材料力學(xué)性能學(xué)習(xí)與體會

1、材料的力學(xué)性能之學(xué)習(xí)收獲與體會轉(zhuǎn)眼間半個(gè)學(xué)期就將過去，而材料的力學(xué)性能也即將結(jié)課，跟著孫老師學(xué)習(xí)這門課，真的讓我收獲不少。不僅給學(xué)到了課本上的知識，還從孫老師那里了解到很多這方面的前沿科學(xué)，學(xué)到不少做人的道理等，而且還激發(fā)了我們做學(xué)問的興趣與追求。首先說一下本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容。按課本的說法，分為三部分，第一部分，課本的前七章，主要闡述金屬的形變和斷裂過程，機(jī)制和基本理論，材料在一次靜加載條件下的力學(xué)性能。在各種加載方式下，所測定的力學(xué)性能指標(biāo)用于評價(jià)零件在服役過程中的抗過載實(shí)效能力和安全性。第二部分，也就是第八至第十一章，論述了疲勞、蠕變、環(huán)境效應(yīng)和磨損。這是機(jī)件常見的四種失效形式。材料對這四種

2、形式失效的抗力將決定零件的壽命。最后三章介紹了復(fù)合材料，高分子材料和陶瓷材料的力學(xué)性能。在我看來，所謂的材料力學(xué)性能主要就是說金屬的彈性，塑性和強(qiáng)度等力學(xué)性能。而本課程的內(nèi)容就是運(yùn)用金屬學(xué)的理論和知識，對材料力學(xué)的進(jìn)一步說明，補(bǔ)充和擴(kuò)展。通過對材料力學(xué)，金屬學(xué)和本課程的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步加強(qiáng)對材料的力學(xué)性能的認(rèn)識和理解。下面就本課程各章節(jié)學(xué)習(xí)的收獲簡述如下：第一章 材料的拉伸性能 本章首先學(xué)習(xí)的就是拉伸試驗(yàn)，記得在學(xué)習(xí)材料力學(xué)時(shí)已經(jīng)做過拉伸實(shí)驗(yàn)，但那時(shí)只知道做實(shí)驗(yàn)，并不太清楚其意義之所在，現(xiàn)在才知道拉伸試驗(yàn)的重要性，因?yàn)橥ㄟ^拉伸試驗(yàn)不但可以測定材料的彈性、強(qiáng)度、塑性、應(yīng)變硬化和韌性等許多重要的力學(xué)性

3、能指標(biāo)，而且還可以預(yù)測材料的其它力學(xué)性能，如抗疲勞、斷裂等性能。要想得到材料的力學(xué)性能，就必須做拉伸試驗(yàn)，做出材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，通過曲線就可以比較方便地得到材料的比例極限、彈性極限、屈服極限、拉伸強(qiáng)度和延伸率等。應(yīng)當(dāng)指出，應(yīng)力應(yīng)變曲線有先上升后下降的趨勢是應(yīng)為那是工程應(yīng)力工程應(yīng)變曲線，與材料力學(xué)里所說的真應(yīng)力真應(yīng)變曲線是有區(qū)別的，且真應(yīng)力比工程應(yīng)力大，真應(yīng)變比工程應(yīng)變小。 第二章 彈性變形與塑性變形彈性變形：金屬的彈性變形可以用雙原子模型加以說明，即金屬原子間的結(jié)合是兩原子間吸引力和排斥力相互作用的結(jié)果，但金屬的實(shí)際彈性變形量與理論值相差很遠(yuǎn)。彈性常數(shù)主要就是指彈性模量E和切變模量G，影響彈

4、性模量的內(nèi)部因素有純金屬的彈性模量，合金元素與第二相的影響；外部因素有溫度，加載速率和冷變形的影響。至于彈性極限與彈性比功在之前的材料力學(xué)中也有提及，只是在這里對彈性極限的規(guī)定和彈性比功的說明更加詳細(xì)。而彈性不完善性在日常生活中也有遇見，只是在這里才知道它的理論罷了。 塑性變形：金屬塑性變形的主要方式是滑移和孿生。實(shí)用金屬材料的塑性變性特點(diǎn)有（1）各晶粒塑性變形的非同時(shí)性和不均一性，（2）各晶粒塑性變形的相互制約性與協(xié)調(diào)性。屈服強(qiáng)度標(biāo)志著金屬對起塑性變形的抗力，是重要力學(xué)性能之一。提高純金屬的屈服強(qiáng)度主要有增加晶體中的位錯(cuò)密度，細(xì)化晶粒等方法。提高合金的屈服強(qiáng)度主要有固溶強(qiáng)化，第二相強(qiáng)化等方法

5、。而且屈服強(qiáng)度還受環(huán)境因素的影響，如溫度、加載速度、應(yīng)力狀態(tài)的影響。本章最后還 詳盡地介紹了形變強(qiáng)化的原理及應(yīng)用，但非重點(diǎn)，這里就不多說了。第三章 其它靜加載下的力學(xué)性能 本章主要學(xué)習(xí)了扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮、剪切等試驗(yàn)方法及測定的力學(xué)性能指標(biāo)。應(yīng)為相關(guān)內(nèi)容已在材料力學(xué)里面比較詳盡地介紹了，這里就不再多說了。 第四章 材料的硬度 本章的內(nèi)容大多也是溫故之前的知識了，因?yàn)樵诮饘賹W(xué)的課程里已經(jīng)做過布氏硬度，洛氏硬度的測量實(shí)驗(yàn)，而在本學(xué)期的金屬冶金學(xué)的實(shí)驗(yàn)課中又測了維氏硬度，至于顯微硬度和肖氏硬度只能從書中了解，沒有做過實(shí)驗(yàn)。 第五章 斷裂 本章主要學(xué)習(xí)的是脆性斷裂和延性斷裂。脆性斷裂的宏觀特征，理論上講

6、，是斷裂前不發(fā)生塑性變形。其微觀機(jī)制又解理斷裂和沿晶斷裂，解理斷口的宏觀形貌是較為平坦的，發(fā)亮的結(jié)晶狀斷面，微觀形貌有河流狀花樣和舌狀花樣。沿晶斷裂是裂紋沿晶界擴(kuò)展的一種脆性斷裂，其形貌多呈粒狀。此外還深入地分析了理論強(qiáng)度和脆性斷裂的位錯(cuò)理論。延性斷裂的過程是“微孔形核微孔長大微孔聚合”三部曲，其微觀特征是韌窩形貌，斷口宏觀形貌大多呈纖維狀。最后還學(xué)習(xí)了脆性，韌性在受溫度，加載速度和微觀結(jié)構(gòu)影響下的轉(zhuǎn)變。 第六章 切口強(qiáng)度與切口沖擊韌性 在材料力學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)等課程里總有關(guān)于應(yīng)力集中的問題，學(xué)完此章才有跟深刻的理解，甚至還學(xué)到了應(yīng)變集中與局部應(yīng)變的計(jì)算。而且通過對切口裂紋的分析，根據(jù)切口根部裂紋

7、形成準(zhǔn)則可以估算切口強(qiáng)度，評估切口敏感度。在實(shí)驗(yàn)課里做了切口沖擊韌性測定實(shí)驗(yàn)，加深了對切口沖擊韌性的意義及應(yīng)用的理解和記憶。最后一節(jié)的低溫脆性的學(xué)習(xí)也讓我們從理論的高度理解這些常識性的問題。 第七章 斷裂韌性 本章扼要介紹裂紋應(yīng)力分析，裂紋擴(kuò)展的物理過程，斷裂韌性的物理意義、測定及實(shí)用意義以及提高材料的斷裂韌性途徑等。而本章的重點(diǎn)不過就是5個(gè)應(yīng)力強(qiáng)度因子，他們反映了裂紋尖端區(qū)域應(yīng)力場的強(qiáng)度。 第八章 金屬的疲勞 關(guān)于金屬的疲勞在機(jī)械設(shè)計(jì)中已經(jīng)學(xué)過，并且應(yīng)用到機(jī)械的設(shè)計(jì)中，只是在這里介紹得更詳細(xì)并加了一些新內(nèi)容罷了。如疲勞失效過程和機(jī)制的闡述，還有老師強(qiáng)調(diào)的塑性材料疲勞斷口的形貌特點(diǎn)的描述；增加

8、了沖擊疲勞以及延壽技術(shù)等新內(nèi)容。 第九章 材料在高溫下的力學(xué)性能 本章主要學(xué)習(xí)高溫蠕變現(xiàn)象，蠕變抗力和持久強(qiáng)度，蠕變損傷和斷裂機(jī)制，應(yīng)力松弛、高溫疲勞以及疲勞和蠕變的交互作用等；同時(shí)，還討論改善高溫力學(xué)性能的途徑，而本章的科學(xué)前沿就是高溫合金。 第十章 環(huán)境介質(zhì)作用下金屬的力學(xué)性能 本章學(xué)習(xí)了材料的應(yīng)力腐蝕斷裂，氫脆和腐蝕疲勞的特征、評定指標(biāo)及破壞機(jī)理，介紹提高材料環(huán)境敏感斷裂抗力的途徑以及防止環(huán)境敏感斷裂的措施。 第十一章 金屬的磨損與接觸疲勞 關(guān)于金屬磨損和接觸疲勞，在機(jī)械設(shè)計(jì)中特別是齒輪失效中已略有介紹，而在這里更加深入地學(xué)習(xí)研究磨損和接觸疲勞的機(jī)制及影響因素，以便提高零件的耐磨性，延長使用壽命。剩下的幾章教學(xué)提綱沒有要求，老師也沒有講，但我認(rèn)為作為材料類的學(xué)生有必要看一下，雖然有些理論沒有完全弄懂，但一些重要概念還是要知道的，而且復(fù)合材料，高分子材料，陶瓷材料都是很有發(fā)展前途的材料，也有助于了解比較先進(jìn)的科學(xué)。以上就是我的學(xué)習(xí)總結(jié)，也許不是很全面，沒有把每章的引言部分抄下來，但卻都是我所學(xué)到的。通過這門課的學(xué)習(xí)，讓我對材料的力學(xué)性能有了更深刻的了解，而且會用理論知識去解釋一些表面的力學(xué)現(xiàn)象。雖然這是一門考查課，但我還是很重視的，剛開始基本都是按考試課的方法去學(xué)習(xí)，而且上自習(xí)的時(shí)候還經(jīng)常復(fù)習(xí)，但后來感覺沒必要把所有東西都記住，也就上課時(shí)專心聽罷了。不過我感覺學(xué)這門課的最大