材料力学性能 第三章1--2
结构材料的力学性能资料
三、钢筋与混凝土相互作用
（一）. 粘结力
胶合力
钢
筋
摩擦力
机械咬合力
主要作用
带肋钢筋的机械咬合力 > 光圆钢筋的机械咬合力 注意：钢筋表面的轻微锈蚀也增加它与混凝土的粘结力
（2）粘结应力分析 (以拉拔试验为例)
由试验可知： （1）最大粘结应力在离开端 部的某一位置出现，且随拔 出力的大小而变化，粘结应 力沿钢筋长度是曲线分布； d P （2）钢筋的埋入长度越长， 拔出力越大，但埋入长度过 大时，则其尾部的粘结应力 很小，基本不起作用； （3）粘结强度随混凝土强度 等级的提高而增大； （4）带肋钢筋的粘结强度高 于光圆钢筋，而在光圆钢筋 末端做弯钩大大提高拔出力
P
土的应变随时间继续增
长的现象被称为徐变。
二、混 凝 土
2. 混凝土的变形
长期荷载作用下混凝土的变形性能----影响徐变的因素
•应力： c<0.5fc，徐变变形与应力成正比----线性徐变 0.5fc<c<0.8fc，非线性徐变 c>0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定 •加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大 •水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大 •骨料越硬，徐变越小
解：1、直径为28mm>25mm,锚固长度需乘以修正系数取1.1；
2、 钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配 有箍筋，锚固长度需乘以修正系数取0.8；
3、实配钢筋较多，需乘以1/1.05
故：
la lab 1.1 0.8
fy ft
d
1 360 0.14 32 663m m 1.05 2.04
纵向受力钢筋为HRB400级，直径为28mm，求纵 向受拉钢筋的锚固长度。
第三章 材料在冲击载荷下的力学性能-2
落锤样坯
落锤试验过程
落锤样坯断裂形貌
3.3.6 影响韧脆转变温度的因素
（1）晶格类型的影响
（2）ky-------位错被第二相等钉扎的常数。对于BCC金属， Fe、Mo的 ky 高；Ni、Ti的 ky 低。在-Fe中，含N低碳 钢ky比C高。 ky随温度增加不明显。
（3）d-----晶粒直径/位错滑移距离。细晶冷脆转变温度。
（4）-----与应力有关的常数。对于扭转， =1；拉伸时 =0.5；缺口拉伸， 1/3。
•氮、碳等原子被吸收到Ni、Mn所造成的局部畸变 区中去，减少了它们对位错运动的钉扎作用。
•在钢中形成化合物的合金元素，如铬、钼、钛等， 是通过细化晶粒和形成第二相质点来响韧脆转变 温度的，它和热处理后的组织密切相关。Biblioteka （3）晶粒大小对TK的影响
• 晶界前塞积的位错数目较 少，有利于减少应力集中；
晶界对裂纹扩展有阻碍 作用。晶粒越细，则晶 界越多，阻碍作用越大。
晶界总面积增加，使晶界上杂质浓 度减少，避免产生沿晶脆性断裂又 提高了它的塑性和韧性。
形变强化、固溶强化、弥散强化(沉淀强化)等方法，在 提高材料强度的同时，总要降低一些塑性和韧性。
• 面心立方晶格金属塑性、韧性好，体心立方和密排六 方金属的塑性、韧性较差。
• 面心立方晶格的金属，如铜、铝、奥氏体钢，一般不 出现解理断裂而处于韧性状态，也没有韧-脆转变，其 韧性可以维持到低温。
• 体心立方晶格的金属，如铁、铬、钨和普通钢材，韧 脆转变受温度及加载速率的影响很大，因为在低温和 高加载速率下，它们易发生孪晶，也容易激发解理断 裂。
第三章 结构材料的力学性能及指标
第一节 结构材料基本要求
塑性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，
有一部分变形不能恢复，这种性质称为材料的塑性。 弹性变形与塑性变形的区别：前者为可逆变形，后 者为不可逆变形。 材料塑性性能是决定结构或构件是否安全可靠的重要 参数之一，可以通过测量材料伸长取断面收缩率或冷弯 性能来确定材料的塑性性能。
第一节 结构材料基本要求
一、结构材料力学性能的基本要求
工程结构对材料力学性能的要求是通过力学性能指标 来实现的，而力学性能指标又是通过实验方法测定的。 结构材料主要力学性能指标有：强度、弹性、塑性、 冲击韧性与冷脆性、徐变和松弛等。
第一节 结构材料基本要求
(一)强度
强度是材料抵抗破坏能力的指标。
二、其他要求
结构材料不仅要满足强度、弹性、塑性等力学性能方
面的要求，还有满足其他的一些基本要求：
1．协同工作性能
材料的协同工作性能是指两种或两种以上的材料或杆 件可以融合成一体，共同参与受力和变形，而不会轻易 分开的性能。 如钢材的可焊性、钢筋和混凝土之间的共同工作性能
以及砌块与砂浆之间的粘结性能等。
能完全恢复到原始形状的性质称为弹性。这种外力消失 后瞬间恢复的变形称为弹性变形。
弹性模量：是反映材料受力时抵抗弹性变形的能力，
即材料的刚度，它是钢材在静荷载作用下计算结构变形 的一个重要指标。 在弹性范围内，弹性模量为常数，其值等于应力与应 变的比值，即：Es=σ/ε 弹性模量越大，材料的刚度越大，即越不容易变形。
第一节 结构材料基本要求
(三)冲击韧性
冲击韧性是指钢材抗冲击而不破坏的能力。
冲击韧性与材料的塑性有关，但是又不等同于塑性，
它是强度和塑性的综合指标。
材料的冲击韧性与其内在质量、宏观缺陷和微观组成
工程材料力学性能第三章资料
1.摆锤冲断试样失去的位能 Ak=GH1—GH2， 试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功.单 位为J。 冲击韧性：指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形 功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功Ak 表示。 2.冲击吸收功Ak的大小并不能 真正反映材料的韧脆程度, 部 分功消耗于试祥扔出、机身振 动、空气阻力以及轴承与测量 机构的摩擦消耗。
三 应变速率增加，抗拉强度增加，而且应变速率的 强度关系随温度的增加而增加。
图 应变速率对铜在各种温度下抗拉强度的影响
第二节
冲击弯曲和冲击韧性
不含切口零件的冲击：冲击能为零件的整个体积均 匀地吸收，从而应力和应变也是均匀分布的； 零件 体积愈大，单位体积吸收的能量愈小，零件所受的 应力和应变也愈小。 含切口零件的冲击：切口根部单位体积将吸收更多 的能量，使局部应变和应变速率大为升高。 另一个 特点是：承载系统中各零件的刚度都会影响到冲击 过程的持续时间、冲击瞬间的速度和冲击力大小。 这些量均难以精确测定和计算。且有弹性和塑 性。 因此，在力学性能试验中，直接用能量定性地表示 材料的力学性能特征；冲击韧性即属于这一类的力 学性能。
3.对于屈服强度大致相同的材料，根据Ak值评定材料 对大能量冲击破坏的缺口敏感性。 如弹壳、防弹甲板等，具有参考价值： 4.评定低合金高强钢及其焊缝金属的应变时效敏感性。
第三节 低温脆性 一、 低温脆性 低温脆性:一些具有体心立方晶格的金属，如Fe、 Mo 和W，当温度降低到某一温度时，由于塑性降低 到零而变为脆性状态。 从现象上看，是屈服强 度随温度降低而急剧增加的结果 倘若屈服强度随温度的下降而升高较快，而断裂 强度升高较慢，则在某一温度Tc以下，σs>σc， 金属在没有塑性变形的情况下发生断裂，即表现 为脆性的； 而在Tc以上，σs<σc，金属在断裂 前发生塑性变形，故表现为塑性的。 低温脆性对压力容器\桥梁和船舶结构以及在低温 下服役的机件是非常重要的.
《材料物理性能》课后习题答案
《材料物理性能》第一章材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解：由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。
0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=AA l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =⨯+⨯=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量1 / 101-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。
解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程：V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程：以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。
材料力学性能-第2版课后习题答案
第一章 单向静拉伸力学性能1、 解释下列名词。
1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2．滞弹性：金属材料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，也就是应变落后于应力的现象。
3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4．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。
5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面.6．塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性)变形的能力。
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b 的台阶.8。
河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时，便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂.沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂.11。
韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等2、 说明下列力学性能指标的意义。
答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 【P15】3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?答：主要决定于原子本性和晶格类型。
材料力学性能知到章节答案智慧树2023年西安工业大学
参考答案:
越宽
35.典型疲劳断口具有3个特征区分别为（）。
参考答案:
疲劳裂纹扩展区
;疲劳源
;瞬断区
36.疲劳条带和贝纹线均属于疲劳断口的微观特征形貌。（）
参考答案:
错
37.同种材料不同应力状态下，表现出的应力～寿命曲线是不同的，相应的疲劳极限也不相同。一般而言，对称弯曲疲劳极限（）对称拉压疲劳极限。
参考答案:
错
26.线弹性断裂力学研究方法之一是应力应变分析方法，与之相对应的是（）判据。
参考答案:
K
27.要测量金属材料的断裂韧性（断裂韧度）KIC，中国国家标准中规定了四种试样，下列中不属于这四种试样的是（）。
参考答案:
标准四点弯曲试样
28.奥氏体钢的KIC比马氏体钢的高。）
参考答案:
对
29.对于过共析钢而言，如果沿晶界析出二次渗碳体的数量逐渐增多，则该材料的KIC（）。
参考答案:
晶粒大小
;金相组织
;加载速度
第四章测试
23.裂纹扩展的基本形式有（）。
参考答案:
滑开型
;张开型
;撕开型
24.某材料的KIC=50MPa·m^-1/2，承受1000MPa的拉应力，假设K=1.2σ(πa)^1/2，该试样的临界裂纹尺寸是（）。
参考答案:
1.1mm
25.应力场强度因子，综合反映了外加应力和裂纹长度、裂纹形状对裂纹尖端应力场强度影响，是材料本身固有的力学性能。（）
参考答案:
错
59.两表面完全分开，形成液体与液体之间的摩擦是流体摩擦。（）
参考答案:
工程材料力学性能各章节复习知识点
⼯程材料⼒学性能各章节复习知识点⼯程材料⼒学性能各个章节主要复习知识点第⼀章弹性⽐功：⼜称弹性⽐能，应变⽐能，表⽰⾦属材料吸收弹性变形功的能⼒。
滞弹性：对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。
包申格效应：⾦属材料经预先加载产⽣少量塑性变形（残余应变为1%~4%），卸载后再同向加载，规定残余伸长应⼒（弹性极限或屈服极限）增加，反向加载，规定残余伸长应⼒降低的现象。
塑性：指⾦属材料断裂前发⽣塑性变形的能⼒。
脆性：材料在外⼒作⽤下（如拉伸，冲击等）仅产⽣很⼩的变形及断裂破坏的性质。
韧性：是⾦属材料断裂前洗⼿塑性变形功和断裂功的能⼒，也指材料抵抗裂纹扩展的能⼒。
应⼒、应变；真应⼒，真应变概念。
穿晶断裂和沿晶断裂：多晶体材料断裂时，裂纹扩展的路径可能不同，穿晶断裂穿过晶内；沿晶断裂沿晶界扩展。
拉伸断⼝形貌特征？①韧性断裂：断裂⾯⼀般平⾏于最⼤切应⼒并与主应⼒成45度⾓。
⽤⾁眼或放⼤镜观察时，断⼝呈纤维状，灰暗⾊。
纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的，⽽灰暗⾊则是纤维断⼝便⾯对光反射能⼒很弱所致。
其断⼝宏观呈杯锥形，由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。
②脆性断裂：断裂⾯⼀般与正应⼒垂直，断⼝平齐⽽光亮，常呈放射状或结晶状。
板状矩形拉伸试样断⼝呈⼈字形花样。
⼈字形花样的放射⽅向也与裂纹扩展⽅向平⾏，但其尖端指向裂纹源。
韧、脆性断裂区别？韧性断裂产⽣前会有明显的塑性变形，过程⽐较缓慢；脆性断裂则不会有明显的塑性变形产⽣，突然发⽣，难以发现征兆拉伸断⼝三要素？纤维区，放射区和剪切唇。
缺⼝试样静拉伸试验种类？轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪⼏种形式？磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效⽅式。
材料的形变强化规律是什么？层错能越低，n越⼤，形变强化增强效果越⼤退⽕态⾦属增强效果⽐冷加⼯态是好，且随⾦属强度等级降低⽽增加。
在某些合⾦中，增强效果随合⾦元素含量的增加⽽下降。
材料的晶粒变粗，增强效果提⾼。
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§3.2 冲击弯曲和冲击韧性
二、冲击韧性及其工程意义 冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的 能力，常用标准试祥的冲击吸收功AK表示。 能力，常用标准试祥的冲击吸收功A 表示。 (1)冲击韧度或冲击值 冲击韧度或冲击值α (1)冲击韧度或冲击值αKU(αKV): 用试样缺口处截面F 去除A 用试样缺口处截面FN(cm2)去除AKU(AKV)。即 αKU(αKV)＝AKU(AKV)/FN (2)冲击功 冲击功: (2)冲击功: GH1-GH2=AK (3)工程意义 工程意义: (3)工程意义: 反映出原始材料的冶金质量和热加工产品质量； ①反映出原始材料的冶金质量和热加工产品质量； 测定材料的韧脆性转变温度 韧脆性转变温度； ②测定材料的韧脆性转变温度； 大致相同的材料，根据A ③对σs大致相同的材料，根据AK值可以评定材料对大能量冲击 破坏的缺口敏感性。 破坏的缺口敏感性。
§3.3 低
温
脆
性
二、韧脆转变温度 能量法： 1、能量法： (1)无塑性或零塑性转变温度NDT： 无塑性或零塑性转变温度NDT (1)无塑性或零塑性转变温度NDT： 低阶能：低于某一温度， ①低阶能：低于某一温度， 冲击能量基本不随温度而变化，形成一平台。 冲击能量基本不随温度而变化，形成一平台。 低阶能开始上升的温度为t NDT)。 ②低阶能开始上升的温度为tk (即NDT)。 NDT以下 断口由100 结晶区(解理区)组成。 以下， 100％ NDT以下，断口由100％结晶区(解理区)组成。 FTP： (2) FTP： 高阶能：高于某一温度， ①高阶能：高于某一温度， 吸收的能量基本不变，形成一个上平台。 吸收的能量基本不变，形成一个上平台。 以高阶能对应的温度为t FTP)。 ②以高阶能对应的温度为tk (即FTP)。 高于FTP的断裂，得到100 的纤维状断口。 FTP的断裂 100％ 高于FTP的断裂，得到100％的纤维状断口。 FTE： (3) FTE： 低阶能和高阶能平均值对应的温度。 低阶能和高阶能平均值对应的温度。 TT： (4) V15TT： =15尺磅(20.3N·m)对应的温度。 尺磅(20.3N m)对应的温度 以AKV=15尺磅(20.3N m)对应的温度。
材料的力学性能
材料与化工学院
第三章 金属在冲击载荷下的力学性能
加载速率即载荷施加于试样或机件时的速率。 加载速率即载荷施加于试样或机件时的速率。 即载荷施加于试样或机件时的速率 单位时间内应力增加的数值表示 增加的数值表示。 用单位时间内应力增加的数值表示。 形变速率是单位时间内的变形量(绝对变形量和相对变形量), 形变速率是单位时间内的变形量(绝对变形量和相对变形量), 内的变形量 有绝对形变速率 相对形变速率(应变率)两种。 形变速率和 有绝对形变速率和相对形变速率(应变率)两种。 应变率是单位时间内应变的变化量。一般在10 /s之间 之间。 应变率是单位时间内应变的变化量。一般在10-6～106/s之间。 的变化量 冲击载荷与静载荷主要区别： 冲击载荷与静载荷主要区别： 加载速率不同， 应变率不同， /s为分界线 为分界线。 加载速率不同，即应变率不同，以10-2/s为分界线。 不同 不同
§3.2 冲击弯曲和冲击韧性
一、冲击弯曲试验 1.一次冲击弯曲试验 1.一次冲击弯曲试验 试验原理： 试验原理： 摆锤式冲击试验机； 摆锤式冲击试验机； 试样[缺口夏比(Charpy)U型和V型]； 试样[缺口夏比(Charpy)U型和V 夏比(Charpy)U型和 摆锤(G)举至H 的位置(位能为GH 摆锤(G)举至H1的位置(位能为GH1)； (G)举至 释放摆锤； 释放摆锤； 冲断试样； 冲断试样； 摆锤(G) (G)至 的位置(位能为GH 摆锤(G)至H2的位置(位能为GH2)； GH1-GH2=AK 此即为冲击吸收功 冲击吸收功(A 此即为冲击吸收功(AKU和AKV)。 GB229-84和GB2106-80。 GB229-84和GB2106-80。
Titanic号钢板 左图)和近代船用钢板 右图)的冲击试验结果 号钢板(左图 和近代船用钢板(右图 的冲击试验结果 号钢板 左图 和近代船用钢板 右图
• 右图是建造中的Titanic 右图是建造中的Titanic 号。 • Gannon 的文章指出，在 的文章指出， 水线上下都由10 张30 英 水线上下都由10 尺长的高含硫量脆性钢板 焊接成300英尺的船体。 300英尺的船体 焊接成300英尺的船体。 • 船体上可见长长的焊缝。 船体上可见长长的焊缝。 船在冰水中撞击冰山而裂 开时， 开时，脆性的焊缝无异于 一条300英尺长的大拉链， 300英尺长的大拉链 一条300英尺长的大拉链， 使船体产生很长的裂纹， 使船体产生很长的裂纹， 海水大量涌入使船迅速沉 没。 建造中的Titanic 号，可以看到船身上长长 建造中的 的焊缝 • 这是钢材韧性与人身安全 的一个突出例证。 的一个突出例证。
§3.3 低
温
脆
性
一、低温脆性现象 1、系列冲击实验 不同温度 温度( 高温)下的冲击试验。 不同温度(低、室、高温)下的冲击试验。 冲击韧性α 与温度t的关系曲线( 冲击韧性αK(AK)与温度t的关系曲线(AK～t)。 低温脆性： 2、低温脆性： 由韧性状态变为脆性状态， 当t<tk时，由韧性状态变为脆性状态， 冲击吸收功明显下降， 冲击吸收功明显下降， 断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理， 断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理， 断口特征由纤维状变为结晶状。 断口特征由纤维状变为结晶状。 称为韧脆转变温度或冷脆转变温度。 3、tk称为韧脆转变温度或冷脆转变温度。 体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金， （体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金， 特别是工程上常用的中、低强度结构钢） 特别是工程上常用的中、低强度结构钢）
• 1912年当年最为豪华、号称永不沉没的泰坦尼克号（Titanic）首航沉没于冰 年当年最为豪华、号称永不沉没的泰坦尼克号（ 年当年最为豪华 ） 世纪令人难以忘怀的悲惨海难。 海，成了20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。 成了 世纪令人难以忘怀的悲惨海难 • 1985年以后，探险家们数次深潜到12,612英尺深的海底研究沉船，起出遗物。 年以后，探险家们数次深潜到 英尺深的海底研究沉船， 年以后 英尺深的海底研究沉船 起出遗物。 1995年2月美国《科学大众》(Popular Science)杂志发表了 Gannon 的文章， 年 月美国 科学大众》 月美国《 杂志发表了R 的文章， 杂志发表了 标题是『 付标题是“ 标题是『What Really Sank The Titanic』,付标题是“为什么‘不会沉没的’ 』 付标题是 为什么‘不会沉没的’ 船在撞上一个冰山后3小时就沉没了？一项新的科学研究回答了 年未解之谜 船在撞上一个冰山后 小时就沉没了？一项新的科学研究回答了80年未解之谜 小时就沉没了 “。 • 由于早年的 由于早年的Titanic 号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温呈脆性。 号采用了含硫高的钢板 韧性很差，特别是在低温呈脆性。 硫高的钢板， 所以，冲击试样是典型的脆性断口。 所以，冲击试样是典型的脆性断口。 • 近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的韧性。 近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的韧性。
§3.2 冲击弯曲和冲击韧性
2.多次冲击试验 2.多次冲击试验 (1)冲击次数少于500-1000次 冲击次数少于500 (1)冲击次数少于500-1000次， 与一次冲击相同； 与一次冲击相同； 冲击次数＞ 冲击次数＞105时， 典型的疲劳断口特征。 疲劳断口特征 典型的疲劳断口特征。 (2)多次冲击试验 多次冲击试验: (2)多次冲击试验: 落锤式多次冲击试验机PC l50。 PC落锤式多次冲击试验机PC-l50。 冲击频率(冲击次数) 冲击频率(冲击次数)： 450周次/min和600周次/min。 周次/min 周次/min 450周次/min和600周次/min。 冲击能量A 0.1～1.5J； 冲击能量A ：0.1～1.5J； 冲击功A--冲断次数 曲线。 冲断次数N 冲击功A--冲断次数N曲线。 的减少
多次冲击 (1)某种冲击能量 下的冲断周次 某种冲击能量A 冲断周次N (1)某种冲击能量A下的冲断周次N； (2)要求的冲击工作寿命N时的冲断能量A (2)要求的冲击工作寿命N时的冲断能量A。 要求的冲击工作寿命 冲断能量 (3)多冲抗力取决于塑性和强度 多冲抗力取决于塑性和强度： (3)多冲抗力取决于塑性和强度： ①A高时，多次冲击抗力主要取决于塑性； 高时，多次冲击抗力主要取决于塑性； 低时，多冲抗力主要取决于强度。 A低时，多冲抗力主要取决于强度。 不同的A要求不同的强度与塑性配合。 ②不同的A要求不同的强度与塑性配合。 ③高强度钢和超高强度钢的塑性和冲击韧性对提高冲 击疲劳抗力有较大作用； 击疲劳抗力有较大作用； 而中、 而中、低强度钢的塑性和冲击韧性对提高冲击疲劳 抗力作用不大。 抗力作用不大。
第三章 金属在冲击载荷下的力学性能
§3.1
冲击载荷下金属变形和断裂的特点 §3.2 冲击弯曲和冲击韧性 低 温 脆 性
§3.3 §3.4
影响韧脆转变温度的冶金因素
§3.1 冲击载荷下金属变形和断裂的特点
通常假定冲击能全部转换成机件内的弹性能，按能量守恒法计算。 1、通常假定冲击能全部转换成机件内的弹性能，按能量守恒法计算。 应变率对金属材料的弹性行为及弹性模量没有影响。 2、应变率对金属材料的弹性行为及弹性模量没有影响。 对塑性变形、断裂等有显著影响。 对塑性变形、断裂等有显著影响。
金属产生附加强化。 3、金属产生附加强化。 金属材料在冲击载荷作用下塑性变形难于充分进行， 4、金属材料在冲击载荷作用下塑性变形难于充分进行， 导致屈服强度、抗拉强度提高。 导致屈服强度、抗拉强度提高。 在高速变形下，某些金属可能显示较高塑性， 5、在高速变形下，某些金属可能显示较高塑性， 如密排六方金属爆炸成形就是如此。 如密排六方金属爆炸成形就是如此。 塑性和韧性随应变率增加而变化的特征与断裂方式有关。 6、塑性和韧性随应变率增加而变化的特征与断裂方式有关。