应力-应变曲线

硬度的种类 静负荷——布氏、洛氏、维氏、努普硬度。 动负荷——肖氏
四、应力-应变曲线
研究材料机械性能常用的方法是测定应 力-应变曲线。 它是以应力为纵坐标，应变为横坐标绘 制的曲线。对材料施加拉力、压力、剪 切力或弯曲力均可得到应力-应变曲线图 。
低碳钢拉伸时的应力-应变曲线图
σ
o
ε
弹性变形阶段
从O点到E点 特点：卸载后变形可以完全恢复。
从O点到P点，任意一点的应力与应变之 比为一常数（E，弹性模量）。 参数：比例极限、弹性极限、弹性模量
断裂强度：材料断裂时的应力。
牙体组织及一些口腔材料的部分极限强度
材料
牙本质 釉质 银汞合金 贵金属合金
复合树脂 无填料丙烯 酸树脂 长石质烤瓷 磷酸锌水门 汀 高强度人造 石 陶瓷 玻璃离子水 门汀
拉伸强度（MPa）
43～100 10～40.3 27.3～60 414～828 39～69 28
冲击强度（冲击韧性）
是指材料在冲击载荷下，抵抗冲击破坏 的能力。
主要考察材料的脆性和韧性。 单位为KJ/m2 。 常用简支梁法； 一般材料的冲击强度低，脆性大；
冲击强度高的材料为韧性材料。
硬度
硬度----抵抗弹性、塑性形变或破坏的能 力，或抵抗其中两种或三种同时发生上的 能力。 硬度是比较修复材料时的一项重要性能。 广义讲是材料抵抗永久表面压入的能力。 硬度表示了材料磨光的难易，以及在应 用中抗划伤的能力。
复合树脂
16.6
塑性变形阶段(包括屈服与强 化)
当应力超过E点后，材料开始发生塑性 变形。 屈服强度：一般取下屈服极限作为材料 的屈服强度。 屈服变形阶段、屈服点
强化变形阶段
超过屈服阶段后，材料又恢复了对变形 的抵抗能力，需增加外力才能使其继续 变形，这种现象称为材料的强化。
极限强度：材料破坏前所承受的最大应 力，称为极限强度。
三、应力与应变
应力是描述物体内部各点个方向的力学状 态；单位面积所受的内力即为应力。
应力的种类 1.轴向拉伸与压缩应力 2.剪切应力 3.弯曲应力（复合应力）
固定桥模型的应力分布
杆件变形的基本形式
1.拉伸与压缩变形 2.剪切变形 3.扭转变形 4.弯曲变形
应变
应变是描述材料在外力作用 下形状变化的量。是指单位 长度的变形。
力的单位：1kgf = 9.8N 1MPa = 10.02Kg/cm2
1MPa=0.1002Kg/mm2 力不仅有大小，而且有方向。 作用方式不同，有各种不同的力：如重力、
弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。
二、材料力学的任务
保证构件安全工作的基本要求： 1.应有足够的强度。强度是指构件在载荷作用
注意：采用标准试件、标准试验方法、 检定合格的仪器
万能材料试验机
液压式
电子式
径向拉伸强度(DTS)
ADA No27 ----充填材料 是将压缩性载荷于短圆
柱试样的直径上.产生拉应力.
DTS= 2P / π DT
D---直径, T----厚度
拉伸试验
微拉伸试验（牙本质粘接）
压缩强度
70～160 70～100 65～120 5～6 916 900～1100 9～20
延伸率：试件拉断后，弹性变形消失而塑性变 形保留。塑性是材料在静载荷作用下，产生塑 性变形而不破坏的能力。
延伸率是材料延展性的标志。表示材料塑性变 形的能力。
延性是表示材料能够塑性伸长的，拉丝的能力 。
下抵抗破坏的能力。 2.应有足够的刚度。刚度是指构件在外力作用
下抵抗变形的能力。 3.应有足够的稳定性。即维持其原有平衡形式
的能力，以保证在规定的使用条件下不产生 失稳现象。
材料力学的主要任务是：研究构件 在外力作用下的变形、受力和破坏 的规律，为合理设计构件提供有关 强度、刚度和稳定性分析的理论和 计算方法。
压缩强度（5.3～ 14.2MPa） 232～305 261～400 300～520
270～448 76～97
24.8 4.3～7.5
149～175 62.1～171
5.7～7.7
50～110
24.8～37.4 5.3～14.2
700～1400 20～183
弯曲强度（MPa）
80～110 120～140
e
一些牙科材料的弹性模量
材料 钴一铬部分义齿合金
弹性模量 材料 (GPa *)
218.0 磷酸锌水门汀
弹性模量 (GPa *)
22.4
金合金(Ⅳ型) 牙釉质 磷酸锌水门汀
99.3 84.1 13.7
银汞合金
源自文库
27.6
牙本质
18.3
丙烯酸基托树脂 2.63
长石质烤瓷 硅橡胶(颌面赝复用)
69.0 0.002
展性为被加工塑成薄片的能力。
一般低延伸率于5%为脆性材料；高于5%为塑性 材料，或延展性材料。金合金为19%。
塑性材料和脆性材料力学性能比较
塑性材料
脆性材料
延伸率 δ > 5%
断裂前有很大塑性变形
抗压能力与抗拉能力相近
可承受冲击载荷，适合于 锻压和冷加工
延伸率 δ < 5%
断裂前变形很小 抗压能力远大于抗拉能力
适合于做基础构件或外壳
材料的塑性和脆性会因为制造方法工艺条件 的改变而改变
回弹性与韧性 材料在弹性阶段，单位体积所吸
收的能量叫回弹，或回弹模量。
回弹性是材料抵抗永久变形的能 力。
韧性是材料抵抗开裂的能力。
常用机械性能指标与试验
拉伸强度（抗拉） 压缩强度 剪切强度---剪切粘接强度 弯曲强度（挠曲强度）
第二节 材料的性能 材料力学基础
第四军医大学口腔医学院 材料学教研室 唐立辉
材料的机械性能主要是指材料在外 力作用下表现出来的变形和破坏方 面的特性。
口腔材料应具有良好的机械性能， 才能保证修复体在咀嚼应力的作用 下保持正常的功能。
一、力
物体受力后将使其运动状态或者它的形状 和体积发生变化。
s (MPa) 400
低碳钢压缩 应力应变曲线
E(sb)
C(ss上)
f1(f)
低碳钢拉伸
g
(se) B
D(ss下)
应力应变曲线
200 A(sp)
E=Etgy=atga a
O
O1 O2 0.1
e 0.2
s s by
灰铸铁的 压缩曲线 s bL 灰铸铁的 拉伸曲线 O
a a = 45o~55o
剪应力引起断裂