,试件中部已接近单向应力状态,于是规定只要高径比大于
2,我们就测得“真正的”单轴抗压强度。

这里的关键是破裂是否从中部开始?文献[2]只注意到端面摩擦的阻破作用,不注意助破作用,错误地认为破裂从中部开始。

现在我们作理论分析,假定试件端面平行且整齐,应力分布为中心轴对称(铸铁单轴压缩试验,由于强度很高,当破坏时试验机压头有倾斜,虽然起裂点发现在中部,但应力分布已不是中心轴对称)。

即使端面很平整,端面压应力分布也不均匀,通常圆周上略大。

若假定起裂时,平均压应力为40MPa;高径比大时,试件中部为单向压缩,轴向压应力为40MPa,破坏应力圆直径为40MPa,端面靠近周围处,轴向压应力MPa,剪应力MPa,高径比大时,围压很小,靠近圆周处就更小,可略去不计。

这样该处的应力圆直径为(MPa),两个主应力MPa,- MPa,不但最大压应力比试件中部大8.75 %,而且还有1.5MPa的拉应力。

显然端面圆周附近比中部容易破坏。

因此,现有岩石单轴压缩试验的起裂点在端部而不是中部,仅提高高径比无法消除端面摩擦的影响。

现有的岩石单轴抗压试验,由于端面摩擦的影响,不但测得的抗压强度偏低,而且出现斜向破裂的假象。

二、复杂应力状态
最简单的单轴压缩试验都问题多多,其它方法问题就更大,通常存在三方面问题:
1、起始破裂点
由于这些试验都是非均匀应力场,材料力学的强度问题就是要先确定危险截面上的危险点,起始破裂点就是危险点。

现在许多试验的起裂点并不确定,如巴西法测岩石抗拉强度,起裂点是否是圆盘中心是有争议的,文献[3]指出:“尽管缺少直接观察结果,但从上面分析可以确认,圆盘试样不会从中心起裂”。

文献[4]也指出:“并发现试样的起裂点不在端面中心”。

我们认为,如果是圆弧加载,起裂点在圆盘中心的可能性大,是垫细钢丝,起裂点不在圆盘中心。

2、材料的屈服
圆轴扭转试验,虽然起裂点可确定为圆轴表面,但由于有屈服现象,扭转剪应力不再是线性分布,用线弹性理论计算的应力已不正确。

文献[2]测得铸铁的抗压强度为883MPa,抗拉强度为226.8MPa,由扭转测得的抗剪强度为317MPa。

显然,317MPa是按线性弹性理论计算得到的。

这个值显然偏大。

因为,试件表面有317MPa的剪应力,转过45°方向就有317MPa的拉应力,而铸铁的抗拉强度只有226.8MPa,试件早破坏了。

错误的原因是没有注意铸铁有屈服,破坏时已不能用线性公式。

岩石的弯曲法则抗拉强度,同样有屈服。

同时还有压缩弹模大于拉伸弹模,中心层偏向受拉一边,这样用线性公式计算的抗拉强度会
高出数倍,毫无实用价值。

3、适用强度理论
即使没有起裂点和屈服问题,对于复杂应力状态,还有适用的强度理论问题。

如巴西法测抗拉强度,圆盘中心有,,,若用最大拉应力强度理论,测得抗拉强度,若用最大剪应力强度理论,测得抗拉强度,两者相差甚远。

错误的强度理论得到错误的试验结果,错误的试验结果又产生错误的强度理论,形成恶性循环。

巴西法测抗拉强度同时存在三方面问题,因此,巴西法测得的抗拉强度,是偏高还是偏低?都无定论。

文献[5]说偏低,文献[6]说偏高。

三、有困难也必须做的几个试验
1、两端增强厚壁筒单轴压缩试验
文献[7]做过薄壁筒单轴压缩试验,因有人担心薄壁筒会失稳现改为厚壁筒,内直径为d1,外直径为d2 ,增强段外直径为的d3 ,有d2/ d1≥1.2,d3/ d2=1.2,高h=2d1 ,上、下各h/4为增强段,材料为铸铁或水泥。

这种试验用来证明:
(1)原有的单轴压缩试验测得的抗压强度偏低;
(2)破裂沿轴向,而不是斜向。

2、空心铸铁圆轴的扭转试验
空心圆轴的扭转,内半径r1,外半径r2,d2/ d1≥1.2,扭矩为T,按线弹性理论,最大剪应力按完全屈服(剪应力均布)计算屈服引
起的误差不足10%,相信用空心圆轴扭转测得破坏剪应力远比317MPa小。

以上试验做起来比较困难,不宜大家都做,但不做不能证明材料力学是个重病人。

只有病情确诊后,大家才会面对现实,才能进一步寻求普及的材料力学试验方法。

对于单轴压缩,我们已经找到了好方法。

材料力学是个重病人,希望能很快康复。

参考文献
[1]陈津民,质疑“复杂应力条件下脆性材料的受拉破坏准则”,力学与实践1(2007)
[2] 刘天鹏、师俊平、汤安民等,脆性材料单压时断裂机理与强度尺寸效应的试验研究,西安理工大学学报,3(2006);
[3] 尤明庆、周少统、苏承东,岩石试样围压下直接拉伸试验,河南理工大学学报,4(2006);
[4]喻勇、徐跃良,采用平台巴西法圆盘试样测岩石抗拉强度的方法,岩石力学与工程学报,7(2006);
[5] 陶纪南,岩石直接拉伸与劈裂法试验结果的比较分析,金属矿山,3(1995);
[6]杨同、王宝学、高谦等,岩石弯曲拉伸试验研究,勘察科学技术,6(2004);
[7]陈津民,铸铁单向压缩破坏的最大剪应力理论之否定,力学与实践2(1985)。

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