機械工程材料-第一章學習教案

1、會計學1機械工程材料機械工程材料(cilio)-第一章第一章第一頁，共83頁。第1頁/共82頁第二頁，共83頁。公元2001年9月11日，當美國紐約世貿(mào)中心遭遇(zoy)恐怖襲擊，緩慢而沉重地倒下。 第2頁/共82頁第三頁，共83頁。這艘當時(dngsh)世界最大的船號稱“永不沉沒的TITANIC”被稱為“世界(shji)工業(yè)史上的奇跡” 1912年4月15日，泰坦尼克號與冰山相撞后沉沒 。 第3頁/共82頁第四頁，共83頁。刀具(doj)磨損 第4頁/共82頁第五頁，共83頁。第5頁/共82頁第六頁，共83頁。第6頁/共82頁第七頁，共83頁。靜載荷(zi h)形式：第7頁/共82頁第八頁，

2、共83頁。第8頁/共82頁第九頁，共83頁。第9頁/共82頁第十頁，共83頁。外力增加，試樣伸 長 。 得 到 P L曲線，換算為曲線。材料表現(xiàn)為彈性變形(bin xng)、均 勻 塑 性 變 形(bin xng)、頸縮、斷裂。拉伸(l shn)過程:第10頁/共82頁第十一頁，共83頁。彈性(tnxng)變形、塑性變形彈性(tnxng)變形非線性彈性變形第11頁/共82頁第十二頁，共83頁。（在同樣的載荷下）彈性模量E為表征材料剛度的性能指標。第12頁/共82頁第十三頁，共83頁。2、強度：比例極限 sp彈性極限 se屈服(qf)強度 ss抗拉強度 sb斷裂強度 sk第13頁/共82頁第十四

3、頁，共83頁。ee第14頁/共82頁第十五頁，共83頁。原始(yunsh)試樣拉伸后試樣第15頁/共82頁第十六頁，共83頁?；?石膏 方解石 螢石 磷灰石 正長石 石英 黃玉 剛玉 金剛石 12345678910礦物(kungw)的莫氏硬度表第16頁/共82頁第十七頁，共83頁。第17頁/共82頁第十八頁，共83頁。HB測量(cling)原理圖第18頁/共82頁第十九頁，共83頁。HRC 測量(cling)原理圖第19頁/共82頁第二十頁，共83頁。第20頁/共82頁第二十一頁，共83頁。E高分子第21頁/共82頁第二十二頁，共83頁。第22頁/共82頁第二十三頁，共83頁。注 意！ 金屬

4、和合金的彈性模量(tn xn m lin)不能通過合金化和熱處理、冷變形等方法改變。而比例極限、彈性極限和屈服極限是可以改變的！第23頁/共82頁第二十四頁，共83頁。本 節(jié) 中所 講 的材料(cilio)的 力 學性 能 指標 及 應用剛度：在設計中，考慮構件在受力時發(fā)生的彈性變形量，需要(xyo)用剛度。主要力學性能是材料的彈性模量。如鏜床的鏜桿、齒輪軸等。彈性指標：彈性極限和彈性模量是設計彈性零件考慮的性能指標。如汽車板簧和各類彈簧等強度和塑性指標：屈服強度和塑性用于一般零件的抗斷裂設計。硬度：在耐磨零件中必須考慮的性能指標。如滾珠軸承、活塞環(huán)等.第24頁/共82頁第二十五頁，共83頁。

5、第25頁/共82頁第二十六頁，共83頁。第26頁/共82頁第二十七頁，共83頁。第27頁/共82頁第二十八頁，共83頁。裂紋亞穩(wěn)擴展階段(jidun)：裂紋形成臨界裂紋長度失穩(wěn)擴展階段(jidun)：裂紋達到臨界長度后迅速擴展。第28頁/共82頁第二十九頁，共83頁。塑性的綜合表現(xiàn)。第29頁/共82頁第三十頁，共83頁。第30頁/共82頁第三十一頁，共83頁。沖擊(chngj)試樣第31頁/共82頁第三十二頁，共83頁。第32頁/共82頁第三十三頁，共83頁。第33頁/共82頁第三十四頁，共83頁。Y叫做形狀系數(shù)，它與裂紋(li wn)形狀、加載方式及試樣類型有關。斷裂韌性KIC（單位：MPa

6、m）第34頁/共82頁第三十五頁，共83頁。第35頁/共82頁第三十六頁，共83頁。應力狀態(tài)(zhungti)軟性系數(shù)：，應力狀態(tài)軟，脆性傾向?。?，應力狀態(tài)硬，易脆斷；材料在本質(zhì)上無絕對韌性和脆性，加載方式不同，斷裂方式也不同。第36頁/共82頁第三十七頁，共83頁。n 應力集中：n缺口根部應力集中三向應力狀態(tài)(zhungti)改變（三向不等拉伸）最大切應力max 應力狀態(tài)(zhungti)軟性系數(shù) 應力狀態(tài)(zhungti)變硬脆性斷裂第37頁/共82頁第三十八頁，共83頁。第38頁/共82頁第三十九頁，共83頁。第39頁/共82頁第四十頁，共83頁。第40頁/共82頁第四十一頁，共83頁。

7、折鐵絲PP第41頁/共82頁第四十二頁，共83頁。交變(jio bin)應力表示法 應力(yngl)比： 應力幅： 平均應力： 第42頁/共82頁第四十三頁，共83頁。特點：1、最大應力遠小于靜荷強度2、破壞方式：脆性斷裂3、破壞斷口(dunku)：光滑區(qū)粗糙區(qū)第43頁/共82頁第四十四頁，共83頁。疲勞(plo)源第44頁/共82頁第四十五頁，共83頁。疲勞(plo)條紋微裂紋疲勞源第45頁/共82頁第四十六頁，共83頁。第46頁/共82頁第四十七頁，共83頁。勞斷裂。第47頁/共82頁第四十八頁，共83頁。疲勞極限：表示材料經(jīng)過無限次應力循環(huán)而不發(fā)生斷裂的最大應力。對應于疲勞曲線上水平(s

8、hupng)部分對應的應力值。過載持久值：材料在高于疲勞極限的應力作用下發(fā)生疲勞斷裂的應力循環(huán)周次。對應于曲線斜線部分。疲勞曲線高周疲勞：Nf105低周疲勞: Nf105第48頁/共82頁第四十九頁，共83頁。兩種類型的疲勞曲線a)鋼鐵材料(cilio) b)部分有色金屬（如鋁合金）疲勞極限條件疲勞極限第49頁/共82頁第五十頁，共83頁。Kt -理論應力集中(jzhng)系數(shù)，與幾何形狀有關與材料無關；Kf -有效應力集中(jzhng)系數(shù)。a)缺口應力集中 b)光滑與缺口試樣的 疲勞極限第50頁/共82頁第五十一頁，共83頁。用下疲勞裂紋不擴展的最大尖端應力場強度因子幅K。注意：疲勞(pl

9、o)裂紋擴展門檻值遠小于斷裂韌性，設計時若犧牲強度以提高(Kth）將造成構件笨重。第51頁/共82頁第五十二頁，共83頁。第52頁/共82頁第五十三頁，共83頁。第53頁/共82頁第五十四頁，共83頁。第54頁/共82頁第五十五頁，共83頁?？诰涂膳袛嗍欠癜l(fā)生疲勞斷裂。第55頁/共82頁第五十六頁，共83頁。第56頁/共82頁第五十七頁，共83頁。n磨損的定義：在摩擦過程中零件表面(biomin)發(fā)生尺寸變化和物質(zhì)耗損的現(xiàn)象叫做磨損。第57頁/共82頁第五十八頁，共83頁?；瑒?hudng)局部粘著粘著處被撕掉金屬表面被劃傷或者金屬屑粒脫落第58頁/共82頁第五十九頁，共83頁。金 屬 表 面

10、 發(fā) 生(fshng)局部塑性變形磨粒嵌入金屬表面，切割金屬表面表面被劃傷第59頁/共82頁第六十頁，共83頁。 氧化(ynghu)磨損 微動磨損第60頁/共82頁第六十一頁，共83頁。疲勞(plo)裂紋第61頁/共82頁第六十二頁，共83頁。第62頁/共82頁第六十三頁，共83頁。第63頁/共82頁第六十四頁，共83頁。nn改善潤滑條件。第64頁/共82頁第六十五頁，共83頁。第65頁/共82頁第六十六頁，共83頁。第66頁/共82頁第六十七頁，共83頁。第67頁/共82頁第六十八頁，共83頁。n基體金屬能否繼續(xù)(jx)氧化，取決于氧化物薄膜是否致密。第68頁/共82頁第六十九頁，共83頁。第69頁/共82頁第七十頁，共83頁。n第70頁/共82頁第七十一頁，共83頁。第71頁/共82頁第七十二頁，共83頁。第72頁/共82頁第七十三頁，共83頁。第73頁/共82頁第七十四頁，共83頁。第74頁/共82頁第七十五頁，共83頁。第75頁/共82頁