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NEPE类推进剂力学性能调节的新技术

NEPE类推进剂力学性能调节的新技术
NEPE类推进剂力学性能调节的新技术

最新金属的力学性能测试题及答案

第一章金属的力学性能 一、填空题 1、金属工艺学是研究工程上常用材料性能和___________的一门综合性的技术基础课。 2、金属材料的性能可分为两大类:一类叫_____________,反映材料在使用过程中表现出来的特性, 另一类叫__________,反映材料在加工过程中表现出来的特性。 3、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能,叫做金属________。 4、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度,常用的强度判断依据是__________、___________等。 5、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性,常用的塑性判断依据是________和_________。 6、常用的硬度表示方法有__________、___________和维氏硬度。 二、单项选择题 7、下列不是金属力学性能的是() A、强度 B、硬度 C、韧性 D、压力加工性能 8、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系,画出的力——伸长曲线(拉伸图)可以确定出金 属的() A、强度和硬度 B、强度和塑性 C、强度和韧性 D、塑性和韧性 9、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为() A、抗压强度 B、屈服强度 C、疲劳强度 D、抗拉强度 10、拉伸实验中,试样所受的力为() A、冲击 B、多次冲击 C、交变载荷 D、静态力 11、属于材料物理性能的是() A、强度 B、硬度 C、热膨胀性 D、耐腐蚀性 12、常用的塑性判断依据是() A、断后伸长率和断面收缩率 B、塑性和韧性 C、断面收缩率和塑性 D、断后伸长率和塑性 13、工程上所用的材料,一般要求其屈强比() A、越大越好 B、越小越好 C、大些,但不可过大 D、小些,但不可过小 14、工程上一般规定,塑性材料的δ为() A、≥1% B、≥5% C、≥10% D、≥15% 15、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是() A、布氏硬度 B、洛氏硬度 C、维氏硬度 D、以上方法都可以 16、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法() A、布氏硬度 B、洛氏硬度 C、维氏硬度 D、以上方法都不宜 17、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试() A、布氏硬度 B、洛氏硬度 C、维氏硬度 D、以上都可以 18、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而() A、变好 B、变差 C、无影响 D、难以判断 19、判断韧性的依据是() A、强度和塑性 B、冲击韧度和塑性 C、冲击韧度和多冲抗力 D、冲击韧度和强度 20、金属疲劳的判断依据是() A、强度 B、塑性 C、抗拉强度 D、疲劳强度 21、材料的冲击韧度越大,其韧性就() A、越好 B、越差 C、无影响 D、难以确定 三、简答题 22、什么叫金属的力学性能?常用的金属力学性能有哪些?

材料力学性能考试答案

《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?为什么? 2、 决定金属屈服强度的因素有哪些?【P12】 答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素:温度、应变速率和应力状态。 3、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?【P21】 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。 4、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?【P23】 答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。 5、 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 6、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论的局限性。 【P32】 答: 212?? ? ??=a E s c πγσ,只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词: (1)应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τ max 和最大正应力σmax 比值,即: () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 (2)缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体,往往存在截面的急剧变化,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面变化的部分可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 (3)缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σ b 的比值,称为缺口敏感度,即: 【P47 P55 】 (4)布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 (5)洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度所表示的硬度 【P51 P60】。 (6)维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头,采用单位面积所承受

木材的力学性能参数分析整理

木材的力学性能参数

目录 1.1木材的力学性质………………………………………………P3 2.1木材力学基础理论……………………………………………P3~ P8 2.1.1应力与应变 2.1.2弹性和塑性 2.1.3柔量和模量 2.1.4极限荷载和破坏荷载 3.1木材力学性质的特点…………………………………………P8~ P20 3.1.1木材的各向异性 3.1.2木材的正交对称性与正交异向弹性 3.1.3木材的粘弹性 3.1.4木材的松弛 3.1.5木材塑性 3.1.6木材的强度、韧性和破坏 3.1.7单轴应力下木材的变形与破坏特点 4.1木材的各种力学强度及其试验方法………………………P20~ P28 4.1.1力学性质的种类 5.1木材力学性质的影响因素…………………………………P28~ P31 5.1.1木材密度的影响 5.1.2含水率的影响 5.1.3温度的影响 5.1.4木材的长期荷载

5.1.5纹理方向及超微构造的影响 5.1.6缺陷的影响 6.1木材的允许应力…………………………………………P31~ P33 6.1.1木材强度的变异 6.1.2荷载的持久性 6.1.3木材缺陷对强度的影响 6.1.4构件干燥缺陷的影响 6.1.5荷载偏差的折减 6.1.6木材容许应力应考虑的因素 7.1常用木材物理力学性能……………………………………P34~ P36 1.1木材的力学性质 主要介绍:木材力学性质的基本概念、木材的应力—应变关系; 木材的正交异向弹性、木材的黏弹性、木材的塑性; 木材的强度与破坏、单轴应力下木材的变形与破坏特点; 基本的木材力学性能指标; 影响木材力学性质的主要因素等。 1.1.1木材的力学性质:木材在外力作用下,在变形和破坏方面所表现出来的性质。 1.1.2木材的力学性质主要包括:弹性、塑性、蠕变、抗拉强度、抗压强度、抗碗强度、抗减强度、冲击韧性、抗劈力、抗扭强度、硬度和

织构的测定

第二节织构类型 2.1.形变织构:经金属塑性加工的材料,如经拉拔﹑挤压的线材或经轧制的金属板材,在塑性变形过程中常沿原子最密集的晶面发生滑移。滑移过程中,晶体连同其滑移面将发生转动,从而引起多晶体中晶粒方位出现一定程度的有序化。这种由于冷变形而在变形金属中直接产生的晶粒择优取向称为形变织构。形变织构常有纤维织构、板织构等几种类型。 1)纤维织构金属材料中的晶粒以某一结晶学方向平行于(或接近平行于)线轴方向的择优取向。 具有纤维织构的材料围绕线轴有旋转对称性,即晶粒围绕纤维轴的所有取向的几率是相等的。例如冷拉铝线,其中多数晶粒的[111]方向平行于线轴方向,其余则对线轴有不同程度的偏离,呈漫散分布。这种线材的织构称[111]纤维织构。纤维织构是最简单的择优取向,因其只牵涉一个线轴方向,需要解决的结晶学问题仅为确定纤维轴的指数。纤维织构的类型和完整度(即取向分布的漫散程度)主要和材料的组成、晶体结构类型和变形工艺有关。 除冷拉和挤压工艺外,有时由热浸﹑电沉积或蒸发形成的材料的涂覆层以及材料经氧化和腐蚀后表层所生成的产物都可能产生纤维织构。在实际材料中经常存在不止一种的纤维织构,如铜线中<111>和<100>织构同时出现。 2)板织构在轧制过程中,随着板材的厚度逐步减小,长度不断延伸,多数晶粒不仅倾向于以某一晶向平行于材料的某一特定外观方向,同时还以某一晶面(hkl)平行于材料的特定外观平面(板材表面),这种类型的择优取向称为板织构,一般以(hkl)[hkl]表示,晶粒取向的漫散程度也按两个特征来描述。 图8-1 轧制后部分晶粒取向示意图 如图为经轧制后的纯铁板材的部分晶粒取向示意图﹐其(100)面平行于轧面,[011]方向平行于轧向﹐说明该板材具有一种(100)[011]织构。 2.2 再结晶织构 具有形变织构的冷加工金属,经过退火、发生再结晶以后,通常仍具有择优取向,称为退火织构或再结晶织构。 再结晶织构依赖于所牵涉的再结晶过程,分为初次再结晶和二次再结晶织构。对

橡胶力学性能测试标准

序号标准号:发布年份标准名称(仅供参考) 1 GB 1683-1981 硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法 2 GB 1686-1985 硫化橡胶伸张时的有效弹性和滞后损失试验方法 3 GB 1689-1982 硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机) 4 GB 532-1989 硫化橡胶与织物粘合强度的测定 5 GB 5602-1985 硫化橡胶多次压缩试验方法 6 GB 6028-1985 硫化橡胶中聚合物的鉴定裂解气相色谱法 7 GB 7535-1987 硫化橡胶分类分类系统的说明 8 GB/T 11206-1989 硫化橡胶老化表面龟裂试验方法 9 GB/T 11208-1989 硫化橡胶滑动磨耗的测定 10 GB/T 11210-1989 硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定 11 GB/T 11211-1989 硫化橡胶与金属粘合强度测定方法拉伸法 12 GB/T 1232.1-2000 未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第1部分:门尼粘度的测定 13 GB/T 12585-2001 硫化橡胶或热塑性橡胶橡胶片材和橡胶涂覆织物挥发性液体透过速率的测定(质量法) 14 GB/T 12829-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶小试样(德尔夫特试样)撕裂强度的测定 15 GB/T 12830-1991 硫化橡胶与金属粘合剪切强度测定方法四板法 16 GB/T 12831-1991 硫化橡胶人工气候(氙灯)老化试验方法 17 GB/T 12834-2001 硫化橡胶性能优选等级 18 GB/T 13248-1991 硫化橡胶中锰含量的测定高碘酸钠光度法 19 GB/T 13249-1991 硫化橡胶中橡胶含量的测定管式炉热解法 20 GB/T 13250-1991 硫化橡胶中总硫量的测定过氧化钠熔融法 21 GB/T 13642-1992 硫化橡胶耐臭氧老化试验动态拉伸试验法 22 GB/T 13643-1992 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定环状试样 23 GB/T 13644-1992 硫化橡胶中镁含量的测定CYDTA滴定法 24 GB/T 13645-1992 硫化橡胶中钙含量的测定EGTA滴定法 25 GB/T 13934-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶屈挠龟裂和裂口增长的测定(德墨西亚型) 26 GB/T 13935-1992 硫化橡胶裂口增长的测定 27 GB/T 13936-1992 硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强度测定方法 28 GB/T 13937-1992 分级用硫化橡胶动态性能的测定强迫正弦剪切应变法 29 GB/T 13938-1992 硫化橡胶自然贮存老化试验方法 30 GB/T 13939-1992 硫化橡胶热氧老化试验方法管式仪法 31 GB/T 14834-1993 硫化橡胶与金属粘附性及对金属腐蚀作用的测定 32 GB/T 14835-1993 硫化橡胶在玻璃下耐阳光曝露试验方法 33 GB/T 14836-1993 硫化橡胶灰分的定性分析 34 GB/T 15254-1994 硫化橡胶与金属粘接180°剥离试验 35 GB/T 15255-1994 硫化橡胶人工气候老化(碳弧灯)试验方法 36 GB/T 15256-1994 硫化橡胶低温脆性的测定(多试样法) 37 GB/T 15584-1995 硫化橡胶在屈挠试验中温升和耐疲劳性能的测定第一部分:基本原理 38 GB/T 15905-1995 硫化橡胶湿热老化试验方法 39 GB/T 16585-1996 硫化橡胶人工气候老化(荧光紫外灯)试验方法 40 GB/T 16586-1996 硫化橡胶与钢丝帘线粘合强度的测定 41 GB/T 16589-1996 硫化橡胶分类橡胶材料

材料力学行为及性能

绪论§0.1 工程材料 工程材料分类(按其应用分) ?结构材料 依靠其力学性能得以发展和应用的材料。 ?功能材料 利用物质的声、光、电、磁、化学乃至生物性能得以发展和应用的材料。 (本课程所研究和讲述的重点在第一种,尤其是结构材料中的金属材料) §0.2 力学性能 材料抵抗外加载荷(不仅指外力和能量的作用,而且还包括环境因素例如温度、介质、加载速率等的影响)所引起的变形和断裂的能力。 §0.3 研究内容 研究材料在外力作用下的变形、断裂和寿命。 ?弹性 材料在外力作用下保持固有形状和尺寸的能力;以及在外力去除后恢复固有形状和尺寸的能力。 ?塑性 材料在外力作用下发生永久不可逆变形的能力。 ?强度 材料对塑性变形和断裂的抗力。 ?寿命 材料在外力的长期和重复作用下,或在外力和环境因素的复合作用下,抵抗失效的能力(时间长短)。 (以上只是定性地说明这些力学性能,如果要定量地说明它就必须用一些力学参量(应力、应变、应力场强度因子等)来表示这些力学性能。 如果我们说某材料的力学性能好,就是指这些力学参量的值高或低,所以人们通常将力学参量的临界值或规定值称为材料的力学性能指标。声学材料:隔音层光学材料:玻璃,镜片 电学材料:金属导线,电子元器件 磁学材料:磁头、磁卡 化学材料:高分子材料催化剂 生物材料:人工关节、人工骨骼 生活中常指后者

如:强度指标、塑性指标、韧性指标) 具体研究涉及的内容: ?材料(包括金属材料和非金属材料)在不同形式外力作用下,或者外力、温度、环境等因素的共同作用下,发生变 形、损伤和断裂的过程、机理和力学模型; ?评定力学性能的各项指标的意义(物理意义和工程实用意义)、各指标间的相互关系以及具体的测试技术; ?研究力学性能指标机理、影响因素以及改善或提高这些力学性能指标的方法和途径。 (注:材料力学性能的影响因素 内因:化学成分、组织结构、冶金质量、残余应力、表面和内部缺陷。 外因:载荷性质、载荷谱、应力状态、温度、环境介质等。) §0.4学习和研究材料力学性能的目的和意义 机械和工程结构的设计,应当达到所要求的性能,并且在规定的服役期内安全可靠地运行,同时也要具有经济性,即低的设计、制造和维修费用。 ①达到使用要求;②安全性;③经济性 然而,各种机械和结构零部件的使用条件各不相同,因而要选用不同的的材料制成零件,也需要采用不同的工艺手段来完成零件的实际制作。而材料的力学性能及其评定指标,是结构设计时选用材料、制订加工工艺的主要依据,也是评价结构质量的主要依据。 ?在零部件使用中,要求材料具有高的变形和断裂抗力,使零部件在受外力作用时能保持设计所要求的外形和尺寸, 并保证在服役期内安全地运行; ?在零部件的生产过程中,则要求材料具有优良的可加工性。 (例如,在金属的塑性成形中,要求材料具有优良的塑性和低的塑性变形抗力) 对于学生,必须具有材料力学性能方面的知识,以便在研究新材料和改善材料的过程中,能根据材料的使用要求,选用合适的现有材料或研制新材料,制订合适的加工工艺。 §0.5研究方法 ?理论分析 ?试验测定

Mg-Gd-(Y)合金中溶质拖曳效应对织构演变及力学性能的影响

Mg-Gd-(Y)合金中溶质拖曳效应对织构演变及力学性能的影响镁合金中基面滑移和孪生是主要的变形模式,这是镁合金中形成强织构的原因。研究表明稀土的添加可以有效的弱化织构,从而提高镁合金的成形性能。 但镁稀土合金的织构演变依然依赖于合金元素匹配及热加工工艺。开展镁合金织构弱化机理的研究尤为重要。 目前有关镁稀土合金织构弱化机理的讨论主要聚焦于稀土溶质原子的拖曳效应。而且溶质原子对位错的拖曳会导致动态应变时效(DSA)效应,而DSA效应的表现为拉伸曲线上的锯齿状波动。 所以,稀土溶质的拖曳效应会对镁合金的织构演变和力学性能产生影响。但有关于镁合金中溶质拖曳效应的实验研究非常缺乏。 本文采用电子背散射衍射分析(EBSD)、高角度环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)和高温拉伸实验手段研究Mg-Gd-(Y)合金中的溶质拖曳效应对织构演变和力学性能的影响。研究结果表明:相同变形条件下,Mg-1wt.%Gd合金中有较多的剪切带,织构也比对比合金AZ31的织构弱。 不同温度反挤压的Mg-1wt.%Gd样品的EBSD结果表明Mg-1wt.%Gd在400℃反挤压第一次出现了稀土织构<2111>。针对Mg-1wt.%Gd合金中出现稀土织构<2111>//挤压方向(ED)的样品,利用HAADF-STEM表征,发现了大量的<c+a>非基面位错开动,并且在剪切带内的小角度晶界附近,发现Gd原子在伯氏矢量为1/3<1120>的位错上偏聚。 溶质原子在基面位错上的偏聚,对基面位错产生拖曳作用,阻碍基面位错的滑移,增加非基面滑移的比例,增强了Mg-1wt.%Gd合金的协调性变形,最终有效弱化合金织构。Mg-2wt.%Gd和GW83(Mg-8wt.%Gd-3wt.%Y)合金的高温拉伸结果表

材料级《材料力学性能》考试答案AB

贵州大学2007-2008学年第一学期考试试卷 A 缺口效应; 因缺口的存在,改变了缺口根部的应力的分布状态,出现: ① 应力状态变硬(由单向拉应力变为三向拉应力); ② 应力集中的现象称为缺口效应。 解理台阶; 在拉应力作用下,将材料沿某特定的晶体学平面快速分离的穿晶脆性断裂方式称为解理断裂,称该晶体学平面为解理平面;在该解理平面上,常常会出现一些小台阶,叫解理台阶;这些小台阶有汇聚为大的台阶的倾向,表现为河流状花样。 冷脆转变; 当温度T ℃低于某一温度T K 时,金属材料由韧性状态转变为脆性状态,材料的αK 值明显降低的现象。 热疲劳; 因工作温度的周期性变化,在构件内部产生交变热应力循环所导致的疲劳断裂,表现为龟裂。 咬合磨损; 在摩擦面润滑缺乏时,摩擦面间凸起部分因局部受力较大而咬合变形并紧密结合,并产生形变强化作用,其强度、硬度均较高,在随后的相对分离的运动时,因该咬合的部位因结合紧密而不能分开,引起其中某一摩擦面上的被咬合部分与其基体分离,咬合吸附于另一摩擦面上,导致该摩擦面的物质颗粒损失所形成的磨损。 二、计算题(共42分,第1题22分,第2题20分) 1、一直径为10mm ,标距长为50mm 的标准拉伸试样,在拉力P=10kN 时,测 得其标距伸长为50.80mm 。求拉力P=32kN 时,试样受到的条件应力、条件应变及真应力、真应变。(14分) 该试样在拉力达到55.42kN 时,开始发生明显的塑性变形;在拉力达到67.76kN 后试样断裂,测得断后的拉伸试样的标距为57.6mm ,最小处截面直径为8.32mm ;求该材料的屈服极限σs 、断裂极限σb 、延伸率和断面收缩率。(8分) 解: d 0 =10.0mm, L 0 = 50mm, P 1=10kN 时L 1 = 50.80mm ;P 2=32kN 因P 1、P 2均远小于材料的屈服拉力55.42kN ,试样处于弹性变形阶段,据虎克 得 分 评分人

织构对铝合金性能的影响

内蒙古科技大学本科生 课程论文 题目:织构对铝合金性能的影响学生姓名:张治国 学号:200861107112 专业:金属材料工程 班级:材料2008-1班 指导教师:孙浩

织构对铝合金性能的影响 摘要 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝合金阳极已经发展到三元甚至更多元合金,而且所应用的范围也越来越广。 铝合金结构在一定条件下可以是比钢结构更好的选择,其具有轻质、可模性好、耐腐蚀等优点。热处理制度决定着材料的微观组织, 而微观组织又决定着材料的力学性能。晶界组织与过时效态的晶界组织相似, 使合金具备了高强度、高抗应力腐蚀开裂性和高抗剥落腐蚀性。 高强度铝合金中应用量最大和应用领域最广的仍然具有广阔的应用前景。 关键词:铝合金;结构;影响;组织

Structural on the properties of aluminum alloy influence Abstract Aluminium alloy is the most widely used in industry of a class of non-ferrous metal structure material, in aviation, aerospace, automotive, machinery manufacturing, shipping and the chemical industry has a large application. Aluminum alloy anode has developed to three yuan even more Multiple alloy, and the application range of the more and more widely. Aluminum alloy structure in certain conditions can be a better choice than steel structure, its has the advantages of good, can die, corrosion resistance, etc. Heat treatment system dec ides the microstructure of materials, and microstructure and determines the mechanical properties of materials. Grain boundaries organization and a ageing state grain boundaries of the organization, alloy has the similar high strength, high stress corrosio n cracking resistant and corrosion of spalling. High-strength aluminum alloy in the largest and the most widely application field of still has the broad application prospect. Key words: Aluminum alloy,structure,influence ,organization ,

材料力学性能实验(2个)讲解

《材料力学性能》实验教学指导书 实验总学时:4 实验项目:1.准静态拉伸 2. 不同材料的冲击韧性 材料科学与工程学院实验中心 工程材料及机制基础实验室

实验一 准静态拉伸 一、实验目的 1.观察低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)在准静态拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化和颈缩等现象),并绘制拉伸图。 2.测定低碳钢的屈服极限σs ,强度极限σb ,断后延伸率δ和断面收缩率ψ。 3.测定铸铁的强度极限σb 。 4.比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。 二、概述 静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。一方面,由静载拉伸试验测定的力学性能指标,可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据,具有重要的工程实际意义。另一方面,静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律,也是研究材料力学性能的基本试验方法。 静载拉伸试验,通常是在室温和轴向加载条件下进行的,其特点是试验机加载轴线与试样轴线重合,载荷缓慢施加。 在材料试验机上进行静拉伸试验,试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂,可得出一系列的强度指标(屈服强度s σ和抗拉强度b σ)和塑性指标(伸长率δ和断面收缩率ψ)。通过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线,即P —Δl 曲线,习惯上称此曲线为试样的拉伸图。图1即为低碳钢的拉伸图。 试样拉伸过程中,开始试样伸长随载荷成比例地增加,保持直线关系。当载荷增加到一定值时,拉伸图上出现平台或锯齿状。这种在载荷不增加或减小的情况下,试样还继续伸长的现象叫屈服,屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷s P ,s P 除以试样原始横截面面积Ao 即得到屈服极限s σ: s s A P = σ 试样屈服后,要使其继续发生变形,则要克服不断增长的抗力,这是由于金属材料在塑性变形过程中不断发生的强化。这种随着塑性变形增大,变形抗力不断增加的现象叫做形变强化或加工硬化。由于形变强化的作用,这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。当载荷达到最大值b P 后,试样的某一部位截面积开始急剧缩小,出现“缩颈”现象,此后的变形主要集中在缩颈附近,直至达到 P b 试样拉断。P b 除以试样原始横截面面积A 0即得到

氧化铝陶瓷材料力学性能的检测

实验二 氧化铝陶瓷材料力学性能的检测 为了有效而合理的利用材料,必须对材料的性能充分的了解。材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。化学性能包括耐氧化性、耐磨蚀性、化学稳定性等。工艺性能指材料的加工性能,如成型性能、烧结性能、焊接性能、切削性能等。机械性能亦称为力学性能,主要包括强度、弹性模量、塑性、韧性和硬度等。而陶瓷材料通常来说在弹性变形后立即发生脆性断裂,不出现塑性变形或很难发生塑性变形,因此对陶瓷材料而言,人们对其力学性能的分析主要集中在弯曲强度、断裂韧性和硬度上,本文在此基础上对其力学性能检测方法做了简单介绍。 1.弯曲强度 弯曲实验一般分三点弯曲和四点弯曲两种,如图1-1所示。四点弯曲的试样中部受到的是纯弯曲,弯曲应力计算公式就是在这种条件下建立起来的,因此四点弯曲得到的结果比较精确。而三点弯曲时梁各个部位受到的横力弯曲,所以计算的结果是近似的。但是这种近似满足大多数工程要求,并且三点弯曲的夹具简单,测试方便,因而也得到广泛应用。 图1-1 三点弯曲和四点弯曲示意图 由材料力学得到,在纯弯曲且弹性变形范围内,如果指定截面的弯矩为M ,该截面对 中性轴的惯性矩为I z ,那么距中性轴距离为y 点的应力大小为: z I My =σ 在图1-1的四点弯曲中,最大应力出现在两加载点之间的截面上离中性轴最远的点,其大小为: =???? ???=z I y a P max max 21σ?????圆形截面 16矩形截面 332D Pa bh Pa π 其中P 为载荷的大小,a 为两个加载点中的任何一个距支点的距离,b 和h 分别为矩形截面试样的宽度和高度,而D 为圆形截面试样的直径。因此当材料断裂时所施加载荷所对应的应力就材料的抗弯强度。 而对于三点弯曲,最大应力出现在梁的中间,也就是与加载点重合的截面上离中性轴最远的点,其大小为:

木材的力学性能参数分析

木材的力学性 能 参 数

目录 1.1木材的力学性质………………………………………………P3 2.1木材力学基础理论……………………………………………P3~ P8 2.1.1应力与应变 2.1.2弹性和塑性 2.1.3柔量和模量 2.1.4极限荷载和破坏荷载 3.1木材力学性质的特点…………………………………………P8~ P20 3.1.1木材的各向异性 3.1.2木材的正交对称性与正交异向弹性 3.1.3木材的粘弹性 3.1.4木材的松弛 3.1.5木材塑性 3.1.6木材的强度、韧性和破坏 3.1.7单轴应力下木材的变形与破坏特点

4.1木材的各种力学强度及其试验方法………………………P20~ P28 4.1.1力学性质的种类 5.1木材力学性质的影响因素…………………………………P28~ P31 5.1.1木材密度的影响 5.1.2含水率的影响 5.1.3温度的影响 5.1.4木材的长期荷载 5.1.5纹理方向及超微构造的影响 5.1.6缺陷的影响 6.1木材的允许应力…………………………………………P31~ P33 6.1.1木材强度的变异 6.1.2荷载的持久性 6.1.3木材缺陷对强度的影响 6.1.4构件干燥缺陷的影响 6.1.5荷载偏差的折减

6.1.6木材容许应力应考虑的因素 7.1常用木材物理力学性能……………………………………P34~ P36 1.1木材的力学性质 主要介绍:木材力学性质的基本概念、木材的应力—应变关系; 木材的正交异向弹性、木材的黏弹性、木材的塑性; 木材的强度与破坏、单轴应力下木材的变形与破坏特点; 基本的木材力学性能指标; 影响木材力学性质的主要因素等。 1.1.1木材的力学性质:木材在外力作用下,在变形和破坏方面所表现出来的性质。 1.1.2木材的力学性质主要包括:弹性、塑性、蠕变、抗拉强度、抗压强度、抗碗强度、抗减强度、冲击韧性、抗劈力、抗扭强度、硬度和耐磨性等。 1.1.3木材力学性质的各向异性:与一般钢材、混凝土及石材等材料不同,木材属生物材料,其构造的各向异性导致其力学性质的各向异性。因此,木材力学性质指标有顺纹、横纹、径向、弦向之分。 1.1.4了解木材力学性质的意义:掌握木材的特性,合理选才、用材。

低碳钢和铸铁力学性能分析

低碳钢和铸铁力学性能分析 题目:低碳钢和铸铁的力学性能分析 学院:机械工程学院学号:xxxxxxxxxxx 姓名:专业班级:xxx 指导老师:xxx 日期:2019年4月 低碳钢和铸铁的力学性能分析 作者:xxx 作者单位:255000 山东理工大学 摘要:材料的力学性能是指在外力作用下所表现出的抵抗能力。由于载荷形式的不同,材料可表现出不同的力学性能,如强度、硬度、塑形、韧度、疲劳强度等。材料的力学性 能是零件设计、材料选择及工艺评定的主要依据。本文主要讨论低碳钢和铸铁的力学性能 在拉伸和压缩情况下的影响。 关键词:低碳钢、铸铁、拉伸、压缩 (一)材料微观组成分析 材料的微观结构几乎决定了外在性能,所以要了解研究材料的性能必须深入研究材料 的组成成分。而研究材料的组成成分需要从下面这张铁碳合金相图说起。 这张图记录了奥氏体在在不同温度下的恒温转变时组成成份和物质状态的变化。低碳 钢是指碳含量 低于0.3%的碳素钢;铸铁是指碳含量在2.11%-6.69%的金属,其中用于拉伸和压缩试 验的铸铁为灰口铸铁,成分一般范围为Wc=2.5%-4.0% Wsi=1.0%-2.2% Wmn=0.5%-1.3% Ws≤0.15% Wp≤0.3%。低碳钢经过奥氏体转变的基体是铁素体和珠光体,灰口铸铁的基体 是珠光体二次渗碳体和莱氏体。铁素体和工业纯铁相似,塑形韧性较好,强度硬度较低。 渗碳体是一种复 杂的间隙化合物,硬度很高,但塑性和韧性几乎为零,是钢中的主要强化相。珠光体 是铁素体和渗碳体的机械混合物,常见的形态是两者呈片层相间分布,片层越细强度越高。铸铁中的莱氏体是由珠光体和渗碳体组成的机械混合物,其中渗碳体较多,脆性大,硬度高,塑形很差。 1 2 (二)拉伸试验

金属材料的力学性能及其测试方法

目录 摘要1 1引言2 2金属材料的力学性能简介2 2.1 强度3 2.2 塑性3 2.3 硬度3 2.4 冲击韧性4 2.5 疲劳强度4 3金属材料力学性能测试方法4 3.1拉伸试验5 3.2压缩试验8 3.3扭转试验11 3.4硬度试验15 3.5冲击韧度试验22 3.6疲劳试验27 4常用的仪器设备简介29 4.1万能试验机29 4.2扭转试验机34 4.3摆锤式冲击试验机40 5金属材料力学性能测试方法的发展趋势42 参考文献42

金属材料的力学性能及其测试方法 摘要:金属的力学性能反映了金属材料在各种形式外力作用下抵抗变形或破坏的某些能力,它与材料的失效形式息息相关。本文主要解释了金属材料各项力学性能的概念,介绍了几个常见的测试金属材料力学性能的试验以及相关的仪器设备,最后阐述了金属材料力学性能测试方法的发展趋势。 关键词:金属材料,力学性能,测试方法,仪器设备,发展趋势 Test Methods for The Mechanical Properties of Metal Material Abstract:The mechanical properties of metal material which reflect some abilities of deformation and fracture resistance under various external forces are closely linked with failure forms. This paper mainly introduces some concepts of mechanical properties of metal material, mon experiments testing mechanical properties of metal material and apparatuses used. The trend of development of test methods for mechanical properties of metal material is also discussed. Keywords:metal material,mechanical properties,test methods,apparatuses,development trend

材料的力学行为及性能

第二章 材料在其他静载荷下的力学性能 研究材料在常温静载荷下的力学性能时,除采用单向静拉伸试验方法外,有时还选用压缩、弯曲、扭转等试验方法,目的是: ①很多机件在服役过程中常承受弯矩、扭矩或轴向压力的作用,有必要测定试样在相应承载条件下的力学性能指标,做为设计和选材的依据;(实际中存在) ②不同的加载方式产生不同的应力状态,材料在不同应力状态中表现的力学性能不完全相同,因此,应选用不同应力状态的试验方法。(和单向拉伸应力状态不同) 本章介绍压缩、弯曲、扭转和剪切等试验方法及测定的力学性能指标 §2.1 应力状态柔度因数(软性系数) 一、柔度因数 塑性变形和断裂是金属材料在静载荷下失效的两种主要形式,它们是金属所能承受的应力达到其相应的强度极限而产生的。当金属所受的最大切应力τmax 达到屈服强度τs 时,产生屈服;当τmax 达到切断强度τk 时,产生剪切型断裂;当最大正应力S max 达到正断强度S k 时,产生正断型断裂。但同一种金属材料,在一定承载条件下产生何种失效方式,除与自身的强度大小有关以外,还与承载条件下的应力状态有关。不同的应力状态,其最大正应力与最大切应力的相对大小是不一样的。 考虑到三向应力状态下另外两向应力的贡献,因此材料的最大正应力的计算采用第二强度理论给出: 即:不再采用S max =σ1 而采用(第二强度理论): ()max 123S σνσσ=-+ 称为最大当量正应力 最大切应力由第三强度理论给出: 13 max 2 σστ-=

观塑性变形,属正断型脆性断裂; ②单向拉伸(α=0.5)时,先与τs线相交,发生塑性变形(屈服),然后与S k线相交,发生正断,属正断型的韧性断裂; ③扭转(α=0.8)时,先与τs线相交,发生塑性变形(屈服),然后与τk线相交,发生切断,属于切断型的韧性断裂。 即:相同的材料在不同应力状态下表现出不同的断裂模式,也可称为在不同应力状态条件下的韧脆转变。(材料在其他外界因素下也会发生韧脆转变,因涉及到具体的试验测试手段,因此后面讲。) §2.2 材料在轴向压缩载荷下的力学行为(单向压缩试验)一、试样型式 常用的压缩试样为圆柱体(也可采用立方体或棱柱体), 为防止压缩时试件失稳,试件的高度与直径之比h0/d0=1.5~2.0,同时h0/d0越大,抗压强度越低,因此对于几何形状的试件,需要保证h0/d0为定值。(GB7314-87)二、试验过程 ①为保证两端面的自由变形,试件的两端面必须光滑平整(涂润滑油、石墨);或者将试样的端面加工成圆锥凹面,使锥面的倾角等于摩擦角,即tanα=f,f为摩擦因数,也要将压头改成相应的锥体; ②压缩可以看作是反向拉伸,因此,拉伸试验中所定义的各个力学性能指标和相应的计算公式,在压缩试验中基本可以应用; 1-高塑性材料;2-低塑性材料1-拉伸;2-压缩

材料力学性能试题A

07 秋 材料力学性能 一、填空:(每空1分,总分25分) 1. 材料硬度的测定方法有 、 和 。 2. 在材料力学行为的研究中,经常采用三种典型的试样进行研究,即 、 和 。 3. 平均应力越高,疲劳寿命 。 4. 材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有 ,中心处切应力为 ,表面处 。 5. 脆性断裂的两种方式为 和 。 6. 脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循 断裂准则;塑性材料切口根部裂纹形成准则遵循 断裂准则; 7. 外力与裂纹面的取向关系不同,断裂模式不同,张开型中外加拉应力与断裂面 ,而在滑开型中两者的取向关系则为 。 8.蠕变断裂全过程大致由 、 和 三个阶段组成。 9.磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为 、 和腐蚀磨损等。 10.深层剥落一般发生在表面强化材料的 区域。 11.诱发材料脆断的三大因素分别是 、 和 。 二、选择:(每题1分,总分15分) ( )1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点 a )耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好 ( )2. 对于脆性材料,其抗压强度一般比抗拉强度 a) 高 b) 低 c) 相等 d) 不确定 ( )3.用10mm 直径淬火钢球,加压3000kg ,保持30s ,测得的布氏硬度值为150的正确表示应为 a) 150HBW10/3000/30 b) 150HRA3000/l0/30 c) 150HRC30/3000/10 d) 150HBSl0/3000/30 ( )4. 对同一种材料,δ5比δ10 a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定 ( )5. 下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。 a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件 c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷 ( )6. 下列哪种材料适合作为机床床身材料 a) 45钢 b) 40Cr 钢 c) 35CrMo 钢 d) 灰铸铁 ( )7. 下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直,因而 它是最危险的一种断裂方式。 a) 撕开型 b) 张开型 c) 滑开型 d) 复合型

材料力学性能测试实验报告

材料力学性能测试实验 报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

材料基本力学性能试验—拉伸和弯曲一、实验原理 拉伸实验原理 拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端,用拉伸力将试样沿轴向拉伸,一般拉 至断裂为止,通过记录的力——位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。 对于均匀横截面样品的拉伸过程,如图 1 所示, 图 1 金属试样拉伸示意图 则样品中的应力为 其中A 为样品横截面的面积。应变定义为 其中△l 是试样拉伸变形的长度。 典型的金属拉伸实验曲线见图 2 所示。 图3 金属拉伸的四个阶段 典型的金属拉伸曲线分为四个阶段,分别如图 3(a)-(d)所示。直线部分的斜率E 就是杨氏模量、σs 点是屈服点。金属拉伸达到屈服点后,开始出现颈缩 现象,接着产生强化后最终断裂。 弯曲实验原理 可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力,一般直至断裂,通过实 验结果测定材料弯曲力学性能。为方便分析,样品的横截面一般为圆形或矩形。 三点弯曲的示意图如图 4 所示。 图4 三点弯曲试验示意图 据材料力学,弹性范围内三点弯曲情况下C 点的总挠度和力F 之间的关系是 其中I 为试样截面的惯性矩,E 为杨氏模量。 弯曲弹性模量的测定 将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上,施加横向力对样品进行弯曲, 对于矩形截面的试样,具体符号及弯曲示意如图 5 所示。 对试样施加相当于σpb0.01。 (或σrb0.01)的10%以下的预弯应力F。并记录此力和跨中点处的挠度,然后对试样连续施加弯曲力,直至相应于σpb0.01(或σrb0.01)的50%。记录弯曲力的增量DF 和相应挠度的增量Df ,则弯曲弹性模量为 对于矩形横截面试样,横截面的惯性矩I 为 其中b、h 分别是试样横截面的宽度和高度。 也可用自动方法连续记录弯曲力——挠度曲线至超过相应的σpb0.01(或σrb0.01)的弯曲力。宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40o,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。在曲线图上确定最佳弹性直线段,读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量,见图 6 所示。然后利用式(4)计算弯曲弹性模量。 二、试样要求

材料力学性能考试题与答案

07 秋材料力学性能 一、填空:(每空1分,总分25分) 1. 材料硬度的测定方法有、和。 2. 在材料力学行为的研究中,经常采用三种典型的试样进行研究,即、和。 3.平均应力越高,疲劳寿命。 4.材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有 , 中心处切应力为 ,表面处。 5.脆性断裂的两种方式为和。 6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则; 塑性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则; 7.外力与裂纹面的取向关系不同,断裂模式不同,张开型中外加 拉应力与断裂面,而在滑开型中两者的取向关系则为。 8.蠕变断裂全过程大致由、和 三个阶段组成。

9.磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为、和腐蚀磨损等。 10.深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。 11.诱发材料脆断的三大因素分别是、和。 二、选择:(每题1分,总分15分) ()1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点 a)耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好 ()2. 对于脆性材料,其抗压强度一般比抗拉强度 a) 高b) 低c) 相等d) 不确定 ()3.用10mm直径淬火钢球,加压3000kg,保持30s,测得的布氏硬度值为150的正确表示应为 a) 150HBW10/3000/30 b) 150HRA3000/l0/ 30 c) 150HRC30/3000/10 d) 150HBSl0/3000/30 ()4.对同一种材料,δ5比δ10 a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定 ()5. 下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。

a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件 c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷 ()6.下列哪种材料适合作为机床床身材料 a) 45钢 b) 40Cr钢 c) 35CrMo钢 d) 灰铸铁()7. 下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直,因而它是最危险的一种断裂方式。 a) 撕开型 b) 张开型 c) 滑开型 d) 复合型()8. 下列哪副图是金属材料沿晶断裂的典型断口形貌 a) b) c) d) ()9. 下列哪种材料中的弹性模量最高 a) 氧化铝 b) 钢 c) 铝 d) 铜 ()10. 韧性材料在什么样的条件下可能变成脆性材料 a) 增大缺口半径 b) 增大加载速度 c) 升高温度 d) 减小晶粒尺寸 ()11.应力腐蚀门槛值正确的符号为 a) K ISCC b) ΔK th c) K IC d) CF ()12.σm=0 , R=-1 表示下列哪种循环应力

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