《金属材料力学性能》VIP专享VIP免费

导课：材料的性能是零件设计中选材的主要依据，也是技术工人在加工过程中合理选择加工方法、正确刃磨刀具几何参数、合理选择切削用量的重要保证。新授：金属的力学性能教学内容:1）金属的性能指标2）强度的定义3)拉伸试验教学目的:•１．了解材料的主要力学性能指标：屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等力学性能及其测试原理；•２．强调各种力学性能指标的生产实际意义；•３．了解工程材料的物理性能、化学性能及工艺性能。教学重点：1）金属的性能包括的内容和指标2）力—伸长曲线教学难点：力—伸长曲线教学方法：讲授法、多媒体教学教学过程：一、金属的力学性能1）定义：金属材料的力学性能是指金属材料在不同环境（温度、介质）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。2）指标：弹性、刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧度和疲劳强度等。二、材料的其他性能1）物理性能：密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等；2）化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等；工艺性能：3）铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性、热处理工艺性等。三、拉伸实验与拉伸曲线1.拉伸试样GB6397-86规定《金属拉伸试样》有：圆形、矩形、异型及全截面．常用标准圆截面试样。长试样：L0=10d0;短试样：L0=5d02.拉伸过程3.拉伸曲线1）、比例弹性变形阶段；2)、非比例弹性变形阶段；3)、屈服阶段；4)、均匀塑性变形阶段，是强化阶段。5)、形成了“缩颈”。6)、非均匀变形阶段，承载下降，到k点断裂。4.应力与应变曲线(1)应力σ：单位面积上试样承受的载荷。这里用试样承受的载荷除以试样的原始横截面积S0表示:F载荷(N)σ=——(Mpa)S0原始横截面积(mm2)(2)应变ε：单位长度的伸长量。这里用试样的伸长量除以试样ΔlF的原始标距表示:Δl伸长量(mm)ε=——l0原始长度(mm)(3)应力－应变曲线（σ-ε曲线）:形状和拉伸曲线相同，单位不同四、强度和刚度1.弹性:金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉后能恢复到原来形状及尺寸的性能。弹性变形:随载荷撤除而消失的变形。2.刚度：将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。弹性模量：弹性下应力与应变的比值,表示材料抵抗弹性变形的能力。即：E=σ/ε材料的E越大，刚度越大；E对组织不敏感；零件的刚度主要决定于E，也与形状、截面等有关。3.弹性极限:Fe弹性极限载荷(N)σe=——(Mpa)S0试样原始横截面积(mm2)4.强度:材料在载荷作用下抵抗永久变形和破坏的能力。种类:抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。(1)屈服点与屈服强度:产生明显塑性变形的最低应力值.(2)抗拉强度：试样在断裂前所能承受的最大应力。五、塑性:指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。(1)断面收缩率:是指试样拉断处横截面积的收缩量ΔS与原始横截面积S0之比。(2)伸长率:是指试样拉断后的标距伸长量ΔL与原始标距L0之比。思考:同一材料δ5＞δ10？Δl=Δlu＋Δｌbδ=Δl/l0=Δlu/l0+Δlb/l0