第二章材料在其他靜載下的力學(xué)性能,第二章材料在其他靜載下的力學(xué)性能,本章的意義：材料在實際服役中的受力形式和受力狀態(tài)十分復(fù)雜，單向拉伸得到的性能數(shù)據(jù)不能完全反映材料的變形、斷裂等特點。為了充分揭示材料的力學(xué)行為和性能特點，常采用扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮以及帶有臺階、孔洞、螺紋等與實際受力相似的加載方式進(jìn)行性能實驗，為合理選材和設(shè)計提供充分的實驗依據(jù)。,第二章材料在其他靜載下的力學(xué)性能,本章的內(nèi)容：介紹扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮以及帶缺口試樣的靜拉伸以及材料硬度試驗等試驗方法的特點、應(yīng)用范圍及其所測定的力學(xué)性能指標(biāo)。,第二章材料在其他靜載下的力學(xué)性能,本章涉及到了實際受力狀態(tài)，必須了解一些物體在受力時應(yīng)力狀態(tài)分析的力學(xué)基礎(chǔ)知識，因為力學(xué)性能是研究材料受力以后的行為，首先要知道材料的受力狀態(tài)已經(jīng)不是簡單的一維應(yīng)力狀態(tài)（如單向拉伸），而要擴(kuò)展到二維、三維。一些簡單的公式、定律也要擴(kuò)展到二維、三維。,第一節(jié)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù),一、主應(yīng)力概念對于任意應(yīng)力狀態(tài)，總可以找到這樣一組互相垂直的平面，在這組平面上，只有正應(yīng)力，沒有切應(yīng)力，這樣的平面叫主平面，主平面上的應(yīng)力叫主應(yīng)力。,用表示。,123,第一節(jié)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù),根據(jù)這三個主應(yīng)力，按最大切應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論），可以計算最大切應(yīng)力,按相當(dāng)最大正應(yīng)力理論（第二強(qiáng)度理論），可以計算最大正應(yīng)力,為泊松比,第一節(jié)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù),二、應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)在三向應(yīng)力狀態(tài)下，最大切應(yīng)力與最大正應(yīng)力的比值稱為應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)，用表示。,越大，最大切應(yīng)力分量越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越軟，材料越易于產(chǎn)生塑性變形。反之，越小，表示應(yīng)力狀態(tài)越硬，材料越容易產(chǎn)生脆性斷裂。,第一節(jié)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù),不同的加載方式下材料具有不同的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)（v=0.25）,第一節(jié)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù),第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,一壓縮及其性能指標(biāo)1壓縮試驗,通常為圓柱型或正方形。試樣端部的摩擦力會影響試驗結(jié)果，應(yīng)設(shè)法減小。（兩面必須光滑平整，并涂潤滑油或石墨粉進(jìn)行潤滑）,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,壓縮試驗的特點及應(yīng)用1）單向壓縮的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)為2，適用于脆性材料和低塑性材料。2）與拉伸試驗區(qū)別載荷相反，載荷-變形曲線不同，塑性和斷裂形態(tài)不同。3）多向壓縮試驗的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)2，此方法適用于脆性更大的材料。還有服役條件為多向壓縮的機(jī)件，如滾珠軸承也可采用多向壓縮試驗。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,試驗結(jié)果：Fh曲線，如圖所示,材料的壓縮曲線1脆性材料；2塑性材料,金屬GB/T7314-1987陶瓷GB/T8489-1987塑料GB/T1041-1992橡膠GB/T1684-1979,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,力學(xué)性能指標(biāo)抗壓強(qiáng)度相對壓縮率壓縮塑性相對斷面擴(kuò)展率,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,二、彎曲實驗及其性能指標(biāo)1彎曲實驗測定的力學(xué)性能指標(biāo),方形(高寬，57.5mm,3040mm),矩形(55mm，3030mm),圓形(d=545mm),跨距L為直徑d或高度h的16倍,加載方式,四點彎曲加載,三點彎曲加載,彎曲試驗的試樣,金屬GB/T14452-1993,陶瓷GB/T6569-1986,塑料GB/T9341-2000,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,a)集中加載b）等彎矩加載彎曲試樣加載方法,參見動畫演示,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,試驗結(jié)果：載荷F與試樣最大撓度fmax之間的關(guān)系圖,典型的彎曲圖（a）塑性材料（b）中等塑性材料（c）脆性材料,測得的力學(xué)性能：1）彎曲應(yīng)力（抗彎強(qiáng)度）M最大彎矩，W抗彎截面系數(shù)。三點彎曲試樣：（N.m）四點彎曲試樣：（N.m）直徑為d0的圓柱型試樣：（m3）寬度為b，高度為h的矩型試樣：（m3）,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,2)材料的塑性可用最大彎曲撓度fmax（百分表和撓度計直接讀出）表示。此外，從彎曲撓度曲線上還可得到彎曲彈性模量，規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力，斷裂撓度，斷裂能量等性能。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,對于矩形試樣，彎曲模量,b試樣寬度h試樣高度L試樣跨距,2彎曲實驗的特點及應(yīng)用1）彎曲加載時，受拉的一側(cè)應(yīng)力狀態(tài)與靜拉伸時基本相同，且不存在拉伸時試樣偏斜對實驗結(jié)果的影響2）彎曲試驗時，截面的應(yīng)力分布也是表面最大，故可以靈敏地反映材料的表面缺陷，因此可以用來比較和評定材料表面處理層的質(zhì)量。3）對塑性材料，彎曲試驗不能使之?dāng)嗔?，因此，塑性材料基本不進(jìn)行彎曲試驗。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,三、扭轉(zhuǎn)及其性能指標(biāo)1扭轉(zhuǎn)實驗測定的力學(xué)性能指標(biāo)M（扭矩扭轉(zhuǎn)角）曲線是扭轉(zhuǎn)試驗得到的第一手資料。圓柱型（直徑d0）扭轉(zhuǎn)試樣在扭轉(zhuǎn)實驗時的表面受力狀態(tài)。在與試樣軸線呈45方向上承受最大正應(yīng)力，在與試樣軸線平行和垂直方向上承受最大切應(yīng)力。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,扭轉(zhuǎn)試驗時材料的應(yīng)力狀態(tài)：切應(yīng)力分布在縱向與橫向兩個垂直的截面內(nèi)，而主應(yīng)力1和3與縱軸成45，并在數(shù)值上等于切應(yīng)力。1為拉應(yīng)力，3為等值壓應(yīng)力，2=0。由此可知，當(dāng)扭轉(zhuǎn)沿著橫截面斷裂時為切斷，而由最大正應(yīng)力引起斷裂時，斷口呈螺旋狀與縱軸成45。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,第二節(jié)扭轉(zhuǎn)、彎曲與壓縮的力學(xué)性能,扭轉(zhuǎn)試樣的宏觀斷口,a）切斷斷口b）正斷斷口c）木紋狀斷口,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,木紋狀斷口：斷裂面順著試樣軸線形成縱向剝層或裂紋。這是因為金屬中存在較多的非金屬夾雜物或偏析并在軋制過程中使其沿軸向分布，降低了試樣軸向切斷強(qiáng)度造成的。因此，可以根據(jù)斷口宏觀特征來判斷承受扭矩而斷裂的機(jī)件的性能。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,在扭轉(zhuǎn)實驗中，加給試樣的載荷為扭矩，（應(yīng)變?yōu)樵谠嚇訕?biāo)距l(xiāng)0上的兩個截面間的相對扭轉(zhuǎn)角）。在扭轉(zhuǎn)過程中，x-y記錄儀的兩個坐標(biāo)分別記錄下扭距M和扭轉(zhuǎn)角的變化過程。,點擊演示動畫,d010mm，標(biāo)距長度l050或100mm,國標(biāo)GB/T10128-1988,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,退火低碳鋼的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷變形圖,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,根據(jù)該扭轉(zhuǎn)曲線可以獲得材料扭轉(zhuǎn)條件下的力學(xué)性能指標(biāo)：扭轉(zhuǎn)比例極限：扭轉(zhuǎn)屈服極限：扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限：,Ms為殘余扭轉(zhuǎn)切應(yīng)變?yōu)?.3(相當(dāng)于拉伸殘余應(yīng)變0.2)時的扭矩。,真實扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限：,W為試樣截面系數(shù),第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,彈性變形階段的切應(yīng)力與切應(yīng)變沿橫截面的分布彈塑性變形階段的切應(yīng)力與切應(yīng)變的分布,(a),(b),第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,W為試樣截面系數(shù)，實心圓柱試樣為空心圓柱試樣為,切變模量：,d1為內(nèi)徑，d0為外徑。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,2扭轉(zhuǎn)實驗的特點及應(yīng)用1)特點：扭轉(zhuǎn)時應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)為0.8，拉伸時為脆性的金屬或陶瓷有可能產(chǎn)生塑性變形；塑性變形始終均勻，尺寸基本不變，不會出現(xiàn)靜拉伸時發(fā)生的縮頸現(xiàn)象，可精確測定易縮頸或高塑性材料的形變能力和形變抗力；可從斷口明顯區(qū)分?jǐn)嗔逊绞剑◤脑嚇拥氖芰顟B(tài)可知，45斷口為正斷，平行截面斷口為切斷）；應(yīng)力分布為表面最大，心部最小。故此法對表面硬度及表面缺陷的反應(yīng)十分敏感?？捎脕硌芯勘砻鎻?qiáng)化工藝。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,2)扭轉(zhuǎn)實驗的實際應(yīng)用根據(jù)特點2，扭轉(zhuǎn)實驗的應(yīng)用在多數(shù)情況下是研究材料在大應(yīng)變范圍時的力學(xué)行為，生產(chǎn)上的金屬加工成型工藝正是在大的塑性變形情況下進(jìn)行的，因此扭轉(zhuǎn)實驗主要應(yīng)用在（1）用熱扭轉(zhuǎn)實驗確定材料在熱加工（軋制、鍛造、擠壓）時的最佳溫度；（2）對單相合金，用熱扭轉(zhuǎn)實驗確定材料在高溫時發(fā)生的動態(tài)恢復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶過程；（3）對多相合金，用熱扭轉(zhuǎn)研究不穩(wěn)定組織的轉(zhuǎn)變，或者模擬某種熱加工成形方式研究其組織特點。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲三種試驗方法適用于哪些材料或哪些工作條件下的構(gòu)件？拉伸：一般來說，適用于結(jié)構(gòu)鋼常溫下的力學(xué)性能測定。脆性材料為什么不能用拉伸？扭轉(zhuǎn)：結(jié)構(gòu)材料的熱變形性能。硬度大的材料（HRC5253）不宜進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗？,試樣兩端有應(yīng)力集中和表面缺陷，裝夾試樣時稍有不對中，就會引起附加彎曲應(yīng)力，這都會造成拉伸數(shù)據(jù)的散亂。,試樣會脆斷出現(xiàn)飛裂。,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,彎曲：工具鋼常溫下的力學(xué)性能。鑄鐵、硬質(zhì)合金和陶瓷（彎曲強(qiáng)度仍然較分散，應(yīng)采用統(tǒng)計方法處理測量數(shù)據(jù)）的性能也常用此法。彎曲試驗方法的應(yīng)力狀態(tài)介于拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗方法之間，常用于測定脆性材料的力學(xué)性能。,對高碳釩鋼(T10V)進(jìn)行彎曲和扭轉(zhuǎn)試驗，如圖所示。,原處理工藝是淬火+180回火，但在使用時常出現(xiàn)花鍵崩齒，桿部折斷等現(xiàn)象,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,模擬實際服役條件，并提供材料的抗剪強(qiáng)度數(shù)據(jù)作為設(shè)計的依據(jù)。（諸如鉚釘、銷子之類的零件）單剪試驗雙剪試驗沖孔式剪切試驗,四剪切及其性能指標(biāo),第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,單剪試驗,試件在單剪試驗時受力和變形示意圖,抗剪強(qiáng)度：,Fb：最大載荷A0：試件的原始截面面積,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,雙剪試驗,抗剪強(qiáng)度：,試件在雙剪試驗時受力和變形示意圖,F,F/2,F/2,第二節(jié)壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能,沖孔式剪切試驗,抗剪強(qiáng)度：,沖孔式剪切試驗裝置,（測薄板的抗剪強(qiáng)度）,d為沖孔直徑；t為板料厚度。,F,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,一、缺口處的應(yīng)力分布特點及缺口效應(yīng),缺口改變了應(yīng)力狀態(tài)，如：應(yīng)力集中；由應(yīng)力集中導(dǎo)致應(yīng)變集中；形成雙向或三向應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致缺口附近屈服強(qiáng)度提高，塑性變形困難，使材料脆化；缺口附近的應(yīng)變速率增高。統(tǒng)稱為缺口效應(yīng)，導(dǎo)致力學(xué)性能的改變。,鍵槽、油孔、臺階、螺紋,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,1）薄板,無缺口時，整個截面上應(yīng)力均勻分布。,應(yīng)力集中和應(yīng)變集中現(xiàn)象,1彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,有缺口時，缺口處不能承受外力，這部分外力由近缺口處材料來承擔(dān)，因而缺口根部應(yīng)力最大，離開缺口根部應(yīng)力逐漸減小，一直到某一恒定值。（如圖所示）,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,這用由于缺口造成的局部應(yīng)力增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。,應(yīng)力集中系數(shù)：,max為缺口根部缺口根部的最大應(yīng)力,n為凈截面上的名義應(yīng)力。在彈性范圍內(nèi)，Kt的數(shù)值決定于缺口的幾何形狀與尺寸。對給定的缺口形狀，可通過公式計算或有圖表可查。機(jī)械工程手冊,對橢圓形缺口的薄板，K12a/b,ab為橢圓的長短軸。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,是怎樣產(chǎn)生的？,薄板缺口拉伸時彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布圖,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,會引起縱向伸長，必然引起橫向收縮。由于,缺口使隨x發(fā)生變化，從大到小到恒定，引起,的縱向伸長也由大到小，如果從缺口根部把薄板分成許多微元，微元的縱向伸長沿x方向由大到小，這種變形不均勻使微元之間存在相互制,約在x方向產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,由于板很薄，z向收縮變形不受限制，薄板的這種受力狀態(tài)稱為平面應(yīng)力狀態(tài)：,在x=0處的微元可自由伸長，；在遠(yuǎn)離缺口處恒定，也為0，必有一極大值，在變形梯度較大的缺口附近處。所以缺口薄板受拉伸時，產(chǎn)生了雙向應(yīng)力。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,的大小在與之間。,2）厚板(板的厚度相對于缺口或裂紋深度足夠大)由于板很厚，在厚度方向上的變形受到約束，產(chǎn)生，。因為，根據(jù)胡克定律,厚板的這種受力狀態(tài)稱為平面應(yīng)變狀態(tài)。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,厚板缺口拉伸時，彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布圖,(a)沿x方向的應(yīng)力分布(b)沿z方向的應(yīng)力分布,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,2塑性狀態(tài)下的應(yīng)力分布當(dāng)缺口根部發(fā)生塑性變形后，的最大值都不在根部，而是移動到彈塑性變形的交界處。（如圖所示）,缺口根部發(fā)生塑性變形的應(yīng)力分布圖（平面應(yīng)變）,根據(jù)屈雷斯加判據(jù)，材料屈服的條件是缺口根部，；缺口內(nèi)側(cè)，。結(jié)果使材料塑性變形變得困難，材料脆化。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,對塑性好的材料，缺口使材料的屈服強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度升高，但塑性降低，這種現(xiàn)象稱之為“缺口強(qiáng)化”。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,缺口處應(yīng)變速率提高現(xiàn)象,試驗機(jī)夾頭速率：v=dl/dt試樣應(yīng)變速率：=d/dt，d=dl/l=d/dt=dl/l/dt=dl/dt1/l=v/l,如果光滑試樣的工作長度l為100mm，缺口附近的工作長度l=1mm，缺口附近的應(yīng)變速率提高了兩個數(shù)量級。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,缺口帶來的危害（缺口效應(yīng)）：應(yīng)力集中；應(yīng)變集中；應(yīng)變速率提高；引起兩向或三向應(yīng)力狀態(tài)，使塑變困難，材料脆化。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,二、缺口試樣的靜拉伸和靜彎曲性能1缺口試樣的靜拉伸與光滑試樣拉伸時比較，缺口引起了加載的變化-缺口效應(yīng)不同材料缺口效應(yīng)不同，為了比較各種材料的缺口敏感程度，常進(jìn)行缺口靜拉伸試驗。缺口靜拉伸試驗的目的，常用于評定高強(qiáng)度螺栓等零件的性能。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,圖中(a)、(b)分別表示用于缺口靜拉伸試驗的圓形截面試樣和矩形截面試樣。(c)表示代表缺口形狀的3個主要參數(shù)：為缺口深度，為缺口角，為缺口曲率半徑。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,用缺口強(qiáng)度比NSR（缺口拉伸強(qiáng)度比光滑試樣靜拉伸強(qiáng)度）作為衡量靜拉伸下缺口敏感度指標(biāo)。NSR與缺口敏感性成反比：,比值越大，缺口敏感性越小。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,材料缺口敏感度影響因素,材料缺口敏感性除與材料本身性能、應(yīng)力狀態(tài)(加載方式)有關(guān)外，還與缺口形狀、尺寸、試驗溫度有關(guān)。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,試驗過程：材料在進(jìn)行缺口拉伸試驗時，斷裂情況有三種：,（1）材料在制成缺口試樣進(jìn)行拉伸時，缺口根部只有彈性變形而失去了塑性變形能力，這時缺口截面上的應(yīng)力分布如圖中的曲線1所示。,缺口試樣變形時應(yīng)力分布情況圖,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,脆斷，斷口為放射狀，拉伸曲線為直線；,斷口形貌如圖(a)所示。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,(2)在缺口根部可發(fā)生少量塑性變形，這時最大軸向應(yīng)力max已不在缺口頂端的表面處，而是位于塑性變形區(qū)和彈性區(qū)的交界處，如圖的曲線2、3所示。,缺口試樣變形時應(yīng)力分布情況圖,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,根部有微小塑性區(qū)，然后斷裂，斷口在缺口根部有一圈塑性斷口，中部為放射狀，拉伸曲線由直線開始改變，斜率微小下降；,斷口形貌如圖(b)所示。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,缺口試樣變形時應(yīng)力分布情況圖,(3)如果材料的斷裂抗力遠(yuǎn)高于屈服強(qiáng)度，則隨著載荷的增加。塑性區(qū)可以不斷向試樣中心擴(kuò)展，位于彈塑性交界處的最大軸向應(yīng)力max也相應(yīng)地不斷向中心移動，如塑性變形能擴(kuò)展到試樣中心，即出現(xiàn)沿缺口截面的全面屈服。此時max出現(xiàn)在試樣中心位置，如右圖中曲線6所示。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,斷口為全部塑性特征，拉伸曲線上出現(xiàn)曲線部分。,斷口形貌如圖(c)所示。,此時，bnb,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,缺口拉伸試樣的標(biāo)準(zhǔn)缺口張角450600；缺口根部截面直徑10mmdn20mm；缺口根部曲率半徑0.1mm；（d02-dn2)/d0250%,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,無偏斜的缺口拉伸試驗，往往顯示不出組織與合金元素的影響。缺口偏斜拉伸試驗就是在更苛刻的應(yīng)力狀態(tài)和試驗條件下，來檢驗與對比不同材料或不同工藝所表現(xiàn)出的性能差異。,2缺口試樣的偏斜拉伸,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,3缺口試樣靜彎曲光滑試樣的靜彎曲試驗的目的：評定工具鋼或脆性材料（陶瓷等）的力學(xué)性能。缺口靜彎曲試驗的目的：評定或比較結(jié)構(gòu)鋼的缺口敏感度和裂紋敏感度。試樣尺寸：10660mm或者101055mm，缺口深度為2mm，夾角為60o的V型或U型缺口。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,靜彎試驗請看動畫演示。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,試驗結(jié)果：缺口靜彎曲線Pf曲線圖,材料1在曲線上升部分?jǐn)嗔?，殘余撓度很小，表示對缺口敏感；材?在曲線下降部分?jǐn)嗔?，殘余撓度較大，表示缺口敏感度低；材料3彎曲不斷，材料對缺口不敏感。,材料1,材料2,材料3,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,缺口靜彎曲線與靜拉伸曲線相似，也分為三個階段：I彈性變形部分，彈性功II塑性變形部分，塑性功III斷裂部分，斷裂功,III代表當(dāng)裂紋產(chǎn)生后，材料阻礙裂紋繼續(xù)擴(kuò)展的能力，通常以Pmax/P的大小來表示裂紋敏感度。,第三節(jié)缺口試樣靜載力學(xué)性能,曲線只有I表示材料對缺口極為敏感（脆化）；曲線只有III表示材料對缺口敏感；曲線有IIIIII表示材料對缺口不敏感，III區(qū)越大，缺口敏感性越小。（定性分析）（定量分析用材料的斷裂韌性）,第四節(jié)硬度,一、硬度試驗的意義硬度的概念：硬度是衡量材料軟硬程度的一種力學(xué)性能，物理意義是材料在表面