金屬材料力學(xué)的案例
金屬材料力學(xué)性能與熱處理工藝知識(shí)
金屬材料力學(xué)性能是指金屬材料在外加載荷作用下或載荷與環(huán)境因素（溫度、介質(zhì)和加載速率）聯(lián)合作用下表現(xiàn)出來的行為。
金屬材料力學(xué)性能和熱處理工藝
金屬材料力學(xué)性能是指金屬材料在外加載荷作用下或載荷與環(huán)境因素（溫度、介質(zhì)和加載速率）聯(lián)合作用下表現(xiàn)出來的行為。
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金屬力學(xué)性能如下表所示。
金屬材料力學(xué)性能檢測
1、拉伸檢測(拉伸試驗(yàn))是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗(yàn)方法。
利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它拉伸性能指標(biāo)。測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗(yàn)，又稱抗拉試驗(yàn)。它是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一，主要用于檢驗(yàn)材料是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和研究材料的性能。拉伸試驗(yàn)可測定材料的一系列強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強(qiáng)度通常是指材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時(shí)，當(dāng)載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的現(xiàn)象叫做屈服。產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)或稱物理屈服強(qiáng)度，用σS（帕）表示。工程上有許多材料沒有明顯的屈服點(diǎn)，通常把材料產(chǎn)生的殘余塑性變形為0.2％時(shí)的應(yīng)力值作為屈服強(qiáng)度，稱條件屈服極限或條件屈服強(qiáng)度，用σ0.2表示。材料在斷裂前所達(dá)到的大應(yīng)力值，稱抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限，用σb（帕）表示。
塑性是指金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不致破壞的能力，常用的塑性指標(biāo)是延伸率和斷面收縮率。延伸率又叫伸長率，是指材料試樣受拉伸載荷折斷后，總伸長度同原始長度比值的百分?jǐn)?shù)，用δ表示。斷面收縮率是指材料試樣在受拉伸載荷拉斷后，斷面縮小的面積同原截面面積比值的百分?jǐn)?shù)，用ψ表示。條件屈服極限σ0.2、強(qiáng)度極限σb、伸長率δ和斷面收縮率ψ是拉伸試驗(yàn)經(jīng)常要測定的四項(xiàng)性能指標(biāo)。此外還可測定材料的彈性模量E、比例極限σp、彈性極限σe等。
2、測定材料承受彎曲載荷時(shí)的力學(xué)特性的試驗(yàn)，是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一。
彎曲試驗(yàn)主要用于測定脆性和低塑性材料(如鑄鐵、高碳鋼、工具鋼等)的抗彎強(qiáng)度并能反映塑性指標(biāo)的撓度。彎曲試驗(yàn)還可用來檢查材料的表面質(zhì)量。彎曲試驗(yàn)在萬能材料機(jī)上進(jìn)行，有三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲兩種加載荷方式。試樣的截面有圓形和矩形，試驗(yàn)時(shí)的跨距一般為直徑的10倍。
展開 金屬材料力學(xué)性能檢測
1、拉伸檢測(拉伸試驗(yàn))是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗(yàn)方法。
利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它拉伸性能指標(biāo)。測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗(yàn)，又稱抗拉試驗(yàn)。它是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一，主要用于檢驗(yàn)材料是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和研究材料的性能。拉伸試驗(yàn)可測定材料的一系列強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強(qiáng)度通常是指材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時(shí)，當(dāng)載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的現(xiàn)象叫做屈服。產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)或稱物理屈服強(qiáng)度，用σS（帕）表示。工程上有許多材料沒有明顯的屈服點(diǎn)，通常把材料產(chǎn)生的殘余塑性變形為0.2％時(shí)的應(yīng)力值作為屈服強(qiáng)度，稱條件屈服極限或條件屈服強(qiáng)度，用σ0.2表示。材料在斷裂前所達(dá)到的大應(yīng)力值，稱抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限，用σb（帕）表示。
塑性是指金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不致破壞的能力，常用的塑性指標(biāo)是延伸率和斷面收縮率。延伸率又叫伸長率，是指材料試樣受拉伸載荷折斷后，總伸長度同原始長度比值的百分?jǐn)?shù)，用δ表示。斷面收縮率是指材料試樣在受拉伸載荷拉斷后，斷面縮小的面積同原截面面積比值的百分?jǐn)?shù)，用ψ表示。條件屈服極限σ0.2、強(qiáng)度極限σb、伸長率δ和斷面收縮率ψ是拉伸試驗(yàn)經(jīng)常要測定的四項(xiàng)性能指標(biāo)。此外還可測定材料的彈性模量E、比例極限σp、彈性極限σe等。
2、測定材料承受彎曲載荷時(shí)的力學(xué)特性的試驗(yàn)，是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一。
彎曲試驗(yàn)主要用于測定脆性和低塑性材料(如鑄鐵、高碳鋼、工具鋼等)的抗彎強(qiáng)度并能反映塑性指標(biāo)的撓度。彎曲試驗(yàn)還可用來檢查材料的表面質(zhì)量。彎曲試驗(yàn)在萬能材料機(jī)上進(jìn)行，有三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲兩種加載荷方式。試樣的截面有圓形和矩形，試驗(yàn)時(shí)的跨距一般為直徑的10倍。
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金屬材料力學(xué)性能檢測
拉伸檢測(拉伸試驗(yàn))是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗(yàn)方法。
利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它拉伸性能指標(biāo)。測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗(yàn)，又稱抗拉試驗(yàn)。它是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一，主要用于檢驗(yàn)材料是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和研究材料的性能。拉伸試驗(yàn)可測定材料的一系列強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強(qiáng)度通常是指材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時(shí)，當(dāng)載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的現(xiàn)象叫做屈服。產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)或稱物理屈服強(qiáng)度，用σS（帕）表示。工程上有許多材料沒有明顯的屈服點(diǎn)，通常把材料產(chǎn)生的殘余塑性變形為0.2％時(shí)的應(yīng)力值作為屈服強(qiáng)度，稱條件屈服極限或條件屈服強(qiáng)度，用σ0.2表示。材料在斷裂前所達(dá)到的大應(yīng)力值，稱抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限，用σb（帕）表示。
塑性是指金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不致破壞的能力，常用的塑性指標(biāo)是延伸率和斷面收縮率。延伸率又叫伸長率，是指材料試樣受拉伸載荷折斷后，總伸長度同原始長度比值的百分?jǐn)?shù)，用δ表示。斷面收縮率是指材料試樣在受拉伸載荷拉斷后，斷面縮小的面積同原截面面積比值的百分?jǐn)?shù)，用ψ表示。條件屈服極限σ0.2、強(qiáng)度極限σb、伸長率δ和斷面收縮率ψ是拉伸試驗(yàn)經(jīng)常要測定的四項(xiàng)性能指標(biāo)。此外還可測定材料的彈性模量E、比例極限σp、彈性極限σe等
展開 金屬材料的高溫力學(xué)性能
在航空航天、能源和化工等工業(yè)領(lǐng)域，許多機(jī)件是在高溫下長期服役的，如發(fā)動(dòng)機(jī)、鍋爐、煉油設(shè)備等，它們對(duì)材料的高溫力學(xué)性能提出了很高的要求。
正確地評(píng)價(jià)材料、合理地使用材料、研究新的耐高溫材料，稱為上述工業(yè)發(fā)展和材料科學(xué)研究的主要人物之一。
這期小編給大家介紹材料的高溫力學(xué)性能方面的一些知識(shí)。
來源：
最新金屬材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)國標(biāo)文件 ￥10
最新金屬材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)國標(biāo)文件
哪位大神有做金屬和復(fù)合材料的？或者需要這方面材料的？
我們公司是一家第三方檢測機(jī)構(gòu)，主要做航空，核電，軌道交通和汽車等領(lǐng)域的金屬和復(fù)合材料力學(xué)性能測試，目前和國內(nèi)外的知名企業(yè)合作比較多，比如商飛，伊頓，愛勵(lì)，中航商發(fā)等，經(jīng)常客戶需要我們?cè)谔峁y試支持的同時(shí)推薦供應(yīng)商給他們，有這方面資源的同學(xué)可以聯(lián)系我，共享資源合作一下，郵箱：luoxiaoxia@samst.net.
光纖應(yīng)變傳感器用于測量金屬和非金屬復(fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變
管道、儲(chǔ)罐等結(jié)構(gòu)材料在遭受風(fēng)載荷、地震、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害下會(huì)發(fā)生大變形或者斷裂破壞，需要借助數(shù)值有限單元法對(duì)破壞過程進(jìn)行三維建模、情景還原以及溯源分析，此時(shí)要獲取準(zhǔn)確有效的結(jié)果，金屬材料全程的真應(yīng)力-真應(yīng)變是最為基礎(chǔ)和重要的輸入數(shù)據(jù)。下面工采網(wǎng)小編和大家一起看看如何測量金屬和非金屬復(fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變。
金屬材料測量裝置主要用于各種金屬、非金屬及復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能指標(biāo)的測試，精密的自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和控制過程的全數(shù)字化調(diào)整，在拉伸試驗(yàn)中，檢測材料的最大承載拉力、抗拉強(qiáng)度、伸長變形、延伸率等技術(shù)指標(biāo)；一般在對(duì)金屬材料進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變性能測量的過程中，在夾持時(shí)金屬材料受力頂部兩側(cè)不平衡，使得夾持效果不好，在測量過程中容易移動(dòng)，導(dǎo)致測量的準(zhǔn)確性較差。為了測量的準(zhǔn)確性工采網(wǎng)推薦加拿大FISO 光纖應(yīng)變傳感器 - FOS-N用于金屬和非金屬復(fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變測量。
基于公認(rèn)的Fabry-Perot干涉技術(shù)，F(xiàn)ISO的光纖應(yīng)變傳感器是進(jìn)行高性能應(yīng)變測量的好的選擇。FOS-N所基于的產(chǎn)品技術(shù)和配套的兼容監(jiān)控系統(tǒng)，使用戶能在長距離且不影響讀數(shù)可靠性的前提下測量應(yīng)變。它是復(fù)合材料工程研究和工業(yè)應(yīng)用，如建筑物、橋梁、隧道襯砌、支承結(jié)構(gòu)、船舶和電源變壓器等結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控的理想產(chǎn)品。具備尺寸小、精度高、不受EMI/RFI干擾、耐腐蝕和耐高溫的特點(diǎn)。
此外FOS-N應(yīng)變傳感器對(duì)任何即將使用的纖維的拉伸和處理都不敏感，若將傳感器嵌入復(fù)合材料中，則上述特點(diǎn)可以成為非常有利的優(yōu)點(diǎn)。可在惡劣的化學(xué)環(huán)境下正常工作，同時(shí)它的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，使用靈活性高，能夠滿足當(dāng)前高性能復(fù)合材料研究和土建結(jié)構(gòu)監(jiān)控的要求。
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所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫、常壓和非常強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為力學(xué)性能（過去也稱為機(jī)械性能）。金屬材料的力學(xué)性能是零件的設(shè)計(jì)和選材時(shí)的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不同（例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊、循環(huán)載荷等），對(duì)金屬材料要求的力學(xué)性能也將不同。常用的力學(xué)性能包括：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、多次沖擊抗力和疲勞極限等。
金屬材料特質(zhì)
1.疲勞
許多機(jī)械零件和工程構(gòu)件，是承受交變載荷工作的。在交變載荷的作用下，雖然應(yīng)力水平低于材料的屈服極限，但經(jīng)過長時(shí)間的應(yīng)力反復(fù)循環(huán)作用以后，也會(huì)發(fā)生突然脆性斷裂，這種現(xiàn)象叫做金屬材料的疲勞。金屬材料疲勞斷裂的特點(diǎn)是：
1）載荷應(yīng)力是交變的；
2）載荷的作用時(shí)間較長；
3）斷裂是瞬時(shí)發(fā)生的；
4）無論是塑性材料還是脆性材料，在疲勞斷裂區(qū)都是脆性的。所以，疲勞斷裂是工程上最常見、最危險(xiǎn)的斷裂形式。
金屬材料的疲勞現(xiàn)象，按條件不同可分為下列幾種：
1）高周疲勞：指在低應(yīng)力（工作應(yīng)力低于材料的屈服極限，甚至低于彈性極限）條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在100000以上的疲勞。它是最常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡稱為疲勞。
2）低周疲勞：指在高應(yīng)力（工作應(yīng)力接近材料的屈服極限）或高應(yīng)變條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在10000~100000以下的疲勞。由于交變的塑性應(yīng)變?cè)谶@種疲勞破壞中起主要作用，因而，也稱為塑性疲勞或應(yīng)變疲勞。
展開 常見的金屬材料金屬材料成型方法
常見金屬材料主要有黑色金屬鐵及其合金，壓鑄模具以及有色金屬及其合金。有色金屬又叫非鐵材料。
鐵的合金主要為鋼和鑄鐵。工業(yè)用鋼分結(jié)構(gòu)鋼，零件鋼，工具鋼和特殊性能鋼。常用鑄鐵分灰鑄鐵，可鍛鑄鐵，球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。
常用有色金屬：鋁及鋁合金，鈦及鈦合金，銅及銅合金和軸承合金（錫基，鉛基，鋁基軸承合金）。
常用成型方法
冷加工：車，銑，刨，磨，鉆，拉（機(jī)加工）；冷軋、冷拔、冷鍛、沖壓、冷擠壓。
熱加工：鑄造，熱扎，鍛造，熱處理，焊接，熱切割，熱噴涂
金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)
所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。
所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫、常壓和非常強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為力學(xué)性能（過去也稱為機(jī)械性能）。金屬材料的力學(xué)性能是零件的設(shè)計(jì)和選材時(shí)的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不同（例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊、循環(huán)載荷等），對(duì)金屬材料要求的力學(xué)性能也將不同。
展開 你真的得能講清楚什么是金屬材料的微觀組織結(jié)構(gòu)嗎？（ 金屬材料科學(xué)與技術(shù)）
花粉的微觀組織結(jié)構(gòu)
你知道金屬材料的微觀組織結(jié)構(gòu)是怎么形成的嗎？你了解鑄造、冷加工、熱處理分別如何影響金屬材料的微觀組織結(jié)構(gòu)嗎？
3相(Phase)/組分(Component)/缺陷(Component)
相，通常被認(rèn)為是材料中具有不同的晶體結(jié)構(gòu)和/或不同化學(xué)成分的部分，金屬材料中不同的相之間是通過不同的界面分離開的。一種具有特定化學(xué)成分的純物質(zhì)通常被認(rèn)為是由一個(gè)化學(xué)組分構(gòu)成。一些材料的化學(xué)成分可以在兩個(gè)或多個(gè)極端之間連續(xù)變化。這些材料通常必須含有兩個(gè)或更多的組分。注意一種多組分材料可以以單相的形式存在，前提是不同組分的原子可以在固相狀態(tài)(Solid state)緊密混合，這種混合體(Mixtures)被稱為固溶體(Solid solution)。
孿晶界形貌
缺陷，通常被定義為晶體結(jié)構(gòu)周期性的任何中斷(Disruption)。點(diǎn)缺陷，如空位(Vacancies)和間隙(Interstitials)。面缺陷(Planar defects)，如表面(Surfaces)、孿晶界(Twin boundaries)和晶界(Grain boundaries)以及位錯(cuò)(Dislocation)等。
??空位缺陷示意圖
4微觀組織結(jié)構(gòu)的形成 ？
微觀組織結(jié)構(gòu)是在不同工藝條件下產(chǎn)生的。微觀組織結(jié)構(gòu)通常是通過溫度或/和壓力的變化帶來的相變產(chǎn)生的。材料的變形或加工(滾壓(Rolling)、鍛造(Pressing)、焊接(Welding))也可以帶來微觀組織結(jié)構(gòu)的變化。最后，微觀組織結(jié)構(gòu)還可以通過人工將不同材料組合到一起形成復(fù)合材料(Composite material)的方式創(chuàng)造出來，如纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
展開 【研討會(huì)報(bào)名】沖擊碰撞仿真中金屬材料的非線性模型選擇和對(duì)標(biāo)
數(shù)值計(jì)算中材料數(shù)據(jù)應(yīng)用
材料參數(shù)
內(nèi)容大綱及示例
▇ 第一期：11月25日（周三） 19:30
大綱：
金屬力學(xué)屬性的分類
金屬材料模型選擇
有限元計(jì)算中材料數(shù)據(jù)應(yīng)用
單軸實(shí)驗(yàn)拉伸數(shù)據(jù)處理
材料參數(shù)對(duì)標(biāo)工作流程
金屬材料的其他力學(xué)特性
金屬的各向異性--材料模型選擇、相應(yīng)實(shí)驗(yàn)簡介
Altair材料數(shù)據(jù)中心
示例：
單軸拉伸數(shù)據(jù)處理
硬化曲線擬合
材料卡片對(duì)標(biāo)（應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系）
應(yīng)變率參數(shù)擬合方法
LAW72參數(shù)擬合演示
▇ 第二期：12月2日（周三） 19:30
大綱：
金屬材料失效模型簡介
基于應(yīng)力三軸度的失效：材料失效模型、材料失效實(shí)驗(yàn)、材料失效參數(shù)對(duì)標(biāo)
金屬軟化（頸縮）：材料軟化模型、材料軟化對(duì)標(biāo)
影響材料失效的其他因素：網(wǎng)格大小、對(duì)標(biāo)方法、溫度、應(yīng)變率、初始缺陷（加工）。
展開 一文搞懂：金屬材料的拉伸試驗(yàn) 附《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》下載
4、相關(guān)計(jì)算
對(duì)于屈服現(xiàn)象明顯的材料：
上屈服強(qiáng)度ReH= FeH/S0 （S0表示原始橫截面面積、FeH表示上屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的軸向力）
下屈服強(qiáng)度ReL = FeL/S0 （S0表示原始橫截面面積、FeL表示下屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的軸向力）
抗拉強(qiáng)度Rm=Fmax/ S0 （Fmax是指最大軸向力）
對(duì)于屈服現(xiàn)象不明顯的材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限，稱為條件屈服極限或屈服強(qiáng)度。大于此極限的外力作用，將會(huì)使零件永久失效，無法恢復(fù)。
下載地址：GB／T228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》
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