0绪论1力学性能
材料力学性能绪论和PPT教案
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(2) 各晶粒变形的相互协调性
多晶体作为一个连续的整体，不允许各个晶 粒在任一滑移系中的自由变形，否则必将造 成晶界开裂，这就要求各晶粒之间能够协调 变形。
所以每个晶粒必须能够同时沿几个滑移系进 行滑移，即能进行多系滑移，或在滑移同时 进行孪生变形。
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所以就将表征材料的力学参数的临界值或规 定值称为材料的力学性能指标或判据。
材料力学性能指标具体数值的高低表示材料 抵抗变形和断裂能力的大小，是评定材料质 量的主要依据。
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材料的力学性能主要由材料的内在因素决定 内在因素：材料的化学成分、组织结构、残余应力、
意义：
循环韧性越高，机件依靠自身的消振能力越好，所 以高循环韧性对于降低机器的噪声，抑制高速机械 的振动，防止共振导致疲劳断裂意义重大。
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六、包申格效应（Bauschinger）
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包申格效应的定义：
金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，残余 应变约1-4%，卸载后再同向加载，规定残余伸长 应力（弹性极限或屈服强度）增加；
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(1) 规定非比例伸长应力（σp）试样在加 载过程中，标距部分的非比例伸长达到 规定的原始标距百分比时的应力，例如 σp0.01、 σp0.05、 σp0.2等
(2) 规定残余伸长应力（σr）试样卸除拉 伸力后，其标距部分的残余伸长达到规 定的原始标距百分比时的应力，常用的 是 应σ力r0.2，表示规定残余伸长率为0.2%时的
材料的力学性能课件00_绪论
绪论-课程安排
制备
材料
力学问题
应用
材料内的 力是如何 分布的？
工程力学、材料力学 弹性力学、塑性力学
材料能耐受 多大的力？
材料的力学性能 断裂力学、损伤力学
材料的失 效与力有 关吗？
材料失效分析
绪论-课程安排
• 第一部分 介绍材料的基本力学性 能试验及力学性能指标的评测， 包括材料在各种静载、动载下的 力学性能
绪论-研究意义
研究材料的力学性能，目的在于： 了解材料在外加载荷或环境因素作用下的力学行为特点；
绪论-研究意义
研究材料的力学性能，目的在于： 了解材料在外加载荷或环境因素作用下的力学行为特点； 了解评价材料力学性能的方法；
力学性能指标
弹性模量、屈服强度、极限应变、断裂韧性、硬 度、疲劳极限、蠕变极限、……
绪论-研究方法
既要重视试验，也要重视分析
• 材料在试验中表现出的力学行为特点，既反映了材料的性能特点，也不可避免的 受到各种随机因素的干扰影响。因此要在研究过程中科学的分析试验现象，抓住 本质特点，这是正确认识材料力学性能的关键。
• 材料力学性能的研究必须与工程实践相结合，理论研究要为工程实践服务。各种 力学性能指标都有其工程实用意义，因此不仅要了解这些性能指标赖以建立的依 据、力学模型，以及由此导出的定理、公式，而且要了解它们在工程应用中的适 用范围和限制条件。
绪论-基本概念回顾
• 变形（Deformation） • 断裂（Fracture） • 失效/破坏（Failure/Break）
弹性 塑性 黏性 刚性 延展性/韧性
Elasticity，Plasticity，Viscosity，Rigidity，Ductility
力学性能说课稿
力学性能说课稿一、引言大家好！今天我将为大家讲解力学性能的相关知识。
力学性能是指材料在受力作用下的力学行为和性质，包括力学强度、韧性、硬度等指标。
了解材料的力学性能对于工程设计、材料选择和产品质量控制都具有重要意义。
接下来，我将从力学强度、韧性和硬度三个方面详细介绍材料的力学性能。
二、力学强度力学强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
常用的力学强度指标包括抗拉强度、屈服强度和冲击韧性。
1. 抗拉强度抗拉强度是指材料在拉伸过程中抵抗破坏的能力。
通常用抗拉强度来评估材料的强度。
例如，某种材料的抗拉强度为500MPa，表示该材料在受到500兆帕的拉力时才会发生破坏。
抗拉强度越高，表示材料的强度越大。
2. 屈服强度屈服强度是指材料开始发生塑性变形的应力值。
在拉伸过程中，当材料开始发生塑性变形时，应力达到最大值，这个最大值就是屈服强度。
屈服强度越高，表示材料的塑性变形能力越强。
3. 冲击韧性冲击韧性是指材料在受到冲击载荷时能够吸收的能量。
冲击韧性越高，表示材料在受到冲击载荷时能够更好地抵抗破坏。
常用的评估指标是冲击强度和冲击韧性指数。
例如，某种材料的冲击韧性指数为20J/cm²，表示该材料在受到冲击载荷时能够吸收20焦耳的能量。
韧性是指材料在受力作用下能够延展变形的能力。
韧性与材料的塑性变形能力密切相关。
常用的韧性指标包括延伸率和断裂伸长率。
1. 延伸率延伸率是指材料在拉伸过程中的延伸程度。
通常用百分比表示。
例如，某种材料的延伸率为20%，表示该材料在拉伸过程中能够延伸到原始长度的1.2倍。
2. 断裂伸长率断裂伸长率是指材料在断裂前的拉伸过程中的延伸程度。
与延伸率相似，断裂伸长率也用百分比表示。
例如，某种材料的断裂伸长率为50%，表示该材料在断裂前能够延伸到原始长度的1.5倍。
四、硬度硬度是指材料抵抗表面变形和划痕的能力。
硬度常用于评估材料的耐磨性和耐腐蚀性。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度。
力学性能说课稿
力学性能说课稿一、引言大家好，我是今天的讲师，今天我将为大家带来关于力学性能的说课。
力学性能是指材料在受力作用下的力学行为和性质，它是评价材料质量和适合性的重要指标。
在本次说课中，我将详细介绍力学性能的定义、分类以及测试方法，并结合具体的实例进行讲解，以便大家更好地理解和掌握这一知识点。
二、力学性能的定义力学性能是指材料在受力作用下所表现出的力学行为和性质，包括强度、韧性、硬度、延展性等指标。
力学性能的好坏直接影响材料的使用寿命和安全性能。
三、力学性能的分类根据力学性能的不同特点和测试方法，力学性能可以分为以下几类：1. 强度：强度是材料反抗外力破坏的能力，常用指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
屈服强度是指材料开始发生塑性变形时所受到的最大应力，抗拉强度是指材料在拉伸破坏时所受到的最大应力，抗压强度是指材料在压缩破坏时所受到的最大应力。
2. 韧性：韧性是指材料在受力作用下能够发生塑性变形而不破坏的能力。
常用指标有断裂伸长率、冲击韧性等。
断裂伸长率是指材料在拉伸破坏时的断裂先后长度的变化比例，冲击韧性是指材料在受冲击载荷下能够吸收的能量。
3. 硬度：硬度是指材料反抗外力使其表面产生塑性变形的能力。
常用指标有布氏硬度、洛氏硬度等。
布氏硬度是通过在材料表面施加一定载荷后测量其印痕面积来表示的，洛氏硬度则是通过在材料表面施加一定载荷后测量其印痕深度来表示的。
4. 延展性：延展性是指材料在受力作用下能够发生塑性变形而不破坏的能力。
常用指标有断面收缩率、断面收缩面积等。
断面收缩率是指材料在拉伸破坏时的断面收缩面积与原始横截面积之比，断面收缩面积是指材料在拉伸破坏时的断面收缩后的面积。
四、力学性能的测试方法为了准确评估材料的力学性能，需要进行相应的测试。
下面我将介绍几种常用的力学性能测试方法：1. 屈服强度测试：常用的测试方法有拉伸试验和压缩试验。
拉伸试验是将材料拉伸至断裂，通过测量载荷和变形量来计算屈服强度；压缩试验则是将材料压缩至断裂，通过测量载荷和变形量来计算屈服强度。
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。
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的力学响应特性，包括强度、韧性、硬度等指标。
力学性能的好坏直接影响材料的使用性能和寿命。
在本文中，将详细介绍力学性能的相关知识和分析方法。
一、强度指标1.1 抗拉强度：材料在拉伸过程中所能承受的最大拉应力。
1.2 抗压强度：材料在受压过程中所能承受的最大压应力。
1.3 抗剪强度：材料在受剪过程中所能承受的最大剪应力。
二、韧性指标2.1 断裂韧性：材料在受力到断裂之间所吸收的能量。
2.2 冲击韧性：材料在受到冲击载荷时的抗冲击性能。
2.3 塑性韧性：材料在受力过程中发生塑性变形的能力。
三、硬度指标3.1 洛氏硬度：通过在材料表面施加一定载荷后测量压痕的深度来表示材料的硬度。
3.2 布氏硬度：通过在材料表面施加一定载荷后测量压痕的直径来表示材料的硬度。
3.3 硬度的影响因素：包括材料的组织结构、晶粒大小、杂质含量等。
四、弹性模量指标4.1 静态弹性模量：材料在弹性阶段内应力和应变之间的比值。
4.2 剪切模量：材料在受剪应力时的应变和剪应力之间的比值。
4.3 弹性模量的应用：用于描述材料的刚度和变形能力。
五、应力-应变曲线分析5.1 弹性阶段：材料在受力后的线性变形阶段，应力和应变成正比。
5.2 屈服阶段：材料在超过弹性极限后开始发生塑性变形。
5.3 断裂阶段：材料在达到极限强度后发生断裂。
结论：力学性能是材料工程中重要的指标，通过对强度、韧性、硬度、弹性模量等指标的分析，可以评估材料的质量和适用性，为材料选择和设计提供依据。
力学性能说课稿
力学性能说课稿一、引言大家好，今天我将为大家介绍力学性能的相关知识。
力学性能是指材料在受力作用下所表现出的各种力学特性和性能，包括强度、韧性、硬度等。
了解材料的力学性能对于工程设计、材料选择以及产品质量控制具有重要意义。
本次说课将围绕力学性能的定义、测试方法以及应用领域展开。
二、主体部分1. 力学性能的定义力学性能是指材料在受力作用下所表现出的各种特性和性能。
主要包括以下几个方面：1.1 强度：材料在受力作用下抵抗破坏的能力。
可以分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
1.2 韧性：材料在受力作用下发生塑性变形的能力。
韧性越高，材料的延展性和抗冲击性越好。
1.3 硬度：材料抵抗局部压力或划伤的能力。
硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。
1.4 弹性模量：材料在受力作用下发生弹性变形的能力。
弹性模量越大，材料的刚性越高。
2. 力学性能的测试方法为了准确评估材料的力学性能，我们需要进行相应的测试。
以下是常用的几种测试方法：2.1 拉伸试验：通过施加拉力来评估材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率等指标。
2.2 压缩试验：通过施加压力来评估材料的抗压强度、屈服强度等指标。
2.3 剪切试验：通过施加剪切力来评估材料的抗剪强度等指标。
2.4 硬度测试：常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等。
2.5 弹性模量测试：常用的弹性模量测试方法包括拉伸试验、压缩试验等。
3. 力学性能的应用领域力学性能的了解对于材料的选择和产品设计具有重要意义。
以下是一些常见的应用领域：3.1 工程结构：在建筑、桥梁、航空航天等领域，对材料的强度、韧性和硬度要求较高，以确保结构的安全和稳定。
3.2 汽车制造：汽车零部件需要具备较高的强度和韧性，以应对各种复杂的道路和环境条件。
3.3 电子产品：对于电子产品中的材料，需要具备较高的硬度和耐磨性，以确保产品的使用寿命和质量。
3.4 医疗器械：医疗器械的材料需要具备较好的生物相容性和强度，以确保其在医疗过程中的安全性和可靠性。
材料力学性能基础知识
材料力学性能基础知识一、力学性能的定义下面这些名词的定义是什么,? 脆性脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。
它与韧性和塑性相反。
脆性材料没有屈服点，有断裂强度和极限强度，并且二者几乎一样。
铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。
与其他许多工程材料相比，脆性材料在拉伸方面的性能较弱，对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。
? 韧性韧性是指金属材料在拉应力的作用下，在发生断裂前有一定塑性变形的特性。
金、铝、铜是韧性材料，它们很容易被拉成导线。
? 弹性弹性是指金属材料在外力消失时，能使材料恢复原先尺寸的一种特性。
钢材在到达弹性极限前是弹性的。
? 延展性延展性是指材料在压应力的作用下，材料断裂前承受一定塑性变形的特性。
塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。
钢材既是塑性的也是具有延展性的。
? 塑性变形塑性变形发生在金属材料承受的应力超过塑性极限并且载荷去除之后，此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形。
? 弹性变形弹性变形是金属材料的一种特性，它允许金属材料承受一个较大的冲击载荷，但不能超出它的弹性极限。
? 刚性刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。
刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。
E为206700MPa的钢为刚性材料，E为6890MPa的木材不是刚性材料。
? 强度强度是材料在没有破坏之前所能承受的最大应力。
同时，它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。
没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。
因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。
强度是一个很常用的术语。
? 韧性韧性是指金属材料承受快速施加或冲击载荷的能力。
? 屈服点或屈服应力屈服点或屈服应力是金属的应力水平，用MPa度量。
在屈服点以上，当外来载荷撤除后，金属的变形仍然存在，金属材料发生了塑性变形。
二、应力和应变2.1 应力1、什么是虎克定律,罗伯特?虎克(1635,1703)发现，在物体的弹性极限内，弹性物体的变形与所受外力成正比(见图1)。
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0绪论1力学性能
工程材料与材料成型基础（一）教案教师姓名王艳辉授课形式讲授授课班级授课学时 2 授课章节名称绪论第一章金属的力学性能 1-1 强度与塑性 1-2 硬度 1-3 韧性与疲劳强度任务目的◎ 掌握强度、塑性的概念及衡量指标◎ 掌握常用硬度的测试方法和适用范围◎ 掌握冲击韧性的概念及衡量指标◎ 掌握疲劳强度的概念及衡量指标知识点◎ 强度和塑性的概念◎ 塑性变形和弹性变形◎ 屈服强度和抗拉强度◎ 断后伸长率、断面收缩率◎ 布氏硬度的测试方法及适用范围◎ 洛氏硬度的测试方法及适用范围◎ 冲击韧性和冲击功◎ 疲劳强度及提高疲劳强度的措施能力点◎ 根据强度和塑性值分析其承载能力◎ 根据材料和热处理状态，选择硬度测试方法◎ 熟悉硬度计的使用方法◎ 能根据硬度值判断零件的切削加工性能◎ 根据材料的冲击功和疲劳强度值，分析材料的承载能力其它通过多媒体教学及实验教学加深学生的理解。
机械制造工艺过程: 铸锻焊机械加工装配金属材料毛坯零件机器热处理热处理本课程分为两部分：
1、工程材料（40 学时）
2、热加工工艺基础（铸造、锻压和焊接30 学时）工工程程材材料料绪绪论论材料是一切事物的物质基础，一种新技术的实现，往往需要新材料的支持。
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材料、能源、信息、生物工程是现代文明的四大支柱一、一、工程材料的分类工程材料的分类按组成特点分：
金属材料，有机高分子材料，无机非金属材料，复合材料；按使用性能分：
结构材料，功能材料；按使用领域分：
信息材料，能源材料，建筑材料，机械工程材料，生物材料。
二二、、材材料料技技术术的的发发展展趋趋势势第一，从均质材料向复合材料发展。
第二，由结构材料为方往向功能材料、多功能材料并重的方向发展。
第三，材料结构的尺度向越来越小的方向发展。
第四，由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展。
第五，通过仿生途径来发展新材料。
三三、、金金属属材材料料在在近近代代工工业业中中的的地地位位金属材料在工农业生产中占极其重要的地位（90%以上）。
在日常生活中得到广泛应用。
其原因：
1．来源广泛； 2．优良的使用性能和工艺性能； 3．通过热处理可使金属的性能显著提高。
四、本课程的任务 1、熟悉成分、组织、性能之间的基本
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 规律； 2、合理选用常用工程材料； 3、确定热处理方法及其工序位置； 4、了解新材料、新技术、新工艺。
五、材料应用举例（螺纹钢、标准件、刀具、摩托车发动机零件、冷冲压件等）第第一一章章金金属属的的力力学学性性能能工程材料的性能可分为：
1. 使用性能力学性能，物理性能，化学性能（在正常工作条件下，材料应具备的性能）
2. 工艺性能铸造性，锻造性，焊接性，切削加工性，热处理性（材料在加工制造中表现出的制造难易程度）常用的力学性能有：强度，塑性，硬度，冲击韧度，疲劳极限，弹性，刚度第第一一节节强强度度与与塑塑性性一、静拉伸试验应力-应变曲线（ - 曲线）= F/A0 (MPa) =△L/ L0 （%）A0试样原始截面积(mm2) L0试样标距长度从 - 曲线中可以得到两个重要的力学性能指标：
强度，塑性。
二、强度比例极限：
外力与变形成正比时的最大应力 p = Fp/So 弹性极限：
保持纯弹性变形的最大应力 e = Fe/So 屈服强度：产生屈服时的应力（屈服点） s = Fs/So 用于有明显屈服现象的材料条件屈服强度：
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产生 0. 2%残余伸长率时的应力 r0. 2 抗拉强度：
断裂前最大载荷时的应力（强度极限） b = Fb/So 强度材料抵抗变形和破坏的能力三、塑性断后伸长率（延伸率） = [( Lk - L0 ) / L0 ]╳100% 断面收缩率 = [( A0 - Ak ) /A0 ] ╳100% 和越大，材料的塑性越好塑性产生塑性变形而不断裂的能力塑性对材料的意义：
1、提高安全性
2、便于压力加工成型第第二二节节硬硬度度硬度是材料抵抗局部变形的能力。
硬度是综合性能指标，硬度测量简便迅速，不破坏零件。
一、布氏硬度原理：
HBS（HBW） = F/A = 2F/ D[D - (D2-d2) 1/2] （不写单位：
kgf/mm2）采用淬火钢球时，记为 HBS 采用硬质合金钢球时，记为 HBW 当 F 的单位取 N 时，加系数 0. 102 布氏硬度特点：
优点：
测量数值稳定，准确缺点：
操作慢，不适用批量生产和薄形件应用：
铸铁，有色金属；退火、正火、调质处理钢当 HBS450 时有效（HBW450-650）二、洛氏硬度原理：
HR = (k-h) / 0. 002 （不写单位）对金刚石圆锥
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 压头 k = 0. 2 mm 对钢球压头 k = 0. 26 mm 洛氏硬度特点：优点：
操作简便，压痕小，用于成品和薄形件缺点：
测量数值分散应用：
淬火钢，调质钢批生产零件当 HRC20-67 时有效洛氏硬度分类：
第第三三节节韧韧性性与与疲疲劳劳强强度度一、韧性冲击韧度：
反应了材料抵抗冲击载荷的能力 k = Ak/A （J/cm2）Ak 冲击功 A 试样缺口处截面积冲击韧度对材料的意义：
1. k 对材料内部缺陷很敏感（可用来鉴定材料的冶金质量、热加工质量）
2. k 随温度降低而下降，可用来评定材料的冷脆现象二、疲劳强度交变应力：
大小、方向随时间周期性变化的应力。
重复应力：
方向不随时间变化。
疲劳现象：
材料在交变载荷长期作用下，无明显塑性变形就断裂。
疲劳曲线疲劳极限材料经无限多次应力循环而不断裂的最大应力。
它表示材料抵抗疲劳断裂的能力。
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（纯弯曲疲劳极限用 -1 表示）。