工程材料及应用 ppt课件
建筑工程材料管理 ppt课件
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PART2:建筑材料分类
世界著名的钢结构建筑
新央视大楼 年度最佳高层建筑奖
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PART2:建筑材料分类
二、木材：
木材泛指用于工民建筑的木制材料，常被统分为软材和硬材。工程 中所用的木材主要取自树木的树干部分。木材由于容易获取和加工，自 古以来就是一种主要的建筑材料。 优点：质量轻、强度高，易于加工；有较高的弹性、韧性、能承受冲击 和振动；导电与导热性能低；同时纹理的装饰性也很好。 缺点：构造不均匀，易吸水、变形，易腐朽。
钢筋混凝土用钢筋要求：有足够的强 度，一定的塑性，在断裂处应有足够的 变形。
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PART2:建筑材料分类
一、钢材：
2、钢丝及钢铰线： a. 预应力钢丝——用优质碳素钢盘条， 经酸洗、冷拉或在经回火处理等工艺制 成。 特点：强度高、柔性好、无接头。 b. 钢铰线——由7根直径为2.5—5.0mm 的高强度钢丝，铰捻后经一定热处理 清除内应力而制成。
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PART2:建筑材料分类
一、钢材：
（二）、钢结构用钢：
1、型钢：包括：角钢、 工字钢、槽钢等
2、钢板：有厚、薄、扁 三种规格。
3、钢管：分无缝钢管和 焊接钢管。
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PART2:建筑材料分类
世界著名的钢结构建筑
埃菲尔铁塔 世界最著名的钢结构
吉隆坡国家石油双塔大厦 世界最高的纯钢结构
纽约帝国大厦 建造速度最快的钢结构
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PART2:建筑材料分类
其他材料：
石材种类：
大理石
花岗岩
水磨石
合成石
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PART2:建筑材料分类
石材应用之桥梁：
卢沟桥
赵州桥
《材料工程基础》课件
03
无机非金属材料工程
无机非金属材料的性质
硬度
无机非金属材料的硬度通常较高，具有较好的耐 磨性和耐久性。
电绝缘性
部分无机非金属材料具有较好的电绝缘性能，常 用于电子、电气等领域。
ABCD
化学稳定性
无机非金属材料具有良好的耐腐蚀性和化学稳定 性，能够在恶劣环境下保持稳定。
热稳定性
无机非金属材料具有良好的热稳定性和隔热性能 ，能够在高温环境下保持性能稳定。
展。
04
复合化与多功能化
通过材料复合和多功能化设计， 实现材料的多重性能和功能，满
足复杂的应用需求。
材料工程的未来展望
新材料的不断涌现
随着科技的不断进步，将会有更多新 型材料不断涌现，为各领域的发展提 供更多选择和可能性。
绿色环保成为主流
随着人们对环境保护意识的不断提高 ，未来的材料工程将更加注重绿色环 保材料的研发和应用，减少对环境的 负面影响。
包括反应釜、搅拌器、管 道等。
01 03
缩聚反应
包括酯化缩聚、醚化缩聚 、缩聚反应等。
02
高分子合成方法
包括乳液聚合、悬浮聚合 、本体聚合等。
有机高分子材料的加工
加工工艺
包括压延、挤出、注射、吹塑等。
加工设备
包括混炼机、压延机、注塑机等。
加工条件
包括温度、压力、时间等。
加工助剂
包括增塑剂、润滑剂、抗氧剂等。
02
金属材料工程
金属材料的性质
金属材料的物理性质
金属材料的力学性质
包括密度、热膨胀系数、热导率等， 这些性质决定了金属材料在不同环境 下的性能表现。
包括硬度、强度、韧性、疲劳强度等 ，这些性质决定了金属材料在不同受 力条件下的行为。
建筑工程材料(共 182张PPT)
材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的 强度。材料受外力作用时，其内部产生应力。外力 增加，应力相应增大，直至材料内部质点间结合力 不足以抵抗所承受的外力时，材料即发生破坏。材
料破坏时，应力达到极限值，这个极限应力即为材
料的强度。 材料的强度根据所受外力作用形式不同分为抗 拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度
国家标准和部委行业标准都是全国通用标准，是 国家指令性文件，各级生产、设计、施工等部门均必 须严格遵照执行。按要求执行的程度分为强制性标准 和推荐标准（以/T表示）。
建筑材料有关的标准及其代号主要有：国家标准 GB；建筑工程国家标准GBJ；建设部行业标准JGJ； 建筑工业行业标准JG；国家建筑材料工业协会标准JC； 石油化学工业部或中国石油化学总公司标准SH；冶金 部标准YB；化工部标准HG；林业部标准LY；国家级 专业标准ZB；中国工程建设标准化协会标准CECS； 地方标准DB；企业标准Q等。
(5)耐水性
材料抵抗水破坏作用的能力称为材料的耐水性。 一般情况下，材料随含水量的增加其强度都有不同 程度的降低。材料的耐水性用软化系数表示，即材 料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态
下抗压强度之比。软化系数的范围一般在0～1之间
波动。
(6)抗渗性
材料抵抗压力水渗透的性质称为材料的抗渗性。 材料的抗渗性一般用抗渗系数表示。抗渗系数越小 的材料表示其抗渗性越小。材料的抗渗性与材料的 孔隙率和孔隙特征有关。孔隙率低而且是封闭孔隙
建筑是技术与艺术相结合的产物，而建筑艺术 的发挥，除建筑设计外，在很大程度上取决于建筑 材料的装饰性通常通过材料的色彩、透明性、 光泽、表面质感和形状尺寸等装饰功能达到美化建
5.2 是由粘土制成砖坯，经过干燥，然后入 窑烧至900～1000℃而成。
工程材料及应用
• 选材：
选材时要考虑零件的使用性能、工艺性能和 经济性，同时也要重视环保、节能。机械工业生 产的原材料主要以钢铁材料为主，可直接利用板 材、棒材、管材或型材等作为毛坏，也可以选择 铸件或锻件作为毛坯。另外，根据零件性能要求， 也可选择新型材料，如工程塑料、各种复合材料 等。
• 成形
成形工艺一般有铸造、锻压、焊接和切削加 工。工艺性能的好坏，决定了零件加工的难易程 度，同时也会影响零件的质量、生产率和成本。 对于结构复杂的零件，可选择铸造加工；如果要 求较高的力学性能，则选择塑性好的材料进行锻 压加工；如果是焊接结构件，可选择低碳钢或低 合金高强度结构钢，保证良好的焊接性。切削加 工可以通过车、铣、刨、磨及特种加工等方法来 改变毛坯的形状和尺寸。切削加工要求材料具有 合适的硬度。
（4）疲劳强度
①疲劳现象
疲劳断裂是指在变动载荷的作用下，零件经过 较长时间工作或多次应力循环后所发生的突然断 裂现象。变动应力通常包括交变应力和重复应力。 交变应力是指应力的大小和方向随着时间周期性 变化的应力。变动应力的变化可以是周期性的、 规律的变化，也可以是无规律的变化。许多零件 如齿轮、曲轴、弹簧和滚动轴承等，都是在交变 应力下工作的。据统计，各类断裂失效中， 80％ 是由于各种不同类型的疲劳破坏所造成的。疲劳 断裂具有突然性，因此危害很大。
• 产生疲劳的原因，往往是由于零件应力高度集中 的部位或材料本身强度较低的部位，在交变应力 作用下产生了疲劳裂纹，并随着应力循环周次的 增加，裂纹不断扩展，使零件有效承载面积不断 减小，最后突然断裂。零件疲劳失效的过程可分 为疲劳裂纹产生、疲劳裂纹扩展和瞬时断裂三个 阶段。疲劳断口一般可明显地分成三个区域，即 疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区，如下图 所示。
工程材料及应用
工程材料及应用工程材料是指用于建筑、道路、桥梁、水利工程等工程建设中的各种材料。
它们的选择和应用直接影响着工程的质量、成本和使用寿命。
在工程建设中，合理选择和使用工程材料是至关重要的。
首先，工程材料的选择应当考虑其物理性能和化学性能。
比如在建筑材料中，混凝土是一种常用的工程材料。
在选择混凝土时，需要考虑其抗压强度、抗拉强度、抗冻融性、耐久性等物理性能，以及其耐酸碱性、耐腐蚀性等化学性能。
只有选择到具有良好物理化学性能的混凝土，才能保证建筑物的结构稳定和使用寿命。
其次，工程材料的应用需要考虑其环境适应性。
不同的工程环境对材料的要求也不同。
比如在海洋工程中，由于海水的腐蚀作用，需要选择具有良好耐腐蚀性能的材料，以保证工程的安全和可靠性。
因此，在选择和应用工程材料时，需要充分考虑工程所处的环境条件，以确保材料能够适应环境的要求。
另外，工程材料的选择还需要考虑其成本和可获得性。
在工程建设中，成本是一个重要的考量因素。
选择成本低廉、性能稳定的工程材料，可以有效控制工程建设的成本，并提高工程的经济效益。
同时，工程材料的可获得性也是一个重要的考虑因素。
选择那些易于获得的材料，可以保证工程建设的进度和质量。
总的来说，工程材料的选择和应用是一个综合考量的过程，需要考虑物理性能、化学性能、环境适应性、成本和可获得性等多个方面的因素。
只有在综合考虑各种因素的基础上，才能选择到合适的工程材料，并将其应用到工程建设中，从而保证工程的质量和可靠性。
因此，工程材料的选择和应用是工程建设中的一个重要环节，需要引起足够的重视和注意。
工程材料课件 (Engineering Materials)
拉伸试验机
拉伸试验的颈缩现象
应力
应变
低碳钢的应力－应变曲线
弹性和刚度
– 弹性 (Elasticity)：金属材料受外力作用时产生变形, 当外力去掉后能恢复到原来形状及尺寸的性能。
– 弹性变形：随载荷撤除而消失的变形。
– 抗拉强度 b(Breaking strength)：试样在断裂前所能承受的最
大应力。
– 屈服强度和抗拉强度是零件设计的重要依据，也是评定金属 强度的重要指标之一。
塑性 (Plasticity)
– 在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。
– 伸长率δ：是指试样拉断后的标距伸长量与原始标距之比。 – 断面收缩率ψ：试样拉断处横截面积的收缩量与原始横截面积
高分子材料
– 又称聚合物，包括天然高分子材料（木材、棉、麻 等）和合成高分子材料（塑料，合成橡胶等）。其 主要组分高分子化合物是有许多结构相同的结构单 元相互连接而成。它具有较高的强度、良好的塑性、 较强的耐腐蚀性、绝缘性和低密度等优良性能。高 分子材料发明虽晚，但异军突起，因其物美价廉， 在工程材料中应用越来越广。
本课程的研究内容
– 主要研究机械工程上所用的结构材料，主要偏重于 金属材料。
– 研究金属材料的组织、结构及其与机械性能和工艺 性能之间的关系。
第一章 材料的性能(properties)
材料的力学性能(mechanical properties)
– 定义：指材料在不同环境（温度、介质）下，承受 各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、 交变应力等）时所表现出的力学特征。
多晶体示意图
多晶体示意图
工程材料及应用
工程材料及应用工程材料是指用于建筑、道路、桥梁、机械、电子、航空航天等领域的材料，其性能直接影响到工程项目的质量、安全和使用寿命。
在工程实践中，选择合适的材料并合理应用是至关重要的。
本文将从金属材料、非金属材料和复合材料三个方面介绍工程材料及其应用。
首先，金属材料是工程中应用最广泛的材料之一。
金属材料具有良好的导热、导电性能，同时具有较高的强度和韧性，因此被广泛应用于建筑结构、机械零件、汽车制造等领域。
常见的金属材料包括钢铁、铝、铜、镁等。
例如，在建筑结构中，钢材常被用作梁、柱等承重结构的材料，其强度和韧性能够满足建筑物的承载要求；而在汽车制造领域，铝合金因其轻质、耐腐蚀等特点，被广泛应用于汽车车身的制造。
金属材料的应用不仅需要考虑其力学性能，还需要考虑其耐腐蚀性能、可焊性等特点。
其次，非金属材料在工程中也具有重要的应用价值。
非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等。
这些材料具有轻质、绝缘、耐腐蚀等特点，被广泛应用于电子、化工、航空等领域。
例如，在电子领域，塑料被用作绝缘材料，保护电子元件不受外界干扰；在航空领域，碳纤维复合材料因其轻质、高强度，被应用于飞机机身的制造，提高了飞机的燃油效率和载荷能力。
非金属材料的应用需要考虑其耐热性、耐腐蚀性、绝缘性等特点。
最后，复合材料是近年来发展迅猛的一类工程材料。
复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，具有两种或两种以上材料的优点。
例如，玻璃钢就是一种常见的复合材料，它结合了玻璃纤维的高强度和树脂的耐腐蚀性，被广泛应用于化工设备、船舶制造等领域；碳纤维复合材料结合了碳纤维的高强度和树脂的轻质，被应用于航空航天领域。
复合材料的应用需要考虑其成型工艺、界面粘结强度等特点。
综上所述，工程材料的选择和应用对工程项目的质量、安全和使用寿命有着直接的影响。
在工程实践中，需要充分考虑材料的力学性能、耐腐蚀性能、绝缘性能等特点，选择合适的材料并合理应用，才能确保工程项目的顺利进行和长期稳定运行。
工程材料及应用
工程材料及应用工程材料及应用工程材料是指用于建造、制造、修补和改造各种工程和构筑物的材料。
工程材料根据其性能和用途的不同，可以分为金属材料、非金属材料和高分子材料等。
金属材料是指具有金属元素为主要成分的材料，如铁、铜、铝、钢等。
金属材料具有高强度、高刚度、导热性好、导电性好等优点，因此广泛应用于建筑、机械、电力、交通等领域。
例如，钢材作为最常见的金属材料之一，可以用于制作建筑结构、桥梁、汽车零部件等。
非金属材料是指除了金属以外的材料，如石材、陶瓷、玻璃等。
非金属材料具有耐高温、耐化学腐蚀、绝缘性好等特点，因此被广泛用于建筑、电子、化工等行业。
例如，石材可以用于建筑的地面、墙壁、台阶等部位，陶瓷可以用于制作卫生洁具、砖瓦等。
高分子材料是指由高分子化合物聚合而成的材料，如塑料、橡胶、纤维等。
高分子材料具有轻质、柔韧、绝缘性好等特点，因此被广泛应用于包装、电子、纺织等领域。
例如，塑料作为一种常见的高分子材料，可以用于制作各种日常用品，如塑料袋、塑料瓶等。
工程材料的应用范围广泛，主要包括以下几个方面：1. 建筑领域：工程材料在建筑领域的应用非常广泛，如混凝土、砖瓦、钢材等被用于建造建筑结构、墙壁、地面等。
2. 交通领域：工程材料在交通领域的应用主要体现在道路、桥梁、隧道等交通设施的建造中，如沥青、混凝土、钢材等。
3. 机械制造：工程材料在机械制造领域的应用主要表现在制造机械的各种零部件中，如钢材、铝材、塑料等。
4. 电子领域：工程材料在电子领域的应用主要体现在电子元器件的制造中，如金属铜用于制作电线、电缆，高分子材料用于制作电子产品的外壳等。
总之，工程材料在各个领域的应用不可或缺，它们的性能和质量直接影响到工程和构筑物的稳定性和持久性。
因此，对于工程材料的选择和应用需要充分考虑性能要求、成本和环境因素等，以确保工程和构筑物的安全和可靠性。