文档介绍：材料力学性能刘家臣办公室:25C-909邮箱:******@:**********①力学、材料力学、力学性能?力学:受力下物体平衡、变形、运动;?性能:给定外界条件下的行为②材料力学性能:材料受外力作用后的力学行为规律及其物理本质和评价方法?基本性能:弹性、塑性、粘性,变形、断裂?环境介质条件下性能:高温、腐蚀、氧化、渗入、疲劳、 力学性能与其它性能的关系性能工艺产品应用设计工程体系结构组成科学体系金属、非金属、高分子、复合原子、电子、宏观、微观、介观热/电/磁/光/声/生物——功能材料力学性能——结构材料?材料学科与其它学科? 作用1)正确选材、评价:?延、塑-金属?脆、硬-陶瓷?柔、弹-高分子2)创新新材料:?高铁(减震)?空天飞机(防热)3)零构件失效分析:①1912-Titanic②2003-Columbia③2008-南方冰雪2008年初南方雨雪冰冻灾害,电力和通信设施受破坏,直接经济损失1000多亿元?我国设有材料专业的高校420所,本科高校66%?中央级材料研发机构100余所?材料国家级重点实验室20多个?国家级工程中心100多个?国家工程实验室25家?国家级材料产业化基地200多家?国家级企业基础中心60多个材料生产大国4个世界第一:、十种有色金属3424吨、、工程塑料4921万吨材料消费大国中国原材料消耗占世界比例,例:%、%、%、%、?5个常任理事国,仅中国造不出大型飞机发动机,关键是材料?我国大飞机工程70%铝材需要进口?复合材料占波音787重量的50%,中国还沿用铝材做主体结构?中、美、欧从事材料研究的人数各占全球20%,日本10%、俄7%?过去5年,中国发表材料研究论文55000篇,1981年不到50篇机遇挑战——任重道远?材料是国家实力的象征? 静载拉伸试验最基本、广泛的力学性能试验测定力性:评价、比较、选材依据揭示基本力性规律:脆、弹、塑、粘性标准试样:直径d0、原始长度l0、原始截面积A0、拉长?l=l-l0(1)l0= 5d0, (2)l0= 10d0P条件(工程)应力:σ=P/A0,假设A0、l0不变条件(工程)应变:ε=Δl/ 应力应变曲线ambknm’α(a)脆性材料(陶瓷类)1)σ—?单值对应,直线,最高载荷点断裂2)E=tgα=(σ/ ?)意义:弹性变形的抗力3)陶瓷类,横向交联好的聚合物,普通灰铸铁(c) 弹性材料(高分子类)1)极大的弹性变形,高分子类,如橡皮2)σ消除δ恢复,无残余形变3)E与“弹性”:弹性大的材料,E小(b) 塑性材料(金属类)1)颈缩b:均匀变形→集中变形,断裂之前兆2)屈服点a:弹性→塑性;oa:弹性变形,a后:弹性+塑性3)应变强化/加工硬化:经一定塑性变形后屈服点↑的现象。m点卸载,σ沿mn回零重新加载nmbk,屈服点a↑ 应力应变曲线的多样性金属材料应力应变的不同形式高分子材料应力应变的不同形式95CaCO4/5壳质素Cf/SiC层状仿生陶瓷-假塑性CMC的纤维拔出-类塑性