材料的机械性能是材料的宏观性能。各种工程结构设计的材料选择的主要依据。根据相关标准规定的方法和步骤，使用相应的测试设备和仪器测量各种工程材料的力学性能。
材料的机械性能是指材料在常温和静态载荷下的宏观机械性能。它是确定各种工程设计参数的主要依据。这些机械性能需要在材料试验机上根据指定的测试方法和程序，通过标准试样进行测量，并且应同时测量材料的应力-应变曲线。
对于延性材料，有两个阶段：弹性和塑性。弹性工作台的机械性能如下：
①比例尺限制。最大应力极限，即应力与应变之比。当应力小于或等于比例极限时，应力和应变满足胡克定律，即应力和应变成比例。
②弹性极限。弹性阶段的最大应力极限。在弹性阶段，卸载后变形消失。在该阶段的变形称为弹性变形。大多数工程材料的比例极限非常接近弹性极限，因此可以近似认为所有弹性阶段的应力和应变都满足胡克定律。
③弹性模量。在弹性阶段，获得法向应力与线性应变的比率常数e。
④剪切弹性模量。剪切应变与剪切应力之比。
⑤泊松比。垂直于加载方向的线性应变与沿着加载方向的线性应变之比（ν）。
以上三个弹性常数满足g = E / 2（1 + V）。塑性相的机械性能如下：
①屈服强度。当产生压力时。也称为屈服极限。屈服时，应力不会增加，但应变将继续增加。
②有条件的屈服强度。对于某些没有明显屈服阶段的材料，将一定塑性应变（例如0.2％）下的应力值作为条件屈服强度。当应力超过屈服强度时，弹性变形将完全消失，但仍会存在一些无法消除的残余变形，称为永久变形或塑性变形。
③加强强度极限。当应力超过屈服强度时，材料将由于塑性变形而经受应变强化，也就是说，增加应变需要继续增加应力。该阶段称为应变强化阶段。强化阶段的最大应力极限是强度极限。当应力达到强度极限时，试样将产生局部收缩变形，这称为颈缩。
④伸长率（δ）和面积减少率（ψ）。拉伸断裂后的长度与截面积的变化与加载前的变化之比为δ=（lb-10）/ 10×100％，ψ=（a0ab）/ A0×100％。其中l0和A0分别是标距长度和标本长度范围内的面积； LB和ab是断裂后的标距长度和断裂时的最小横截面积。
材料的力学性能
mechanical properties of materials
主要是指材料的宏观性能，如弹性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性能等。它们是设计各种工程结构时选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测出的。表征材料力学性能的各种参量同材料的化学组成、晶体点阵、晶粒大小、外力特性（静力、动力、冲击力等）、温度、加工方式等一系列内、外因素有关。材料的各种力学性能分述如下：
弹性性能 材料在外力作用下发生变形，如果外力不超过某个限度，在外力卸除后恢复原状。材料的这种性能称为弹性。外力卸除后即可消失的变形，称为弹性变形。表示材料在静载荷、常温下弹性性能的一些主要参量可以通过拉伸试验进行测定。
拉伸试样常制成圆截面(图1之a)或矩形截面(图1之b)棒体,l为标距,d为圆形试样的直径,h和t分别为矩形截面试样的宽度和厚度,图中截面形状用阴影表示,面积记为A。长度和横向尺寸的比例关系也有如下规定：对于圆形截面试样,规定l=10d或l=5d；对于矩形截面试样,按照面积换算规定或者。试样两端的粗大部分用以和材料试验机的夹头相连接。试验结果通常绘制成拉伸图或应力－应变图。图2为低碳钢的拉伸图,横坐标表示试样的伸长量Δl(或应变ε=Δl/l)，纵坐标表示载荷P（或应力ζ＝P/A）。图中的曲线从原点到点p为直线，pe段为曲线，载荷不大于点e所对应的值时,卸载后试样可恢复原状。反映材料弹性性质的参量有比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比等。
比例极限 应力和应变成正比例关系的最大应力称为比例极限，即图中点p所对应的应力,以ζp表示。在应力低于ζp的情况下，应力和应变保持正比例关系的规律叫胡克定律。载荷超过点p对应的值后,拉伸曲线开始偏离直线。
弹性极限 试样卸载后能恢复原状的最大应力称为弹性极限，即图中点e所对应的应力,以ζe表示。若在应力超出ζe后卸载，试样中将出现残余变形。 比例极限和弹性极限的测试值敏感地受测试精度的影响，并不易测准，所以在有关标准中规定，对于拉伸曲线的直线部分产生规定偏离量（用切线斜率的偏差表示）的应力作为"规定比例极限"。对于弹性极限，规定以产生某一微量残余变形对应的应力作为"规定弹性极限"，例如，以产生0.01％残余变形所对应的应力为规定弹性极限,记为ζ。实际上，比例极限和弹性极限很接近。
材料力学性能与应用总结
在我们的日常生活和工业生产中，材料无处不在。从建筑结构中的钢梁到汽车发动机的零部件，从电子产品中的芯片到航空航天领域的飞行器部件，材料的性能决定了其应用的范围和效果。而材料力学性能则是评估材料质量和适用性的关键指标。
材料的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳性能等。强度是材料抵抗外力破坏的能力，通常用屈服强度和抗拉强度来表示。屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的应力，而抗拉强度则是材料在拉伸过程中所能承受的最大应力。例如，在建筑领域，高强度的钢材能够承受更大的载荷，使建筑物更加稳固可靠。
硬度反映了材料抵抗局部塑性变形的能力。常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。硬度高的材料通常具有较好的耐磨性，如用于制造刀具的高速钢，其硬度较高，能够在切削过程中保持锋利的刃口。
塑性是材料在断裂前产生塑性变形的能力，通常用伸长率和断面收缩率来衡量。具有良好塑性的材料，如铝合金，在加工过程中容易成型，可以制造出各种复杂形状的零件。
韧性则是材料抵抗冲击载荷的能力。韧性好的材料在受到突然的冲击时不容易断裂。例如，汽车的保险杠通常采用具有高韧性的材料，以在碰撞时吸收能量，保护乘客的安全。 疲劳性能对于那些承受周期性载荷的零件至关重要。长期的反复加载可能导致材料在低于其抗拉强度的应力下发生疲劳断裂。例如，飞机的机翼在飞行过程中不断受到气流的冲击，其材料必须具备良好的疲劳性能，以确保飞行安全。
不同的材料具有不同的力学性能，这使得它们在不同的领域有着各自的应用。金属材料，如钢铁、铝合金等，由于其良好的强度和塑性，广泛应用于机械制造、汽车工业、航空航天等领域。钢铁具有较高的强度和硬度，常用于制造建筑结构和机械零部件；铝合金则具有轻质、高强度和良好的塑性，常用于航空航天和汽车工业中。
高分子材料，如塑料、橡胶等，具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性好等优点。塑料在电子设备、日用品和包装行业中应用广泛；橡胶则因其良好的弹性和耐磨性，常用于制造轮胎、密封件等。
材料力学性能最终版本
概念题
1.变形：零件尺寸和形状的变化。
2.弹性变形：可以恢复的变形。
3.塑性变形：永久不可以恢复的变形。
4.弹性模量：在单向拉伸下测定，表征材料抵抗正应变的能力。
5.切变弹性模量：在剪切的状态下，表示材料抵抗切应变的能力。
6.泊松比：单向拉伸状态下，横向应变与拉伸方向正应变之比。
7.体积弹性模量：静水压力状态下，材料所受外力与其体积变化率之比。
8.刚度：材料在弹性变形范围内抵抗变形的能力。
9.弹性比功：材料吸收变形功而不发生永久变形的能力。
10.弹性后效：在恒力作用下，应变逐渐增加，卸载后应变逐渐恢复的现象。
11.弹性滞后环：加载线与卸载线所围成的路径。
12.包申格效应：先进行预变形，然后进行反向拉伸，屈服强度下降的现象。1.物理屈服现象：当应力达到一定值时，发生大规模塑性变形的现象；表示材料由弹性变形状态进入塑性变形状态。
2.应变时效：加载后卸载并且时效，造成材料强度升高，塑性韧性下降的现象。
3.韧性：材料在断裂过程中吸收的塑性功和断裂功。
4.应力状态柔度系数：表征材料任意一点的应力状态。
1.延性断裂：以塑性变形为主导的断裂。
2.解理断裂：在拉应力的作用下，沿某一晶面劈开的过程，常发生在体心立方、密排六方结构。
3.沿晶断裂：裂纹沿着晶界形成并沿晶界扩展的断裂。
1.三向应力状态：塑性变形受到约束，缺口尖端出现三向应力状态，塑性变形难以进行。
2.缺口强化：由于缺口尖端存在三向应力状态，塑性变形受到约束，屈服强度升高的现象。
3.缺口敏感：由于缺口的存在，出现三向应力状态，应力应变集中，变脆的现象。
4.低温脆性：随温度下降，材料从塑性断裂转变到脆性断裂的现象。
5.冷脆金属：以体心立方为基的中低强度钢和铍锌等具有明显的低温脆性。
6.理论应力集中系数：集中应力最大值与名义应力的比。
1.线弹性断裂力学：研究对象是含有裂纹的线弹性体，即裂纹顶端的应力与应变满足胡克定律。
