物理力学性能

影响加工表面物理力学性能的因素机械加工过程中，工件由于受到切削力、切削热的作用，其表面与基体材料性能有很大不同，在物理力学性能方面发生较大的变化。

一、加工表面层的冷作硬化在切削或磨削加工过程中，若加工表面层产生的塑性变形使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长、碎裂和纤维化，引起表面层的强度和硬度提高的现象，称为冷作硬化现象。

表面层的硬化程度取决于产生塑性变形的力、变形速度及变形时的温度。

力越大，塑性变形越大，产生的硬化程度也越大。

变形速度越大，塑性变形越不充分，产生的硬化程度也就相应减小。

变形时的温度影响塑性变形程度，温度高硬化程度减小。

（一）影响表面层冷作硬化的因素1．刀具刀具的刃口圆角和后刀面的磨损对表面层的冷作硬化有很大影响，刃口圆角和后刀面的磨损量越大，冷作硬化层的硬度和深度也越大。

2．切削用量在切削用量中，影响较大的是切削速度VC和进给量f。

当VC增大时，则表面层的硬化程度和深度都有所减小。

这是由于一方面切削速度增大会使温度增高，有助于冷作硬化的回复；另一方面由于切削速度的增大，刀具与工件接触时间短,使工件的塑性变形程度减小。

当进给量f 增大时，则切削力增大，塑性变形程度也增大，因此表面层的冷作硬化现象也严重。

但当f较小时，由于刀具的刃口圆角在加工表面上的挤压次数增多，因此表面层的冷作硬化现象也会增大。

3．被加工材料被加工材料的硬度越低和塑性越大，则切削加工后其表面层的冷作硬化现象越严重。

（二）削减表面层冷作硬化的措施1．合理选择刀具的几何参数，采纳较大的前角和后角，并在刃磨时尽量减小其切削刃口圆角半径；2．使用刀具时，应合理限制其后刀面的磨损程度；3．合理选择切削用量，采纳较高的切削速度和较小的进给量；4．加工时采纳有效的切削液。

二、表面层的金相组织变化（一）影响表面层的金相组织变化的因素机械加工时，切削所消耗的能量绝大转化为热能而使加工表面显现温度上升。

当温度上升到超过金相组织变化的临界点时，就会产生金相组织的变化。

材料物理学中的物理性能测试材料物理学是研究材料的结构、性质和性能的学科，而物理性能测试则是评估这些材料在不同环境下的响应和表现的重要手段。

通过物理性能测试，我们可以了解材料的力学性能、热学性能、电学性能等，从而为材料的设计、选择和应用提供科学依据。

一、力学性能测试力学性能是材料最基本的性能之一，它包括材料的强度、硬度、韧性等指标。

常见的力学性能测试方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。

拉伸试验是最常用的力学性能测试方法之一，通过施加拉力来测量材料的抗拉强度、屈服强度、断裂强度等指标。

压缩试验则是施加压力来测量材料的抗压强度、屈服强度等。

弯曲试验则是通过施加弯曲力来测量材料的弯曲强度、弯曲模量等。

二、热学性能测试热学性能是材料在热力学条件下的表现，包括导热性能、热膨胀性能等。

导热性能测试是评估材料导热性能的重要方法，常用的测试方法有热传导仪、热导率计等。

热膨胀性能测试则是测量材料在温度变化下的线膨胀系数，常用的测试方法有热膨胀仪、激光干涉仪等。

三、电学性能测试电学性能是材料在电场、电流下的表现，包括电导率、介电常数、电阻等。

电导率测试是评估材料导电性能的重要方法，常用的测试方法有四探针法、电导率计等。

介电常数测试则是测量材料在电场中的响应，常用的测试方法有介电常数测试仪、电容测量仪等。

电阻测试则是测量材料对电流的阻碍程度，常用的测试方法有电阻测试仪、电阻箱等。

四、其他物理性能测试除了上述的力学性能、热学性能和电学性能测试外，材料物理学中还有其他重要的物理性能需要测试。

例如，磁学性能测试是评估材料磁性的重要手段，常用的测试方法有霍尔效应测试、磁滞回线测试等。

光学性能测试则是评估材料对光的传输、反射、折射等性能的重要方法，常用的测试方法有透射光谱仪、反射光谱仪等。

综上所述，物理性能测试在材料物理学中具有重要的地位和作用。

通过对材料的力学性能、热学性能、电学性能等进行测试，我们可以全面了解材料的性能特点，为材料的设计、选择和应用提供科学依据。

第二章混凝土结构材料的物理力学性能2.1砼的物理力学性能材料的力学性能指标包括：强度指标和变形性能指标。

本节内容一、混凝土的组成结构二、单向受力状态下的混凝土强度（重点）三、复合受力状态下的混凝土强度四、混凝土的变形性能2.1.1 混凝土的组成结构普通混凝土是由水泥、砂子和石子三种材料及水按一定配合比拌合，经过凝固硬化后做成的人工石材。

1、混凝土结构分为三种基本类型：微观结构：即水泥石结构，由水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成，其物理力学性能取决于水泥的化学—矿物成分、粉磨细度、水灰比和硬化条件亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构；可看作以水泥石为基相、砂子为分散相的二组分体系，砂子和水泥石的结合面是薄弱面。

对于水泥砂浆结构，除上述决定水泥石结构的因素外，砂浆配合比、砂的颗粒级配与矿物组成、砂粒形状、颗粒表面特性及砂中的杂质含量是重要控制因素宏观结构：即砂浆和粗骨料两组分体系。

与亚微观结构有许多共同点，因为这时可以把水泥砂浆看作基相，粗骨料分布在砂浆中，砂浆与粗骨料的结合面也是薄弱面。

2、混凝土的内部结构特点a)混凝土是一种复杂的多相复合材料。

其组份中的砂、石、水泥胶块中的晶体、未水化的水泥颗粒组成了混凝土中错综复杂的弹性骨架，主要用它来承受外力，并使混凝土具有弹性变形的特点；b)水泥胶块中的凝胶、孔隙和结合界面初始微裂缝等，在外荷载作用下则使混凝土产生塑性变形。

c)混凝土结构中的孔隙、界面微裂缝等先天缺陷，往往是混凝土受力破坏的起源，而微裂缝在受荷时的发展对混凝土的力学性能起着极为重要的影响。

2.1.2、单向受力状态下的混凝土强度用途：是进行钢筋混凝土结构构件强度分析、建立强度理论公式的重要依据。

1、立方体抗压强度 混凝土强度等级立方体抗压强度是最主要和最基本的指标。

混凝土的强度等级是依据混凝土立方体抗压强度标准制f cuk 确定的。

（1）测定方法：以边长150mm 立方体标准试件，在标准条件下（20±3℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm 2/s ，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗压强度值，用符号C 表示，C30表示f cu,k =30N/mm 2现《规范》根据强度范围，从C15~C60共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。

钢铁的物理力学性能和机械性能fangjym 的钢铁的物理力学性能和机械性能钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。

钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。

1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。

3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。

钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。

1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。

3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

水泥物理力学性能试验试题（一）填空题1、水泥取样可连续取，亦可从（20）个以上不同部位取等量样品，总量至少（12Kg2、水泥胶砂试块质量比，水泥：ISO标准砂：水等于（1 : 3 : 0.5 ）3、水泥胶砂强度试验方法采用尺寸（40mm*40mm*160mm）棱柱体试块的水泥抗压强度和抗折强度4、达到试验龄期时将试块从水中取出用潮湿棉布覆盖先进行（抗折强度）试验，折断后每截再进行（抗压强度）试验5、试验室室内空气（温度）和（相对湿度）以及养护池水的（水温）在工作期间每天至少记录一次6、养护箱的温度与相对湿度至少每4h记录一次，在自动控制的情况下记录次数酌情减至一天记录（二次）。

7、水泥胶砂振实台为了防止外部振动影响振实效果，需要在整个混凝土基座下放一层厚约（5mm）天然橡胶弹性衬垫。

8、水泥抗折试验以（50±10N/S）的速率均匀加荷，直至破坏。

9、制备胶砂后立即进行成型。

用勺子将胶砂分（二层）装入试模，装第一层时，每个槽约放300g，用大播料器垂直模套顶部沿着每个槽来回一次播平，接着振实（60）次。

再装入第二层，用小播料器播平，再振实（60）次。

10、试体龄期是从（水泥加水搅拌）开始试验时算起。

11、雷氏夹受力弹性应符合要求。

当一根指针的根部先悬挂在尼龙丝上，另一根指针的根部再挂上（300g）质量的砝码时，两根指针针尖的距离增加应在（17.5±2.5mm）范围内，并且去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。

12、由（水泥全部加入水中）至终凝状态的时间为水泥的初凝时间，用什么单位（min）表示。

13、水泥安定性试验每个样品需成型（两）个试件14、当两个试件煮后增加距离（口八）的平均值大于（5.0）mm时，应用同一样品立即重做一次试验，以复检结果为准。

15、普通硅酸盐水泥的强度等级分为（42.5、42.5R、52.5、52.5R）四种。

16.确定初凝时间、终凝时间时两测点之间的间距（10）mm且距离试模边缘（10）mm.17.在试模上做标记或用字条标明（样品编号）、（强度）、（成型日期）、（时间）和（试件相对于振实台的位置）。

PA66物性数据引言概述:PA66是一种常见的工程塑料，具有优良的物理力学性能和热稳定性。

本文将详细介绍PA66的物性数据，包括力学性能、热学性能、电学性能、阻燃性能和耐化学性能等方面。

一、力学性能：1.1 强度：PA66的拉伸强度通常在50-80 MPa之间，具有较高的强度，适用于承受较大载荷的应用。

1.2 弯曲强度：PA66的弯曲强度约为80-120 MPa，具有较好的抗弯性能，适用于需要抵抗弯曲应力的结构件。

1.3 冲击强度：PA66的冲击强度通常在15-25 kJ/m²之间，具有较高的冲击韧性，能够抵抗外部冲击和振动。

二、热学性能：2.1 熔点：PA66的熔点约为250-260℃，具有较高的热稳定性，适用于高温环境下的应用。

2.2 热膨胀系数：PA66的热膨胀系数约为7-9×10^-5/℃，具有较低的热膨胀性，能够减少因温度变化引起的尺寸变化。

2.3 热导率：PA66的热导率通常在0.25-0.3 W/(m·K)之间，具有较低的热导性，适用于需要保持温度稳定的应用。

三、电学性能：3.1 体积电阻率：PA66的体积电阻率约为10^14-10^16 Ω·cm，具有较高的绝缘性能，适用于电气绝缘应用。

3.2 表面电阻率：PA66的表面电阻率约为10^12-10^14 Ω，具有较好的抗静电性能，适用于防静电应用。

3.3 介电常数：PA66的介电常数约为3-4，具有较低的介电常数，能够减少电介质中的能量损耗。

四、阻燃性能：4.1 火焰等级：PA66通常具有UL94 V-2等级的阻燃性能，能够自熄并阻止火焰蔓延，提高安全性。

4.2 氧指数：PA66的氧指数通常在25-30之间，具有较高的氧指数，能够抵抗火焰的燃烧。

4.3 烟密度：PA66的烟密度较低，燃烧时产生的烟雾较少，降低了火灾的危险性。

五、耐化学性能：5.1 耐溶剂性：PA66具有较好的耐溶剂性，能够抵抗多种有机溶剂的侵蚀。

力学性能的含义引言在物理学和工程学中，力学性能是指材料或结构在受到外力作用时所表现出来的力学特性和行为。

力学性能对于材料和结构的设计和应用具有重要的指导意义，它可以衡量材料或结构的强度、刚度、韧性、耐久性等关键指标，从而保证其在实际应用中的可靠性和安全性。

强度强度是指物体在受到外力作用时抵抗变形和破坏的能力。

在力学中，常用的强度指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。

屈服强度是材料在加载过程中开始发生塑性变形的临界点，是表示材料抵抗残余变形和抗疲劳能力的重要参数。

抗拉强度是材料在拉伸过程中能承受的最大应力，是衡量材料抗拉性能的关键指标。

抗压强度则是材料在受到压缩力作用时能承受的最大应力。

刚度刚度是指物体在受到外力作用时相对于变形的抵抗能力。

刚度可以反映物体的弹性特性，刚度越大表示物体在受力后产生的变形越小。

刚度的大小取决于材料的弹性模量和几何形状等因素。

刚度对于各种结构的设计和应用非常重要，例如在建筑领域中，设计高层建筑时需要考虑风力对结构的作用，刚度越大的结构可以避免过大的变形和振动。

韧性韧性是指材料在受到外力作用时能够吸收能量的能力，并且不发生破坏。

韧性是衡量材料抗冲击和断裂的能力的重要指标，它同时考虑了材料的强度和韧性。

韧性越高的材料在受到冲击或者承受大变形时能够继续保持完整，不会发生突然破坏。

在工程设计中，为了保证结构的安全性和可靠性，通常要求材料具有较高的韧性。

耐久性耐久性是指材料在长期使用和受到外界环境因素影响时保持稳定性和性能的能力。

材料的耐久性取决于其在不同环境和应力下的腐蚀、变形、疲劳等行为。

具有良好耐久性的材料能够在长期使用过程中保持其性能和功能，延长其使用寿命。

耐久性的评价一般需要进行长期的实验和观察，通过对材料的分析和测试可以确定其耐久性的指标。

结论力学性能是材料科学和工程学中的重要内容，它对于材料和结构的设计、制造和应用都具有重要的影响。

了解力学性能能够帮助我们选择合适的材料和优化设计方案，保证产品的质量和可靠性。

§1-1混凝土的物理力学性能一、混凝土的强度（一）混凝土的抗压强度1、立方体抗压强度标准值f cu ,kf cu ,k =μf150s (1−1.645δf150) 平均值（1-1.645变异系数）（δf150=σf150/μf150s ） 变异系数=均差/平均值2、柱体或轴心（高宽比≥3）抗压强度标准值f ck柱体抗压强度的平均值=α倍的立方体抗压强度平均值 即：μfc s =α×μf150sα：与混凝土强度等级有关，对C 50及以下混凝土取α=0.76；C 55~C 80混凝土取α=0.77~0.82假定构件混凝土柱体抗压强度变异系数与立方体抗压强度变异系数相同，侧:构件混凝土柱体抗压强度标准值=构试件抗压强度平均换算系数（GB/T50283-1999条文说明建议值0.88）×混凝土强度等级系数α×混凝土脆性系数β（C 40~C 80分别取1.0~0.87）×混凝土立方体抗压强度标准值f cu,k 即f ck =0.88×α×β×f cu,k（二）混凝土的抗拉强度f t s混凝土轴心抗拉强度f t s 的平均值μft s =立方体抗压强度平均值μf150s 的0.55次方×0.395即 μft s =0.395(μf150s )0.55 构件混凝土轴心抗拉强度平均值μft =0.88×0.395(μf150s )0.55 假定构件混凝土轴心抗拉强度变异系数与立方体抗压强度变异系数相同，侧:构件混凝土轴心抗拉强度标准值f t k =0.88×0.395 μf150s0.55(1−1.645)δf150×β（三）混凝土的抗剪强度f v s混凝土抗剪强度f v s 与立方体抗压强度f cu s 的关系：f v s = 0.38~0.42 (f cu s )0.57混凝土抗剪强度f v s 与混凝土抗拉强度f t s 的关系：f v s =（1.13~1.04）f t s二、混凝土的变形性能。

金属材料的物理、力学性能金属材料的物理性能：密度、熔点、导电性、导热性及热膨性等。

磁性？密度：g/cm2它表示某种金属材料单位体积的质量，不同金属材料的密度是不相同的。

在机械制造业上，通常利用“密度”来计算毛坯的质量（习惯上称为质量）。

金属材料的密度也直接关系到由它所制成的零件或构件的质量或紧凑程度，这点对于要求减轻机件自重的航空和宇航工业制件具有特别重要的意义。

熔点：K或℃金属材料由固态转变为液体的熔化温度，称为熔点。

铸造和锻造温度。

比热容：c、J/(kg*K)单位质量的某种物质，在温度升高1℃时吸收的热量，或者温度降低1℃时所放出的热量，叫做这种物质的比热容。

热导率：λ、W/(m*K)标志着物质传导热的能力，热导率大的材料，它的导热性就好。

金属型铸造和锻造的加热速度。

线胀系数：α、1/K金属材料温度每升高1℃所增加的长度与原来长度的比值，称为线胀系数。

它是衡量金属材料热膨胀性大小的性能指标。

线胀系数大的材料，它在受热后的膨胀性就大。

金属的热膨胀系数的数值不是一个固定值；随着温度的增高，其数值也相应增大。

对钢来说，线胀系数的数值一般在（10∽20）×10（-6次方）/K的范围之内。

铁轨、模锻的模具、量具要考虑热膨胀性。

电阻率：ρ、Ω·m是计算和衡量金属材料在常温下（20℃）电阻值大小的性能的指标。

电阻率大，表明这种材料的电阻也大，其导电性能就差。

电导率：γ、S/m电阻率的倒数，叫做电导率。

电导率越大，电阻率就越小，这种材料的导电性就越好。

电器元件：铜、铝电阻温度系数：αp、Ω/℃电阻随温度而变化的比例常数，就叫做电阻温度系数。

纯金属及大多数合金，其电阻皆因温度的增高而增加，碳和电解质的电阻，多因温度而降低；某些特制的合金，如铜锰镍合金，其电阻几乎不受温度增减的影响。

利用这一特性，可以制成各种不同用途的电阻合金。

金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所反映出来的性能。

弹性：金属在受到外力作用时发生变形，外力撤销后其变形逐渐消失的性质。