材料物理性能复习资料整理

第一章 力学性能 材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化，称为形变。 材料承受外力作用、抵抗变形的能力及其破坏规律，称为材料的力学性能或机械性能。 材料在单位面积上所受的附加内力称为应力。法向应力导致材料伸长或缩短，而剪切应力引起材料的切向畸变。 应变是用来表征材料在受力时内部各质点之间的相对位移。对于各向同性材料，有三种基本类型的应变：拉伸应变ε， 剪切应变γ 和压缩应变Δ。 若材料受力前的面积为A0，则 0=F/A0 称为名义应力。若材料受力后面积为A，则 T=F/A 称为真实应力。 对于理想的弹性材料，在应力作用下会发生弹性形变，其应力与应变关系服从胡克（Ho o k ）定律（σ=Eε）。E 是弹性模量，又称为弹性刚度。弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗形变能力（即刚度）的大小。E 越大，越不容易变形，表示材料刚度越大。弹性模量是原子间结合强度的标志之一。 泊松比：在拉伸试验时，材料横向单位面积的减少与纵向单位长度的增加之比值。 粘性形变是指粘性物体在剪切应力作用下发生不可逆的流动形变，该形变随时间增加而增大。 材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性称为塑性。 材料发生塑性形变而不发生断裂的能力称为延展性。 在足够大的剪切应力 作用下或温度 T 较高时，材料中的晶体部分会沿着最易滑移的系统在晶粒内部发生位错滑移，宏观上表现为材料的塑性形变。滑移和孪晶：晶体塑性形变两种基本形式。 蠕变是在恒定的应力σ 作用下材料的应变ε 随时间增加而逐渐增大的现象。 位错蠕变理论：在低温下受到阻碍而难以发生运动的位错，在高温下由于热运动增大了原子的能量，使得位错能克服阻碍发生运动而导致材料的蠕变。 扩散蠕变理论：材料在高温下的蠕变现象与晶体中的扩散现象类似，蠕变过程是在应力作用下空位沿应力作用方向（或晶粒沿相反方向）扩散的一种形式。 晶界蠕变理论：多晶陶瓷材料由于存在大量晶界，当晶界位相差大时，可把晶界看成是非晶体，在温度较高时，晶界粘度迅速下降，应力使得晶界发生粘性流动而导致蠕变。 自然界中实际存在的材料，其形变介于理想弹性固体与理性粘性液体之间，既具有固体的弹性又具有液体的粘性，即粘弹性。 常见的力学松弛现象有蠕变、应力松弛、滞后和力损耗。 应力松弛是指在恒定的应变时，材料内部的应力随时间增长而减小的现象。 蠕变和应力松弛属于静态力学松弛过程或称静态粘弹性。 在交变应力作用...