材料力学性能第七章
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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。
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。
第二章应力状态软性系数:材料某一应力状态,τmax和σmax的比值表示他们的相对大小,成为应力状态软性系数,比为α,α=τmaxσmax缺口敏感度:缺口试样的抗拉强度σbn 与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示缺口敏感度,即为NSR=σbnσb第三章低温脆性:在实验温度低于某一温度t2时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显降低,断裂机理由微孔聚集性变为穿晶解理型,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。
材料力学性能第一章二节.弹变1,。
弹性变形:材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。
这种可恢复的变形称为弹性变形。
2.弹性模量:表征材料对弹性变形的抗力3.弹性性能与特征是原子间结合力的宏观体现,本质上决定于晶体的电子结构,而不依赖于显微组织,因此,弹性模量是对组织不敏感的性能指标。
4.比例极限σp:应力与应变成直线关系的最大应力。
5.弹性极限σe:由弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。
6.弹性比功:表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力,又称弹性比应变能。
7.力学性能指标:反映材料某些力学行为发生能力或抗力的大小。
8.弹性变形特点:应力与应变成比例,产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状9.滞弹性: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。
10.循环韧性:指在塑性区加载时材料吸收不可逆变形功的能力。
11.循环韧性应用:减振、消振元件。
12.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,称为包申格效应。
13.包申格应变:指在给定应力下,正向加载与反向加载两应力-应变曲线之间的应变差。
14.消除包申格效应:预先进行较大的塑性变形。
在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火。
三节:塑性1.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性) 变形的能力.2.影响材料屈服强度的因素:㈠内在因素. 1. 金属本性及晶格类型.主滑移面位错密度大,屈服强度大。
2. 晶粒大小和亚结构.晶界对位错运动具有阻碍作用。
晶粒小可以产生细晶强化。
都会使强度增加。
3.溶质原子:溶质元素溶入金属晶格形成固溶体,产生固溶强化。
4,第二相. a.不可变形的第二相绕过机制.留下一个位错环对后续位错产生斥力, b.可以变形的第二相切过机制.由于,质点与基体间晶格错排及位错切过第二相质点产生新界面需要做功,使强度增加。
材料力学章节重点和难点第一章绪论1.主要内容:材料力学的任务;强度、刚度和稳定性的概念;截面法、内力、应力,变形和应变的基本概念;变形固体的基本假设;杆件的四种基本变形。
2.重点:强度、刚度、稳定性的概念;变形固体的基本假设、内力、应力、应变的概念。
3.难点:第二章杆件的内力1.主要内容:杆件在拉压、扭转和弯曲时的内力计算;杆件在拉压、扭转和弯曲时的内力图绘制;平面弯曲的概念。
2.重点:剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图。
3. 难点:绘制剪力图和弯矩图、剪力和弯矩间的关系。
第三章杆件的应力与强度计算1.主要内容:拉压杆的应力和强度计算;材料拉伸和压缩时的力学性能;圆轴扭转时切应力和强度计算;梁弯曲时正应力和强度计算;梁弯曲时切应力和强度计算;剪切和挤压的实用计算方法;胡克定律和剪切胡克定律。
2.重点:拉压杆的应力和强度计算;材料拉伸和压缩时的力学性能;圆轴扭转时切应力和强度计算;梁弯曲时正应力和强度计算。
3.难点:圆轴扭转时切应力公式推导和应力分布;梁弯曲时应力公式推导和应力分布;第四章杆件的变形简单超静定问题1.主要内容:拉(压)杆的变形计算及单超静定问题的求解方法;圆轴扭转的变形和刚度计算;积分法和叠加法求弯曲变形;用变形比较法解超静定梁。
2.重点:拉(压)杆的变形计算;;圆轴扭转的变形和刚度计算;叠加法求弯曲变形;用变形比较法解超静定梁。
3.难点:积分法和叠加法求弯曲变形;用变形比较法解超静定结构。
第五章应力状态分析? 强度理论1.主要内容:应力状态的概念;平面应力状态分析的解析法和图解法;广义胡克定律;强度理论的概念及常用的四种强度理论。
2.重点:平面应力状态分析的解析法和图解法;广义虎克定律;常用的四种强度理论。
3.难点:主应力方位确定。
第六章组合变形1.主要内容:拉伸(压缩)与弯曲、斜弯曲、扭转与弯曲组合变形的强度计算;2.重点: 弯扭组合变形。
3.难点:截面核心的概念第七章压杆稳定1.主要内容:压杆稳定的概念;各种支座条件下细长压杆的临界载荷;欧拉公式的适用范围和经验公式;压杆的稳定性校核。
第一章1.应力-应变曲线(拉伸力-伸长曲线)。
拉伸力在Fe以下阶段,为弹性变形阶段,到达Fa后,试样开始发生塑性变形,最初试样局部区域产生不均匀屈服塑形变形,曲线上出现平台或锯齿,直至C点结束。
继而进入均匀塑形变形阶段。
达到最大拉伸Fb时,试样在此产生不均匀塑形变形,在局部区域产生缩颈。
最终,在拉伸力Fk处,试样断裂。
2.弹性变形现象及指标弹性变形:是可逆性变形,是金属晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。
弹性变形指标:①弹性模量,是产生100%弹性变形所需应力。
②弹性比功(弹性比能、应变比能),表示金属吸收弹性变形功的能力。
③滞弹性: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。
④循环韧性:金属材料在交变载荷(振动)下吸收不可逆变形功的能力。
3.塑性变形现象及指标金属材料常见塑性变形方式主要为滑移和孪生。
滑移:金属材料在切应力作用下位错沿滑移面和滑移方向运动而进行切变得过程。
孪生:金属材料在切应力作用下沿特定晶面和特性晶向进行的塑性变形。
塑性变形特点:①各晶粒变形的不同时性和均匀性;②各晶粒变形的相互协调性。
塑性变形指标:⑴屈服强度,屈服强度及金属材料拉伸时,试样在外力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力。
屈服现象:金属材料开始产生宏观塑形变形的标志。
屈服现象相关因素:①材料变形前可动位错密度很小;②随塑性变形的发生,位错能快速增殖;③位错的运动速率与外加应力有强烈的依存关系。
屈服现象指标:规定非比例伸长应力;规定残余伸长应力;规定总伸长应力。
影响屈服强度因素:①内在因素:金属本性和晶格类型;晶粒的大小和亚结构;溶质元素;第二相。
②外在因素:温度、应变速率、应力状态。
⑵应变硬化:金属材料阻止继续塑形变形的能力,塑性变形是硬化的原因,硬化是结果。
⑶缩颈:韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象,是应变硬化与截面减小共同作用的结果。
抗拉强度:韧性金属试样拉断过程中最大力所对应的应力。