材料力學效能複習提綱

2021-03-04 09:35:23 字數 4246 閱讀 3620

判據:真應變在數值上與應變強化指數相等。(正應力=應變強化指數)

n=eb eb為真實應變。

(頸縮前的變形時是在單向應力條件下進行的,頸縮開始後頸部的應力狀態有單向應

力變為三向應力)

9) 韌性的概念

韌性:是指材料在斷裂前吸收塑形變形功和斷裂功的能力。

韌性斷口特點:呈纖維狀,灰暗色。

脆性斷口特點:平齊而光亮,常呈放射狀或結晶狀。

10) 韌性斷口與脆性斷口各自的特點

韌性斷口特點:呈纖維狀,灰暗色。

脆性斷口特點:平齊而光亮,常呈放射狀或結晶狀。

11) 微孔聚集型斷裂和解理斷裂各自的特點

微孔聚集斷裂特點:其斷口在巨集觀上常呈現暗灰色、纖維狀,微斷口特徵花樣則是埠上分布大量「韌窩」,微孔聚集斷裂過程包括微孔形核、長大、聚合直至斷裂。

解理斷裂特點:解理斷裂並不是沿單一的解理面進行,而是沿一組平行的解理面進行。

解理台階、「河流」為典型的解理斷口微觀形貌特徵。還有一種特徵是存在舌狀花樣。

12) 應力狀態軟性係數

應力軟性係數越大 :任何複雜應力狀態都可以用三個主應力表示。根據這三個主應力可以按「最大切應力理論」計算最大切應力,按「相當最大正應力理論」計算最大正應力,而二者的比值表示他們的相對大小,成為應力狀態軟性係數,記為α。

α=τmax/σmax=(σ1-σ3)/[2σ1-2ν(σ2+σ3)]

α值越大,金屬越易於產生塑性變形和韌性斷裂。α值越小,金屬越不容易產生塑性變形而易產生脆性斷裂。

13) 硬度的定義及常見硬度(p76)

硬度:指金屬在表面上的不大體積內抵抗變形或破裂的能力。

常見硬度:布氏硬度hb、洛氏硬度hr、維氏硬度hv、顯微硬度(努氏硬度)hk、

肖氏硬度hs

14) 缺口效應(p86)

缺口效應:由於缺口的存在,在靜載荷作用下缺口截面上的應力狀態將發生變化。

15) 衝擊載荷與靜載荷的區別(p94)

衝擊載荷與靜載荷的區別:載入速率不同

16) 衝擊韌性(p97)

衝擊韌性:材料在衝擊載荷下抵抗破壞的能力。

17) 冷脆和低溫脆性(p100)

冷脆:材料因溫度的降低導致衝擊韌性急劇下降並引起脆性破壞的現象。

低溫脆性:隨溫度降低,金屬材料由韌性斷裂轉變為脆性斷裂的現象。

18) 裂紋擴充套件的基本方式(p116)

裂紋擴充套件的基本方式:張開型裂紋、滑開型裂紋、撕開型裂紋。

19) 常見迴圈應力的特點

見課本158-159頁,涉及符號和圖形不是很好輸入,注意理解。

20) 疲勞斷口的巨集觀微觀特徵(p159-161)

具有三個形貌不同的區域——疲勞源、疲勞區、瞬斷區。

特徵:1.疲勞源區:斷口光亮度最大;

2.疲勞區:斷口較光滑並分布有貝紋線;

3.瞬斷區:斷口比疲勞區粗糙,脆性材料為結晶狀,韌性材料為中間平面應變區為放射狀或人字紋斷口,在邊緣平面應力區為剪下唇。

21) 金屬疲勞的定義及特點(p159)

疲勞定義:金屬機件或構件在變動應力和應變長期作用下,由於累積損傷而引起的斷裂現象稱為疲勞

特點:1.疲勞是低應力迴圈延時斷裂,即具有壽命的斷裂。

2.疲勞是脆性斷裂。

3.疲勞對缺陷(缺口、裂紋及組織缺陷)十分敏感。

22) 塑性鈍化

高塑形材料在迴圈變動應力作用下,裂紋尖端的塑性張開使材料鈍化,使裂紋向前延伸擴充套件。 (這個完全自己總結,不知道是否正確)

23) 應力腐蝕和氫致延滯斷裂的定義及主要特點(198-200頁、206頁)

應力腐蝕定義:金屬在拉應力和特定的化學介質的共同作用下,經過一段時間後所產生的低應力脆斷現象稱為應力腐蝕(scc)。

特點:一般是拉應力、只有合金產生、腐蝕速度大於正常純腐蝕速度。

氫致延滯斷裂定義:含有適量的處於固溶狀態的氫,在低於屈服強度的應力持續下,經過一段孕育期後,在金屬內部,特別是在三向拉應力區形成裂紋、擴充套件,最後突然發生脆性斷裂。這種由於氫的作用而產生的延滯斷裂現象稱為氫致延滯斷裂。

特點:只在一定溫度範圍出現、提高應變速率,材料對氫脆的敏感性降低、高強度鋼的氫致延滯斷裂具有可逆性、顯著降低金屬材料的斷後伸長率,但隨氫的含量超過一定數值後不再變化;斷面收縮率隨氫多而下降。

24) 腐蝕疲勞的特點(211頁)

特點:1.腐蝕環境不是特定的。

2.腐蝕疲勞曲線無水平線段,即不存在無限壽命的疲勞極限。

3.腐蝕疲勞極限與靜強度之間不存在比列關係

4.腐蝕疲勞斷口上可見到多個裂紋源,並且具有獨特的多齒狀特徵。

25) 等強溫度

概念:晶粒與晶界兩者強度相等的溫度稱為「等強溫度」,用te表示。理解p219

26) 蠕變和應力鬆弛的的定義和特點。

蠕變定義:金屬(材料)在長時間的恆溫、恆載荷作用下緩慢的產生塑性變形的現像。特點:見220-221頁蠕變的3個階段。

應力鬆弛定義:材料在恆變形的條件下,隨著時間的延長彈性應力逐漸降低的現象稱為應力鬆弛。

特點:(請補充)

27) 金屬的高溫力學效能指標

.蠕變極限:表示材料在高溫下受到載荷長時間作用時,對於蠕變變形的抗力;

.持久強度:材料在一定溫度t下和規定時間t內,不發生畸變斷裂的最大應力;

.鬆弛穩定性:材料抵抗應力鬆弛的能力稱為鬆弛穩定性。

28) 裂紋尖端的應力場強度因子kⅰ及裂紋尖端塑性區的計算

參見課本128-129頁公式及例題,以及154頁作業題21題

解題思路 :

: 判斷是否對應力強度因子進行修正判據:若σ/σs≥0.

7,需要修正,修正後的ki值參見128頁公式4-20a、4-20b、4-20c;若σ/σs﹤0.7,則不要修正,ki值參加122頁公式4-8a。(對於128頁公式關於到是平面應力問題還是平面應變問題,主要看所給材料的尺寸,若乙個方向的尺寸遠小於另外兩個方向為平面應力問題;若乙個方向的尺寸遠大於另外兩個方向為平面應變問題。

而題目一般會設計到板件,大致可以歸結為:薄應力,厚應變。)

:由所選取的公式進行帶值計算。(注意板件的裂紋長度為所求值的2倍即2a;塑形區寬度ro=2γy)

:若需要判斷材料的安全性,則比較ki與kic關係,ki較大為安全。

29) 疲勞剩餘壽命的計算

(參見課本174-176頁公式以及195頁作業題21題)

解題思路:

: 判斷是否對應力強度因子進行修正,同上,此題一般不會修正。

:由公式175頁5-15或5-16,找其中的未知項,求出未知項。未知項一般會與ki值或者kic值有關。

:代值計算。

30) 本書中所有常見的力學效能指標的意義

一:彈性指標

1.正彈性模量: e

2.切變彈性模量(剪下模量): g

3.比例極限: σp

4.彈性極限: σe

5.體積彈性模量:k

6.剛度:q

7.真實應力:s

8.真實應變:eb

二:強度效能指標

1.強度極限: σb

2.缺口試件抗拉強度: σbn 光滑試件抗拉強度: σb

3.抗彎強度: σbb

4.抗壓強度: σbc

5.抗剪強度: τ

6.抗扭強度: τb

7.屈服極限(或者稱屈服點): σs

8.屈服強度:σ0.2 , σs

9.持久強度: σb/時間

10.蠕變強度: σ

11.屈服力: fs

12.下屈服力:fsl

13.缺口敏感度:nsr(nsr=σbn / σb)

14.扭轉比列極限:τp

15.扭轉屈服強度:τs 或 τ0.3

16.疲勞極限: σ-1 或 σ-1n

17.拉壓疲勞極限 :σ-1p

18.對稱扭矩疲勞極限:τ-1

19.應力幅:σa

20.疲勞缺口敏感度:q

21.彈性比功:ae

22.泊松比:ν

三:硬度效能指標

1.洛氏硬度:hr

2.維氏硬度:hv

3.肖氏硬度:hs

4.布氏硬度:hbs(鋼球壓頭) hbw(硬質合金壓頭)

四:塑性指標

1:伸長率(延伸率):δ

2:斷面收縮率:ψ

五:韌性指標

1.衝擊韌性: ak

2.衝擊吸收功: ak

六:疲勞效能指標

1.疲勞極限(或者稱疲勞強度)

七:斷裂韌度效能指標

1.平面應變斷裂韌度:kic

2.條件斷裂韌度::

3.應力強度因子:ki

4.疲勞裂紋擴充套件門檻值:δkth

《材料力學效能》複習提綱

6.疲勞裂紋擴充套件門檻值 kth,kth和 1區別 7.材料的疲勞過程,疲勞裂紋的形成機理 阻止其產生的措施 8.疲勞裂紋的擴充套件過程,擴充套件第二階段的斷口特徵,貝紋線和疲勞條帶的區別 9.疲勞的分類 p96低周 高周 熱疲勞 熱機械疲勞 10.影響疲勞強度的因素 11.高周疲勞 低周疲勞定義...

材料力學效能複習

9 表示給定溫度t下,恰好使材料經過規定的時間t發生斷裂的 b a 蠕變極限 b 持久強度 c 高溫強度 d 抗拉強度 10 表示材料的 b a 斷裂韌性 b 疲勞裂紋擴充套件門檻值 c 應力腐蝕破裂門檻值 d 應力場強度因 子 11 在單向拉伸 扭轉與單向壓縮實驗中,應力狀態係數的變化規律是 c ...

材料力學效能期末複習

第一章1 解釋下列名詞。1彈性比功 金屬材料吸收彈性變形功的能力,一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。2 滯彈性 金屬材料在彈性範圍內快速載入或解除安裝後,隨時間延長產生附加應變的現象稱為滯彈性,也就是應變落後於應力的現象。3 迴圈韌性 材料吸收不可逆變形功的能力稱為迴圈韌性。...