屈服位移三种计算方法
常用材料力学试验计算公式及单位介绍

常用材料力学试验计算公式及单位介绍●最大荷重N 公式=Fp 【最大荷重Fp】●最大荷重时位全程移数据,最大荷重位移mm 公式=Dp 【最大荷重位移Dp】●最大荷重时全程位移延伸率,最大荷重延伸率 % 公式=Dp//Lg*100【最大荷重位移Dp除以标距Lg乘以100】●最大荷重时2点延伸计的数据,最大荷重延伸 mm 公式=Ep 【最大荷重时2点延伸计的数据Ep)注明:在电路板接有2点延伸计的情况下】●最大荷重时2点延伸计延伸率,最大荷重2点延伸率 % 公式= Ep /Lg*100【最大荷重时2点延伸计的数据Ep除以标距Lg乘以100)注明:在电路板接有2点延伸计的情况下】●断裂荷重N 公式=Fb 【断裂荷重Fb】●断裂强度Mpa 公式=Fb/A 【断裂荷重Fb除以截面积A】●断裂时全程位移数据,断点位移mm 公式= Db 【断裂时全程位移数据Db】●断裂时全程位移延伸率,断裂延伸率计算方法1,伸长率 % 公式1= Db /Lg*100 【断裂时全程位移数据Db除以标距Lg乘以100】●断裂时全程位移延伸率,断裂延伸率计算方法2,伸长率 % 公式 2= Le/Lg*100 【伸长量Le除以标距Lg乘以100,伸长量Le是自动抓取的使用2点延伸计的时候Le抓取的是断裂时2点延伸计的数据,不使用2点延伸计的时候Le抓取的是断裂时全程位移的数据】●断裂时2点延伸计的数据,断裂2点延伸mm 公式=Exb 【(断裂时2点延伸计的数据Exb)注明:在电路板接有2点延伸计的情况下】●断裂时2点延伸率,断裂延伸率计算方法1,伸长率 % 公式1= Exb /Lg*100 【断裂时2点延伸计的数据Exb除以标距Lg乘以100)注明:在电路板接有2点延伸计的情况下】●断裂时2点延伸率,断裂延伸率算方法2,伸长率 % 公式2=Le/Lg*100【伸长量Le除以标距Lg乘以100,伸长量Le是自动抓取的使用2点延伸计的时候Le抓取的是断裂时2点延伸计的数据,不使用2点延伸计的时候Le抓取的是断裂时全程位移的数据】●抗拉强度,抗压强度,剥离强度,剪切强度Mpa 公式=Fp/A 【最大荷重Fp除以截面积A】●撕裂强度N/mm 公式=Fp/T 【最大荷重Fp除以试样厚度T】●扯断强度N/mm 公式=Fp/W 【最大荷重Fp除以试样宽度W】●拉伸模量,压缩模量,弹性模量,杨氏模量Mpa公式=El*Lg/A 【弹性系数El乘以标距Lg除以截面积A。
origin载荷位移曲线

深入解析Origin载荷位移曲线一、引言在材料科学和工程领域,载荷位移曲线是一个至关重要的工具,它用于描述材料在受到外力作用下的反应。
载荷位移曲线可以反映材料的弹性、塑性、强度、韧性等多种性质,因此被广泛用于材料测试、质量控制、产品研发等领域。
而Origin作为一款强大的数据分析和可视化软件,提供了丰富的工具和功能,可以帮助我们更好地理解和解析载荷位移曲线。
二、Origin载荷位移曲线的基本概念载荷位移曲线是通过实验测量得到的,描述了材料在受到外力作用下,其位移随着载荷的变化而变化的曲线。
一般来说,载荷位移曲线可以分为三个阶段:弹性阶段、屈服阶段和塑性阶段。
在弹性阶段,材料的位移随着载荷的增加而线性增加,当载荷达到一定程度时,材料进入屈服阶段,此时位移的增加速度逐渐减小,直到材料进入塑性阶段,位移随着载荷的增加而快速增加。
三、Origin载荷位移曲线的解析方法1. 弹性模量:在弹性阶段,载荷位移曲线的斜率即为材料的弹性模量,它描述了材料在单位应力作用下的位移变化。
Origin可以通过线性拟合工具来得到弹性模量的准确值。
2. 屈服强度:屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值,它可以通过观察载荷位移曲线在屈服阶段的特征来得到。
Origin提供了多种方法来确定屈服强度,如偏移法、面积法等。
3. 最大载荷:最大载荷是材料能承受的最大应力值,它反映了材料的强度。
Origin可以直接从载荷位移曲线上读取最大载荷的值。
4. 断裂韧性:断裂韧性是材料在断裂前能吸收的能量,它可以通过对载荷位移曲线进行积分来得到。
Origin的积分工具可以帮助我们准确地计算断裂韧性。
四、Origin在载荷位移曲线解析中的应用1. 数据导入和处理:Origin可以方便地导入各种格式的实验数据,并进行必要的预处理,如平滑处理、基线校正等,以提高数据的准确性和可靠性。
2. 曲线绘制和编辑:Origin提供了丰富的绘图工具和功能,可以绘制各种类型和风格的载荷位移曲线,并进行必要的编辑和调整,如改变线条颜色、添加标注等,以提高曲线的可读性和美观度。
高分子物理——聚合物的屈服与断裂

一、玻璃态高聚物的拉伸
(1)屈服点
应力达到一个极大值,屈服应力 (2)断裂方式(材料破坏有二种方式)
脆性断裂:屈服点之前发生的断裂
断裂表面光滑
不出现屈服
韧性断裂:在材料屈服之后的断裂(明显屈
服点和颈缩现象)
北京理工大学
断裂表面粗糙
(3)应变软化和应变硬化
应变软化:在拉伸过程中,应力随应变的增 大而下降
PVC在室温、图中表明的应变速率下测得的应力-应变曲线
随着拉伸速度提高,聚合物的模量增加,屈 服应力、断裂强度增加,断裂伸长率减少
• 柔性很大的链在冷却成玻璃态时,分子 之间堆砌得很紧密,在玻璃态时链段运 动很困难,要使链段运动需要很大的外 力,甚至超过材料的强度,刚性大,冷 却时堆砌松散,分子间相互作用力小, 链段活动余地较大,这种高聚物在玻璃 态时具有强迫高弹而不脆,脆点低, Tb,Tg间隔大,另外如果刚性太大,链段 不能运动,也不出现高弹形变。
0 exp(
RT )
对于某一种高聚物存在一个特征温度(Tb),只 要温度低于Tb,玻璃态高聚物就不能发展强迫高 弹形变。玻璃态高聚物只有处在Tb到Tg的温度范 围内,才能在外力作用下实现强迫高弹形变。
北京理工大学
外力 E a 拉伸速率 0 exp( ) 结构 RT 柔性高分子链:在玻璃态时呈现脆性。Tb≈Tg 刚性高分子链:较刚性:易出现受(强)迫 高弹性,脆点较低,Tb与Tg间隔较大。 高刚性:链段运动更加困难,Tb与Tg也很接 近。 分子量 分子量较小时,在玻璃态堆砌较紧密,呈现 脆性,Tb~Tg较接近。 当分子量增加到一定程度以后,Tb与Tg差距拉 大,直到达到临界值 北京理工大学
(B)受(强)迫高弹形变:材料在屈服后出现了
铝材变形计算

铝材变形计算铝材变形计算是工程设计中的重要部分,通过对材料的变形进行分析,可以确定工件在受力时的形变程度和变形方式,为工程设计和制造提供参考依据。
本文将从材料性质、应变和变形的关系、常用变形计算方法等几个方面详细介绍铝材变形计算。
一、材料性质铝材是一种常见的金属材料,具有轻质、强度较高、导电性好等优点,广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
在铝材变形计算中,需要了解铝材的力学性质,包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度等。
弹性模量是衡量材料抗弹性变形能力的参数,表示单位应力下的应变大小。
铝材的弹性模量一般在70-80 GPa之间。
屈服强度是材料开始发生塑性变形的临界点,即材料的应力超过一定值后不能完全恢复。
铝材的屈服强度一般在100-300 MPa之间。
抗拉强度是材料抗拉破坏的能力,表示材料在拉伸载荷下的最大应力值。
铝材的抗拉强度一般在200-400 MPa之间。
二、应变和变形的关系应变是材料受力引起的形变程度,表示单位长度变化的比例。
常见的应变包括线性应变和剪切应变。
线性应变是指材料在拉伸或压缩过程中,沿载荷方向的应变。
线性应变可以通过测量材料的应力和应变来计算,其中应力等于受力除以截面积,应变等于单位长度变化除以原始长度。
剪切应变是指材料在扭转或剪切过程中,平面内相邻层的位移差与层间距的比值。
剪切应变可以通过测量材料的剪切应力和应变来计算,其中剪切应力等于受力除以受力面积,剪切应变等于位移除以层间距离。
变形是材料在受力作用下产生的形状或尺寸的变化。
常见的变形包括拉伸变形、压缩变形、弯曲变形和剪切变形等。
三、常用变形计算方法1.拉伸变形计算:通过知道材料的弹性模量、截面面积、应力和应变等参数,可以计算出材料在拉伸过程中的形变程度。
拉伸变形计算公式为:ΔL = L * ε,其中ΔL为变形长度,L为原始长度,ε为应变。
2.压缩变形计算:与拉伸变形类似,通过材料的弹性模量、截面面积、应力和应变等参数,可以计算出材料在压缩过程中的形变程度。
机械设计中的强度计算方法

机械设计中的强度计算方法机械设计是一门综合性很强的学科,强度计算是其中的重要内容之一。
在机械设计中,强度计算的目的是确保设计的零件能够承受各种静态和动态载荷,并保持其结构完整。
本文将介绍机械设计中常用的强度计算方法。
一、静态强度计算方法静态强度计算是指对设计零件在静态载荷下的强度进行评估和计算。
常用的静态强度计算方法包括材料的强度学理论、挤压、拉伸和剪切等。
1. 材料的强度学理论材料的强度学理论是静态强度计算的基础。
常用的理论有最大应力理论、最大应变理论和能量方法等。
最大应力理论认为当材料受力时,其应力不能超过材料的屈服极限;最大应变理论认为当材料的应变超过其屈服点时,材料将发生破坏;能量方法根据材料在受力时的应力和应变关系来计算强度。
2. 挤压、拉伸和剪切挤压、拉伸和剪切是常见的静态强度计算方法。
挤压计算主要用于轴上的零件,其计算原则是在轴上施加的载荷与零件的强度进行匹配;拉伸计算主要用于拉杆、螺栓等零件,其计算原则是在零件上施加的拉力与零件的抗拉强度进行匹配;剪切计算主要用于薄板、焊缝等零件,其计算原则是在零件上施加的剪力与零件的剪切强度进行匹配。
动态强度计算是指对设计零件在动态载荷下的强度进行评估和计算。
常用的动态强度计算方法包括疲劳寿命计算、冲击载荷计算和振动计算等。
1. 疲劳寿命计算疲劳寿命计算用于评估设计零件在长期循环加载下的寿命。
常用的疲劳寿命计算方法有Wöhler曲线法和应力寿命法。
Wöhler曲线法建立了材料的应力与寿命关系曲线,通过对应力幅与平均应力的比值进行计算;应力寿命法通过疲劳试验获取材料的应力寿命曲线,并根据实际应力进行计算。
2. 冲击载荷计算冲击载荷计算用于评估设计零件在瞬态载荷下的强度。
常用的冲击载荷计算方法有冲击动力学分析法和能量法。
冲击动力学分析法通过分析冲击过程中的应力、应变和位移等参数,以及材料的冲击性能来计算强度;能量法基于能量守恒定律,将冲击能量与零件吸收能量进行比较。
金属材料强度测试的实验方法与数据处理

金属材料强度测试的实验方法与数据处理引言:金属材料在工程领域中具有广泛的应用,而了解其强度特性是确保安全设计和可靠性的关键。
金属材料的强度测试是评估其抗拉、抗压、抗剪等性能的重要手段。
在本文中,将介绍金属材料强度测试的常用实验方法,以及数据处理的技术和方法。
一、金属材料强度测试实验方法1. 抗拉测试方法:抗拉测试是测量金属材料在拉伸载荷下的性能。
测试时,需要使用拉伸试验机,将金属材料置于夹具之间,施加逐渐增加的拉伸力。
通过测量该拉伸力和金属样品的长度变化,可以计算出应力和应变的值。
根据施加力的速度和应变率的不同,可以得到不同应变速率下的应力应变曲线。
2. 压缩测试方法:压缩测试是测量金属材料在压缩载荷下的性能。
测试时,需要使用压缩试验机,将金属材料置于夹具之间,施加逐渐增加的压缩力。
通过测量该压缩力和金属样品的长度变化,可以计算出应力和应变的值。
同样,可以根据施加力的速度和应变率的不同,得到不同应变速率下的应力应变曲线。
3. 剪切测试方法:剪切测试是测量金属材料在剪切载荷下的性能。
测试时,需要使用剪切试验机,将金属材料置于夹具之间,施加逐渐增加的剪切力。
通过测量该剪切力和金属样品的剪切位移,可以计算出应力和应变的值。
同样,可以根据施加力的速度和应变率的不同,得到不同应变速率下的应力应变曲线。
二、金属材料强度测试数据处理的技术和方法1. 弹性模量的计算:弹性模量是评估金属材料在弹性变形范围内的刚度。
在拉伸测试中,可以通过绘制应力应变曲线的初始线段的斜率来计算弹性模量。
根据胡克定律,弹性模量可以通过应力除以应变来计算。
同样,在压缩和剪切测试中,也可以应用相同的方法计算弹性模量。
2. 屈服点的确定:屈服点是当金属材料开始发生塑性变形时的应力值。
通过绘制应力应变曲线,可以确定屈服点。
常见的方法是在曲线上找到一个明显的非线性段,该段表示开始发生塑性变形的位置。
屈服点可通过找到曲线上的偏差来确定。
3. 抗拉强度和屈服强度的计算:抗拉强度是金属材料在断裂前的最大应力值。
PUSHOVER方法总结
PUSHOVER方法1.介绍PushOVER计算是属于非线性静力计算,可以考虑多种非线性:材料非线性(在连接/支座单元内的多种类型的非线性属性;框架单元内的拉和/或压极限;框架单元内的塑性铰);几何非线性(P-delta 效应;大位移效应);阶段施工(结构改变;龄期、徐变、收缩)。
所有在模型中定义的材料非线性将在非线性静力分析工况中考虑。
用户可选择考虑几何非线性的类型: 无 P-delta 效应 大位移效应。
阶段施工可作为一个选项。
即使独立的阶段是线性的,结构从一个阶段到下一阶段被考虑为非线性。
2 加载用户可施加任意荷载工况组合、加速度荷载和模态荷载。
其中模态荷载是用于pushover分析的特定类型的荷载。
它是在节点的力的模式,与特定振型形状、圆频率平方(ω2)、分配至节点质量的乘积成正比。
指定的荷载组合同时施加。
一般地,荷载从零增加至完全指定的量。
对于特殊目的(如pushover 或snap-though 屈曲),用户可选择使用监控结构所产生的位移来控制加载。
当用户知道所施加的荷载量,且期望结构能够承担此荷载时,选择荷载控制。
例如,施加重力荷载。
在荷载控制下,所有荷载从零增加至完全指定的量。
当用户知道所期望的结构位移,但不知道施加多少荷载时,选择位移控制。
这对于在分析过程中可能失去承载力而失稳的结构,是十分有用的。
标准的应用包括静力pushover 或snap-though 屈曲分析。
用户必须选择一个位移分量来监控,可以是节点的单个自由度,或一个用户以前定义的广义位移。
用户必须指定分析中的目标位移。
程序将试图施加达到此位移的荷载。
荷载量在分析中可被增加或减少。
确认选择一个在加载过程中单调增加的位移分量。
若这不可能,则用户必须将分析分割至两个或更多的顺序工况,在不同的工况中改变所监控的位移。
注意使用位移控制和在结构施加位移荷载是不同的!位移控制只用来计量从所施加荷载产生的位移,来调整荷载量,以试图达到某种计量的位移值。
方管载荷计算
承载力计算公式比如50*30*的二个端点架起,中间悬空1米的跨度,在这1米的跨度上50*30*的能放多重的物品。
M=Pac/L(M:弯矩,P集中力,a集中力距支座距离,c集中力距另一支座距离,L跨度,L =a+c)W=b*h*h*h/12(仅用于矩形截面)f=M/W≤材料的许用应力(弹性抗拉强度/安全系数)。
强度计算=M/W (其中,弯矩M=*2,W为截面模量)刚度计算=(5qL*4)/ 384EI力学性能是保证钢材最终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。
在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度(σb)试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的最大力(Fb),出以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。
它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。
计算公式为:式中:Fb--试样拉断时所承受的最大力,N(牛顿);So--试样原始横截面积,mm2。
②屈服点(σs)具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。
若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。
屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的最大应力;下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的最小应力。
屈服点的计算公式为:式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿);So--试样原始横截面积,mm2。
③断后伸长率(σ)在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。
以σ表示,单位为%。
计算公式为:式中:L1--试样拉断后的标距长度,mm;L0--试样原始标距长度,mm。
④断面收缩率(ψ)在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。
D-P准则在岩体工程中应用
D-P准则在岩体工程中的应用摘要:Drucker-Prager(下简称D-P)系列屈服准则作为Mohr-Coulomb(下简称M-C)准则的修正模型在岩土工程中得到了广泛的使用。
本文主要介绍D-P准则在岩体工程中的应用研究,即采用不同的D-P准则具体分析在不同工程中的应用。
本文分析了不同D-P准则在稳定分析中的应用、在隧道开挖中的应用、边坡系数的研究和地下洞室围岩稳定影响研究。
关键词:D-P系列屈服准则;稳定分析;隧道开挖;边坡系数;地下洞室围岩稳定影响研究1 D-P系列屈服准则在稳定分析中的应用研究这一问题的探讨分为两部分进行:一是通过算例来探讨在稳定分析中选用合适的D-P系列屈服准则应具备的条件;二是通过算例结果分析提出在稳定分析中如何选用合适的D-P系列屈服准则的方法。
由王先军等研究分析可知,只要选用的D-P系列屈服准则对应的Lode角氏能反映产生滑动的区域的受力状态,是能够得到较为理想的结果的。
一些对于抗滑稳定影响不大的部位,即使其应力状态与所选用D-P系列屈服准则对应的氏有一定差距(有时即使较大),也不会对结果造成太大影响。
因此,在稳定分析中选用合适的D-P系列屈服准则时应先明确产生滑动的区域以及滑动区域的受力状态,然后再采用对应的D-P系列屈服准则进行计算。
明确滑动区域的问题相对来说比较简单,因为在稳定分析中采用不同的D-P 系列屈服准则得到的强度储备系数可能不同,但一般不会改变边坡和坝基的失稳模式,因此,采用任一D-P系列屈服准则就可以得到边坡和坝基的失稳模式,从而明确产生滑动的区域。
明确滑动区域受力状态的问题相对比较复杂,在强度储备系数为2.1之前,θb平均值相对稳定在200左右,变化较小,而此时尾岩抗力体部位的大部分岩体还处于弹性状态,在强度储备系数为2.1以后,屈服区快速发展,氏平均值减小速度加快,很快过渡到失稳状态。
由于在整个降强度的过程中,θb平均值150-21.70之间变化,变化范围不大,并在强度储备系数为1.0时取到最大值21.7,而强度储备系数为1.0时尾岩抗力体部位均处于弹性状态,因此,可先采用弹性有限元计算,确定滑动区域的受力状态,根据滑动区域受力状态对应的氏平均值选用相应的D-P系列屈服准则进行计算即可。
《强度理论 》课件
CATALOGUE
目录
强度理论概述强度理论的类型强度理论的计算方法强度理论的应用实例强度理论的未来发展
01
强度理论概述
机械工程
用于飞机、火箭等复杂结构的强度分析。
航空航天
土木工程
材料科学
01
02
04
03
用于研究材料的力学性能和失效机制。
用于设计和分析机械零件、结构件等。
总结词
03
强度理论的计算方法
静力计算方法是强度理论中常用的一种方法,主要用于分析结构在静力载荷作用下的响应。
静力计算方法概述
基于牛顿第二定律和弹性力学的基本原理,通过建立平衡方程和应力应变关系来求解结构的内力和位移。
基本原理
适用于分析结构在静力载荷作用建筑结构的强度分析是确保建筑物安全的重要环节,通过强度理论的运用,对建筑物的各个组成部分进行受力分析、稳定性评估和抗震性能研究。
总结词
在建筑结构的强度分析中,强度理论同样发挥了重要作用。通过对建筑物的梁、柱、板等各个组成部分进行受力分析,了解其在各种工况下的应力分布和承载能力。同时,结合建筑物的功能需求和地理环境,对建筑物的稳定性、抗震性能等进行评估。通过合理的强度分析,可以有效地避免建筑物在自然灾害或意外事故中发生倒塌或损坏,保障人们的生命财产安全。
详细描述
第二强度理论认为,材料在受到外力作用时,其破坏是由于最大剪应力达到材料屈服极限所引起的。当最大剪应力达到材料的屈服极限时,材料发生屈服破坏,即丧失了承载能力。
VS
形状改变比能达到材料屈服极限时发生屈服破坏。
详细描述
第三强度理论认为,材料在受到外力作用时,其破坏是由于形状改变比能达到材料屈服极限所引起的。当形状改变比能达到材料的屈服极限时,材料发生屈服破坏,即丧失了承载能力。
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屈服位移三种计算方法
在工程和材料力学的研究中,屈服位移是一个非常重要的参数。它是
指当材料受到一定载荷作用时,发生屈服和塑性变形的位移量。通过计算
屈服位移,可以评估材料的塑性变形能力和抗力能力,并在材料设计和结
构分析中起到重要的作用。根据材料力学理论的不同,有三种常用的方法
可以计算屈服位移。
第一种方法是基于弹性塑性理论。根据弹塑性理论,当材料受到载荷
作用时,会发生弹性变形和塑性变形。弹性变形是可逆的,而塑性变形是
不可逆的。在材料的屈服点,弹性和塑性变形之间的转变发生,材料开始
产生塑性变形。根据屈服理论,当材料的应力达到屈服强度时,屈服位移
就被定义为弹性变形和塑性变形之间的转变位移。通过测量材料的应力和
应变曲线,可以确定屈服点的位置,从而计算出屈服位移。
第二种方法是基于材料的流变本构关系。流变学是研究材料在应力作
用下的流动和变形特性的学科。材料的流变学性质可以通过应力应变曲线
以及材料的本构关系来描述。在材料的流变学模型中,有一种常用的本构
模型叫做弹塑性本构模型。在这种模型中,材料的应力和应变关系是通过
一个流变方程来描述的。根据这个流变方程,可以通过测量材料的应力和
应变曲线,从中计算出材料的屈服位移。这种方法可以更准确地描述材料
的非线性变形特性,特别适用于高强度材料和复杂的应力状态。
第三种方法是基于塑性位移假设。在一些情况下,材料在屈服时会出
现明显的宏观塑性变形,而无需考虑材料的弹性变形。在这种情况下,可
以假设材料的位移主要来自于塑性变形,而忽略弹性变形。根据这个假设,
可以通过测量材料的塑性应变和应力曲线,从中计算出屈服位移。这种方
法通常用于一些特殊材料,如金属,在高应变速率下的屈服行为。
综上所述,计算屈服位移的方法主要有基于弹性塑性理论、流变本构
关系以及塑性位移假设。不同的方法适用于不同的材料和实验条件,通过
选择合适的方法进行计算可以得到更准确的结果。在工程实践中,通常会
综合应用多种方法,以获得更全面的材料性能评估。