這張圖,大家伙一定很熟悉吧?但是你造它的全部含義么??那么,接下來,小編帶你走進力學性能知識大串燒,讀完此文你一定會收獲滿滿哦……定義為理想材料有小形變時應力與相應的應變之比。E以單位面積上承受的力表示,單位為達因每平方厘米。模量的性質依賴于形變的性質。剪切形變時的模量稱為剪切模量,用G表示;壓縮形變時的模量稱為壓縮模量,用K表示;模量的倒數稱為柔量,用J表示。
切變彈性模量G,材料的基本物理特性參數之一,與楊氏(壓縮、拉伸)彈性模量E、泊桑比ν 并列為材料的三項基本物理特性參數,在材料力學、彈性力學中有廣泛的應用。其定義為:式中,G(Mpa)為切變彈性模量,τ為剪切應力(Mpa),γ為剪切應變(弧度)。
材料在彈性階段分成線彈性和非線彈性兩個部分,線彈性階段材料的應力與變形完全為直線關系,其應力最高點為比例極限,符號:σP。
材料受外力作用,在一定限度內,消除外力,仍能恢復原狀,稱為該材料彈性形變階段。彈性極限即該材料保持彈性形變不產生永久形變時,所能承受的最大的應力,用σe 表示,單位為MPa( 或N/mm2 )。大多數金屬零件可以通過熱處理來提高其彈性極限。
物體在外力作用下發生破壞時出現的最大應力,也可稱為破壞強度或破壞應力。一般用標稱應力來表示。根據應力種類的不同,可分為拉伸強度(σt)、壓縮強度(σc)、剪切強度(σs)等。符號為σb,單位為MPa( 或N/mm2 )。
試樣在拉伸過程中,材料經過屈服階段后進入強化階段,隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時所承受的最大力 (Fb),除以試樣原橫截面積 (So) 所得的應力 (σ),稱為抗拉強度或者強度極限 (σb),單位為N/mm2 (MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計算公式為:式中,Fb為試樣拉斷時所承受的最大力,N(牛頓);So為試樣原始橫截面積(mm2)。
指的是材料抵抗彎曲不斷裂的能力。彎曲試驗中測定材料的抗彎強度一般指試樣破壞時拉伸側表面的最大正應力。在實驗室中,對材料的抗彎強度進行測試一般采用三點抗彎法和四點抗彎法。其中四點測試要兩個加載力,比較復雜;三點測試最常用。三點測試抗彎強度公式:式中,F 為破壞載荷,L為跨距,b為寬度,h為厚度。
抗壓強度代號σbc,指外力是壓力時的強度極限。公式式中,p為抗壓強度,以每平方吋多少磅 (psi)、每平方公分、公斤為單位;P為壓力,以磅、公斤為單位;A為剖面面積,以平方公分、平方吋為單位。
代號σc,指外力與材料軸線垂直,并對材料呈剪切作用時的強度極限。耐火材料中炮泥的抗剪強度稱為蝕亞值,單位MPa。有專用的炮泥蝕亞值測試儀。根據庫倫定律土的抗剪強度用圓柱形材料試件作抗扭實驗可求得扭矩和扭角的關系,相應最大扭矩的最大剪斷應力叫抗扭強度。扭矩在物理學中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘積,國際單位是牛米N·m。
試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而試樣仍繼續發生明顯的塑性變形,稱此現象為屈服,而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。屈服點σs 的計算公式式中,Ps 為屈服點s 處的外力,Fo 為試樣斷面積,MPa等于N(牛頓)/mm2。
金屬材料發生屈服現象時的屈服極限,即抵抗微量塑性變形的應力。對于無明顯屈服的金屬材料,規定以產生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限,稱為條件屈服極限或屈服強度。
在給定的溫度下和規定時間內,試樣發生斷裂的應力值,用符號σ(T,t) 表示。其中σ 表示應力,單位為MPa;T 為溫度,單位為℃;t 為時間,單位為h。例如:σ(700,1000)=200MPa,表示材料在700℃時,持續時間為1000h,的持久強度為200MPa。
金屬在某一溫度下經過一定時間后,蠕變量不超過一定限度時的最大允許應力。如σ(6000,11000)=294Nmm2表示在600℃經1000h,蠕變量不超過0.1%的最大允許應力為294Nmm2。
將壓頭(金剛石圓錐,鋼球或者硬質合金球)按兩個步驟(初實驗力和主實驗力)壓入試樣表面,經規定保持時間卸除主實驗力,測量在初實驗力下的殘余痕深度h。洛氏硬度沒有單位,是一個無綱量的力學性能指標,其最常用的硬度標尺有A、B、C三種,通常記作HRA、HRB、HRC,其表示方法為硬度數據+硬度符號,如50HRC。將相對面夾角為136°的正四棱錐金剛石壓頭以一定的載荷壓入試樣表面,并保持一定的時間后卸除試驗力,所使用的載荷與試樣表面上形成的壓痕的面積之比。代號為HV,計算公式為:
式中,F為負荷(牛頓力),S為壓痕表面積(平方毫米),α為壓頭相對面夾角=136°,d為平均壓痕對角線長度(毫米)。報告維氏硬度值的標準格式為xHVy。例如185HV5中,185是維氏硬度值,5指的是測量所用的負荷值(單位:千克力)。根據規定形狀的壓針在標準彈簧壓力作用下,于規定時間內壓入試樣的深度轉換成的硬度值,代號為HS。
指在拉力作用下,密封材料硬化體的伸長量占原來長度的百分率 (%)。彈性恢復率是指:密封材料硬化體產生的變形能否完全恢復的程度 (%)。伸長率越大,且彈性恢復率越大,表明密封材料的變形適應性越好。代號:δ,單位:%。材料受拉力斷裂時斷面縮小,斷面縮小的面積與原面積之比值叫斷面收縮率, 老標準JB/T 6396-1992 中用ψ 表示,新標準JB/T 6396-2006 中用Z 表示,單位為%。計算公式:
式中,A0 為試件原始截面積,A1為試件拉斷后頸縮處的截面積。反映金屬材料對外來沖擊負荷的抵抗能力,一般由沖擊韌性值 (ak) 和沖擊功 (Ak) 表示,其單位分別為J/cm2和J(焦耳)。沖擊韌性或沖擊功試驗(簡稱沖擊試驗),因試驗溫度不同而分為常溫、低溫和高溫沖擊試驗三種;若按試樣缺口形狀又可分為"V"形缺口和"U"形缺口沖擊試驗兩種。
指規定形狀和尺寸的試樣,在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。
疲勞極限是材料學里的一個及重要的物理量,表現一種材料對周期應力的承受能力。在疲勞試驗中,應力交變循環大至無限次,而試樣仍不破損時的最大應力叫疲勞極限。
在彈塑性條件下,當應力場強度因子增大到某一臨界值,裂紋便失穩擴展而導致材料斷裂,這個臨界或失穩擴展的應力場強度因子即斷裂韌度。它反映了材料抵抗裂紋失穩擴展即抵抗脆斷的能力。
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