材料力学性能-动画

图1.1.1弹性变形示意2.塑性变形载荷增加到一定程度时，材料发生的变形不能完全消失而一部分被保留下来,被保留的变形称之为塑性变形或永久变形。如图1.1.2所示。3.断裂断裂前出现明显宏观塑性变形的断裂称为韧性断裂；在断裂前没有宏观塑性变形的断裂称为脆性断裂。如图1.1.3所示。图1.1.2塑性变形示意图1.13韧性、脆性断裂示意2.测得的主要力学性能指标(1)弹性极限：材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力值，以“σe”表示,单位为MPa。(2)弹性模量：材料在弹性变形的阶段内，直线的斜率。以“E”表示，单位为MPa。E值反映材料的刚度大小。通常材料一定，E值变化很小。tanE图1.2.2弹性极限和弹性模量示意图1.2.3弹性模量与结构刚度示意图1.2.5屈服强度示意(3)屈服点σs和屈服强度σ0.2(4)抗拉强度σb(5)塑性1）断后伸长率δδ＝［（L1-L0）/L0］×100%注意：δ和δ5的区别。2）断面收缩率ψψ＝［(S0－S1)/S0］×100%图1.2.4屈服点与抗拉强度图1.2.6δ和δ5的区别1．布氏硬度（HB）(1)测试原理计算公式：(2)测定条件压头为淬火钢球，适于测定硬度在450以下的材料，如结构钢、铸铁及非铁合金等，以HBS表示；压头为硬质合金，以HBW表示，适于测定硬度值在450以上的材料，最高可测650HBW。(3)表示方法例如：120HBS10/1000/30。(4)适用范围铸铁、铸钢、非铁金属材料及热处理后钢材毛坯或半成品。）（222dDDDFSF--πHB图1.2.7布氏硬度测试原理图1.2.8布氏硬度测试示意2.洛氏硬度（HR）(1)测试原理洛氏硬度值用主载荷作用下试样产生塑性变形压痕深度BD来确定。(2)表示方法硬度标尺：HRA、HRB、HRC，C标尺最常用。如250HRC。(3)适用范围在批量的成品或半成品质量检验中广泛使用，也可测定较薄工件或表面有较薄硬化层的硬度。图1.2.9洛氏硬度测试原理示意图1.2.10洛氏硬度测试3.维氏硬度(HV)(1)测试原理和布氏硬度试验原理基本相同。(2)表示方法例如：640HV30/20。(3)适用范围用于测量金属镀层薄片材料和化学热处理后的表面硬度。各硬度值之间大致有以下关系：布氏硬度值在200～450范围内，HBS(HBW)=10HRC；布氏硬度值小于450HBS，HBS≈HV。图1.2.11维氏硬度测试原理示意1.裂纹扩展的基本形式(Ⅰ)张开型(Ⅱ)滑开型(Ⅲ)撕开型图1.2.12裂纹扩展的基本形式aYσK衡量裂纹尖端附近应力场强弱程度的力学参量称为应力场强度因子，用KⅠ表示。其表达式为：单位为MPa·m。1/22.应力场强度因子ＫⅠ图1.2.13裂纹尖端附近应力场示意图1.2.14裂纹扩展示意1.3.1冲击韧度材料的韧性是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为冲击韧度。1.摆锤冲击实验冲击韧度值用公式表示：0SAkk(J/cm2)图1.3.1冲击试样图1.3.2冲击试验国家标准现已规定用Ak作为韧性判据。1.3.2疲劳强度1.疲劳强度疲劳强度是指材料经无数次交变载荷作用而不断裂的最大应力值用σ-1表示，单位为MPa，它表现了材料抵抗疲劳断裂的能力。2.疲劳断裂零件在循环应力作用下,在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后突然产生断裂的过程,称为疲劳断裂.如图1.3.4示意。疲劳断裂由疲劳裂纹产生—扩展—瞬时断裂三个阶段组成。图1.3.4疲劳断裂示意