材料力学性能对比
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，包括强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能参数对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在工程实践中，我们需要对材料的力学性能进行全面的了解和评估，以确保材料能够满足工程要求并具有良好的可靠性和安全性。
首先，强度是材料力学性能的重要指标之一。
材料的强度表现了其抵抗外部载荷的能力，通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等参数来描述。
强度高的材料在承受外部载荷时不易发生变形和破坏，因此在工程结构和设备中得到广泛应用。
此外，韧性是衡量材料抗破坏能力的重要指标，它反映了材料在受到冲击或挤压时的变形和吸能能力。
韧性高的材料能够在受到冲击载荷时发生一定程度的塑性变形而不破坏，因此在制造高应力、高载荷的零部件和结构中具有重要意义。
此外，材料的硬度也是其力学性能的重要指标之一。
硬度反映了材料抵抗划痕和穿刺的能力，通常通过洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等参数来描述。
硬度高的材料具有较高的耐磨性和耐划痕性，适用于制造刀具、轴承、齿轮等零部件。
此外，材料的塑性也是其力学性能的重要指标之一。
塑性反映了材料在受到外部载荷作用下发生变形的能力，通常通过延伸率、收缩率、冷弯性等参数来描述。
塑性好的材料能够在受到外部载荷时发生较大的变形而不破坏，适用于制造成形性零部件和结构。
总之，材料力学性能是材料工程中的重要内容，对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在工程实践中，我们需要全面了解和评估材料的强度、韧性、硬度、塑性等性能参数，以确保材料能够满足工程要求并具有良好的可靠性和安全性。
希望本文能够对材料力学性能的研究和应用提供一定的参考和帮助。
建筑结构材料的物理力学性能
6
中高强钢丝和钢绞线
中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线的为 1470 ~1860MPa；钢丝的直径3~9mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三 种。另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。
多功能性 可以制得不同物理力学性质的混凝土，基本上能满足所有不同工
程的要求。
可加工性 可以按照工程结构的要求，浇筑成不同形状和尺寸的整体结构或
预制构件。
和钢筋的兼容性 钢筋等有牢固的粘结力，与钢材有基本相同的线膨胀系数，能制
作钢筋混凝土结构和构件。
低能耗性 能源消耗较烧结砖及金属材料低，能耗大约是钢材的1/90。
有在春秋战国时期就已兴修水利如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程所55在1400年前由料石修建的现存河北赵县的安济桥这是世界上最早的单孔敞肩式石拱桥桥长5082m宽约9m为拱上开洞既可节约石材且可减轻洪水期的水压力它无论在材料使用结构受力艺术造型和经济上都达到了相当高的成就该桥已被美国土木工程学会选入世界第12个土木工程里程碑
3.1 建筑钢材
钢材在建筑工程中与其它结构材料相比所具有的特性： 1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易腐 6．耐火性差
1
1、建筑结构常用的钢材类别
（1）结构钢材种类：
碳素钢
按含碳量不同可分为：
低碳钢（含碳量少于0.25%） 中碳钢（含碳量在0.25%～0.6%） 高碳钢（含碳量在0.6%～1.4%）
材料的力学性能有哪些
材料的力学性能有哪些
1材料力学性能
材料力学性能是指材料受外力作用时产生的结构变形以及产生的变形所抵抗的力之间的相互关系。
材料力学性能决定着物体能够承受多大载荷，从而保证物体的安全和稳定性，也是应用工程材料的重要考量标准。
材料力学性能的分类：
1.1弹性性能
弹性性能是指材料受外力作用时能够承受的恢复力的大小，是衡量材料的强度的重要指标。
包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度和断裂强度等级。
若外力作用则材料发生变形，材料结构恢复后变形越小，弹性性能越好。
1.2理论性能
理论性能是指材料在不受外力作用时产生的固有属性，一般包括形状、尺寸、密度、抗剪强度、压缩性能等。
这些性能判断材料的加工性能。
1.3定向性能
定向性能是指材料在特定方向受外力作用时，所产生的变形程度以及抵抗力的大小，一般包括抗断裂性能、抗拉伸性能、抗压缩性能以及特殊材料（如硅胶、聚氨酯）的韧性，用来测试其在特定应用场合时的表现。
1.4加工性能
加工性能是指材料加工时机械性能指标，一般包括热处理性能、热变形性能、焊接性能以及表面质量等。
1.5材料寿命性能
材料寿命性能是指材料受到温度、湿度、外力等作用时的抗老化性能，是材料用途的重要考量标准，一般包括热稳定性、导热性能、环境老化性能、化学稳定性等。
以上就是材料的力学性能的分类及指标，它们的测试可以反映出一种材料的强度、稳定性、耐久性及环境效应等状况。
选择合适的材料并使之满足应用要求，需要对材料力学性能做出合理评估。
玻璃钢复合材料的性能对比
玻璃钢复合材料的性能对比Revised by Petrel at 2021复合材料聚合物的性能对比聚合物复合材料的性能解释1．1拉伸性能拉伸性能包括拉伸强度，弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。
对于如高压容器、高压管、叶片等产品，必须要测出聚合物复合材料的拉伸性能，才能进行产品设计及检验。
对于不同的聚合物复合材料，拉伸性能试验方法是不同。
对于普通的，用国标GB/T1447进行测试；对于缠绕成型的，用国标GB/T1458进行测试；对于定向纤维增强的，用国标GB/T33541进行测试；对于拉挤成型的，用国标GB/T13096-1进行测试。
使用最多的是GB/T1447。
国标GB/T1447，对于不同成型工艺复合材料，又规定不同形状的拉伸试样，有带R型、直条型及哑铃型。
使用拉伸试验机或万能试验按规定的加载速度对试样施加拉伸载荷直到试样破坏。
用破坏载荷除以试样横截面面积则为拉伸强度。
从测出的应力----应变曲线的直线段的斜率则为弹性模量，试样横向应变与纵向应变比为泊松比。
破坏时的应变称为断裂伸长率。
单位面积上的力，称为应力，通常用MPa（兆帕）表示，1MPa相当于1N/mm2的应力。
应变是单位长度的伸长量，是没有量刚（单位）的。
不同的现代复合材料其拉伸性能大不一样，以玻璃纤维增强的玻璃钢为例：1：1玻璃钢，拉伸强度为（200-250）MPa，弹性模量为（10-16）GPa；4：1玻璃钢，拉伸强度为（250-350）MPa，弹性模量为（15-22）GPa；单向纤维的玻璃钢（如缠绕），拉伸强度大于800MPa，弹性模量大于24GPa；SMC材料，拉伸强度为（40-80）MPa，弹性模量为（5-8）GPa；DMC材料，拉伸强度为（20-60）MPa，弹性模量为（4-6）GPa。
1.2弯曲性能一般产品普遍存在弯曲载荷，弯曲性能是很重要的，同时，往往用弯曲性能来进行原材料，成型工艺参数，产品使用条件因素等的选择。
弯曲性能，一般采用国标GB/T1449进行测试；对于拉挤材料，用国标GB/T13096.2进行测试；对于单向纤维增强的，用国标GB/T3356进行测试。
什么是材料的力学性能
什么是材料的力学性能
材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能对材料的使用和应用起着至关重要的作用，因此对于材料的力学性能的了解和掌握是非常必要的。
首先，强度是材料抵抗外力破坏的能力。
通常来说，强度越高的材料，其抗破
坏能力越强。
在工程实践中，我们常常需要根据实际情况选择材料的强度，以确保其在使用过程中不会发生破坏。
其次，韧性是材料抵抗断裂的能力。
一个具有良好韧性的材料在受到外力作用
时能够延展变形而不会立即断裂，这对于一些需要承受冲击或挤压的材料来说尤为重要。
另外，硬度是材料抵抗划痕或穿刺的能力。
硬度高的材料通常具有较强的耐磨
性和耐划性，适合用于一些需要长时间使用的场合。
最后，塑性是材料在受到外力作用时能够发生形变而不会立即断裂的能力。
塑
性好的材料在加工和成形过程中能够更容易地进行加工和成形，因此在一些需要进行复杂成型的场合使用较为广泛。
总的来说，材料的力学性能直接影响着材料的使用和应用。
在工程实践中，我
们需要根据材料的具体要求来选择具有相应力学性能的材料，以确保其在使用过程中能够发挥出最佳的性能。
因此，对于材料的力学性能的了解和掌握是非常必要的。
03-材料的力学性能
其它塑性材料拉伸时的力学性能
σ /MPa
900 700 500 300 100 0 10 20 30 40 50 60
σ 锰钢
b a σ 0.2
镍钢
青铜 ε（%） 0.2 ε （%）
断裂破坏前产生很大塑性变形； 没有明显的屈服阶段。
名义屈服 极限σ 0.2
脆性材料拉伸时的力学性能
σ /MPa
500 400 300 200 100 0 0.2 0.6 1.0 1.4
ε（%）
铸铁压缩时的σ ~ ε 曲线
反映材料力学性能的主要指标
强度性能 反映材料抵抗破坏的能力，塑性材料： σs 和 σb ，脆性材料：σb ； 弹性性能 反映材料抵抗弹性变形的能力：E； 塑性性能 反映材料具有的塑性变形能力： δ和ψ 。
塑性材料在断裂时有明显的塑性变形；而脆性材料 在断裂时变形很小。 塑性材料在拉伸和压缩时的弹性极限、屈服极限和 弹性模量都相同，它的抗拉和抗压强度相同。而脆性 材料的抗压强度远高于抗拉强度。
b a
拉伸试验结果分析(低碳钢)
虎克定律： 虎克定律：当σ ≤ σp （ σe ） 时，应力与应变成直 线关系，即
σ = Eε σ E = = tgϑ ε
E称为材料的弹性模量， 单位：N/m2, Pa, MPa
拉伸试验结果分析(低碳钢)
E的物理意义 的物理意义 P ∆l σ= ε= 将 A0 l0 代入
现象：试件某个部位突然变细，出现局部收缩——颈缩。 现象
特点： 特点 a、df曲线开始下降，产生变形所需拉力P逐渐减小； b、实际应力继续增大，但σ 为名义应力，A变小没 有考虑，所以d点后σ ~ ε曲线向下弯曲； c、到达f点时，试件断裂。
拉伸试验结果分析(低碳钢)
材料的力学性能
材料的力学性能mechanical properties of materials主要是指材料的宏观性能，如弹性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性能等。
它们是设计各种工程结构时选用材料的主要依据。
各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测出的。
表征材料力学性能的各种参量同材料的化学组成、晶体点阵、晶粒大小、外力特性（静力、动力、冲击力等）、温度、加工方式等一系列内、外因素有关。
材料的各种力学性能分述如下：弹性性能材料在外力作用下发生变形，如果外力不超过某个限度，在外力卸除后恢复原状。
材料的这种性能称为弹性。
外力卸除后即可消失的变形，称为弹性变形。
表示材料在静载荷、常温下弹性性能的一些主要参量可以通过拉伸试验进行测定。
拉伸试样常制成圆截面(图1之a)或矩形截面(图1之b)棒体,l为标距,d为圆形试样的直径,h和t分别为矩形截面试样的宽度和厚度,图中截面形状用阴影表示,面积记为A。
长度和横向尺寸的比例关系也有如下规定：对于圆形截面试样,规定l=10d或l=5d；对于矩形截面试样,按照面积换算规定或者。
试样两端的粗大部分用以和材料试验机的夹头相连接。
试验结果通常绘制成拉伸图或应力－应变图。
图2为低碳钢的拉伸图,横坐标表示试样的伸长量Δl(或应变ε=Δl/l)，纵坐标表示载荷P（或应力ζ＝P/A）。
图中的曲线从原点到点p为直线，pe段为曲线，载荷不大于点e所对应的值时,卸载后试样可恢复原状。
反映材料弹性性质的参量有比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比等。
比例极限应力和应变成正比例关系的最大应力称为比例极限，即图中点p所对应的应力,以ζp表示。
在应力低于ζp的情况下，应力和应变保持正比例关系的规律叫胡克定律。
载荷超过点p对应的值后,拉伸曲线开始偏离直线。
弹性极限试样卸载后能恢复原状的最大应力称为弹性极限，即图中点e所对应的应力,以ζe表示。
若在应力超出ζe后卸载，试样中将出现残余变形。
2机械制造基础5_材料的力学性能指标
2机械制造基础5_材料的力学性能指标材料的力学性能指标是评价材料在受力条件下的表现的重要标准。
它们描述了材料的强度、韧性、硬度等性能，是衡量材料适用性的重要指标。
下面将就材料的力学性能指标进行详细的介绍。
1.强度：材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度指标有抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
抗拉强度是指材料在拉伸试验中发生拉断时所能承受的最大应力，在工程中用于估计材料的承载能力。
抗压强度是指材料在压缩试验中发生压碎时所能承受的最大应力。
抗弯强度是指材料在弯曲试验中发生折断时所能承受的最大应力。
2.延伸性：材料的延伸性指材料在受力时的延伸程度。
延伸性常用的指标有伸长率和断口收缩率。
伸长率是指材料在拉伸试验中的断口长度与原始长度之比，反映了材料的延伸性能。
断口收缩率是指材料断裂后断口的最窄处的宽度与原始横截面的宽度之比，常用来评估材料的塑性。
材料的延伸性与其粘体能力有着密切的关系，对于需要抵抗外力变形的材料来说，具有较好的延伸性能是非常重要的。
3.韧性：材料的韧性是指材料耗能能力的指标。
韧性体现了材料抗击穿、抗冲击、抗振动、抗疲劳等性能，通常用断裂韧性来描述。
断裂韧性指材料在拉伸过程中的变形能力。
韧性越大，材料的抗外力破坏能力越强。
衡量材料韧性的指标有冲击强度、断裂伸长率等。
4.硬度：材料的硬度是指材料抵抗局部外力的能力。
硬度的高低决定了材料的耐磨性、耐划伤性等性能。
常见的硬度测试方法有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等。
不同的硬度测试方法适用于不同类型的材料。
5.压缩模量：材料的压缩模量是指材料在受压力作用下产生相对变形的能力。
压缩模量越大，材料的抗压缩性能越好，即材料的体积变化能力越小。
综上所述，材料的力学性能指标包括强度、延伸性、韧性、硬度和压缩模量等。
每种指标都体现了材料在受力条件下的性能表现，不同的指标适用于不同类型的材料和不同的工程要求。
通过对这些指标的评价和分析，可以选择合适的材料，并对其使用性能进行预测和评估。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ZL303
S\J\R\K
F
ZAlMg8Zn1
ZL305
S
T4
S\R\K
T1
ZAlZn11Si7
ZL401
J
T1
Al-Zn合金
J
T1
ZAlZn6Mg
ZL402
S
T1
第二部 分：铝
335
4
90
315
2
80
390
8
100
104
50
163
100
195
6
60
205
6
60
215
3
70
225
3
70
440
4
100
440
由高温成型过程冷却后，进行冷加工，然后人工 时效的状态。
适用于经冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品
2、一般 工业用铝 及铝合金 挤压型材 力学性能 （摘自 GB/T 68922006一般 工业用铝 及铝合金 挤压型 材)
牌号 1050A 1060 1100
状态
H112 O
H112 O
H112
壁厚/mm
布氏硬度HBW
50 45 50 50 60 60 60 70 60 55 60 60 70 70 70 80 80 50
J
F
ZAlSil2
ZL102
SB\JB\RB\KB
T2
J
T2
S\R\J\K
F
J
T1
ZAlSi9NG
ZL104
SB\RB\KB
T6
J\JB
T6
S\J\R\K
T1
S\R\K
T5
ZAlSi5Cu1Mg
-
11
O
2017
3.2~12
≤225
≤145
-
11
T4
-
390
245
15
13
T4
2017A
T4510
≤30
380
260
10
8
T4511
O
-
≤250
≤135
12
10
T4
≤25
370
230
2014 2014A
T4510 T4511
25~75
410
270
11
10
10
-
2014 2014A
T6
≤25
415
（摘自《金属材 料力学手册》机 械工业出版社 2011版 及国家 有色金属行业标 准YS/T 4792005一般工业用 铝及铝合金模锻 件)
合金牌号 供应状态
1100 2014
H112 T4
T6
2025 2219 3003
T6 T6 H112
厚度/mm ≤100
顺流线试样的拉伸性能
非流线试样的拉伸性能
14
12
T4
≤25
205
110
14
12
6351
T5
≤5
270
230
-
6
≤5
290
250
-
6
T6
5~25
300
255
10
8
T4
≤25
120
60
16
14
≤5
160
120
-
6
T5
6060
5~25
140
100
8
6
≤3
190
150
-
6
T6
3~25
170
140
8
6
T4
≤25
180
110
15
13
T5
≤16
240
T7 固溶热处理后进行过时效的状态
适用于固溶热处理后，为获取某些重要特征，在人工时效时，强度在时 效曲线上越过了最高峰点的产品
T8
固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状 态
适用于经冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品
T9 固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态 适用于经冷加工提高强度的产品
T10
205
9
7
6061
≤5
260
240
-
7
T6
5~25
260
240
10
8
O
-
≤170
≤120
14
12
T4
≤25
180
100
14
12
≤5
270
230
-
7
T5
5~25
260
220
9
8
6261
>25
250
210
9
-
≤5
290
245
-
7
T6实心型材
5~10
280
235
-
7
≤5
290
245
T6空心型材
5~10
270
ZL105
J
T5
S\R\K
T6
S\J\R\K
T7
SB\R\K
T5
ZAlSi5Cu1Mg
ZL105A
J\JB
T5
SB
F
Al-Si合金
JB
T1
SB
T5
JB
T5
ZAlSi8Cu1Mg
ZL106
SB
T6
JB
T6
SB
T7
JB
T7
SB
F
SB
T6
ZAlSi7Cu4
ZL107
J
F
155
2
50
135
4
50
145
3
50
350
290
10
8
7020
T6
≤40
350
290
10
8
T6
7022
T6510
≤30
490
420
7
5
T6511
7049A
T6
≤30
610
530
5
4
T6
≤25
530
460
6
4
T6510
T6511
25~60
540
470
7
5
T73
7075
T73510
≤25
485
420
7
5
T73511
T76
≤6
510
440
T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态
响力学性能极限）的产品
T5
由高温成型过程冷却，然后人工时效的状态
适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但 不影响力学性能极限），予以人工时效的产品
T6 固溶热处理后人工时效的状态
适用于在固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影 响力学性能极限）的产品
20
18
1350
H112
-
60
-
25
23
O
-
≤245
-
12
10
≤10
335
190
2A11
T4
10~20
335
200
-
10
10
8
>20
365
210
10
-
O
-
≤245
-
12
10
≤5
395
295
-
8
2A12
5~10
410
295
-
8
T4
10~20
420
305
10
8
>20
440
315
10
-
≤3.2
≤220
≤140
150
2
50
200
1.5
65
230
2
70
240
2
70
155
0.5
65
215
1
70
235
0.5
70
225
0.5
70
175
1
65
275
1
80
295
2
80
175
1
70
195
1.5
70
235
2
60
255
2
70
245
1
80
265
2
70
225
2
60
245
2
60
165
2
65
245
2
90
195
2
70
ZAlSi7Cu4
T5
S\J
F
ZAlCu10
202
S\J
T6
S\R\K
T4
J
T4
Al-Cu合金
ZAlCu4
ZL203
S\R\K
T5
J
T5
ZAlCu5MnCdA
ZL204A
S
T5
S
T5
ZAlCu5MnCdVA ZL2015A
S
T6
S
T7
S
T1
ZAlR5Cu3Si2
ZL207
J
T1
ZAlMg10
ZL301
S\J\R
T4
Al-Mg合金 ZAlMg5Si
270
230