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材料力学性能检测 第一页,共四十页,2022年,8月28日 工艺性能—在制造机械零件的过程中,材料适应各种冷、热加工和热处理的性能。 使用性能—材料在使用过程中所表现的性能 力学性能 物理性能 化学性能 铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能、热处理工艺性能 材料的力学性能 指材料在外力作用下表现出来的性能,主要有强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。 材料的性能 第二页,共四十页,2022年,8月28日 强度:指金属在静载荷下抵抗变形和断裂的能力。是一般零件设计、选材时的重要依据 。 硬度:它是衡量材料软硬的一个指标,是 金属表面抵抗塑性变形和破坏的能力。检查和控制金属零件的热处理质量 塑性:指金属发生塑性变形而不被破坏的能力。 几个常见概念的义 第三页,共四十页,2022年,8月28日 作用在机件上的外力——载荷 静载荷 动载荷 静载荷:逐渐而缓慢地作用在工作上的力 如机床床身的压力、钢索的拉力 动载荷:包括冲击及交变载荷 如空气锤杆所受的冲击力、齿轮、弹簧 第四页,共四十页,2022年,8月28日 静拉伸试验(所加载荷为静载荷) 是一种较简单的力学性能试验,能够清楚地反映出材料受力后所发生的弹性、弹塑性与断裂三个变形阶段的基本特性。经拉伸试验对所测试的力学性能指标的测量稳定可靠,而且理论计算方便,因此各国及国际组织都制定了完善的拉伸试验方法标准,将拉伸试验方法列为力学性能试验中最基本、最重要的试验项目。 强度指标:弹性极限σe、屈服强度σs 、抗拉强度σb 塑性指标:断后伸长率δ、断面收缩率ψ等 第五页,共四十页,2022年,8月28日 F F F = F’ (MPa) F’ F σ= F’ /S 应力与应变 应力:物体内部任一截面单位面积上的相互作用力。 同截面垂直的称为“正应力”或“法向应力”,同截面相切的称为“剪应力”或“切应力”。 1.拉伸实验常用术语 第六页,共四十页,2022年,8月28日 F F 拉伸前 拉伸后 应变:物体形状尺寸所发生的相对改变。 物体内部某处的线段在变形后长度的改变值同线段原长之比值称为“线应变” 第七页,共四十页,2022年,8月28日 (1)弹性变形: 材料受外力作用时产生变形,当外力去除后恢复其原来形状,这种随外力消失而消失的变形,称为弹性变形。 2.拉伸实验两种基本变形 F F F 第八页,共四十页,2022年,8月28日 (2)塑性变形: 材料在外力作用下产生永久的不可恢复的变形,称为塑性变形。 F F 第九页,共四十页,2022年,8月28日 工程材料受力后都会发生变形,包括:弹性变形、塑性变形、断裂三个基本阶段 弹性:固体材料在外力作用下改变其形状和大小,但当力撤去后即恢复到原来状态的性质 塑性:固体材料受到超过一定特定值的外力作用时,其形状与大小会发生永久性变化的特性 断裂:固体材料受外力作用变形的最终结果,也就是固体材料受力变形产生裂纹和裂纹扩展到一定的临界值后即产生断裂 拉伸试验的工程意义 第十页,共四十页,2022年,8月28日 拉伸试验 F F L 拉伸前 拉伸后 第十一页,共四十页,2022年,8月28日 拉伸实验设备-万能实验机 第十二页,共四十页,2022年,8月28日 拉伸试样制备 金属拉伸试样总体可分为比例试样和定标距试样 比例试样:按下式计算而得的试样原始标距长度的试样 L0——标距长度 S0——试样原始截面积 K为常数,通常取5.65或11.3,k=5.65时也称为短试样,此时的原始标距应不少于15mm;k=11.3试样称为长试样 对于圆形试样,标距长度为工作直径d的5倍时为短试样,为10倍时为长试样。但在特殊情况有关标准有规定时,也用4d或8d的试样 第十三页,共四十页,2022年,8月28日 2 拉伸试样分类 对于金属棒材,一般采用圆形截面的试样。其直径一般为3-25mm。试样又分带夹头和不带夹头两种。 圆形截面 单肩试样 双肩试样 带夹头圆形式样图 第十四页,共四十页,2022年,8月28日 圆形试样比例尺寸表 若相关产品标准无具体规定、优先采用R2、R4或R7试样尺寸 试样总长度取决于夹持方式,原则上L Lc+4d 第十五页,共四十页,2022年,8月28日 (2)矩形试样 对厚、薄板材,一般采用矩形试样(通常为0.10~25mm) 根据厚度,采用宽度为10mm、12.5mm、15mm、20mm、25mm、30mm的六种试样,比例试样尽可能采用L0=5.65S01/2的短比例试样。 矩形试样也可分为带夹头和不带夹头的比例或定标距的两种 第十六页,共四十页,2022年,8月28日 矩形带夹头拉伸试样图 矩形带夹头拉伸试样尺寸(mm) 若相关产品标准无具体规定
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