《材料力学性能-材料在外力的作用下表现出来的性能物理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料力学性能-材料在外力的作用下表现出来的性能物理课件（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、材料力学性能,浙江大学 金属材料研究所 凌国平 (，曹226室),他是谁？,2011年诺贝尔化学奖获得者,以色列科学家达尼埃尔谢赫特曼,“1982年发现准晶体” 1984年发表论文，Al4Mn急冷合金 物质内部的原子排列 有序但非周期性排列 不重复的规则图案 从根本上改变了看待固体物理的方式,原子排列不具周期性，准晶体材料硬度很高，同时具有一定弹性，不易损伤。 可用于制造眼外科手术微细针头、刀刃等硬度较高的工具。 不沾且导热性较差，其应用包括制造不粘锅具、发动机等。,First discovery of Quasiperiodic symmetry -April 8th 1982,美国国家标准
2、与技术研究所 84年11月， 物理评论通讯,84年郭可信发表Ti基准晶论文自然界中也有准晶材料-俄罗斯一条河流内的矿物样本瑞士一企业在钢铁中发现准晶，在钢铁中起强化作用,这二个人是谁？,2010年诺贝尔物理奖获得者,安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫 英国曼彻斯特大学教授,“石墨烯材料性能” 透明胶带技术: 10层 单层碳原子，蜂窝状晶格结构 最薄、最坚硬、载流子高迁移率,如何知道坚硬？ 测的是什么？ 如何测量？ 为什么坚硬？,这三个人得了什么？,美国加州和麻省理工大学的教师,因何而得？ “渐近自由” 夸克之间越接近，作用力越弱；弱到自由 距离越远，作用力越大 所以夸克被束缚在一起 构成原子核 他
3、们回答的是： 什么力量在自然界中发挥作用？ 它们是如何发挥作用的？ 内部有一种力在作用 把微观物质联在一起 成为材料 外界有一种力作用于材料，会发生什么事情？,2004年诺贝尔物理奖得主,材料的力学性能,材料在外力的作用下表现出来的性能,这是什么？,牙齿的力学性能,假牙！,如何让假牙具有这些性能？ 如何检测这些性能？ 用什么材料代替真牙？,材料力学性能,材料在力的作用下表现出来的性能 有哪些材料？,有哪些材料？金属陶瓷玻璃高分子（塑料，橡胶，布）自然材料（木材、岩石）,有哪些 特点？,它们有哪些的特点？,陶瓷：耐高温、高硬度 光盘：信息记录、耐磨 玻璃：透明、脆 金属：导电、易成型、综合性能好
4、 高分子：耐腐蚀 具有各种特点，可满足需求 这些特点，对应材料的各种性能,材料力学性能,有哪些具体的性能？,材料有哪些性能？物理光、热、电、磁 -功能材料化学反应（传感器、耐腐蚀）力学强度、硬度、韧性-结构材料,为什么会有这些性能？ 成分、”组织结构”不同 成分 离子键、共价键、金属键 组织结构 固体结构：晶体、非晶、准晶 晶体结构：体心、面心、密排六方、层状 组织结构：马氏体、珠光体、奥氏体 纳米结构： ,不同成分为何会构成这些不同的键？,晶体结构与性能（碳） 金刚石结构-硬、光学性质 石墨结构-软，润滑富勒烯-催化？化学性能 纳米碳管-高强度 Graphene-高强及电性能,高分子的液晶结
5、构-分子团为单元,不同的组织 铁素体-bcc，软 马氏体-bcc，硬 珠光体-铁素体+碳化物 不同的几何结构 碳纤维 纳米结构 纳米碳管-无纺布制纸！ 贝壳的纳米结构-韧性 具备各种性能,这些结构具有怎么的性能？这些性能是什么？ 如何检测出这些性能？ 为什么具有这些性能？ 如何得到这些性能？如何得到这些结构？ 为什么能得到这些结构？,材料科学与工程的四个基本要素,经济性、环保性、可持续发展,变形和断裂,力：拉、压、扭、弯、交变 性能：弹性、塑性、韧性、硬度、疲劳、磨损,材料力学性能,材料力学性能回答：,有哪些力学性能？ 基本概念 含义是什么？如何测定？ 基本理论 力学性能与什么因素有关？ 什么
6、情况下需要什么性能？ 实用意义 如何获得所需要的性能？,研究方向,例：脆。含义是什么？脆性大小？为什么会脆？如何不脆？,与其他课程的关系,与材料力学的关系 材料力学分析力的分布 给出对材料的力学性能要求 钢结构受力分析材料需要抗多少拉力？,例：铁要硬度高淬火。马氏体组织碳过饱和于铁素体中。,材料相变理论 金属与合金 金属玻璃 结构陶瓷 ,与后续课程关系 成分、组织结构与性能的关系 材料的制备、组织结构控制,第一章 材料拉伸性能,材料在拉力作用下表现出来的性能拉力下材料会怎么样？ 陶瓷？ 高分子？ 橡皮？ 金属？,橡皮筋：拉变形，力撤去恢复 弹性 陶瓷：很难拉。拉动则断 脆性 金属：变形，无法恢
7、复 塑性断,为什么会恢复？为什么无法恢复？为什么会断？断的方式？,拉伸性能是最基本的力学性能,测定方法,试样（圆柱和板）设备：多功能材料试验机,国标 GB/T228-2010,l05d0,试验方法 一定的速度拉伸 记录伸长量l与拉力P 应变： =l/l0 应力： =P/A0 试验结果 拉伸曲线,陶瓷 铜合金 高锰钢 钢丝 纯铜 晶态高分子脆性材料：断裂前无塑性变形 塑性材料：断裂前有塑性变形 何谓塑性变形？ 外力作用变形，力撤去后无法恢复原状，永久变形,各种拉伸曲线,低碳钢的拉伸曲线,OE：弹性段 过E：塑性变形 A点：上屈服点 C点：下屈服点 CD：屈服 DB：形变强化 B点：抗拉强度，颈缩 K点：断裂。断裂强度,低碳钢在受力的作用时，为什么会发生这样的变形？,本讲要点 加深学生对材料学科的兴趣 非常清晰本课程的重点所在 明确与“材料力学”课的差异 材料的结构决定材料的性能拉伸试验 从数据中总结规律 数据所反映的内在本质 实验需要深入思考、细致观察,
