材料力学疲劳知识点总结
材料力学疲劳知识点总结
疲劳是材料工程领域一个重要的研究方向，它关注材料在经历多次
循环载荷后所产生的破坏与损伤行为。本文将对材料力学疲劳的知识
点进行总结，并从疲劳强度、疲劳寿命预测、疲劳断裂机理以及疲劳
改性等方面进行论述。
一、疲劳强度
疲劳强度是指材料在多次循环载荷下能够承受的最大应力水平。其
计算方法可以通过循环试验获取，通常利用S-N曲线（应力-寿命曲线）来表示材料的疲劳性能。S-N曲线可以用来预测材料在特定应力水平下的疲劳寿命。
二、疲劳寿命预测
疲劳寿命预测是对材料在特定应力水平下的疲劳失效寿命进行估计。常用的疲劳寿命预测方法有线性损伤累积理论、应力幅度法、应变幅
度法等。其中，线性损伤累积理论通过损伤变量来描述材料疲劳寿命
的递减过程，应力幅度法和应变幅度法则通过应力幅度或应变幅度与
循环次数的关系来估计疲劳寿命。
三、疲劳断裂机理
材料在疲劳加载下的破坏行为主要包括裂纹萌生、裂纹扩展和最终
断裂三个阶段。裂纹萌生是指在应力集中区域产生微裂纹，通常发生
在材料表面或界面。裂纹扩展是指微裂纹在循环载荷下逐渐扩展成为
致命裂纹，导致材料破坏。最终断裂则是材料整体断裂。
四、疲劳改性
为了提高材料的疲劳性能，人们通常会采取疲劳改性措施。疲劳改性的方法包括表面处理、热处理、表面涂层、纤维增强等。表面处理可以通过喷砂、镀铬等方法来提高材料的疲劳强度；热处理可以通过淬火、回火等过程来改善材料的晶体结构和力学性能；表面涂层可以增加材料的耐疲劳性能；纤维增强材料可以提高材料的强度和韧性。
总结：
材料力学疲劳是一个涉及材料科学、力学和工程学等领域的复杂问题。本文对疲劳强度、疲劳寿命预测、疲劳断裂机理以及疲劳改性等知识点进行了简要总结。了解并掌握这些知识点有助于我们更好地理解和应用疲劳学理论，从而提高材料的疲劳性能和使用寿命。
材料力学中的材料疲劳性能测试技术
材料力学中的材料疲劳性能测试技术材料疲劳性能是指材料在循环加载下的抗疲劳裂纹扩展能力，是评估材料可靠性和寿命的重要指标。为了研究材料的疲劳性能，科学家们发展了许多测试技术。本文将探讨几种主要的材料疲劳性能测试技术。 一、旋转梁疲劳试验 旋转梁疲劳试验是材料疲劳性能测试的一种常见方法。试验时，材料样品被固定在旋转梁上，通过施加交变载荷，观察材料在循环加载下的疲劳裂纹扩展情况。通过测量材料断裂扭矩和载荷周期，可以确定其疲劳寿命和裂纹扩展速率。 二、拉-推疲劳试验 拉-推疲劳试验是一种常用的材料疲劳测试方法。试验时，材料样品被制成拉杆形状，分为拉伸和推压两个阶段。在循环加载过程中，通过测量材料的载荷和位移，可以得到材料在拉伸和推压过程中的疲劳性能数据，如疲劳强度、残余强度和疲劳寿命。 三、旋转弯曲疲劳试验 旋转弯曲疲劳试验是一种用于测试金属材料疲劳性能的方法。试验时，材料样品被固定在旋转臂上，通过施加旋转和弯曲载荷，观察材料在循环加载下的裂纹扩展行为。通过测量载荷和位移，可以计算出材料的疲劳寿命和裂纹扩展速率。
四、交变剪切疲劳试验 交变剪切疲劳试验是一种测试材料疲劳性能的方法，适用于各种金 属和非金属材料。试验时，材料样品被固定在剪切试验机上，施加正 交变剪切载荷，观察材料在循环加载过程中的裂纹扩展情况。通过测 量载荷和位移，可以确定材料的疲劳寿命和剪切裂纹扩展速率。 五、高温疲劳试验 高温疲劳试验是一种用于测试材料在高温环境下的疲劳性能的方法。试验时，材料样品被置于高温环境中，通过施加交变载荷，观察材料 在高温下的疲劳裂纹扩展情况。通过测量载荷、温度以及裂纹扩展速率，可以确定材料在高温环境下的疲劳寿命和性能。 总结： 材料疲劳性能测试技术在材料力学中起着重要的作用。通过旋转梁 疲劳试验、拉-推疲劳试验、旋转弯曲疲劳试验、交变剪切疲劳试验以 及高温疲劳试验等方法，可以获得材料的疲劳寿命、裂纹扩展速率等 关键性能参数，为材料的设计和使用提供参考依据。随着科技的不断 进步，疲劳性能测试技术也在不断发展，将为材料科学领域的研究提 供更多可能性。
材料力学疲劳知识点总结
材料力学疲劳知识点总结 疲劳是材料工程领域一个重要的研究方向，它关注材料在经历多次 循环载荷后所产生的破坏与损伤行为。本文将对材料力学疲劳的知识 点进行总结，并从疲劳强度、疲劳寿命预测、疲劳断裂机理以及疲劳 改性等方面进行论述。 一、疲劳强度 疲劳强度是指材料在多次循环载荷下能够承受的最大应力水平。其 计算方法可以通过循环试验获取，通常利用S-N曲线（应力-寿命曲线）来表示材料的疲劳性能。S-N曲线可以用来预测材料在特定应力水平下的疲劳寿命。 二、疲劳寿命预测 疲劳寿命预测是对材料在特定应力水平下的疲劳失效寿命进行估计。常用的疲劳寿命预测方法有线性损伤累积理论、应力幅度法、应变幅 度法等。其中，线性损伤累积理论通过损伤变量来描述材料疲劳寿命 的递减过程，应力幅度法和应变幅度法则通过应力幅度或应变幅度与 循环次数的关系来估计疲劳寿命。 三、疲劳断裂机理 材料在疲劳加载下的破坏行为主要包括裂纹萌生、裂纹扩展和最终 断裂三个阶段。裂纹萌生是指在应力集中区域产生微裂纹，通常发生 在材料表面或界面。裂纹扩展是指微裂纹在循环载荷下逐渐扩展成为 致命裂纹，导致材料破坏。最终断裂则是材料整体断裂。
四、疲劳改性 为了提高材料的疲劳性能，人们通常会采取疲劳改性措施。疲劳改性的方法包括表面处理、热处理、表面涂层、纤维增强等。表面处理可以通过喷砂、镀铬等方法来提高材料的疲劳强度；热处理可以通过淬火、回火等过程来改善材料的晶体结构和力学性能；表面涂层可以增加材料的耐疲劳性能；纤维增强材料可以提高材料的强度和韧性。 总结： 材料力学疲劳是一个涉及材料科学、力学和工程学等领域的复杂问题。本文对疲劳强度、疲劳寿命预测、疲劳断裂机理以及疲劳改性等知识点进行了简要总结。了解并掌握这些知识点有助于我们更好地理解和应用疲劳学理论，从而提高材料的疲劳性能和使用寿命。
材料力学基本概念知识点总结
材料力学基本概念知识点总结材料力学是研究物质材料的力学性质和行为的学科，是许多工程学科的基础和核心内容之一。本文将对材料力学的基本概念进行总结，包括应力、应变、弹性、塑性等方面。 一、应力与应变 1.1 应力 应力是描述物体内部受力情况的物理量。一般分为法向应力和切应力两个方向，分别表示作用在物体上的垂直和平行于截面的力。法向应力可进一步分为压应力和拉应力，分别表示作用在物体上的压缩力和拉伸力。 1.2 应变 应变是物体在受力作用下发生形变的度量。一般分为线性应变和剪切应变两类，分别表示物体长度或体积的变化以及物体形状的变化。线性应变可进一步分为正应变和负应变，分别表示物体拉伸或压缩时的形变情况。 二、弹性与塑性 2.1 弹性 弹性是材料的一种特性，指材料在受力作用下能够恢复原先形状和大小的能力。即当外力停止作用时，材料能够完全恢复到初始状态。
弹性按照应力-应变关系可分为线弹性和非线弹性，前者表示应力与应变之间呈线性关系，后者表示应力与应变之间不呈线性关系。 2.2 塑性 塑性是材料的另一种特性，指材料在受力作用下会发生形变并保持在一定程度上的能力。即当外力停止作用时，材料只能部分恢复到初始状态。塑性按照塑性变形的特点可分为可逆塑性和不可逆塑性，前者表示形变能够通过去应力恢复到初始状态，后者表示形变无法通过去应力完全恢复。 三、应力-应变关系 应力-应变关系是描述材料力学行为的重要概念之一。在材料的弹性范围内，应力与应变之间满足线性比例关系，也就是胡克定律。根据胡克定律，应力等于弹性模量与应变的乘积。 四、杨氏模量与剪切模量 4.1 杨氏模量 杨氏模量是衡量材料抵抗线弹性形变的能力，也叫做弹性模量。杨氏模量越大，材料的刚性越高，抗拉伸和抗压缩的能力越强。 4.2 剪切模量 剪切模量是衡量材料抵抗剪切形变的能力，也叫做切变模量。剪切模量越大，材料的抗剪强度越高，抗剪形变的能力越强。 五、破坏力学
材料力学知识点归纳总结(完整版)
材料力学知识点归纳总结（完整版） 1.材料力学：研究构件（杆件）在外力作用下内力、变形、以及破坏或失效一般规律的科学，为合理设计构件提供有关强度、刚度、稳定性等分析的基本理论和方法。 2.理论力学：研究物体（刚体）受力和机械运动一般规律的科学。 3.构件的承载能力：为保证构件正常工作，构件应具有足够的能力负担所承受的载荷。构 4.件应当满足以下要求：强度要求、刚度要求、稳定性要求 5.变形固体的基本假设：材料力学所研究的构件，由各种材料所制成，材料的物质结构和性质虽然各不相同，但都为固体。任何固体在外力作用下都会发生形状和尺寸的改变——即变形。因此，这些材料统称为变形固体。 第二章：内力、截面法和应力概念 1.内力的概念：材料力学的研究对象是构件，对于所取的研究对象来说，周围的其他物体作用于其上的力均为外力，这些外力包括荷载、约束力、重力等。按照外力作用方式的不同，外力又可分为分布力和集中力。 2.截面法：截面法是材料力学中求内力的基本方法，是已知构件外力确定内力的普遍方法。 已知杆件在外力作用下处于平衡，求m－m截面上的内力，即求m－m截面左、右两部分的相互作用力。 首先假想地用一截面m－m截面处把杆件裁成两部分，然后取任一部分为研究对象，另一部分对它的作用力，即为m－m截面上的内力N。因为整个杆件是平衡的，所以每一部分也都平衡，那么，m－m截面上的内力必和相应部分上的外力平衡。由平衡条件就可以确定内力。例如在左段杆上由平衡方程
N－F＝0 可得N=F 3.综上所述，截面法可归纳为以下三个步骤： 1、假想截开在需求内力的截面处，假想用一截面把构件截成两部分。 2、任意留取任取一部分为究研对象，将弃去部分对留下部分的作用以截面上的内力N来代替。 3、平衡求力对留下部分建立平衡方程，求解内力。 4.应力的概念：用截面法确定的内力，是截面上分布内力系的合成结果，它没有表明该分布力系的分布规律，所以，为了研究相伴的强度，仅仅知道内力是不够的。例如，有同样材料而截面面积大小不等的两根杆件，若它们所受的外力相同，那么横截面上的内力也是相同的。但是，从经验知道，当外力增大时，面积小的杆件一定先破坏。这是因为截面面积小，其上内力分布的密集程度大的缘故。 如图所示，在杆件横截面m－m上围绕一点K取微小面积，并设上分布内力的合力为。的大小和方向与所取K点的位置和面积有关。 将与的比值称为微小面积上的平均应力，用表示，即： 称为截面m－m上一点K处的应力。应力的方向与内力Ｎ的极限方向相同，通常，它既不与截面垂直也不与截面相切。将应力分解为垂直于截面的分量σ和相切于截面的分量τ，其中σ称为正应力，τ称为切应力。在国际单位制中，应力单位是帕斯卡，简称帕（Pa）。工程上常用兆帕（MPa），有时也用吉帕（GPa）。 5.杆件变形的基本形式：在机器或结构物中，构件的形状是多种多样的。如果构件的纵向（长度方向）尺寸较横向（垂直于长度方向）尺寸大得多，这样的构件称为杆件。杆是工程中最基本的构件。如机器中的传动轴、螺杆、房屋中的梁和柱等均属于杆件。
材料力学总结-材料力学知识点总结
材料力学总结|材料力学知识点总结 材料力学阶段总结一. 材料力学的一些基本概念 1. 材料力学的任务： 解决安全可靠与经济适用的矛盾。 研究对象：杆件强度：抵抗破坏的能力刚度：抵抗变形的能力稳定性：细长压杆不失稳。 2. 材料力学中的物性假设连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。 均匀性：构件内各处的力学性能相同。 各向同性：物体内各方向力学性能相同。 3. 材力与理力的关系, 内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力：平衡问题，两者相同； 理力：刚体，材力：变形体。 内力：附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。 应力：正应力、剪应力、一点处的应力。应了解作用截面、作用位置（点）、作用方向、和符号规定。 正应力应变：反映杆件的变形程度变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4. 物理关系、本构关系虎克定律； 剪切虎克定律： 适用条件：应力～应变是线性关系：材料比例极限以内。 5. 材料的力学性能（拉压）： 一张σ-ε图，两个塑性指标δ、ψ，三个应力特征点：，四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。 拉压弹性模量E，剪切弹性模量G，泊松比v，塑性材料与脆性材料的比较： 变形强度抗冲击应力集中塑性材料流动、断裂变形明显拉压的基本相同较好地承受冲击、振动不敏感脆性无流动、脆断仅适用承压非常敏感 6. 安全系数、许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数：大于1的系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。过小，使构件安全性下降； 过大，浪费材料。 许用应力：极限应力除以安全系数。 塑性材料脆性材料7. 材料力学的研究方法1) 所用材料的力学性能：通过实验获得。 2) 对构件的力学要求：以实验为基础，运用力学及数学分析方法建立理论，预测理论应用的未来状态。 3) 截面法：将内力转化成“外力”。运用力学原理分析计算。 8.材料力学中的平面假设寻找应力的分布规律，通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。 1) 拉（压）杆的平面假设实验：横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等。 2) 圆轴扭转的平面假设实验：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。
材料力学性能重点总结
材料力学性能重点总结 1.强度：材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力。常见的强度指标 有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。屈服强度是指材料在受力后开始出 现塑性变形的应力值；抗拉强度是指材料在拉伸状态下的最大应力值；抗 压强度是指材料在受到压缩力时的最大应力值。强度高的材料具有较高的 抵抗破坏能力，适用于需要承受大力的场合。 2.韧性：韧性是材料在受力过程中能够吸收能量并发生大变形的能力。具有良好韧性的材料能够抵抗冲击或拉伸等动力载荷的作用，不易发生断 裂或失效。韧性材料通常具有较高的延展性和断裂韧性。 3.硬度：硬度是材料抵抗刮擦或压痕的能力。硬度高的材料具有较强 的抗刮擦能力和耐磨损性能。常用的硬度测试方法有洛氏硬度和布氏硬度等。 4.延展性：延展性是指材料在受力时的塑性变形程度。延展性高的材 料能够在受力后产生大的形变而不发生断裂。材料的延展性通常与其抗拉 强度、韧性和冷加工性能有关。 5.抗疲劳性：抗疲劳性是指材料在重复应力作用下不发生疲劳断裂的 能力。材料的抗疲劳性能决定了其在长期运行过程中的耐久性，具有抗疲 劳性的材料能够在长期受力下保持稳定性能。 6.温度效应：材料在高温或低温环境下的性能表现。高温下，材料可 能会发生软化或氧化等变化，降低其强度和韧性；而低温下，材料可能变脆，容易发生断裂。温度效应的了解对于材料的设计和应用非常重要。 除了上述重点性能指标外，材料力学性能还与其他因素有关，如材料 的组织结构、制备工艺、应力条件等。因此，在材料性能的研究和应用过
程中，需要综合考虑多因素的影响。综上所述，材料力学性能的研究对于材料的设计、选择和应用具有重要意义。
材料力学知识点总结
材料力学知识点总结 材料力学是材料科学的重要分支，主要研究材料的内部结构与力学 性能之间的关系。本文将对材料力学中的几个重要知识点进行总结。 一、材料的力学性能 1. 弹性模量：衡量材料在受力变形时的抵抗能力。代表材料刚度的 指标，常用的弹性模量有杨氏模量、剪切模量和体积模量。 2. 屈服强度：材料在受力后开始发生塑性变形的临界点。一般以屈 服点或屈服强度标定材料的强度。 3. 完全断裂强度：材料在断裂前所能承受的最大力。可用于材料的 强度对比。 4. 韧性：衡量材料抵抗断裂的能力。韧性高的材料在受力时具有良 好的延展性。 二、应力与应变 1. 应力：单位面积上的力，常用符号σ表示。分为正应力（拉应力）和负应力（压应力）两种。 2. 应变：物体在受力作用下产生的形变。分为线性弹性应变、剪切 应变、体积应变等。 3. 应力应变关系：材料在弹性阶段的应力与应变呈线性关系，即胡 克定律。E为杨氏模量，G为剪切模量。
三、材料的破坏机制 1. 塑性破坏：材料在超过屈服强度后发生的永久性变形。常见的塑 性破坏形式包括颈缩、屈服失稳和局部屈曲等。 2. 脆性破坏：材料在受力后突然断裂。晶体材料易发生脆性破坏， 而金属等韧性材料具有一定的塑性。 3. 疲劳破坏：材料长期受到周期性加载而逐渐失效。疲劳破坏会导 致材料发生裂纹和断裂。 四、应力集中与应力分布 1. 应力集中：在材料中存在突变形状或孔洞等缺陷时，会引起应力 集中。应力集中可导致材料的破坏。 2. 应力分布：材料在受力过程中，应力的分布不均匀。常见的应力 分布形式有均匀应力分布、线性应力分布和局部应力集中等。 五、材料的断裂韧性 1. 断裂韧性：衡量材料抵抗破裂的能力。通常通过计算断裂韧性指标，如断裂韧性KIC和GIc等。 2. 断裂韧性的提高：可采用增加材料的强度、改变材料的组织结构、合理设计结构等方法来提高材料的断裂韧性。 六、应用案例 1. 材料的选择：根据实际工程需求选择合适的材料，考虑材料的力 学性能、成本和可加工性等因素。
材料力学知识点总结
材料力学总结一、基本变形
二、还有： （1）外力偶矩：)(9549m N n N m •= N —千瓦；n —转/分 （2）薄壁圆管扭转剪应力：t r T 22πτ= （3）矩形截面杆扭转剪应力：h b G T h b T 32max ;βϕατ==
三、截面几何性质 （1）平行移轴公式：;2A a I I ZC Z += abA I I c c Y Z YZ += （2）组合截面： 1．形 心：∑∑=== n i i n i ci i c A y A y 1 1 ； ∑∑=== n i i n i ci i c A z A z 1 1 2．静 矩：∑=ci i Z y A S ； ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩：∑=i Z Z I I )( ；∑=i y y I I )( 四、应力分析： （1）二向应力状态（解析法、图解法） a ． 解析法： b.应力圆： σ：拉为“+”，压为“-” τ：使单元体顺时针转动为“+” α：从x 轴逆时针转到截面的 法线为“+” ατασσσσσα2sin 2cos 2 2 x y x y x --+ += ατασστα2cos 2sin 2 x y x +-= y x x tg σστα-- =220 22 min max 22 x y x y x τσσσσσ+⎪⎪⎭ ⎫ ⎝ ⎛-±+= c ：适用条件：平衡状态 (2)三向应力圆： 1max σσ=； 3min σσ=；2 3 1max σστ-= x
（3）广义虎克定律： [])(13211σσνσε+-=E [] )(1 z y x x E σσνσε+-= [])(11322σσνσε+-=E [] )(1 x z y y E σσνσε+-= [])(12133σσνσε+-=E [] )(1 y x z z E σσνσε+-= *适用条件：各向同性材料；材料服从虎克定律 （4）常用的二向应力状态 1．纯剪切应力状态： τσ=1 ，02=σ，τσ-=3 2．一种常见的二向应力状态： 22 3122τσσ σ+⎪⎭ ⎫ ⎝⎛±= 2234τσσ+=r 2243τσσ+=r 五、强度理论 *相当应力：r σ 11σσ=r ，313σσσ-=r ，()()()][2 12 132322214σσσσσσσ-+-+-= r σx σ
材料力学和疲劳寿命分析
材料力学和疲劳寿命分析 随着制造技术的不断发展和更新，机械设备和结构件的质量和 性能要求越来越高，而材料力学和疲劳寿命分析技术成为了保证 设备和结构件安全稳定运行的重要手段。 材料力学是研究材料的力学性质和物理性质的学科，包括材料 结构、应力分布、形变、破坏等方面。而疲劳寿命分析则是研究 材料在循环荷载作用下的疲劳性能和寿命，以及如何通过设计和 材料选择等手段提高材料的疲劳强度和寿命。 材料的力学性质包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度、冲击韧 性等，这些性质不仅直接影响着材料在使用过程中的性能和安全性，也是材料疲劳寿命的关键因素之一。材料结构中存在缺陷或 者不均匀性，也会显著影响材料的力学性质和疲劳寿命。因此， 材料力学研究的重点是确定材料的决定性因素，分析它们之间的 关系，并且确定如何通过改变材料的结构和制备工艺等手段来改 善材料的性质。 疲劳寿命分析则是研究材料在循环荷载作用下的疲劳性能和寿命。当材料在循环荷载下反复变形时，由于材料内部的结构变化，材料的力学性质和形状会逐渐恶化，导致材料在承受相同荷载的
情况下，疲劳寿命会变短。因此，疲劳寿命分析需要通过研究材料的疲劳变形、微观结构和裂纹扩展等因素来确定材料的疲劳强度和寿命。当然，设计和制造中也需要考虑材料的疲劳强度和寿命，通过选择合适的材料、优化设计和加工工艺等措施，来提高材料的疲劳性能和寿命。 除了材料的力学性质和疲劳寿命，材料的破坏行为和破坏模式也是材料力学和疲劳寿命分析研究的重要方向。材料的破坏行为包括塑性变形、脆性破裂、疲劳破坏等，破坏模式包括断裂面形态、裂纹扩展路径、残余应力分布等。这些研究可以为材料的性能和寿命提供更深刻的理解和更可靠的预测。 综上所述，材料力学和疲劳寿命分析技术在机械设备和结构件设计、制造和维护中发挥着重要的作用。通过对材料的力学性质和疲劳寿命的分析，可以有效提高材料的性能和寿命，提高设备和结构件的安全可靠性。
材料力学性能重点总结
名词解释： 1加工硬化：试样发生均匀塑性变形，欲继续变形则必须不断增加载荷，这种随着随性变形的增大形变抗力不断增大的现象叫加工硬化。 2弹性比功：表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 3滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随着时间延长产生附加弹性应变的现象。 4包申格效应：金属材料通过预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于1%-4%），而后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 5塑性：金属材料断裂前发生塑性变形的能力。常见塑性变形方式：滑移和孪生 6弹性极限：以规定某一少量的残留变形为标准，对应此残留变形的应力。 7比例极限：应力与应变保持正比关系的应力最高限。 8屈服强度：以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%的残留变形的应力作为屈服强度。 9韧性断裂是材料断裂前发生产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的断裂过程，在裂纹扩展过程中不断的消耗能量。韧性断裂的断裂面一般平行于最大切应力并于主应力成45度角。 10脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑形变形，没有明显征兆，危害性很大。断裂面一般与主应力垂直，端口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。 11剪切断裂是金属材料在切应力作用下，沿着滑移面分离而造成的断裂，又分滑断和微孔聚集性断裂。 12解理断裂：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，总是脆性断裂。 13缺口效应：由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生变化，产生所谓“缺口效应“ ①缺口引起应力集中，并改变了缺口应力状态，使得缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或者三向应力状态。 ②缺口使得材料的强度提高，塑性降低，增大材料产生脆断的倾向。 8缺口敏感度：有缺口强度的抗拉强度σbm与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值. NSR=σbn / σs NSR越大缺口敏感度越小 9冲击韧性：Ak除以冲击式样缺口底部截面积所得之商 10冲击吸收功：式样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功以Ak表示，单位J 11低温脆性：一些具有体心立方晶格或某些秘排立方晶格的金属，当温度降低到、某一温度时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，这种现象称为低温脆性 12 脆性转变温度：当温度降低时，材料屈服强度急剧增加，而塑形和冲击吸收功急剧减小。材料屈服强度急剧升高的温度，或断后延伸率，断后收缩率，冲击吸收功急剧减小的温度就是韧脆转变温度tk，tk是一个温度区间 16应力场强度因子KI ：表示应力场的强弱程度，对于某一确定的点的大小直接影响应力场的大小，KI 越大，则应力场各应力分量也越大 17应力腐蚀：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后产生的低应力脆断现象 第一章 3.金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？ 答：由于弹性变形时原子间距在外力作用下可逆变化的结果，应力与应变关系实际上是原子
材料力学知识点总结
材料力学总结一、根本变形
二、还有： 〔1〕外力偶矩：)(9549m N n N m •= N —千瓦；n —转/分 〔2〕薄壁圆管扭转剪应力：t r T 22πτ= （3） 矩形截面杆扭转剪应力：h b G T h b T 32 max ;βϕατ== 三、截面几何性质 （1） 平行移轴公式：;2A a I I ZC Z +=abA I I c c Y Z YZ += （2） 组合截面： 1． 形 心：∑∑===n i i n i ci i c A y A y 1 1 ； ∑∑=== n i i n i ci i c A z A z 1 1 2．静 矩：∑=ci i Z y A S ； ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩：∑=i Z Z I I )( ；∑=i y y I I )( 四、应力分析： （1） 二向应力状态〔解析法、图解法〕 a ． 解析法：b.应力圆： σ〞 x
τ：使单元体顺时针转动为“+〞 α：从x 轴逆时针转到截面的 法线为“+〞 ατασσσσσα2sin 2cos 2 2 x y x y x --+ += ατασστα2cos 2sin 2 x y x +-= y x x tg σστα-- =220 22 min max 22 x y x y x τσσσσσ+⎪⎪⎭ ⎫ ⎝ ⎛-±+= c ：适用条件：平衡状态 (2)三向应力圆： 1max σσ=； 3min σσ=；2 3 1max σστ-= 〔3〕广义虎克定律： [])(1 321 1σσνσε+-= E [] )(1z y x x E σσνσε+-= [])(11322σσνσε+-=E [] )(1 x z y y E σσνσε+-= [])(12133σσνσε+-=E [] )(1 y x z z E σσνσε+-=
材料力学损伤容限知识点总结
材料力学损伤容限知识点总结材料力学中，损伤容限是指材料在受到外力作用下能够承受的最大损伤程度。了解和掌握材料的损伤容限是进行材料强度评估和工程设计的重要依据。下面将从材料损伤的概念、分类与特点、损伤容限的评估方法等多个方面进行知识点总结。 一、材料损伤的概念 材料损伤是指在材料受到外力作用下，出现内部结构的变化和性能的下降。材料损伤可以表现为裂纹、孔洞、塑性变形、断裂等不同形式和程度的破坏。损伤过程是材料在外力作用下发生的物理和化学变化的结果。 二、材料损伤的分类与特点 1. 功能性损伤和结构性损伤：功能性损伤是指材料在使用过程中，由于物理、化学或热力学原因导致性能下降，如疲劳、蠕变等；结构性损伤是指材料在外力作用下，发生裂纹、断裂等破坏，破坏了材料的结构完整性。 2. 非可逆性损伤和可逆性损伤：非可逆性损伤是指材料在外力作用下，发生永久性变形或破坏，无法回复到原始状态；可逆性损伤是指材料在外力作用下，发生临时性变形或破坏，能够回复到原始状态。 3. 累积性损伤和集中性损伤：累积性损伤是指在材料受到多次外力作用后，损伤逐渐积累、累加；集中性损伤是指材料受到单次外力作用后，损伤集中在特定区域。
三、损伤容限的评估方法 1. 经验法：通过实验测试和工程实践总结出的经验公式和规范来评估材料的损伤容限。例如，根据材料的断裂韧性和材料强度参数来确定材料的破裂容限。 2. 理论分析法：通过建立适当的材料力学模型，应用弹性力学、塑性力学、断裂力学等理论进行定量分析，得出材料的损伤容限。 3. 数值模拟法：借助计算机软件和数值模型，对材料在外力作用下的物理过程进行模拟，根据模拟结果来评估材料的损伤容限。 四、材料损伤容限的影响因素 1. 材料性质：材料的组分、原子结构、晶粒形貌、晶界及其他缺陷对损伤容限有重要影响。 2. 外力条件：外力作用的类型、大小、方向和加载速率等外力条件会对损伤容限的评估结果产生影响。 3. 环境因素：如温度、湿度、应力腐蚀等环境因素会对损伤容限产生影响。 4. 加载历史：材料在不同的加载历史下，损伤容限会有所不同。 五、损伤容限的应用 1. 工程设计：了解材料的损伤容限可以在工程设计中预测材料的寿命和安全性能，为工程设计提供理论依据。
河北省考研力学工程复习资料材料力学重点知识点总结
河北省考研力学工程复习资料材料力学重点 知识点总结 材料力学是工程力学的重要分支，它研究材料的机械性能与力学行为。在河北省考研中，材料力学是一个重要的考点，下面将对材料力学的重点知识点进行总结。 一、杨氏模量 材料的刚度可以用杨氏模量来衡量，它表示单位应力下的应变。杨氏模量的计算公式如下： E = σ / ε 其中，E代表杨氏模量，σ表示应力，ε表示应变。 二、泊松比 泊松比是衡量材料在受力作用下在垂直方向的收缩程度。泊松比的计算公式如下： μ = -ε2 / ε1 其中，μ代表泊松比，ε2表示纵向应变，ε1表示横向应变。 三、材料的损伤与断裂 材料的损伤与断裂是材料力学中的重要研究内容。材料在受力作用下，可能出现损伤行为，如裂纹的出现。而当材料无法承受外部载荷
时，会发生破裂断裂。这些行为给材料的应用带来重大影响，需要深入研究。 四、材料的塑性变形 材料在应力超过一定临界值后，会发生塑性变形。塑性变形是材料在应力作用下的可逆变形，材料会出现永久性变形。塑性变形的性质与材料的内部结构密切相关，不同的材料对应不同的塑性行为。 五、材料的蠕变与疲劳 材料在长时间的应力作用下会发生蠕变现象。蠕变是指材料在高温或持续应力下，逐渐发生塑性变形的过程。疲劳是指材料在交变应力下，经过多次循环加载后发生损伤与破坏的现象。 六、材料的热胀冷缩 材料的热胀冷缩是指材料在温度变化时，会发生体积的变化。材料的热胀冷缩性质在工程设计与构造中具有重要的应用价值，需要合理进行考虑。 七、材料的力学性能 材料的力学性能是指材料在受力作用下的特性。常见的力学性能有抗拉强度、屈服强度、断裂韧性等。这些性能参数对于工程材料的选择与设计至关重要。 八、材料的疲劳与断裂
材料力学中的材料疲劳寿命预测技术
材料力学中的材料疲劳寿命预测技术 材料疲劳寿命预测技术是材料力学中的一个非常重要的研究领域。疲劳是指在反复载荷下，材料会渐渐失去强度和刚度，最终导致破坏。在材料设计和工程应用中，对于材料疲劳寿命的预测和控制都是非常重要的，这不仅可以保证材料使用寿命，还可以减少因材料失效所产生的事故及经济损失。 疲劳寿命预测技术的研究主要有两个方向：基于经验和基于数学模型。基于经验的方法主要是通过对材料进行大量的疲劳实验，得到疲劳寿命数据，然后利用统计学方法来拟合出疲劳寿命曲线，从而预测材料的疲劳寿命。这种方法通常需要较多的实验数据，并且受到材料品质和试验条件等因素的影响较大。 基于数学模型的方法则是通过建立材料疲劳损伤模型来预测疲劳寿命。这种方法需要对材料的物理和数学性质进行深入的研究，并基于疲劳损伤机理建立数学模型，从而预测材料疲劳寿命。这种方法不仅可以预测材料疲劳寿命，还可以提高材料的性能和使用寿命。 在材料疲劳寿命预测中，最常用的数学模型是基于线性损伤累积理论的模型。在这种模型中，材料疲劳寿命与材料中的缺陷密度和应力强度有关。损伤累积理论认为，在疲劳载荷下，材料内部的微缺陷会逐渐扩展形成裂口，最终导致材料的破坏。因此，在预测疲劳寿命时需要考虑缺陷的发展和扩展情况。 除了基于线性损伤累积理论的模型外，还有一些基于疲劳裂纹扩展模型的预测方法。在这种模型中，预测疲劳寿命的关键是确定裂纹扩展速率，这个速率又受到应力强度因子、裂纹长度、材料性质等因素的影响。因此，这种模型需要更多的试验数据和复杂的计算方法，但是可以提供更准确的疲劳寿命预测结果。 除了这些基础模型外，还有一些新的预测方法正在被研究和开发，例如基于机器学习和人工智能的模型。这些方法可以通过对大量的实验数据进行学习，自动发
材料的力学性能名词解释总结
材料的力学性能名词解释总结材料的力学性能名词解释总结 屈服强度：表示金属对塑性变形的抗力 抗拉强度：试样断裂前所能承受的最大工程应力 断裂强度：指材料发生断裂时的最大应力与断裂横截面积的比值断裂延性：拉伸断裂时的真塑性应变 段裂韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力 静力韧度：单位体积材料在断裂前所吸收的能量 冲击韧性：材料在冲击载荷下吸收变形功和断裂功的能力 疲劳强度：金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力持久强度：在给定的温度下和规定时间内，试样发生断裂的应力值蠕变极限：材料在高温长时间载荷作用下的塑性变形抗力指标疲劳极限：在给定的疲劳寿命下，试件所能承受的上限应力幅值强度：对塑性变形和断裂的抵抗力 塑性：材料产生不可逆变形的能力 韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力解理断裂：材料在拉应力的作用下，由于原子间结合键遭到破坏，严格地沿一定的结晶学平面劈开而造成的 脆性断裂：断裂前不发生可测得塑性变形 冷脆转变温度：材料从韧性断裂变为脆性断裂时的温度 形变（应变）强化：阻止材料继续发生塑性变形的能力 材料力学性能名词解释2017-04-09 17:25 | #2楼 1.刚度：指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。工程商，弹性模量被称为材料的刚度。 2.形变强化：随着塑性变形量的增加，金属流变强度也增加，这种现象称为形变强化或加工硬化。 3.弹性极限：材料有弹性形变过渡到弹-塑性变形时的应力。
4.滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。 5.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形（残余应变为 1%~4%），卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余伸长应为降低（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到0）的现象。 6.弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。 7.弹性比功：表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力，又称弹性比应变能。 8.抗拉强度：韧性金属式样拉断过程中最大力所对应的应力，称为抗拉强度。 9.韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 10.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。 11.磨损：机件表面相接触并做相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失，造成表面损伤的现象。 12.冲击韧性：在冲击载荷作用下，金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 13.应力腐蚀开裂：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。 14.等温强度：晶粒强度与晶界强度相等的温度。 15.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。 16.腐蚀疲劳：化工设备中许多金属材料构件都工作在腐蚀的环境中，同时还承受着交变载荷的作用。与惰性环境中承受交变载荷的情况相比，交变载荷与侵蚀性环境的联合作用往往会显著降低构件疲劳性能，这种疲劳损伤现象称为腐蚀疲劳。 17.等强温度：晶界与晶粒两者强度相等时所对应的温度。
金属材料力学性能与疲劳寿命关系探索
金属材料力学性能与疲劳寿命关系探索 金属材料是工程领域中最常用的材料之一，其力学性能与疲劳寿命之间 的关系对于工程设计和结构安全至关重要。本文将探索金属材料力学性能与 疲劳寿命之间的关系，并重点讨论影响疲劳寿命的因素及其测试方法。 首先，了解金属材料的力学性能对于理解其疲劳寿命至关重要。金属材 料的力学性能包括强度、韧性、硬度等。强度是指材料抵抗外力破坏的能力，可通过拉伸试验、压缩试验等方法进行评估。韧性是指材料在受力时能够发 生塑性变形的能力，常用冲击试验来评估韧性。硬度是指材料抵抗局部压力 的能力，可通过洛氏硬度试验、巴氏硬度试验等方法来测量。这些力学性能 参数可以为进一步分析材料的疲劳寿命提供依据。 其次，要探索金属材料力学性能与疲劳寿命之间的关系，还需要研究疲 劳损伤的机制。疲劳是指金属材料在交变载荷下发生的渐进性损伤现象，其 主要机制包括裂纹萌生、扩展和失效。裂纹萌生是指微小裂纹在应力循环中 逐渐产生，扩展是指裂纹在材料中逐渐扩大，最终导致失效。疲劳损伤的机 制与金属材料的晶体结构、晶界特征、杂质等因素密切相关。因此，了解金 属材料的微观结构和缺陷对于预测和延长疲劳寿命具有重要意义。 影响金属材料疲劳寿命的因素有很多，其中包括应力幅值、应力比、环 境因素等。应力幅值是指材料在应力循环中的最大和最小值之间的差异。应 力比是指材料在应力循环中的最小和最大值之间的比值。环境因素包括温度、湿度、氧气含量等。这些因素会直接或间接地影响金属材料的疲劳寿命，因此，在评估金属材料的疲劳寿命时，需要综合考虑这些因素的影响。 针对上述问题，目前已经提出了许多测试方法来评估金属材料的疲劳寿命。最常用的方法是疲劳试验，其基本原理是在特定的应力水平下施加交变
工程材料力学性能各章节复习知识点
工程材料力学性能各个章节主要复习知识点 第一章 弹性比功：又称弹性比能，应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。滞弹性：对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变为1%~4%,卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服极限）增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。 脆性：材料在外力作用下（如拉伸，冲击等）仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。 韧性：是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力，也指材料抵抗裂纹扩展的能力。 应力、应变；真应力，真应变概念。 穿晶断裂和沿晶断裂：多晶体材料断裂时，裂纹扩展的路径可能不同，穿晶断裂穿过晶内；沿晶断裂沿晶界扩展。 拉伸断口形貌特征？ ①韧性断裂：断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。用肉眼或放大镜观察时，断口呈纤维状，灰暗色。纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的，而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。其断口宏观呈杯锥形，由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。 ②脆性断裂：断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。板状矩形拉伸试样断口呈人字形花样。人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行，但其尖端指向裂纹源。 韧、脆性断裂区别？ 韧性断裂产生前会有明显的塑性变形，过程比较缓慢；脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生，突然发生，难以发现征兆 拉伸断口三要素？ 纤维区，放射区和剪切唇。 缺口试样静拉伸试验种类？ 轴向拉伸、偏斜拉伸 材料失效有哪几种形式？ 磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。 材料的形变强化规律是什么？ 层错能越低，n越大，形变强化增强效果越大 退火态金属增强效果比冷加工态是好，且随金属强度等级降低而增加。 在某些合金中，增强效果随合金元素含量的增加而下降。 材料的晶粒变粗，增强效果提高。 第——早 应力状态软性系数：材料某一应力状态，T max和c max的比值表示他们的相对 大小，成为应力状态软性系数，比为?? ??=T max c max 缺口敏感度：缺口试样的抗拉强度C bn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度C b的比