常用陶瓷材料的许用应力
各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系
各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系我们在设计的时候常取许用剪切应力，在不同的情况下安全系数不同，许用剪切应力就不一样。
校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系，而许用材料的屈服强度（刚度）与各种应力关系如下：<一> 许用（拉伸）应力钢材的许用拉应力[δ]与抗拉强度极限、屈服强度极限的关系：1.对于塑性材料[δ]=δs /n2.对于脆性材料[δ]= δb /nδb ---抗拉强度极限δs ---屈服强度极限n---安全系数注：脆性材料：如淬硬的工具钢、陶瓷等。
塑性材料：如低碳钢、非淬硬中炭钢、退火球墨铸铁、铜和铝等。
<二> 剪切许用剪应力与许用拉应力的关系：1.对于塑性材料[τ]=0.6-0.8[δ]2.对于脆性材料[τ]=0.8-1.0[δ]<三> 挤压许用挤压应力与许用拉应力的关系1.对于塑性材料[δj]=1.5-2.5[δ]2.对于脆性材料[δj]=0.9-1.5[δ]注：[δj]=1.7-2[δ]（部分教科书常用）<四> 扭转许用扭转应力与许用拉应力的关系：1.对于塑性材料[δn]=0.5-0.6[δ]2.对于脆性材料[δn]=0.8-1.0[δ]轴的扭转变形用每米长的扭转角来衡量。
对于一般传动可取[φ]=0.5°--1°/m；对于精密件，可取[φ]=0.25°-0.5°/m；对于要求不严格的轴，可取[φ]大于1°/m计算。
<五> 弯曲许用弯曲应力与许用拉应力的关系：1.对于薄壁型钢一般采取用轴向拉伸应力的许用值2.对于实心型钢可以略高一点，具体数值可参见有关规范。
常用材料剪切许用应力
常用材料剪切许用应力在工程设计中，常常需要考虑材料在剪切加载下的极限应力，即许用应力。
剪切许用应力是指材料在剪切载荷作用下能够承受的最大剪切应力的值。
选择适当的剪切许用应力可以保证结构的稳定性和安全性。
下面介绍几种常用材料在剪切加载下的剪切许用应力。
1.钢材钢材广泛应用于各种结构和机械设备中，其剪切许用应力与材料牵引强度有关。
一般来说，许用应力为牵引强度的1/2到1/3、例如，碳素结构钢的牵引强度约为500MPa，那么其剪切许用应力为250-165MPa。
2.铝材铝材质轻、具有良好的加工性能，广泛应用于航空、汽车和建筑等领域。
剪切许用应力与材料抗拉强度有关，一般为抗拉强度的1/3到1/4、例如，6061铝合金的抗拉强度约为270MPa，那么其剪切许用应力为90-67.5MPa。
3.铜材铜材导电性好，热传导性能优秀，广泛应用于电子、电气和制冷设备等领域。
剪切许用应力与材料抗拉强度有关，一般为抗拉强度的1/3到1/4、例如，硬铜的抗拉强度约为210MPa，那么其剪切许用应力为70-52.5MPa。
4.木材木材在建筑、家具和工艺品等领域有着广泛的应用。
剪切许用应力与木材的强度有关，一般为强度的1/8到1/10。
例如，松木的剪切强度约为6.2MPa，那么其剪切许用应力为0.775-0.62MPa。
值得注意的是，材料的剪切许用应力除了与强度有关，还和应力集中因素有关。
当材料出现应力集中现象时，其剪切许用应力需要相应调整。
应力集中因素包括不平整表面、孔洞和切口等。
此外，不同的应用场景和设计要求也会影响剪切许用应力的选择。
对于要求极高的结构和设备，设计师可能会选择较低的剪切许用应力，以提高安全性。
而对于对成本和重量有较高要求的产品，设计师可能会选择较高的剪切许用应力。
综上所述，常用材料的剪切许用应力与材料强度有关，一般为强度的1/2到1/10。
选择适当的剪切许用应力可以保证结构的安全性和可靠性。
在实际设计中，还需要考虑应力集中因素和应用场景的要求。
阀门材料的材质阀门材料的压力等级
阀门材料的材质,阀门材料的压力等级阀门通常由阀体、阀盖、阀瓣（闸板）、阀座、阀杆、热片、填料及驱动件（手轮、齿轮箱或气动、电动装置等）组成。
我们称阀体、阀盖的材料为壳体材料（也称主体材料），闸板（阀瓣）、球体、阀座、阀杆、密封座常常称谓内件，此外还有紧固件等。
按主体材料分类，人们常常把阀门分为：1. 非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃阀门、塑料阀门。
2. 金属材料阀门：如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、合金钢阀门等。
3. 金属阀体衬旦阀门：如衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。
我们将重点介绍金属材料阀门中的碳钢阀门和合金钢阀门。
一、阀门主体材料1阀门材料温度压力等级水密封试验压力按1.1倍的工作压力，气密封试验压力按0.6Mpa二、阀门内件材料1.阀门内件（Trim）：阀瓣密封面、阀座密封面、阀杆（销轴）、上密封座及与介质接触的小零件。
常用内件1.填料阀门用填料一般常用石墨和PTFE填料石墨填料可分为编织填料和成型填料成型石墨圈-250~650°C 夹不锈钢丝编织柔性石墨-250~650°C 四氟乙烯浸石墨-200~280°C 低泄漏石墨组合填料-250~650°C PTFE -200~200°C 2.中腔垫片PTFE板石墨板强力石墨垫含石墨不锈钢缠绕垫含PTFE不锈钢缠绕垫RTJ金属垫压力密封金属密封环3.O形圈NBR -30~121°CEPDM -45~120°CVITON A -30~204°CVITON B -30~204°CVITON AED（anti explosion decompression）-30~204°C 高压,小分子如：CO2 HNBR（HSN）-30~180°C4.软密封阀座PTFE -200~200°CPCTFE -250~150°CNYLON 1010 ~120°CNYLON PA12 -50~120°CDEVLON V -100~150°CPEEK -100~260°C对位聚苯(聚苯撑)(Polyphenylene) ~400°C（扬中市扬子塑料厂）1.灰铸铁（ASTM A216-B）125LB 2~12”法兰允许工作压力200psi（1.4Mpa）最高不超过1.6Mpa；14~48”法兰允许工作压力150psi（1.0Mpa）;PTFE阀座允许工作压力125psi（0.86Mpa）2.球墨铸铁150LB 法兰最高许用压力250psi六、NACE阀门材料常用主体材料：碳钢、不锈钢常用内件材料：CR13、304、316材料硬度≤22HRC对于CR13热处理淬火+二次回火≤22HRC17-4PH固溶淬火，二次时效≤33HRC焊接所有母材、热影响区、焊缝硬度≤22HRC焊条含镍<0.1%A105硬度≤187HB七、低温-46°C用材料主体材料：LCB、LCC、LF2内件材料：304、316 （F6a不常用，低于-29°C应做冲击试验）八、低温-196°C用材料主体材料：CF8、CF8M、304、316内件材料：304、316密封面：双面钴基防止擦伤九、高温阀用材料主体材料：WC6、WC9、C5、C12内件材料：1Cr13（在454°C以上的许用应力不如F304、F316）、ASTM A638 660（0Cr15Ni25Ti2MoAlVB）、20Cr1Mo1V1A常用密封面材料：双面钴基防止擦伤。
阀门材料的材质,阀门材料的压力等级
水、液化气体、蒸汽、油品、天然气
低温碳钢
A352 LCB
A350 LF2
16Mn
-46~343
低温介质
A352 LCC
A350LF2
16Mn
-46~343
低温介质
高温合金钢
A217 WC1
A182 F1
-29~468
高温介质
A217 WC6
A182 F11
15CrMo
-29~593
高温介质
2.金属材料阀门：如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合
金阀门、蒙乃尔阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、合金钢阀门等。3.金属阀体衬旦阀门：如衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。我们将重点介绍金属材料阀门中的碳钢阀门和合金钢阀门。
一、阀门主体材料
1阀门材料温度压力等级
ASTM A216 WCB工作压力（psi）1psi=0.006895MPa
2
2
2
1
1
2
2
1
Lower alcohols低浓度酒精
1
1
2
1
1
1
4
1
Aldehydes乙醛
3
3
3
1
3
2
4
1
Amines胺
4
2
2
2
4
1
4
1
Chlorinated solvents氯化物溶剂
3
4
4
4
4
2
1
1
Ethers乙醚
4
4
4
3
4
4
3
1
Ketones酮
4
4
常用复合材料的许用应力
常用复合材料的许用应力1. 引言复合材料是由两种或更多不同性质的材料通过某种粘结剂结合而成的材料。
由于其独特的物理和化学性质，复合材料在许多领域具有广泛的应用。
复合材料的许用应力是指在给定的条件下，复合材料能够承受的最大应力值。
本文将讨论几种常用复合材料的许用应力。
2. 碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料是一种常见且广泛应用的复合材料。
其具有高强度、低密度、优异的热稳定性和良好的耐腐蚀性等优点。
碳纤维增强复合材料的许用应力主要受到以下因素的影响：- 纤维与基体的粘结强度- 纤维的取向和分布- 纤维体积分数通常情况下，碳纤维增强复合材料的许用应力可以通过实验测试获得。
根据实验数据，可以绘制出应力-应变图，从而确定许用应力的取值范围。
3. 玻璃纤维增强复合材料玻璃纤维增强复合材料是一种常用于建筑和汽车等领域的复合材料。
它具有良好的电绝缘性、耐腐蚀性和低热膨胀系数等特性。
玻璃纤维增强复合材料的许用应力取决于以下因素：- 玻璃纤维的含量和排列方式- 纤维和基体的粘结情况- 复合材料的含水率与碳纤维增强复合材料不同，玻璃纤维增强复合材料的许用应力通常可以通过理论计算得出。
根据复合材料的结构和材料特性，可以使用力学模型推导出许用应力的公式。
4. 金属基复合材料金属基复合材料是由金属基体以及其他材料（例如陶瓷颗粒或纤维）组成的复合材料。
它具有良好的高温强度和耐磨性能，在航空航天和能源行业得到广泛应用。
金属基复合材料的许用应力受到以下因素的影响：- 组分材料的选择和配比- 复合材料的热处理工艺- 复合材料的孔隙率许用应力的确定通常需要通过实验测试和数值模拟相结合的方法进行。
通过力学测试和应力分析，可以评估金属基复合材料在特定应力条件下的性能。
5. 结论常用复合材料的许用应力是设计和使用这些材料的重要参考指标。
不同类型的复合材料在许用应力的确定上存在一定的差异。
碳纤维增强复合材料通常需要通过实验测试获得许用应力的数据；玻璃纤维增强复合材料可以使用理论计算得出许用应力；金属基复合材料的许用应力评估需要综合考虑实验和数值模拟结果。
四种常用强度理论
四种常用强度理论强度理论是推测强度失效原因的一些假说。
认为材料之所以按某种方式失效，是应力、应变或应变能密度等因素中某一因素引起的。
四种常用强度理论（1）最大拉应力理论（第一强度理论）：试验证明，这一理论与铸铁、陶瓷、玻璃、岩石和混凝土等脆性材料的拉断试验结果相符，例如由铸铁制成的构件，不论它是在简单拉伸、扭转、二向或三向拉伸的复杂应力状态下，其脆性断裂破坏总是发生在最大拉应力所在的截面上。
但是这一理论没有考虑其他两个主应力的影响，且对没有拉应力的状态(如单向压缩、三向压缩等)也无法应用（2）最大伸长线应变理论（第二强度理论）：（3）最大切应力理论（第三强度理论）：（4）畸变能密度理论（第四强度理论）：注意：1、对以上四个强度理论的应用，一般说脆性材料如铸铁、混凝土等用第一和第二强度理论；对塑性材料如低碳钢用第三和第四强度理论。
2、脆性材料或塑性材料，在三向拉应力状态下，应该用第一强度理论；在三向压应力状态下，应该用第三强度理论或第四强度理论。
3、第三强度理论概念直观，计算简捷，计算结果偏于保守；第四强度理论着眼于形状改变比能，但其本质仍然是一种切应力理论。
4、在不同情况下，如何选用强度理论，不单纯是个力学问题，而与有关工程技术部门长期积累的经验及根据这些经验制订的一整套计算方法和许用应力值有关。
第一强度理论--看一下它的强度条件的取得。
在简单拉伸试验中,三个主应力有两个是零，最大主应力就是试件横截面上该点的应力，当这个应力达到材料的极限强度sb时，试件就断裂。
因此，根据此强度理论，通过简单拉伸试验，可知材料的极限应力就是sb。
于是在复杂应力状态下，材料的破坏条件是s1=sb (a)考虑安全系数以后的强度条件是s1≤[s](1-59)需指出的是：上式中的s1必须为拉应力。
在没有拉应力的三向压缩应力状态下，显然是不能采用第一强度理论来建立强度条件的。
第二强度理论--看看它的强度条件的取得此理论下的脆断破坏条件是e1=ejx =sjx /E (b)由式(1-58)可知，在复杂应力状态下一点处的最大线应变为e1=[s1-m(s2+s3)]/E代入(b)可得[s1-m(s2+s3)]/E =sjx /E 或[s1-m(s2+s3)]=sjx将上式右边的sjx 除以安全系数及得到材料的容许拉应力[s]。
常用陶瓷材料的许用应力
常用陶瓷材料的许用应力
1. 引言
陶瓷材料广泛应用于各个领域，如建筑、汽车、电子等。
在设计和使用陶瓷制品时，了解其许用应力是至关重要的。
本文将介绍几种常用陶瓷材料的许用应力。
2. 瓷砖
瓷砖是一种常见的陶瓷材料，常用于墙壁和地板的装饰。
瓷砖的许用应力取决于其材料和设计。
一般来说，瓷砖的许用应力应该低于其材料的屈服强度和断裂强度。
规范和设计准则通常会提供关于瓷砖许用应力的建议。
3. 陶瓷器具
陶瓷器具包括碗、盘子、杯子等。
这些器具在日常使用中会受到力的作用，因此其许用应力也很重要。
陶瓷器具的许用应力通常取决于其设计和材料。
一般来说，陶瓷器具应具有足够的强度和耐久性，以承受常见的应力并防止破裂。
4. 陶瓷橡胶复合材料
陶瓷橡胶复合材料常用于高强度和耐磨损的应用，如机械密封件和涉及高温或化学腐蚀环境的零件。
这些材料的许用应力取决于其矩阵材料和陶瓷颗粒的性质。
设计时应选择合适的材料和适当的设计参数，以确保材料能够承受所需的应力。
5. 建筑陶瓷
建筑陶瓷广泛应用于建筑领域，如砖、屋顶瓦片等。
建筑陶瓷的许用应力通常取决于其设计、用途和所在环境。
建筑物在使用过程中会受到各种力的作用，如重力、风压等。
因此，在选择建筑陶瓷材料时，应考虑其许用应力是否能满足设计要求。
6. 结论
了解不同陶瓷材料的许用应力对于设计和使用陶瓷制品至关重要。
在选择和使用陶瓷材料时，应根据具体情况选择适当的材料和设计参数，以确保其能够承受所需的应力。
材料性能_ 材料的断裂_3-4 断裂韧性_
1、经典强度理论判据——允许应力
塑性材料以屈服强度为标准 ： 许用应力 [σ]≤σS/n
脆性材料以抗拉强度为标准： 许用应力 [σ] ≤ σb/n
• 传统力学中把材料看成是均匀的，没有缺陷没有 裂纹的理想固体，但是实际工程材料，在加工及 使用过程中，都会产生宏观缺陷乃至宏观裂纹。
（5）外界因素
温度 温度↓，断裂韧度↓ 缺口 有缺口，断裂韧度↓ 应变速度 应变速度↑，断裂韧度↓
塑性↑ 断裂韧度↑ 脆性↑ 断裂韧度↓
4、断裂韧性的应用
断裂判据可以直接用于工程设计中，为结 构设计、材料选择、安 全校核等提供依据。
（1）结构设计——确定裂纹允许存在的最
大尺寸（ac）
若已知最大工作应力为σ，已知材料的KIc ，
• 低应力脆断总是与材料内部含有一定尺寸的裂纹相 联系的。当裂纹在给定作用力下扩展到一临界尺寸 时，就会产生破裂。
存在固有裂纹，对裂纹体的不均匀
分布应力场进行分析，提出描述裂纹体应力场强的 力学参量和计算方法。从而建立裂纹几何、材料本 身抵抗裂纹扩展能力、裂纹扩展引起结构破坏时的 应力水平等之间的关系。 • 断裂力学：研究裂纹体的力学，引入断裂韧性。
（2）断裂韧性KⅠC
• 当σ增加到临界值σc或者a增大到临界值ac时， KⅠ 达到某一临界值，此时裂纹尖端前沿足够大的范 围内应力达到了材料的解理断裂应力，裂纹便失 稳扩展导致材料断裂。
临界应力强度因子便称为断裂韧度KⅠC
KⅠC 表征了材料抵抗断裂的能力。
KⅠ和KⅠC的区别：
• KⅠ是一个力学参量，受外界条件影响的反映裂纹尖 端应力场强弱程度。 • 与外加应力、试样尺寸和裂纹类型有关，与材料无 关。当应力σ和裂纹尺寸a增大时，应力强度因子KⅠ也 增大。 • KⅠC是材料的力学性能指标，表征了材料阻止裂纹扩
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常用陶瓷材料的许用应力
引言
陶瓷材料在许多领域中被广泛应用，包括建筑材料、电子器件、医疗器械等。
在使用陶瓷材料时，许用应力是一个重要的参数，它
决定了材料能够承受的最大应力，对于保证材料的可靠性和使用寿
命具有重要意义。
本文将介绍几种常用的陶瓷材料及其许用应力。
陶瓷材料及其许用应力
1. 氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷是一种常用的结构陶瓷材料，具有优异的机械性能
和耐磨性。
其许用应力一般取决于注模过程中的应力，常见的数值
范围为100-300 MPa。
2. 氮化硅陶瓷
氮化硅陶瓷是一种高性能陶瓷材料，具有优异的耐高温、耐腐
蚀和耐磨性能。
其许用应力通常为350-450 MPa，具体数值还需要
考虑其制备工艺和应用环境。
3. 二氧化锆陶瓷
二氧化锆陶瓷是一种具有高强度和优异耐磨性能的陶瓷材料，广泛应用于人工关节、牙科修复等领域。
其许用应力一般为800-1200 MPa，具体数值需要根据制备工艺和应用要求进行确定。
4. 硼酸盐陶瓷
硼酸盐陶瓷具有低熔点、高硬度和优异的耐磨性能，在输运和储存领域中有广泛的应用。
其许用应力一般为100-200 MPa，但具体数值取决于材料的组成和制备工艺。
结论
常用陶瓷材料的许用应力是保证材料可靠性和使用寿命的关键参数。
不同的陶瓷材料具有不同的许用应力范围，这取决于材料的性能和应用。
在应用陶瓷材料时，需要根据具体情况进行选择，并保证应力不超过其许用应力，以确保材料的可靠性和安全性。
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