材料力学性能教案
材料力学性能教案
材料力学性能教案一、教学目标1. 让学生了解材料力学性能的基本概念，理解材料在不同受力状态下的力学性能表现。
2. 使学生掌握材料强度、塑性、弹性、韧性等力学性能指标的定义及计算方法。
3. 培养学生运用力学性能知识解决实际工程问题的能力。
二、教学内容1. 材料力学性能概述介绍材料力学性能的概念、分类及意义。
2. 材料强度讲解强度、屈服强度、极限强度的定义及计算方法。
3. 材料塑性讲解塑性的概念、测定方法及塑性指标的应用。
4. 材料弹性讲解弹性的概念、胡克定律及弹性模量的计算。
5. 材料韧性讲解韧性的概念、测定方法及韧性指标的应用。
三、教学方法1. 采用讲授法，讲解材料力学性能的基本概念、计算方法和应用实例。
2. 利用图形、表格等形式，直观展示各种力学性能指标之间的关系。
3. 开展小组讨论，让学生分享实际工程中应用力学性能知识的经验。
4. 布置课后习题，巩固所学知识。
四、教学准备1. 教材或教案。
2. 投影仪、幻灯片等教学设备。
3. 相关图表、案例资料。
五、教学过程1. 导入新课：简要介绍材料力学性能在工程中的应用及其重要性。
2. 讲解材料力学性能的基本概念：强度、塑性、弹性、韧性等。
3. 讲解材料强度、塑性、弹性、韧性等指标的计算方法。
4. 分析实际案例，展示材料力学性能在工程中的具体应用。
5. 开展小组讨论：让学生分享实际工程中应用力学性能知识的经验。
6. 总结本节课的重点内容，布置课后习题。
7. 课堂互动：回答学生提出的问题，解答学生的疑惑。
8. 课后作业：巩固所学知识，提高实际应用能力。
六、教学评估1. 课后习题完成情况：检查学生对课堂所学知识的掌握程度。
2. 小组讨论参与度：评估学生在小组讨论中的表现，了解学生对材料力学性能知识的理解和应用能力。
3. 课堂互动表现：观察学生在课堂上的提问和回答问题的情况，评估学生的学习兴趣和主动性。
七、教学拓展1. 介绍其他材料力学性能指标，如疲劳强度、硬度等。
材料力学教案
材料力学教案教案标题：材料力学教案教案目标：1. 理解材料力学的基本概念和原理。
2. 学习力学性能测试方法和实验技术。
3. 分析和解决材料力学问题。
教案步骤：步骤1：导入（5分钟）a. 引入材料力学的概念和重要性。
b. 激发学生对材料力学的学习兴趣。
步骤2：讲解基本概念（15分钟）a. 解释力学的基本原理和定义。
b. 介绍材料力学的相关概念，如力、应力、应变等。
c. 解释不同材料的力学性能和特征。
步骤3：示范实验（20分钟）a. 展示常见的材料力学实验仪器和装置。
b. 演示材料力学实验的步骤和操作技巧。
c. 强调实验安全和正确操作的重要性。
步骤4：实践练习（25分钟）a. 提供一些练习题，让学生应用所学知识解决问题。
b. 指导学生使用适当的公式和方法计算力学性能。
c. 鼓励学生分组合作，共同解决复杂问题。
步骤5：讨论和总结（10分钟）a. 引导学生讨论他们的解决方案和思路。
b. 提供反馈和建议，帮助学生改进解决问题的方法。
c. 总结本节课的重点和要点。
步骤6：作业布置（5分钟）a. 分发相关的阅读材料或作业题目。
b. 强调完成作业的重要性，并确定截止日期。
教案评估：1. 学生参与度：观察学生是否积极参与课堂活动和讨论。
2. 解决问题的能力：评估学生在练习和讨论中解决问题的能力。
3. 完成作业：评估学生是否按时完成作业，并分析其质量。
教学资源：1. 材料力学教材和参考书籍。
2. 材料力学实验仪器和装置。
3. 练习题和作业材料。
教学拓展：1. 引导学生进行小组研究项目，探索和应用材料力学的实际应用。
2. 组织学生参观相关的实验室或企业，了解材料力学的实际应用场景。
备注：以上教案是一个简化版本，可根据实际教学需要进行调整和补充。
中职化工机械基础教案：金属材料的力学性能
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案教学内容物体受外力作用后导致物体内部之间相互作用的力，称为内力。
单位面积上的内力，称为应力σ(N/mm2)。
应变是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化(%)。
（一）强度金属材料在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
（1）屈服强度（2）抗拉强度。
抗拉强度是指试样拉断前承受的最大标称拉应力。
用符号σb表示，单位为N/mm2或MPa。
（3）疲劳强度金属在循环应力作用下能经受无限多次循环，而不断裂的最大应力值称为金属的疲劳强度。
即循环次数值N无穷大时所对应的最大应力值，称为疲劳强度。
（二）塑性塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。
金属材料的强度和塑性指标可以通过拉伸试验测得。
（三）韧性韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。
金属材料的韧性大小通常采用吸收能量K（单位是焦尔）指标来衡量。
强度是指金属在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的能力。
由于承受载荷（又称负荷）形式的不同，金属的强度可分为拉伸强度、压缩强度、弯曲强度等，各强度之间有一定的联系，一般常以拉伸强度为最基本的强度值。
塑性是指材料在外力作用下产生塑性变形的能力。
其衡量指标有两个，一个是延伸率，实际中常以延伸率占的大小来区别材料塑性的好坏，延伸率＞2~5％的称为塑性材料，如铜、钢等；延伸率＜2~5％的称为脆性材料，如铸铁、混凝土等。
教学内容（二）硬度硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，也是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
硬度测定方法有压入法、划痕法、回弹高度法等。
在压入法中根据载荷、压头和表示方法的不同，常用的硬度测试方法有布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。
1．布氏硬度布氏硬度的试验原理是用一定直径的硬质合金球，以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径d，然后根据压痕直径d计算其硬度值的方法。
弹性力学的材料力学性能教案
弹性力学的材料力学性能教案弹性力学的材料力学性能教案一、教学目标1.理解材料力学性能的基本概念和原理，包括弹性阶段、塑性阶段和脆性阶段。
2.掌握弹性阶段的力学性能，包括比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比。
3.掌握塑性材料的力学性能，包括低碳钢、合金钢、纯铜与加工铜、纯铝与变形铝合金等。
4.了解脆性材料的力学性能，包括铸铁、铸铜、铸铝、陶瓷、混凝土和石材等。
二、教学内容1.材料力学的简介和基本假设2.材料在力作用下的力学性能3.材料的塑性和脆性4.材料的弹性阶段和塑性阶段的主要区别5.弹性力学的三大基本定律和应力和应变的数学关系6.材料的强度、塑性和硬度的概念及物理意义7.材料的疲劳强度和抗冲击性能的概念及影响因素8.工程中常用的塑性材料和脆性材料及其应用三、教学方法1.课堂讲解：对材料力学的相关概念和原理进行详细讲解，让学生明确材料力学的重要性和应用价值。
2.案例分析：通过分析实际工程中的案例，让学生了解材料力学性能在实际工程中的应用和重要性。
3.实验演示：通过实验演示，让学生直观了解材料的力学性能，加深对材料力学的理解。
4.学生实践：让学生自主进行材料力学性能的实验操作，提高其动手能力和实践能力。
5.小组讨论：通过小组讨论的方式，鼓励学生互相交流，提高其团队协作能力和沟通能力。
四、教学评估1.课堂表现：观察学生在课堂上的表现，包括听讲、笔记、互动等方面。
2.作业评估：布置相关作业，让学生对所学内容进行巩固和提高。
3.期末考试：通过期末考试检查学生对本课程的学习成果。
4.学生反馈：定期收集学生对本课程的反馈意见，以便不断改进教学方法和提高教学质量。
力学性能实操教案模板范文
课程名称：力学性能测试技术课程目标：1. 理解力学性能测试的基本原理和重要性。
2. 掌握常用力学性能测试仪器的操作方法。
3. 学会进行材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试。
4. 能够分析测试结果，并得出材料的力学性能结论。
课时安排： 2课时（理论1课时，实操1课时）教学对象：高级职业学校材料科学与工程专业学生教学资源：- 力学性能测试仪器（如万能试验机、冲击试验机等）- 常用材料样品（如金属、塑料、复合材料等）- 数据记录表- 讲义教学过程：第一课时：理论讲解1. 导入（5分钟）- 简要介绍力学性能测试在材料科学和工程领域的重要性。
- 引导学生思考不同材料的力学性能对其应用的影响。
2. 基本原理讲解（15分钟）- 介绍拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试的基本原理。
- 解释应力、应变、强度等基本概念。
3. 测试仪器介绍（10分钟）- 介绍万能试验机、冲击试验机等常用力学性能测试仪器的结构和工作原理。
- 强调安全操作规范。
4. 测试标准与规范（10分钟）- 介绍相关测试标准，如GB/T、ISO等。
- 讲解测试过程中应注意的细节和注意事项。
第二课时：实操训练1. 实操准备（5分钟）- 学生分组，每组选择一种材料样品进行测试。
- 确认测试仪器状态，检查安全防护措施。
2. 实操步骤（30分钟）- 每组学生按照以下步骤进行实操：a. 样品准备：根据测试要求进行样品的切割和标记。
b. 仪器操作：在指导下，学习并操作万能试验机或冲击试验机。
c. 数据采集：在测试过程中，记录关键数据。
d. 结果分析：根据测试数据，分析材料的力学性能。
3. 讨论与总结（10分钟）- 学生分组讨论，交流测试过程中遇到的问题和心得体会。
- 教师总结本次实操，强调关键操作要点和安全注意事项。
4. 报告撰写（5分钟）- 指导学生根据测试结果撰写实验报告，包括实验目的、方法、数据记录、分析及结论。
教学评价：- 通过学生实操过程中的表现，评估学生对力学性能测试原理和操作技能的掌握程度。
金属材料的力学性能(教案)
复习旧课1、材料的发展历史2、工程材料的分类讲授新课第一章金属材料的力学性能材料的性能有使用性能和工艺性能两类使用性能是保证工件的正常工作应具备的性能，主要包括力学性能、物理性能、化学性能等。
工艺性能是材料在被加工过程中适应各种冷热加工的性能，包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。
力学性能是指金属在外力作用下所显示的性能能。
金属力学性能指标有：强度、刚度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
第一节刚度、强度与塑性一、拉伸试验及力—伸长曲线L 0——原始标距长度；L1——拉断后试样标距长度d 0——原始直径。
d1——拉断后试样断口直径国际上常用的是L0=5 d0（短试样），L0=10 d0（长试样）[拉伸曲线]：拉伸试验中记录的拉伸力F与伸长量ΔL（某一拉伸力时试样的长度与原始长度的差ΔL=Lu-L0）的F—ΔL曲线称为拉伸曲线图。
Oe段：为纯弹性变形阶段，卸去载荷时，试样能恢复原状Es段：屈服阶段Sb段：强化阶段，试样产生均匀的塑性变形，并出现了强化Bk段：局部塑性变形阶段二、刚度刚度:金属材料抵抗弹变的能力指标：弹性模量 E E= σ / ε (Gpa )弹性范围内. 应力与应变的比值（或线形关系，正比）E↑刚度↑一定应力作用下弹性变形↓三、强度指标σ= F/S o强度：强度是指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。
强度表示：强度一般用拉伸曲线上所对应某点的应力来表示。
单位采用N/mm2(或MPa 兆帕）σ= F/Aoσ——应力（MPa）；F——拉力（N）；S o——截面积（mm2）。
常用的强度判据主要有屈服点、条件屈服强度（也称为规定残余伸长应力）和抗拉强度等。
1、屈服点与条件屈服强度[屈服强度]σs 产生屈服时的应力（屈服点），亦表示材料发生明显塑性变形时的最低应力值。
[ 规定残余伸长应力]：σr0.2产生0.2%残余伸长率时的应力。
σr0.2= F r0.2/Ao2、抗拉强度[抗拉强度]：σb断裂前最大载荷时的应力（强度极限）σγ0.2常常难以测出，所以，脆性材料没有屈服强度指标，只有抗拉强度指标用于零件的设计计算。
材料力学教案
材料力学教案第一篇力学基础§2.2 材料的力学性能教学目标：通过学习材料力学性能使学生能够从各种机械零件或构件最常见的服役条件和失效现象出发，了解时效现象的微观机制，提出衡量材料时效抗力的力学性能指标；掌握各种指标的物理概念、实用意义和测试方法；明确它们之间的相互关系；分析各种因素对力学性能指标的影响，为机械设计与制造过程中正确选择和合理使用材料提供依据，重点：单向静拉伸力学性能；冲击载荷下的力学性能；应力腐蚀和氢脆。
难点：单向静拉伸力学性能；金属的断裂韧度；复合材料的力学性能。
教学课时：4教学内容：材料的性能包括：物理性能，力学性能，化学性能，和加工工艺性能。
材料的力学性能：指材料在外力作用下在强度和变形方面所表现出的性能。
材料的力学性能是通过力学实验得到的。
四种力学实验：拉伸（压缩）实验；金属的缺口冲击实验；硬度实验；弯曲实验；1.低碳钢拉伸时的力学性能含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。
GB/T228.1-2010：《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》代替了GB/T228-2002横向变形量： 横向应变：——横向变形系数（泊松比）屈服阶段（bc 段）：继续对材料加载，会出现一种现象，即在应力增加很少或不增加时，应变会很快增加，这种现象叫屈服。
• 开始发生屈服的点对应的应力叫屈服极限σs 。
• 在屈服阶段应变不断增加，而应力不变；当屈服时，材料产生显著的塑性变形，是衡量材料强度的重要指标。
强化阶段（cd 段）：经过屈服阶段以后，材料又具有了较弱的抵抗变形的能力，要使材料继续变形必须增加拉力，这种现象称为材料的强化。
Q235钢： 颈缩阶段（df 段）：● 变形特点：大比例的塑性变形伴有少量的弹性变形。
● σb －强度极限。
强化阶段最高点d 点所对应的应力。
金属材料的力学性能教案
金属材料的力学性能（第一课时）潘甜教学内容：金属材料力学性能的概念、力学性能指标及测定方法教学目标：1、掌握金属材料力学性能的基本概念。
2、理解金属材料的各种力学性能指标的表达方式及测定方法。
教学重点：1、材料的力学性能的概念。
2、强度、塑性指标的概念及测量方法。
教学难点：对材料的应力•应变曲线各阶段进行分析得岀材料的力学性能指标教学过程：一、导入前面我们已经学习了工程材料的种类及成形，材料的种类繁多, 用途甚广，但不同的材料性能各异，掌握各种材料的性能对材料的选择、加工及应用具有重要作用。
金属材料是目前应用最广泛的工程材料，我们首先了解金属材料的性能，而金属材料的力学性能指标是选择、使用金属材料的重要依据，所以，我们重点学习金属材料的力学性能的概念及性能指标。
二、授课内容1、金属材料的力学性能金属材料的性能可分为使用性能和工艺性能两人类。
使用性能指材料在使用过程中所表现出来的性能，包括力学性能、物理性能和化学性能。
工艺性能指材料在被加工过程屮适应各种冷热加工的性能, 包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。
材料的力学性能指材料在常温、静载作用下受外力作用（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）表现出来的宏观力学特性（变形或断裂）。
材料的力学性能主要有刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
这些力学性能需采用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定。
2、低碳钢拉伸应力•应变曲线低碳钢拉伸的应力•应变曲线是说明材料力学性能的最明显的示例。
如图1所示，有一低碳钢圆柱标准试样，在拉伸试验机上对试样轴向施加静拉力F,使试样产生变形直至断裂，可测出试样的拉伸力与伸长量的F - △厶拉伸曲线图。
为消除试件尺寸对材料性能的影响, 定义应力a =-（单位面积上的拉力），应变£ =里（单位长度的伸长A L量）代替F和△厶，得到应力•应变曲线，如图2所示，对应力•应变曲线进行分析：图1低碳钢拉伸试样（1）弹性阶段（Ob段）：在拉伸的初始阶段，应力•应变曲线（oa 段）为一直线，应力与应变成正比，满足胡克定律，此阶段称为线性阶段，a点对应的应力如称为比例极限。
材料力学性能教案
材料力学性能教案第一章：材料力学性能概述教学目标：1. 理解材料力学性能的概念及其重要性。
2. 掌握材料力学性能的主要指标。
3. 了解不同材料的力学性能特点。
教学内容：1. 材料力学性能的概念：定义、重要性。
2. 材料力学性能的主要指标：弹性模量、屈服强度、抗拉强度、韧性、硬度等。
3. 不同材料的力学性能特点：金属材料、非金属材料、复合材料等。
教学活动：1. 引入讨论：为什么了解材料的力学性能很重要？2. 讲解材料力学性能的概念及其重要性。
3. 通过示例介绍不同材料的力学性能特点。
4. 练习计算材料力学性能指标。
作业：1. 复习材料力学性能的主要指标及其计算方法。
2. 选择一种材料，描述其力学性能特点，并解释其在实际应用中的作用。
第二章：弹性模量教学目标：1. 理解弹性模量的概念及其物理意义。
2. 掌握弹性模量的计算方法。
3. 了解弹性模量在不同材料中的变化规律。
教学内容：1. 弹性模量的概念：定义、物理意义。
2. 弹性模量的计算方法：胡克定律、应力-应变关系。
3. 弹性模量在不同材料中的变化规律：金属材料、非金属材料、复合材料等。
教学活动：1. 复习上一章的内容，引入弹性模量的概念。
2. 讲解弹性模量的计算方法，并通过示例进行演示。
3. 通过实验或示例观察不同材料的弹性模量变化规律。
作业：1. 复习弹性模量的概念及其计算方法。
2. 完成弹性模量的计算练习题。
第三章：屈服强度与抗拉强度教学目标：1. 理解屈服强度与抗拉强度的概念及其物理意义。
2. 掌握屈服强度与抗拉强度的计算方法。
3. 了解屈服强度与抗拉强度在不同材料中的变化规律。
教学内容：1. 屈服强度与抗拉强度的概念：定义、物理意义。
2. 屈服强度与抗拉强度的计算方法：应力-应变关系、极限状态方程。
3. 屈服强度与抗拉强度在不同材料中的变化规律：金属材料、非金属材料、复合材料等。
教学活动：1. 复习上一章的内容，引入屈服强度与抗拉强度的概念。
材料力学性能测试学习教案
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试样开切口的目的是为了使试样在承受冲击时在切口附近 造成应力(yìnglì)集中，使塑性交形局限在切口附近不大 的体积范围内，并保证试样一次就被冲断且使断裂就发生 在切口处。. σk值对切口的形状和尺寸十分敏感，切口愈深，愈尖锐 σk值愈低，材料的脆化倾向愈严重。因此，同种材料用不 同切口试样测定的σk值不能相互换算和直接比较。
2.试验机准备 根据低碳钢的强度极限σb和试件的横截面面积A0估算试 件的最大载荷，根据最大载荷的大小，选择合适的测力度 盘。调整测力指针,对准零点,并使随动针与之靠拢 (kàolǒng)，同时调整好自动绘图装置。
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3.安装试件 先将试件安装在试验机的上夹头内,再移动下夹头使其达到适当(shìdàng)
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二、步骤 (bùzhòu) (1)用精度不低于0.02mm的量具测量(cèliáng)试样缺口底部处 的横截面尺寸，其横截面尺寸应在规定偏差范围内。
(2)根据所测试材料的牌号和热处理工艺，估计试样冲击(chōngjī) 吸收功的大小，选择实验机的打击能量．加上合适的摆锤，使试样 折断的冲击(chōngjī)吸收功在所用摆锤最大能量的10％-90％范围 内。
一、试样 (shì yànɡ)
夏比冲击试样根据其缺口形状(xíngzhuàn)的不同要求可分为v型缺 口试样和u型缺口试样两种类型。 1. V型缺口试样
①标准试样，标准试样是尺寸为10mm×10mm×55mm． 在长度(chángdù)中部开有2mm深v型缺口的试样。图(a) ②辅助小尺寸试样，当板材厚度在10mm以下无法切取标准试 样时，则根据技术条件规定可以采用如图（b）所示的两种辅助 小尺寸试样，其宽度分别为7.5mm和5mm，试样的其他尺寸及 其偏差和缺口形状与图(a)中的要求相同。
材料力学性能第二版教学设计
材料力学性能第二版教学设计课程背景材料力学性能是材料科学和工程学中的一个重要分支，旨在探究材料的物理性质、结构及其与外界环境的相互作用关系。
此次教学设计旨在提供现代化的材料性能分析方法以及相关理论和实践知识，帮助学生深入理解材料的内在本质和基本特征。
教学目标1.理解材料力学性能的概念以及相关的理论知识。
2.掌握各种常见材料的性能测试方法和技术。
3.能够应用所学知识分析材料的力学性能以及材料的破坏行为。
4.培养学生的实验能力，并且提高实验数据的分析和处理能力。
教学内容第一章：材料力学性能概述1.1 材料力学性能的定义和意义 1.2 材料力学性能的分析方法和理论基础1.3 材料力学性能与材料破坏关系第二章：材料的力学性质2.1 材料的弹性性质 2.2 材料的塑性性质 2.3 材料的断裂性质 2.4 材料的疲劳性质 2.5 材料的流变性质第三章：材料力学性能测试3.1 材料性能测试方法 3.2 材料性能测试仪器和设备 3.3 材料性能数据处理3.4 材料力学性能分析和评价第四章：应用案例解析4.1 材料应用案例分析 4.2 材料破坏分析 4.3 材料的生命周期分析教学方法1.授课与实验相结合。
通过在实验室进行实验，让学生自己操作相关设备，掌握实验原理和理论知识。
2.课堂讨论。
让学生共同探讨材料力学性能相关的问题，发现材料性能分析中存在的问题，并提出解决方案。
3.课堂演示。
为学生演示复杂的材料性能测试方法，让学生能够真正理解其中的各个步骤和原理。
4.实验报告。
要求学生撰写课程实验报告，并进行分析和讨论。
教学考核1.期末考试占总成绩的70%，主要考核学生对材料力学性能的理解和运用能力。
2.实验成绩占总成绩的30%，主要考核学生的实验能力和数据处理能力。
教材与参考书教材：1.材料力学性能与测试，王三平，机械工业出版社，2015年参考书：1.材料力学性能态度与应用，普枯煜，高等教育出版社，2018年2.材料工程学，唐涛，机械工业出版社，2017年3.材料力学，刘子义，机械工业出版社，2016年总结通过本教学设计，可以提高学生的材料力学性能理解和掌握实验操作的能力，同时加强了学生的数据分析和解释能力。
材料力学性能教案
3这些试验方法的特点是：温度、应力状态和加载速率是确定的，并且常用标准试样进行试验（硬度试验除外）。
4通过静载力学性能试验可以揭示金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即过量弹性变形、塑性变形和断裂。
在Ⅱ区，为均匀塑性变形阶段，是向下弯曲的曲线，遵循S＝ken规律。K，n均为材料常数。n为形变强化指数。
当n＝1时，上式变成σ＝Eε，表示理想刚性状态。
当n＝0时，则表示无硬化效应，表示理想塑性状态。
一般金属材料，1>n>0，n值不但在宏观上表征材料的形变强化特性，微观上反映了材料不同的应变强化机制。它是板材冲压成形和材料断裂分析的重要参数。
2、拉伸过程：退火低碳钢在拉伸力作用下的变形过程可分为四个阶段：弹性变形阶段→不均匀屈服塑性变形阶段→均匀塑性变形阶段→不均匀集中塑性变形阶段。
3、拉伸曲线的分类：拉伸曲线可分为以下几种形式：
1退火低碳钢的拉伸曲线如图a所示，它有锯齿状的屈服阶段，分上、下屈服，均匀塑性变形后产生颈缩，然后试样断裂。
2中碳钢的拉伸曲线如图b所示，它有屈服阶段，但波动微小，几乎成一条直线，均匀塑性变形后产生颈缩，然后试样断裂。
3淬火后低中温回火钢的拉伸曲线如图c所示，它无可见的屈服阶段，试样产生均匀塑性变形并颈缩后产生断裂。
4铸铁、淬火钢等较脆材料在室温下的拉伸曲线如图d所示，它不仅无屈服阶段，而且在产生少量均匀塑性变形后就突然断裂。
教学
重点
和
难点
重点：单向静拉伸力学性能；冲击载荷下的力学性能；应力腐蚀和氢脆。
难点：单向静拉伸力学性能；金属的断裂韧度；复合材料的力学性能。
材料的力学性能学习教案
第十四页，共54页。
1.1 材料(cáiliào)的力学性 能
强度(qiá ngdù )指标及其测定方法
（ 4） 强 度 极 限（ 抗拉 强度） 随 着 塑 性 变 形的 增大， 变形抗 力不 断增加 ，当应 力达 到(dádào)最 大值σb以后 ，材料 的形 变强化 效应已 经不 能补偿 横截面 积的 减小而 引起的 承载 能力的 降低， 试样 的某一 部位截 面开 始急剧 缩小， 因而 在工程 应力－ 应变 曲线上 ，出现 了应 力随应 变的增 大而 降低的 现象。 曲 线 上 的 最 大应 力σb为 抗拉 强度极 限，它 是由 试样拉 断前最 大载 荷所决 定的条 件临 界应力 ，即试 样所 能承受 的最大 载荷 除以原 始截面 积。
➢ 胡克定律(hú kè dìnɡ lǜ)
➢广义胡克定律(hú kè dìnɡ
lǜ)
x
1 E
[ x
( y
z )]
y
1 E
[
y
( z
x )]
z
1 E
[
z
( x
y )]
xy
xy G
zx
zx G
yz
yz G
第22页/共54页
第二十三页，共54页。
1.3 弹性模量(tán xìnɡ mó liànɡ)及其影响因素
形，当外力去除后，材料(cáiliào)能够恢
复原来形状的变形。
➢ 可逆性
➢ 单值性
➢
正弹性应变-由正应力引起；
第19页/共54页
➢
切弹性应变-由切应力引起
第二十页，共54页。
1.2材料的弹性(tánxìng)变 形
➢ 弹性(tánxìng)变形的物理本 质 ➢起源于晶体点阵中原子间的相 互作用
材料力学性能教案.
§1.4 金属材料的断裂
一、断裂的类型
机件的三种主要失效形式：磨损、腐蚀、断裂（危害最大）
完全断裂：在应力作用下，材料被分成两个或几个部分 断裂 不完全断裂：内部存在裂纹
1、韧性断裂与脆性断裂（按断裂前有无明显的塑性变形） 脆、韧断裂的划分：<5% 脆断 >5%为韧断 (光滑拉伸试样的断面收缩率)
K——硬化系数（强度系数），是真实应变等于 1.0 时的真实应力
2、加工硬化指数 n 的实际意义 反映了金属材料开始屈服以后抵抗继续塑性变
形的能力，是表征材料应变硬化行为的性能指标。它决定了材料开始发生颈缩时的最 大应力。n 还决定了材料能够产生的最大均匀应变量，这一数值在冷加工成型工艺中 是很重要的。
材料的塑性，断裂前的应变量——主要为材料在冷热变形时的工艺性能作参考。
§1.1 材料在静拉伸时的力学行为
退火低碳钢在拉伸力作用下的变形过程可分 为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形、 不均匀集中塑性变形四个阶段（图 1-1a）。
不同材料的应力应变曲线：1）退火低碳钢：曲 线上出现平台，即在应力不增加的情况下材料可继 续变形，这一平台称为屈服平台，平台的延伸长度 随钢的含碳量增加而减少，当含碳量增至 0.6%以 上，平台消失；
⑵外在因素：温度、应变速率、应力状态 随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高，尤其是体心立方金属
对温度和应变速率特别敏感，这导致了钢的低温脆化。 应力状态不同，屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在
单向拉伸时的屈服强度。 3、屈服强度的工程意义
传统的强度设计方法，对塑性材料，以屈服强度为标准，规定许用应力 [σ]=σs/n，安全系数 n 一般取 2 或更大；对脆性材料，以抗拉强度为标准，规定许 用应力[σ]=σb/n，安全系数 n 一般取 6。
力学性能教案
力学性能教案引言：力学性能是研究物体在外力作用下的变形、运动、力的大小和方向等物理量的学科。
力学性能的学习对于理解和应用力学原理具有重要的意义。
本教案将介绍力学性能的基本概念和相关实验内容，旨在培养学生对力学性能的理解和应用能力。
一、教学目标：1. 理解力学性能的基本概念和分类；2. 掌握力学性能实验的基本步骤和方法；3. 培养学生对力学性能的观察、分析和判断能力；4. 培养学生的团队协作和实验操作技能。
二、教学重点和难点：1. 力学性能的基本概念和分类；2. 力学性能实验的基本步骤和方法。
三、教学内容：1. 力学性能的基本概念力学性能是指物体在外力作用下的响应和性能表现。
主要包括以下几个方面：1.1 强度：物体在外力作用下抵抗破坏的能力。
常用强度指标有极限强度、屈服强度和抗拉强度等；1.2 刚度：物体在受力后产生的变形与受力之间的关系。
常用刚度指标有弹性模量和切割模量等；1.3 韧性：物体在断裂前可以吸收的能量。
常用韧性指标有断裂韧性和冲击韧性等；1.4 疲劳性能：物体在循环载荷作用下耐久性能的指标。
常用疲劳性能指标有疲劳寿命和循环载荷下的变形等。
2. 力学性能实验2.1 实验目的通过实验，观察、测量和分析不同材料和结构的力学性能，加深对力学性能的理解。
2.2 实验仪器和材料（根据实际情况列举相关的实验仪器和材料）2.3 实验步骤（根据实验的具体内容列举相关的实验步骤）2.4 实验数据处理和分析根据实验数据，计算和比较不同材料和结构的力学性能指标，探讨其差异和原因。
四、教学方法：1. 讲授法：通过教师讲解的方式，介绍力学性能的基本概念和实验内容；2. 实验操作法：组织学生进行力学性能实验，培养学生的实验操作技能；3. 案例分析法：通过分析实际案例，帮助学生更好地理解力学性能的应用和意义；4. 讨论交流法：组织学生进行小组讨论，共同解决实验中的问题和困惑。
五、教学评估：1. 实验报告：学生根据实验结果撰写实验报告，评估学生对力学性能实验的理解和应用能力；2. 课堂讨论：评估学生对力学性能概念和实验内容的理解程度；3. 学习反馈：通过问卷调查等方式，评估学生对教学内容和教学方法的反馈意见。
材料力学性能教案
材料力学性能教案一、教学目标1. 让学生了解材料力学性能的概念及其重要性。
2. 使学生掌握材料拉伸、压缩、弯曲等基本力学性能的测试方法。
3. 培养学生分析、解决材料力学性能问题的能力。
二、教学内容1. 材料力学性能的概念与分类2. 材料拉伸性能测试方法及设备3. 材料压缩性能测试方法及设备4. 材料弯曲性能测试方法及设备5. 材料力学性能测试数据的处理与分析三、教学重点与难点1. 教学重点：材料力学性能的概念、分类、测试方法及设备。
2. 教学难点：材料力学性能测试数据的处理与分析。
四、教学方法1. 采用讲授法、实验法、讨论法相结合的教学方法。
2. 以实物、模型、图片等为辅助教学手段，增强学生对力学性能测试设备的认知。
3. 组织学生进行实验操作，培养学生的动手能力。
五、教学安排1. 第一课时：介绍材料力学性能的概念与分类。
2. 第二课时：讲解材料拉伸性能测试方法及设备。
3. 第三课时：讲解材料压缩性能测试方法及设备。
4. 第四课时：讲解材料弯曲性能测试方法及设备。
5. 第五课时：讲解材料力学性能测试数据的处理与分析。
六、教学评估1. 课堂提问：检查学生对材料力学性能概念的理解和掌握。
2. 实验报告：评估学生在实验中对力学性能测试方法的运用和数据处理能力。
3. 课后作业：巩固学生对材料力学性能测试方法的记忆和理解。
七、教学资源1. 教材：提供相关章节，供学生预习和复习。
2. 实验设备：确保实验课时，学生能够亲身体验力学性能测试过程。
3. 网络资源：为学生提供额外的学习资料和研究工具。
八、教学拓展1. 邀请行业专家进行讲座，分享实际工作中的材料力学性能应用案例。
2. 组织学生参观实验室或相关企业，加深对材料力学性能测试方法的了解。
3. 鼓励学生参与学术研究，提高对材料力学性能研究的兴趣。
九、教学反思1. 课后收集学生反馈，了解教学效果，及时调整教学方法和内容。
3. 关注学生的学习进度和需求，不断优化教学策略。
《材料力学性能》教学大纲
《材料力学性能》教学大纲材料力学性能是材料科学与工程学科的一个重要分支，涉及到材料的结构、力学行为和性能的研究与分析。
本教学大纲旨在引导学生全面了解和掌握材料力学性能的基本理论与方法，培养学生分析和评价材料性能的能力，以及解决实际工程问题的能力。
一、课程概述1.课程名称：材料力学性能2.学分：3学分3.先修课程：材料力学、材料科学基础4.开设单位：材料科学与工程学院二、教学目标1.理论目标：了解材料力学性能的基本理论和方法。
2.实践目标：掌握材料力学性能的测试与分析方法，并能够应用于实际工程问题的解决。
三、教学大纲1.引论1.1材料力学性能的概念和研究内容1.2材料力学性能测试的意义和方法2.结构与组织分析2.1材料的结构和组织对力学性能的影响2.2显微组织分析方法2.3物相组成分析方法3.弹性力学性能3.1弹性力学基本概念和理论模型3.2材料的弹性行为测试与分析方法3.3应力-应变曲线及其分析3.4弹性与刚性的区别与应用4.塑性力学性能4.1塑性力学基本概念和理论模型4.2材料的塑性行为测试与分析方法4.3屈服强度、塑性延展性等力学性能参数的测定与应用4.4晶体塑性的基本原理和行为5.破断力学性能5.1破断力学基本概念和理论模型5.2材料的破断行为测试与分析方法5.3断裂强度、韧性等力学性能参数的测定与应用5.4破断形态和机理的分析与评价6.疲劳和蠕变力学性能6.1疲劳和蠕变力学基本概念和理论模型6.2材料的疲劳和蠕变行为测试与分析方法6.3疲劳寿命、蠕变速率等力学性能参数的测定与应用6.4疲劳和蠕变的机理和预测四、教学方法1.理论授课：通过讲授基本理论和原理，引导学生建立相关概念和模型。
2.实验操作：组织学生进行材料力学性能测试实验，并进行数据分析和结果讨论。
3.讨论与案例分析：组织学生进行讨论，解析和评价材料力学性能测试结果，并根据实际工程情况进行案例分析。
五、评价与考核1.平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况。
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1、条件应力
本课程是高等学校本科材料科学与工程类专业的一门重要的专业课程。
设置本课程的目的和教学目标是：通过学习材料力学性能使学生能够从各种机械零件或构件最常见的服役条件和失效现象出发，了解时效现象的微观机制，提出衡量材料时效抗力的力学性能指标；掌握各种指标的物理概念、实用意义和测试方法；明确它们之间的相互关系；分析各种因素对力学性能指标的影响，为机械设计与制造过程中正确选择和合理使用材料提供依据，为研制新材料、改进冷热加工新工艺，充分发挥材料性能潜力指明方向，并为机械零件和构件的时效分析提供一定基础。
a b c d
4、应力－应变曲线(σ-ε曲线)
拉伸曲线（力－伸长曲线）的不足之处是曲线的形状与拉伸试样的几何尺寸有关，只能反映特定试样的力学性质。若用应力－应变曲线σ（F/A0）- (ΔL/LO)曲线表示，它与试样的几何尺寸无关，其形状相似。同时还可直接从σ-ε曲线上直接读出力学性能指标Rb、R0.2、A等。
匡震邦主编《材料的力学行为》，高等教育出版社1998
张清纯主编《陶瓷的力学性能》，科学出版社1997
吴人洁主编《复合材料》，天津大学出版社2000
备注
单元教案
授课主题（或章节）
第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能
学时
10
教学内容
纲要
1、掌握应力-应变曲线；2、弹性变形与弹性不完整性；3、塑性变形、屈服强度、形变硬化；4、金属断裂、断裂强度、断裂理论及其应用
3、光滑试样的组成
光滑拉伸试样由三部分组成：
工作部分：是试样的中间部分，在取样和加工过程中应按照GB/T2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》、GB/T2649-1989《焊接接头机械性能试验取样方法》等相关标准执行，试样在原材料或机件中的取向、部位以及试样形状、精度、粗糙度和加工程序均按照标准执行。
一、光滑拉伸试样
光滑试样是相对于缺口试样和裂纹试样而言的。
1、采用光滑试样的目的：
光滑试样可保证试验材料承受单向拉应力，而缺口试样或裂纹试样将导致缺口或裂纹周围处于两向或三向应力状态。
2、试样的种类：
经常使用的光滑试样可分为：圆柱形试样、板状试样和管状试样。详见国家标准（GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法）
皖西学院教案
2013-2014学年第2学期
课程名称
材料力学性能
授课专业班级
材料科学与工程2011级
授课教师
李善奇
职称
讲师
教学单位
材化学院
教研室
材料科学
学期授课计划
课程类别
专业核心
总学分
3
总学时
48
本学期学时
教学
周次
周
学时
学时分配
48
16
4/2
讲授
实验
上机
练习
讨论
考查
其他（习题）
48
6
教学
目的
和
基本
要求
5可以标定出金属材料的最基本的力学性能指标。这些性能指标是机械设计、制造、选材、工艺评定以及内外贸易订货的主要依据。
本章将讨论性能指标的定义、测试方法以及试验方法的意义特点等。
第一节拉伸力－伸长曲线和应力应变曲线
单向静拉伸试验是工业上应用最广泛的金属力学性能试验之一，原因是其测得的性能指标比较稳定，具有广泛的可比性。
教学辅助
手段
教学课件
教学后记
由于本课程的前置课程应该有材料力学这门课，但材料科学与工程11级的同学没有学习过该课程，因此他们的基础欠缺，所以个人在教学中增加了这门课的相关知识，尽管如此，还有许多不到位不熟练的部分，希望以后增开这门课，或在其他课程中增加材料力学的相关知识点的教学。
分教案
授课主题（或章节）
教学目的
和要求
1、掌握应力-应变曲线；
2、理解弹性变形与弹性不完整性；
3、理解塑性变形、屈服强度、形变硬化；
4、理解金属断裂、断裂强度、断裂理论及其应用。
教学重点
应力-应变曲线
教学难点
塑性变形、屈服强度、形变硬化；金属断裂、断裂强度、断裂理论及其应用
授课方式
（请打√）
讲授(√)讨论课( )实验课( )习题课( )其他( )
2、拉伸过程：退火低碳钢在拉伸力作用下的变形过程可分为四个阶段：弹性变形阶段→不均匀屈服塑性变形阶段→均匀塑性变形阶段→不均匀集中塑性变形阶段。
3、拉伸曲线的分类：拉伸曲线可分为以下几种形式：
1退火低碳钢的拉伸曲线如图a所示，它有锯齿状的屈服阶段，分上、下屈服，均匀塑性变形后产生颈缩，然后试样断裂。
教学
重点
和
难点
重点：单向静拉伸力学性能；冲击载荷下的力学性能；应力腐蚀和氢脆。
难点：单向静拉伸力学性能；金属的断裂韧度；复合材料的力学性能。
选用
教材
束德林主编《工程材料力学性能》，机械工业出版社2003
主要
参考
资料
郑修麟主编《材料的力学性能，西北工大版，2001
冯端主编《金属物理学》（第三卷，科学出版社1999
过渡部分：是工作部分向外过渡的部分，为减少应力集中，采用圆弧过渡的形式。处理不好会在此断裂，导致试验失败（尤其是脆性材料）。
夹持部分：这部分的作用是保持自身承载能力，不能断裂（其截面积大）；把载荷正确地传递到工作部分上去。
二、拉伸曲线及应力应变曲线
介绍试验机的种类、试样装夹、所用仪器和操作过程。
1、拉伸曲线（力－伸长曲线）：F-纵坐标式
（请打√）
讲授(√)讨论课( )实验课( )习题课( )其他( )
学时
2
教学目的
和要求
掌握拉伸试样的应力-应变曲线；理解真实应力与条件应力.
教学重难点
重点：拉伸试样的应力-应变曲线；难点：真实应力与条件应力。
教学内容纲要
备注
导言：
1静载是相对于交变载荷和高速载荷而言的。
2中碳钢的拉伸曲线如图b所示，它有屈服阶段，但波动微小，几乎成一条直线，均匀塑性变形后产生颈缩，然后试样断裂。
3淬火后低中温回火钢的拉伸曲线如图c所示，它无可见的屈服阶段，试样产生均匀塑性变形并颈缩后产生断裂。
4铸铁、淬火钢等较脆材料在室温下的拉伸曲线如图d所示，它不仅无屈服阶段，而且在产生少量均匀塑性变形后就突然断裂。
2金属静载试验方法包括单向静拉伸试验、压缩、弯曲、扭转、剪切、硬度试验等，是工业上应用最广泛的金属力学性能试验方法。
3这些试验方法的特点是：温度、应力状态和加载速率是确定的，并且常用标准试样进行试验（硬度试验除外）。
4通过静载力学性能试验可以揭示金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即过量弹性变形、塑性变形和断裂。