材料力学性能讲义绪论:一、材料:无机材料、有机材料 金属材料、非金属材料 高分子材料:塑料、橡胶、合成纤维 陶瓷材料 复合材料 天然材料 工程结构材料、功能材料 信息、生物技术、新材料、环保 金属:良导电、热性,光泽,良好的延展性。自由电子、金属键(无方向性) 二、性能:力学性能,物理、化学性能,加工工艺性能 力学性能:金属材料在一定环境中在外力作用下所表现出来的抵抗行为。 分弹性性能与塑性性能。 力学性能指标:金属材料在外力作用下表现出来的抵抗变形及断裂的能力。 分应力、应变;强度指标、塑性指标及综合力学性能指标。 金属材料的失效形式:变形、断裂(含疲劳断裂)、磨损、腐蚀,以及加工失误 三、讨论内容:1)各种力学现象及行为、意义、本质概念的相互关系。2)各种力学性能指标的概念、本质、意义,力学行为及其影响因素。3)各种宏观失效方式的本质、机理、原因,各力学性能指标之间的相互关系及失效判据。4)各种力学性能指标的测试技术及实际应用。第一章:金属在单向静拉伸载荷下的力学性能单向应力、静拉伸§1-1 应力应变曲线拉伸曲线 :P-ΔL 曲线 σ-ε 曲线 σ= P/F0 ε= ΔL/L0 = (L-L0)/L0 横坐标:ΔL、ε; 纵坐标:P、σ 应力应变曲线的几个阶段: 弹性变形、均匀塑变(弹塑性变形)、集中塑变(缩颈)、断裂§1-2 弹性变形 弹性变形的力学性能指标一、弹性变形的定义及特点:1、 特点:① 变形可逆② 应力-应变保持直线关系③ 变形总量较小2、产生机理: 原子间作用力原子间具有一定间距→原子间距,也即是原子半径的两倍(指同类原子),原子间作用力:吸引力、相斥力。其性质估且不论吸引力:原子核中质子(正离子)与其它原子的电子云之间的作用力相斥力:离子之间及电子之间的作用力二者均与原子间距(2r)有关:P A A r o ² r² r4前者为引力项,后者为斥力顶。r=rO 时 P=O;r>rO 时为引力;r<rO 时为斥力r>rO 时 P> 0,为引力,两原子间有拉进的趋势;r<rO 时 P< 0,为斥力,两原子间有推远的趋势;r=rO 时 P = 0,为平衡状态,两原子间保持距离。 当材料承受拉应力时: rM ≥ r ≥ rO当 P = Pmax 为最大值时,r = rM,Pmax 一般可视作理论弹性极限即在 P≥ Pmax 则将产生原子移位,并形成不可逆变形即塑性变形 3、Note: 1) Pmax 一般远大于 Pp、Pe(三个数量级),即在实际金属在外力 P 远小于 Pmax 时...