力学性能总复习课件.ppt

工程材料力学性能 回顾复习 期末考试 时间：第十五周周五下午3：00到5：00 地点：七教305 试题类型： 单项选择题（每小题1.5分，共15分） 填空题（每空1分，共15分） 名词解释（每小题5分，共20分） 简答题 （每小题10分，共30分） 计算题（每小题10分，共20分） 总成绩=70%期末+30%平时 第一章 金属在单向静拉伸载荷下的力学性能 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 第三章 金属在冲击载荷下的力学性能 冲击载荷：应变速率为102~104s-1 静载荷：应变速率为10-4~10-2s-1 冲击载荷金属变形特点 第四章 金属的断裂韧度 第五章 金属的疲劳 金属机件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称为疲劳。 高周疲劳：循环周次（Nf）105，因断裂应力低（ σs ），所以又称低应力疲劳。（常见方法） 低周疲劳：循环周次102～105，由于断裂应力水平高，≥σs，往往伴有塑性变形，故称为高应力疲劳（或应变疲劳）。 三、疲劳裂纹扩展寿命的估算 用无损探伤的方法确定机件初始裂纹尺寸a0、形状位置和取向，确定裂纹形状系数Y，确定的表达式 。 根据材料的断裂韧度 及工作名义应力σ，确定临界裂纹尺寸 。 根据由试验确定的疲劳裂纹扩展速率da/Dn=c（△K）n达式。 用积分方法计算从 到 所需要的循环周次（即疲劳剩余寿命Nc）。 第六章 金属的应力腐蚀和氢脆断裂 应力腐蚀断裂(SCC)：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象。 氢化物致脆 与氢有较大亲和力的ⅣB、ⅤB族金属，极易生成脆性氢化物，氢化物很硬、脆，与基体结合不牢。使金属脆化。 氢导致延滞断裂 定义：由于适量以固溶形式存在的氢，金属在低于屈服强度应力下持续作用经过一段孕育期后，在金属内部形成裂纹且扩展，最后突然发生的脆性断裂。 第七章 金属磨损和接触疲劳 机件表面接触并作相对运动时，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称为磨损。 按磨损机理分为：粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。 机件两接触面做滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触应力长期作用下，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使材料流失的现象，又称表面疲劳磨损或疲劳磨损。 接触疲劳破坏分为麻点剥落、浅层剥落和深层剥落。 第八章 金属高温力学性能 对于高温材料除测定蠕变极限外，还必须测定其在高温长时载荷作用下抵抗断裂的能力，即持久强度 零件或材料在总应变保持不变时，其中的应力随着时间延长而自行降低的现象，叫做应力松弛 三个阶段：孕育，裂纹亚稳扩展，失稳扩展阶段。 孕育期：α－Fe晶格中氢原子数量↑+迁移+偏聚 蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢的产生变形的现象。 * * 课后习题 三种曲线 拉伸力-伸长 工程应力-应变 真应力-应变 弹性变形 塑性变形 断裂 不均匀屈服塑性变形 均匀塑性变形 不均匀塑性变形 拉伸性能指标 强度指标 塑性指标 弹性极限 屈服强度 抗拉强度 断裂强度 延伸率 断面收缩率 最大应力下的总伸长率 最大应力下的非比例伸长率 断后伸长率 对冶金组织很敏感 比例试样 弹性变形阶段 原子之间作用力和原子间距的变化 模量=应力/应变 泊松比=横向变形量/纵向变形量 只与原子本质和结构有关 弹性变形的实质 胡克定律 弹性比功 滞弹性 包申格效应 包申格应变 塑性变形阶段 塑性变形 塑性变形方式 屈服现象 应变硬化 缩颈 静力韧度 不可回复的变形 滑移、孪晶 变形前可动位错少 位错在塑性变形时的增殖 位错运动速率与外力有关 屈服强度 影响因素 本质和晶格类型 晶粒大小和亚结构 溶质元素 第二相 内因 外因 温度 速率 Hollomon方程 断裂阶段 分类 韧性断裂 脆性断裂 穿晶断裂 沿晶断裂 塑性好坏 裂纹扩展 断裂机理 微孔聚集型断裂 解理断裂 纯剪切断裂 断裂阶段 断裂理论 理论断裂理论 格雷菲斯断裂理论 格雷菲斯断裂理论修正 原子的相互作用力以及热力学计算 与实际差别很大 假设存在裂纹体 从能量角度计算 不适合塑性材料 裂纹尖端吸收塑性变形功 比较屈服强度和临界断裂强度的大小判断塑性还是脆性断裂，并且可以提供增加塑性的方法 应力状态软性系数 最大切应力/最大主应力 表示塑性变形的难易程度 拉伸 弯曲 扭转 压缩 ∽ 截面上的应力分布在表面上应力最大 ? 缺口试样 缺口效应 应力分布改变 弹性状态下 弹塑性状态下 应力集中系数 缺口强化： 屈服强度增加的现象 缺口敏感度 硬度 布氏硬度 洛氏硬度 维氏硬度 努氏硬度 肖氏硬度 里氏硬度 h v NDT FTP FT