6材料导论第六章力学性能
力学性能说课稿
力学性能说课稿标题：力学性能说课稿引言概述：力学性能是指材料在外力作用下产生的各种变形和破坏的性质，是评价材料工程性能的重要指标之一。
在材料科学与工程学科中，力学性能的研究和评价对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。
本文将从力学性能的定义、分类、测试方法、影响因素和应用等方面进行详细介绍。
一、力学性能的定义1.1 弹性性能：材料在受力后能恢复原状的能力。
1.2 塑性性能：材料在受力后发生永久变形的能力。
1.3 破坏性能：材料在受到过大外力作用时发生破坏的能力。
二、力学性能的分类2.1 静态力学性能：包括拉伸性能、压缩性能、弯曲性能等。
2.2 动态力学性能：包括冲击性能、疲劳性能、动态强度等。
2.3 热力学性能：包括热膨胀性能、热导率等。
三、力学性能的测试方法3.1 拉伸试验：用于评价材料的强度和韧性。
3.2 压缩试验：用于评价材料在受压状态下的性能。
3.3 冲击试验：用于评价材料在受到冲击载荷时的破坏行为。
四、力学性能的影响因素4.1 材料的组织结构：晶粒大小、晶粒取向等。
4.2 加工工艺：热处理、冷加工等对力学性能的影响。
4.3 环境条件：温度、湿度等环境因素对力学性能的影响。
五、力学性能的应用5.1 材料选择：根据应用场景选择合适的材料。
5.2 设计优化：通过优化结构设计提高材料的力学性能。
5.3 质量控制：通过对力学性能的测试和监控，确保产品质量符合要求。
总结：力学性能作为材料工程中的重要指标，对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。
通过对力学性能的定义、分类、测试方法、影响因素和应用等方面的深入了解，可以更好地评价和利用材料的性能，推动材料科学与工程领域的发展。
材料力学性能课件
温度与环境因素
应变速率与加载路径
应变速率和加载路径对材料的力学响 应具有重要影响，特别是在动态加载 条件下。
温度、湿度、腐蚀等环境因素对材料 的强度和塑性也有影响。
03 材料的硬度与韧性
硬度定义与分类
硬度定义
硬度是指材料抵抗被压入或刻划的能力。它是材料表面局部区域抵抗变形或破裂 的能力。
硬度分类
塑性ห้องสมุดไป่ตู้类
根据塑性变形的性质，可分为延性、 展性、韧性等。
强度与塑性的关系
01
强度与塑性相互关联，塑性好的 材料通常强度也较高，但两者之 间并非完全正相关。
02
在一定条件下，材料的强度和塑 性可能存在此消彼长的关系。
强度与塑性的影响因素
材料成分与组织结构
材料的化学成分和微观组织结构对其 力学性能有显著影响。
冲击试验
通过冲击试样来测定材料的冲击韧性、断裂 韧性等参数，适用于评估材料的韧性和脆性 断裂行为。
D
02 材料的强度与塑性
强度定义与分类
强度定义
材料抵抗外力而不发生失效的能力。
强度分类
根据外力类型，可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
塑性定义与分类
塑性定义
材料在外力作用下发生不可逆变形的 能力。
材料力学性能的测试方法
A
拉伸试验
通过拉伸试样来测定材料的弹性模量、屈服强 度、抗拉强度等参数，是最常用的力学性能测 试方法之一。
压缩试验
通过压缩试样来测定材料的抗压强度、弹 性模量等参数，适用于脆性材料和塑性材 料的测试。
B
C
弯曲试验
通过弯曲试样来测定材料的抗弯强度、挠度 等参数，适用于评估材料的弯曲性能和稳定 性。
材料力学性能
材料力学性能材料力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括材料的强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能直接影响着材料在工程领域的应用，因此对材料力学性能的研究和评价显得尤为重要。
首先，强度是材料力学性能中的重要指标之一。
材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等来表示。
不同材料的强度差异很大，例如金属材料的强度通常较高，而塑料和橡胶等材料的强度相对较低。
材料的强度直接影响着材料在工程中的承载能力和使用寿命。
其次，韧性是衡量材料抵抗断裂的能力。
韧性高的材料在受到外力作用时能够延展变形而不易断裂，这对于一些需要承受冲击或振动载荷的工程结构来说尤为重要。
例如，航空航天领域对材料的韧性要求较高，以确保飞行器在受到外部冲击时能够保持结构完整。
此外，硬度是材料力学性能中的重要参数之一。
材料的硬度是指材料抵抗划痕和压痕的能力，通常用洛氏硬度、巴氏硬度等来表示。
硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一些对材料表面要求较高的工程领域，例如汽车制造、船舶建造等。
最后，塑性是材料力学性能中的重要特性之一。
材料的塑性是指材料在受到外力作用时能够发生塑性变形而不断裂，这对于一些需要进行成形加工的工程材料来说尤为重要。
例如，金属材料的塑性使其能够通过锻造、轧制等工艺进行成形，从而制备出各种复杂的零部件。
综上所述，材料力学性能是材料工程领域中的重要研究内容，不同的材料力学性能对材料的应用具有重要的影响。
因此，对材料力学性能的研究和评价具有重要的意义，可以为工程领域的材料选择和设计提供重要的参考依据。
力学性能说课稿
力学性能说课稿标题：力学性能说课稿引言概述：力学性能是指材料在受力作用下的力学行为，它直接影响着材料的使用性能和工程应用。
在材料科学与工程学科中，力学性能是一个重要的研究方向，通过对材料的力学性能进行分析和测试，可以更好地了解材料的性能特点，指导材料的设计和应用。
本文将从材料的力学性能概念、分析方法、测试技术、影响因素和应用领域等方面进行详细介绍。
一、力学性能的概念1.1 弹性模量：弹性模量是材料在受力作用下的变形能力，是衡量材料刚度的重要指标。
1.2 屈服强度：材料在受力作用下开始产生塑性变形的临界点，是材料反抗外力的能力。
1.3 断裂韧性：材料在受力作用下发生断裂的能力，是材料抗破坏能力的重要指标。
二、力学性能的分析方法2.1 线性弹性分析：通过建立材料的应力-应变关系，分析材料在弹性阶段的力学性能。
2.2 塑性分析：研究材料在超过屈服强度后的塑性变形行为，分析材料的塑性性能。
2.3 断裂分析：通过研究材料的断裂韧性和断裂机制，分析材料的破坏行为。
三、力学性能的测试技术3.1 拉伸试验：通过施加拉力来测试材料的弹性模量、屈服强度和断裂韧性等力学性能。
3.2 压缩试验：通过施加压力来测试材料在受压状态下的力学性能。
3.3 弯曲试验：通过施加弯曲力来测试材料的弯曲强度和断裂韧性等力学性能。
四、影响力学性能的因素4.1 材料的组织结构：材料的晶粒大小、晶界密度、位错密度等组织结构对力学性能有重要影响。
4.2 温度和环境条件：温度和环境条件对材料的力学性能有明显影响，如高温会降低材料的强度和韧性。
4.3 加工工艺：材料的加工工艺会影响其组织结构和晶粒大小，进而影响力学性能。
五、力学性能的应用领域5.1 材料设计：通过对材料的力学性能进行分析，可以指导材料的设计和选择，提高材料的性能。
5.2 工程应用：在工程领域中，对材料的力学性能要求严格，力学性能的好坏直接影响着工程的安全和可靠性。
5.3 新材料研发：对新材料的力学性能进行研究，可以为新材料的研发和应用提供重要参考。
材料力学性能-第6章
•解理台阶可认为是通过解理裂纹与螺
旋位错交割而形成，见图5-2；也可认 为通过二次解理或撕裂而形成.
•解理断裂的另一个微观特征是舌状花
样，见图5-5；它类似于伸出来的小舌 头，是解理裂纹沿孪晶界扩展而留下 的舌状凸台成凹坑。
• 6.2.2 准解理断裂 • 准解理断裂多在马氏体回火钢中出现。回火产物
第六章 金属的断裂
• 6.1 前言
• 断裂是机械和工程构件失效的主要形式之一。 • 失效形式：如弹塑性失稳、磨损、腐蚀等。 • 断裂是材料的一种十分复杂的行为，在不同的力
学、物理和化学环境下，会有不同的断裂形式。
• 研究断裂的主要目的是防止断裂，以保证构件在
• 对于—定裂纹长度a，外加应力达到σc时,裂纹即失
稳扩展。承受拉伸应力σ时，板材中半裂纹长度 也有一个临界值ac，当a > ac时，就会自动扩展。 • 而当a＜ac 时，要使裂纹扩展须由外界提供能量， 即增大外力。
• Griffith公式和理论断裂强度公式比较
σm=（Eγ/a0）1/2 σc=(2Eγ/πa)1/2 • 在形式上两者是相同的。在研究裂纹扩展的动力 和阻力时，基本概念都是基于能量的消长与变化。
• 延性断裂的微观特征是韧窝形貌， • 在电子显微镜下，可以看到断口由许多凹进或
凸出的微坑组成。在微坑中可以发现有第二相 粒子。
• 一般情况下，宏观断裂是韧性的，断口的宏观
形貌大多呈纤维状。
• 韧窝的形状因应力状态而异。
• 在正应力作用下，韧窝是等轴形的；
• 在扭转载荷作用下，韧窝被拉长为椭圆形。
中细小的碳化物质点影响裂纹的产生和扩展。 • 准解理断裂时，其解理面除(001)面外，还有(110)、 (112)等晶面。 • 解理小平面间有明显的撕裂棱。河流花样已不十 分明显。撕裂棱的形成过程可用图5-8示意地说明， 它是由一些单独形核的裂纹相互连接而形成的。
材料力学性能总结
材料力学性能第一章二节．弹变1,。
弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。
这种可恢复的变形称为弹性变形。
2.弹性模量：表征材料对弹性变形的抗力3.弹性性能与特征是原子间结合力的宏观体现，本质上决定于晶体的电子结构，而不依赖于显微组织，因此，弹性模量是对组织不敏感的性能指标。
4.比例极限σp：应力与应变成直线关系的最大应力。
5.弹性极限σe：由弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。
6.弹性比功:表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力，又称弹性比应变能。
7.力学性能指标：反映材料某些力学行为发生能力或抗力的大小。
8.弹性变形特点：应力与应变成比例，产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状9.滞弹性：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。
10.循环韧性：指在塑性区加载时材料吸收不可逆变形功的能力。
11.循环韧性应用：减振、消振元件。
12.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，称为包申格效应。
13.包申格应变：指在给定应力下，正向加载与反向加载两应力－应变曲线之间的应变差。
14.消除包申格效应：预先进行较大的塑性变形。
在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火。
三节：塑性1.塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性) 变形的能力.2.影响材料屈服强度的因素：㈠内在因素. 1. 金属本性及晶格类型.主滑移面位错密度大，屈服强度大。
2. 晶粒大小和亚结构.晶界对位错运动具有阻碍作用。
晶粒小可以产生细晶强化。
都会使强度增加。
3.溶质原子:溶质元素溶入金属晶格形成固溶体,产生固溶强化。
4，第二相. a.不可变形的第二相绕过机制.留下一个位错环对后续位错产生斥力, b.可以变形的第二相切过机制.由于，质点与基体间晶格错排及位错切过第二相质点产生新界面需要做功，使强度增加。
材料力学性能
材料⼒学性能第⼀章：绪论⼀、需要掌握的概念材料⼒学性能的定义、弹性变形、线弹性、滞弹性、弹性后效、弹性模量、泊松⽐、弹性⽐功、体弹性模量⼆、需要重点掌握的内容 1、弹性模量的物理本质以及影响弹性模量的因素； 2、掌握根据原⼦间势能函数推倒简单结构材料弹性模量的⽅法； 3、弹性⽐功的计算，已知材料的应⼒应变曲线能求出材料卸载前和卸载后的弹性⽐功。
材料⼒学性能的定义 是指材料（⾦属和⾮⾦属等）及由其所加⼯成的⼯件在外⼒（拉、压、弯曲、扭转、剪切、切削等）作⽤下⾬加⼯、成型、使役、实效等过程中表现出来的性能（弹塑性、强韧性、疲劳、断裂及寿命等）。
这些性能通常受到的环境（湿度、温度、压⼒、⽓氛等）的影响。
强度和塑性和结构材料永恒的主题！弹性变形 是指材料的形状和尺⼨在外⼒去除后完全恢复原样的⾏为。
线弹性 是指材料的应⼒和应变成正⽐例关系。
就是上图中弹性变形⾥前⾯的⼀段直线部分。
杨⽒模量（拉伸模量、弹性模量） 我们刚刚谈到了线弹性，在单轴拉伸的条件下，其斜率就是杨⽒模量（E）。
它是⽤来衡量材料刚度的材料系数（显然杨⽒模量越⼤，那么刚度越⼤）。
杨⽒模量的物理本质 样式模量在给定环境（如温度）和测试条件下（如应变速率）下，晶体材料的杨⽒模量通常是常数。
杨⽒模量是原⼦价键强度的直接反应。
共价键结合的材料杨⽒模量最⾼，分⼦键最低，⾦属居中。
对同⼀晶体，其杨⽒模量可能随着晶体⽅向的不同⽽不同，俗称各向异性。
模量和熔点成正⽐例关系。
影响杨⽒模量的因素内部因素 --- 原⼦半径 过渡⾦属的弹性模量较⼤，并且当d层电⼦数为6时模量最⼤。
外部因素1. 温度：温度升⾼、原⼦间距增⼤，原⼦间的结合⼒减弱。
因此，通常来说，杨⽒模量随着温度的上升⽽下降。
2. 加载速率：⼯程技术中的加载速率⼀般不会影响⾦属的弹性模量。
3. 冷变形：冷变形通常会稍稍降低⾦属的弹性模量，如钢在冷变形之后，其表观样式模量会下降4% - 6%。
泊松⽐简单来说，泊松⽐就是单轴拉伸或压缩时材料横向应变和轴向应变⽐值的负数。
材料力学性能
★载荷-伸长定律和应力-应变曲线有何异同：相同之处为两者形式基本相同，不同之处为应力-应变曲线分别用原始材料截面积A0和原始长度去除P和伸长量△l即σ=P/A0，ξ=△l/l0★分析说明拉伸和压缩时应力-应变曲线的异同。
答：压缩：脆性材料有一个明显的断裂点，塑性材料没有明显的断裂点，且脆性材料和塑性材料均无屈服点。
拉伸：塑性拉伸曲线有明显的屈服平台，且产生颈缩现象。
★什么是刚度（弹性模量）？提高刚度的途径？答：1刚度，指材料生产单位应变时所加的载荷，即P/ξ=σA。
=EA。
2途径,可选择弹性模数较高的材料或增加材料的截面积A。
来提高刚度★各向同性材料的弹性模数有那些？他们之间的关系如何？1剪切弹性模数为G，杨氏模数或正弹性模量E，松柏比v体积压缩模量k。
2关系：Ｅ＝２Ｇ（１+ｖ），Ｅ＝２ｋ（１-２ｖ）★弹性极限：指材料产生最大弹性变形时所需要的应力（σｅ）★比例极限：指材料发生应力应变时严格按正比例系数达到的最大应力（σp）★应力状态软化系数：把τmax/Smax称为应力状态软化系数。
a=τmax/Smax=（σ1-σ3）/{2σ1-2v（σ2+σ3）}★弹性比功：金属吸收弹性功德能力，一般可用塑性变形前最大弹性比功表示★滞弹性：弹性后效或弹性不完整性。
指材料快速加载卸载后，随时间延长而产生附加弹性应变的性能。
★规定非比例伸长应力：试验时非比例伸长达到原始标距长度规定的百分比时的应力。
★包辛格效应：试件预加载产生微量变形，然后再同向加载σｅ升高，反向加载σｅ下降★弹性后效：金属与时间有关的弹性变形★形变强化：因塑性变形而提高屈服强度的现象★韧性：材料断裂时吸收的变形功和断裂功★解理断裂：在正应力作用下沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂★张开型：外加拉应力与纹裂面垂直，使裂纹分开★滑开型：外加拉应力于裂纹前缘线★撕开型：外加拉应力平行于裂纹面并平平行于裂纹面并垂直行于裂纹前缘线★裂纹扩展力：裂纹扩展单位面积由系统所提供的弹性模量★低轴疲劳：高应力低频率低寿命的疲劳★高轴疲劳：（应变疲劳）低应力高频率高寿命的疲劳★热疲劳：由周期变化的热应力或热应变引起的材料的破坏。
材料科学中的材料力学性能
材料科学中的材料力学性能材料科学是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科，而材料力学性能则是其中一个重要的研究方向。
材料力学性能是指材料在外部力作用下的变形和破坏行为，它直接关系到材料的使用寿命和安全性。
本文将从材料力学性能的定义、影响因素和测试方法等方面进行探讨。
首先，我们来定义材料力学性能。
材料力学性能包括强度、韧性、硬度和耐磨性等指标。
强度是指材料在外部力作用下抵抗破坏的能力，常用的强度指标有屈服强度、抗拉强度和抗压强度等。
韧性是指材料在外部力作用下发生塑性变形的能力，它与材料的延展性和断裂韧性有关。
硬度是指材料抵抗外界硬物压入的能力，它反映了材料的抗划伤和耐磨性。
耐磨性是指材料在摩擦、磨损和磨料冲击等作用下的抗磨损性能。
其次，材料力学性能受到多种因素的影响。
首先是材料的组织结构。
材料的晶体结构、晶界、晶粒大小和相变等因素都会对材料的力学性能产生影响。
例如，晶粒尺寸越小，材料的强度和硬度就越高，而晶界的存在会对材料的韧性产生影响。
其次是材料的化学成分。
不同的化学成分会导致材料的力学性能差异，例如含碳量高的钢材具有较高的硬度和强度，而含硫量高的钢材则易于产生脆性断裂。
此外，材料的热处理和加工工艺也会对其力学性能产生重要影响。
然后，我们来讨论材料力学性能的测试方法。
常用的测试方法包括拉伸试验、冲击试验、硬度测试和磨损试验等。
拉伸试验是一种常用的测试方法，通过施加拉力来测量材料的强度和韧性。
冲击试验则是通过施加冲击力来评估材料的抗冲击性能。
硬度测试用于评估材料的抗划伤和耐磨性能，常用的硬度测试方法包括洛氏硬度和布氏硬度。
磨损试验则是通过模拟实际使用条件下的磨损过程来评估材料的耐磨性能。
最后，我们来探讨材料力学性能在实际应用中的意义。
材料力学性能的好坏直接关系到材料的使用寿命和安全性。
例如，在航空航天领域，需要使用具有高强度和韧性的材料来保证飞机和航天器的安全性能。
在汽车制造领域，需要使用具有高硬度和耐磨性的材料来提高汽车的使用寿命。
第六章聚合物的力学性能ppt课件
B PV0 V
三种应变模量的关系
对于各向同性的材料有
E = 2G (1+ν) = 3B (1-2 ν)
ν(泊松比):横向形变与纵向形变之比
m m0 横向形变 纵向形变
t
t 0
0
一般材料ν约为0.2~0.5 注意!上述四个参数中只有两个是独立的
常用的几种力学强度
当材料所受的外力超过材料的承受能力时， 材料就发生破坏。机械强度是衡量材料抵抗外力 破坏的能力，是指在一定条件下材料所能承受的 最大应力。
根据外力作用方式不同，主要有以下三种：
（i）抗张强度
衡量材料抵抗拉伸破坏的能力，也称拉伸强度。
P
在规定试验温度、湿度和 实验速度下，在标准试样上 宽度b 厚度d 沿轴向施加拉伸负荷，直至 试样被拉断。
落后于应力 依赖 熵弹性
高弹性的特点
1、形变大 100～1000%；一般金属材料的 弹
性形变不超过1% 模量小 只有104N/m2左右，T↑，E↑
一般金属材料达109N/m2 , T↑,E↓
2、形变时伴有明显的热效应 拉伸时，橡胶会放出热量，T↑; 回缩时吸热
T↓。金属则相反。
3、高弹形变是一个松驰过程，具有时间依赖性， 通常需要一定时间才能达到平衡状态。
高弹态聚合物的力学性质
橡胶材料是重要的高分子材料之一，在Tg以上， 处于聚合物特有的高弹性力学状态。高弹性无疑是 这类材料显著的特征或说独特的性质，是材料中一 项十分难得的可贵性能，被广泛用于各个领域，其 作用是不可替代的。
橡胶的分子结构和高弹性的本质长期以来一直受 到人们的注视和研究；提高橡胶的耐寒性和耐热性 即扩大橡胶的使用范围，成了人们新的课题。
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杆件变形的基本形式
(1) 轴向拉伸和轴向压缩 (2) 剪切shear (3) 扭转torsion (4) 弯曲
1.tension tests
连杆
拉伸试验
拉 伸 与 压 缩
内燃机的连杆
拉伸与压缩
外力特征：作用于杆上的外力的合力作用线与杆件 的轴线重合。
三、斜截面上的应力
F F
FNV
F
Fs FNV
FN F
FS
实验证明：斜截面上既有正应力，又有剪应力，
且应力为均匀分布。
本章目录
6.1 力学性能概述和补充材料
6.2 应力与应变
6.3 金属材料的力学性能
6.4 陶瓷材料的力学性能 6.5 高分子材料的力学性能
6.2 concepts of stress and strain应力和应变
Learning objectives： How many important mechanical properties have materials? How can these properties be measured? How do we depict their stress- strain behaviors of metals, ceramics, and polymers, respectively?
重点：应力与应变及其类型。金属材料的力学状态特点。各种力学性 能指标如强度、弹性、硬度、 塑性和韧性等物理概念、实用意义以 及它们之间可能的相互联系。
难点：金属材料的力学状态特点。各种力学性能指标的物理概念、实 用意义以及它们之间可能的相互联系。 课时安排： 10
第六章
力学性能
6.1 力学性能概述和补充材料
1. 按作用方式分：
体积力：自重，惯性力等 表面力：按接触表面分布
集中力：外力分布的面积远小于物体的表面 尺寸，可看成作用于一点的力（N）；
分布力：作用于一定的面积上( N/m2)
作用于一定的长度上（N/m）
分 布
桥面板作用在钢梁的力
力
2. 按载荷作用的性质分： Static load静载荷：a load is static or
stress–strain test; these are most commonly
conducted for metals at room temperature.
6
MECHANICAL PROPERTY
There are three principal ways in which a load
If a load is static or changes relatively slowly
with time and is applied uniformly over a cross
section or surface of a member, the mechanical
behavior may be ascertained by a simple
Enginering strain工程应变
ε: 工程应变 （无单位)
li: 工件在受外力作用下的长度（m)
l0：工件的起始长度（m) △l:工件受力后伸长或缩短的长度（m)
2. Shear test剪切试验
Shear stress 剪切应力 shear strain 剪切应变
*受力特征：
本章基本要求
教学目的：了解各种材料的力学状态，掌握各种力学性能指标的物理 概念、 实用意义以及它们之间可能的相互联系，加深对材料结构、 性能与工艺的内在联系。 主要内容：应力与应变及其类型。金属、陶瓷、聚合物材料的力学状 态特点。各种力学性能指标如强度、弹性、硬度、 塑性和韧性等物 理概念、实用意义以及它们之间可能的相互联系。了解各种力学性能 的测试方法和测试仪器。 重点与难点：
正应力和切应力
通常将应力分解成垂直于截面的分量σ(即正应力) 和相切于截面的分量τ (切应力)
正应力positive stress—垂直于截面的应力
切应力shear stress— 在截面内的应力
轴向拉压
F
A
同一横截面上各点应力相等： F
F
同一点在斜截面上时：σ α
=σ cos α
2
sin 2 2
F-15鹰式战斗机
机翼结构为多梁抗扭盒型破损安全结构，前梁为铝合 金，后三梁为钛合金。内侧整体油箱的下蒙皮采用钛合金 壁板，其余为铝合金机加工整体壁板。机翼前后缘、襟翼、 副翼均为全铝蜂窝夹层结构。机翼的破损安全结构，配合 承力蒙皮，只要有一根翼梁仍然完好，就可以支持飞机继 续飞行，大大提高了飞机的生存能力。
In such situations it is necessary to know the characteristics of the material and to design the member from which it is made such that any resulting deformation will not be excessive and fracture will not occur.
F2
假想截面
Fn F1
F3
内力与外力平衡； 内力与内力平衡。
F2
分布内力
Fn
应力 stress ?
F1 F3
F2
分布内力
Fn
应力—分布内力在截面内一点的密集程度
平均应力
: 平均应力 △F: 分布内力
应力
当平均应力集中到某一点时称为该点处的
应力．应力p就是单位面积上的内力,它表示
截面上某点当△A趋近为0时内力的密集程度.
6
MECHANICAL PROPERTY
The mechanical behavior of a material reflects the relationships between its response or deformation to an applied load or force. Important mechanical properties are strength, hardness, ductility, and stiffness. Factors to be considered include the nature of the applied load and its duration, as well as the environmental conditions.
工程中承受扭转 变形的构件
4. Elastic deformation 弹性变形
Elastic deformation is nonpermanent, which means when the applied load is released , the piece returns to its original shape.
材料科学导论
Introduction to Materials Science
Fu maosheng
Department of Environmental and Chemical Engineering, Nanchang Hangkong university
Chapter 6 / Mechanical properties
轴力以拉为正，以压为负。
(二)内力,内力平衡和应力状态
内力——构件内部由于外力作用而引起的各质点之间的相 互作用力的改变量，称为附加内力，简称内力。这种内 力随外力的增大而增大,但不会无限增大,内力达到某一 极值,材料将发生破坏。
F1 F3 F1
F3
F2
Fn
F2
Fn
内力必须满足平衡条件
F1
F3
作用在弹性体上的外力相互平衡
F
轴向拉伸
F
F
e 轴向拉伸和弯曲变形
F
变形特征：杆件产生轴向的伸长或缩短。
1. tension tests
Engineering stress 工程应力
Engineering strain 工程应变
轴向拉伸的整体变形
Enginering stress工程应力
σ: 工程应力 （N/m2) F: 垂直于工件截面的外力 A0：工件的起始截面积
杆件受到两个大小相等，方 向相反、作用线垂直于杆的 轴线并且相互平行且相距很
F
F
剪切面
近的力的作用。
*变形特征：
杆件沿两力之间的截面发生错动，直至破坏（小矩形） 剪切面：发生错动的面。
单剪：有一个剪切面的杆件，如铆钉。
一个剪切面
Fs
双剪：有两个剪切面的杆件，如螺栓。
F
F/2
F/2
Shear stress 剪切应力
6
MECHANICAL PROPERTY
补充材料
一、外力和载荷的本质 二、拉伸与压缩时横截面上的内力和应力 （一）轴力 (二)内力、内力平衡、应力、应力状态
(三)应变
三、斜截面上的应力
一、外力和载荷的本质
外力：某一物体受到的其它物体对它的作用力，包括载
荷以及由于约束而产生的约束反力。
外力的分类：
过一点不同方向面上应力的集合，称之为这一点的 应力状态（State of the Stresses of a Given Point）。
(三) 应变strain
线位移: 角位移:
线应变: 角应变:
构件在荷载作用下，构件发生变形时，内部任意
一点将产生移动，这种移动称为线位移.
构件在荷载作用下，构件发生变形时，构件上的线
M
α
M
构件特征：等圆截面直杆——圆轴。