材料力学性能期末考试题及答案（材料力学性能知识点总结）

投稿用户 • 2022年7月9日 am3:22 • 范文大全 • 阅读 287

材料力学性能 mechanical properties of materials

材料的宏观性能。涉及各种工程结构选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测定。

材料在静载荷（缓慢加载）常温下一些性能参数可通过拉伸试验测定。纯色的标准拉伸试样如图1所示，试验段长度l称为标距。对于直径为d的圆截面试样，规定l=10d或l=5d（图1a）；对于截面面积***=th的矩形截面试样（图1b），h和t分别为矩形截面试样的宽度和厚度，截面形状用阴影表示，按面积换算规定或。

试验结果通常绘制成拉伸图或应力-应变图。图2为低碳钢拉伸（应力-应变）示意图。横坐标表示试样伸长量Δl（或应变ε=Δl/l），纵坐标表示载荷p（或应力σ=P/***）。

弹性性能

反映材料弹性性质的参量包括：

比例极限

应力和应变成正比例关系的最大应力，用表示，见图2p点。

弹性极限

试件卸载后能恢复原有形状的最大应力，用表示，见图2e点，比例极限和弹性极限很接近。

弹性模量

材料单向拉伸时，在弹性变形阶段内应力和应变的比值，通常指拉压弹性模量，E=σ/ε。因T.杨首先给出弹性模量的定义，所以又称它为杨氏模量。材料承受剪切载荷时，切应力与切应力的比值称为剪切弹性模量，G=τ/γ。

泊松比

材料在单向拉伸时，垂直于载荷方向的应变与沿载荷方向应变之比的绝对值，。

材料的三个弹性模量E、G、ν只有两个是独立的，因为它们之间存在如下关系：

塑性性能

载荷卸除后不能小时的变形称为残余变形，材料保持残余变形的能力称为塑性。反应塑性性能的参量包括：

屈服极限

见图2y点，当应力增加至某一定值时，应力-应变曲线出现水平线段（可能有微小波动）。这种现象称为屈服或流动，对应的应力值称为屈服极限。对于无明显屈服阶段的塑性材料，工程中通常以产生0.2％的残余变形时的应力作为屈服应力、屈服强度或名义屈服极限，用表示。

强度极限

屈服阶段结束后，拉伸曲线又呈上升状的现象称为强化。强化阶段最高点（图2b点）所对应的应力称为强度极限，用表示。

延伸率与断面收缩率

应力达到强度极限后塑性变形开始集中，某一局部截面积开始缩小，这种现象称为颈缩。颈缩后试件承载能力不断下降，最后断裂。

应力σ=P/***中，***表示变形前试样横截面积。若***采用变形（颈缩）后的实际面积，则应力应变曲线如图2虚线。试样拉断后试验段残余变形与原长之比称为材料延伸率，用δ表示，一般写成百分比形式：δ=Δl/l×100％。

断口横截面积减少量与原截面积之比称为断面收缩率：ψ=Δ***/***×100％。

工程上将常温静载下破坏时塑性变形较大的材料（δ＞5％）称为塑性材料，塑性变形较小的材料称为脆性材料。

硬度

固体材料对外界物体机械作用的局部抵抗能力。从18世纪开始，先后出现许多不同的测量方法和硬度标准。测量方法有压入法、划痕法和弹性回跳法等。

根据不同的测定方法，有不同的硬度标准，如洛氏硬度、维氏硬度、布氏硬度、肖氏硬度、显微硬度等。各种硬度的定义不同，彼此不能直接换算。

抗冲击性能

表示材料抵抗冲击载荷的能力的参量，有冲击功和冲击韧性，可由材料的冲击试验来确定。

温度与材料性能的关系

温度对材料的各种力学性能都有影响。温度升高往往使其弹性模量和硬度减小，延伸率加大，蠕变和松弛现象更加明显；而湿度降低往往使材料脆化。

摘自：《中国大百科全书（第2版）》第3册，中国大百科全书出版社，2009年

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