工程材料的力学性能

这是一篇关于工程材料的力学性能的思维导图，主要内容有强度(MPa)、塑性、硬度、冲击韧度、疲劳强度。

材料的力学性能

• 强度（MPa）
  • 定义：材料在外力的作用下抵抗变形和断裂的能力
  • 变形过程
    • 低碳钢的应力-应变曲线图
    • 弹性变形
      • 弹性极限
      • 弹性模量E（刚度）（MPa）
        • 应力与应变的比值
      • 衡量材料产生弹性变形难易程度的指标
      • 刚度（E值）越大
        • 抵抗弹性形变的能力越强
          • 越不容易产生弹性变形
    • 塑性变形
      • 零件丧失了对尺寸和公差的控制
    • 断裂
  • 屈服强度
    • 上屈服强度
      • 式样发生屈服而力首次下降前的最高应力
    • 下屈服强度
      • 在屈服期间不计初始顺势效应时的最低应力
      • 常用作设计计算的基础
    • 作用：确定材料的许用应力
  • 抗拉强度
    • 含义：材料在拉断前所能承受的最大拉应力值
    • Rm=Fm/S。
• 塑性
  • 定义：材料在载荷作用下，产生塑性变形而不被破坏的能力
  • 断后伸长率
    • 在拉伸试验中，式样拉断后，标距的残余伸长与原始标距的百分比
  • 断面收缩率
    • 式样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比
  • 塑性的好坏是塑性加工的必要条件
    • 断后伸长率（A）与断面收缩率（Z）越大，塑性越好，受力过大时不至突然断裂，比较安全
• 硬度
  • 定义：材料抵抗更硬物体压入的能力
  • 布氏硬度（HB）
    • 材料越软，压痕直径越大，布氏硬度越低；反之，布氏硬度越高
    • 压痕大，不可试验于产品上
    • 计算公式：
  • 洛氏硬度（HR）
    • 由压痕深度计算硬度，数值越大材料越硬
    • 压痕小，可试验于产品上
    • 对于不同标尺有HRA、HRB、HRC
  • 维氏硬度（HV）
  • 肖氏硬度（HS）
  • HB约等于HV约等于HRC
• 冲击韧度
  • 定义：材料在冲击载荷的作用下抵抗变形和断裂的能力
  • 冲击功Ak=m(H-h)g
  • 冲击韧度
    • ak的值越大，材料的冲击韧度越好
• 疲劳强度
  • 定义：材料能承受无数次应力循环的最大应力
  • 疲劳破坏：零件在交变应力作用下，当交变应力值远低于材料的屈服强度时，经长时间运行后也会发生破坏，其被称为疲劳破坏
  • 对称应力循环时疲劳强度用σ-1表示
  • 规定钢铁材料经受10^7次循环，有色金属经受10^8次循环时的应力值确定为σ-1