材料力學中同一種材料意味著什麼

2021-08-10 03:16:51 字數 4896 閱讀 8629

1樓:渴侯含巧

在材料力學當中,同一種材料意味著相同材質的材料。

材料力學是研究材料在各種外力作用下產生的應變、應力、強度、剛度、穩定和導致各種材料破壞的極限。一般是機械工程和土木工程以及相關專業的大學生必須修讀的課程,學習材料力學一般要求學生先修高等數學和理論力學。材料力學與理論力學、結構力學並稱三大力學。

材料力學的研究物件主要是棒狀材料,如杆、樑、軸等。對於桁架結構的問題在結構力學中討論,板殼結構的問題在彈性力學中討論。固體力學的一個分支,研究結構構件和機械零件承載能力的基礎學科。

其基本任務是:將工程結構和機械中的簡單構件簡化為一維杆件,計算杆中的應力、變形並研究杆的穩定性,以保證結構能承受預定的載荷;選擇適當的材料、截面形狀和尺寸,以便設計出既安全又經濟的結構構件和機械零件。

在結構承受載荷或機械傳遞運動時,為保證各構件或機械零件能正常工作,構件和零件必須符合如下要求:①不發生斷裂,即具有足夠的強度;②構件所產生的彈性變形應不超出工程上允許的範圍,即具有足夠的剛度;③在原有形狀下的平衡應是穩定平衡,也就是構件不會失去穩定性。對強度、剛度和穩定性這三方面的要求,有時統稱為「強度要求」,而材料力學在這三方面對構件所進行的計算和試驗,統稱為強度計算和強度試驗。

為了確保設計安全,通常要求多用材料和用高質量材料;而為了使設計符合經濟原則,又要求少用材料和用廉價材料。材料力學的目的之一就在於為合理地解決這一矛盾,為實現既安全又經濟的設計提供理論依據和計算方法。

2樓:oh撒拉嘿丶

同一種材料就是同一種東西。

材料力學(mechanics of materials)是研究材料在各種外力作用下產生的應變、應力、強度、剛度、穩定和導致各種材料破壞的極限。一般是機械工程和土木工程以及相關專業的大學生必須修讀的課程,學習材料力學一般要求學生先修高等數學和理論力學。材料力學與理論力學、結構力學並稱三大力學。

材料力學的研究物件主要是棒狀材料,如杆、樑、軸等。對於桁架結構的問題在結構力學中討論,板殼結構的問題在彈性力學中討論。

固體力學的一個分支,研究結構構件和機械零件承載能力的基礎學科。其基本任務是:將工程結構和機械中的簡單構件簡化為一維杆件,計算杆中的應力、變形並研究杆的穩定性,以保證結構能承受預定的載荷;選擇適當的材料、截面形狀和尺寸,以便設計出既安全又經濟的結構構件和機械零件。

在結構承受載荷或機械傳遞運動時,為保證各構件或機械零件能正常工作,構件和零件必須符合如下要求:①不發生斷裂,即具有足夠的強度;②構件所產生的彈性變形應不超出工程上允許的範圍,即具有足夠的剛度;③在原有形狀下的平衡應是穩定平衡,也就是構件不會失去穩定性。對強度、剛度和穩定性這三方面的要求,有時統稱為「強度要求」,而材料力學在這三方面對構件所進行的計算和試驗,統稱為強度計算和強度試驗。

為了確保設計安全,通常要求多用材料和用高質量材料;而為了使設計符合經濟原則,又要求少用材料和用廉價材料。材料力學的目的之一就在於為合理地解決這一矛盾,為實現既安全又經濟的設計提供理論依據和計算方法。

研究內容

在人們運用材料進行建築、工業生產的過程中,需要對材料的實際承受能力和內部變化進行研究,這就催生了材料力學。運用材料力學知識可以分析材料的強度、剛度和穩定性。材料力學還用於機械設計使材料在相同的強度下可以減少材料用量,優化結構設計,以達到降低成本、減輕重量等目的。

在材料力學中,將研究物件被看作均勻、連續且具有各向同性的線性彈性物體。但在實際研究中不可能會有符合這些條件的材料,所以須要各種理論與實際方法對材料進行實驗比較。

3樓:澄琇

它們沒有直接的關係.彈性模量是物理屬性,和組成它的原子有關係,跟組織沒有什麼關係.硬度跟組織有很大關係,組織改變,硬度變化很大

硬度一般用體積模量來表示

彈性模量e,體積模量k, 剪下模量g

對於各向同性材料可用拉曼係數λ,μ表示

e=μ(3λ+2μ)/(λ+μ)

k=λ+2μ/3

g=μ雖然大多數材料不為各向同性材料,但也可以用上式來求解力學引數如果用奈米壓痕來得到硬度和彈性模量的話

硬度h=p/a

彈性模量通過解除安裝曲線的斜率來計算

同種物質的分子性質相同,比如中國的水分子和美國的水分子,都是水分子,性質當然相同。 不同種物質的分子性質不同,比如二氧化碳和氧氣的分子不同,二者的性質當然也不同。

物質是一種籠統的**,通常是化學性質相同的好似同一種物質 ,分子都差不多或相同。純淨物是相對於混合物而言,只有一種物質,化學性質比較單一,混合物就有很多種物質混合在一起。 同種物質差不多是擁有相同分子的物質了。

4樓:崇光熙

1、拉伸載入曲線。

不同的材料在拉伸、壓縮試驗中有不同的表現,體現出不同的材料特性。最典型的試驗是低碳鋼樣品的拉伸試驗,低碳鋼為塑形材料。以拉應力為豎軸,應變為橫軸進行繪製載入曲線。

拉應力的概念就不再贅述了,這裡要注意應變是樣品試驗段的平均應變,由於試驗段各點的應變處處相等,所以可以用平均應變代替樣品每個點的應變。低碳鋼樣品載入時的應力-應變曲線如下圖所示:

該曲線總體上分為彈性階段、屈服強化階段、頸縮階段。

(1)彈性階段。上圖中的ob為彈性階段。在此階段樣品在拉應力作用下發生彈性變形,應變隨著應力增加而增加。

其特點是拉應力解除安裝後,變形能夠完全恢復原狀。在oa段,應力和應變符合線性關係:

[公式]

e是應力和應變的比例係數,稱之為彈性模量,它是直線段的斜率。

在ab段,上面的線性關係不再成立(在屈服強化階段、頸縮階段當然也不成立)。所以a點的應力 [公式] 稱之為比例極限。但是ab段的變形在解除安裝後仍然可以完全恢復,仍然屬於彈性階段。

b點的應力 [公式] 是彈性階段的應力最大值,大於該應力值,會導致樣品產生永久變形,無法恢復,所以[公式]稱之為彈性極限。比例極限[公式]和彈性極限[公式]非常接近。

(2)屈服強化階段。對應與圖中的cd段。應力超過彈性極限 [公式] 時,會出現應力基本不變的情況下(有上下波動),應變增加的現象,這種現象稱之為流變,屬於塑性變形。

此時塑形應變不斷增長,使總應變隨之增加,而彈性應變幾乎沒有增長。應力上下波動中的最小值就是屈服極限[公式]。屈服極限 [公式] 是材料由彈性屬性向塑性屬性轉變的標誌,是重要的強度指標。

圖中c點對應的應力就是屈服階段內的應力下限值,即屈服極限[公式]。經過屈服階段後,要想使樣品應變繼續增加,需要繼續增加應力。對應與圖中d點之前的向上凸的光滑曲線段。

此階段總應變持續增加,彈性應變和塑性應變也都在增長,區別在於前者增長速度越來越小,後者增長速度越來越大。在圖中d點對應的應力值是此階段的應力最大值 [公式] ,也是樣品在載入試驗中能承受的最大應力值,稱之為抗拉強度。這也是一個重要的強度指標。

(3)頸縮階段。圖中通過d點之後,樣品在區域性發生頸縮現象,使樣品應變繼續增加所需的應力減小了。應變持續增加,縮頸處橫截面積迅速減小,直至e點被拉斷。

在區域性變形階段,樣品仍然是有抵抗拉伸的能力的,但是這種抵抗能力已經大大降低了。

以上是典型的塑性材料拉伸載入應力-應變曲線,所有的塑性材料拉伸時都有類似的曲線形態。對於脆性材料,該曲線形態是一段向上凸的曲線,沒有明確的直線段。

2、塑性材料和脆性材料

塑性材料表現出更多的延性,而脆性材料則更加堅硬,更加容易被拉斷或剪斷。兩種材料可以通過測量樣品伸長率和斷面收縮率加以區分。

材料拉斷後,長度有原有的 [公式] 伸長為[公式]',通過以下公式計算伸長率

[公式] 100%

材料拉斷後,橫截面面積由原來的a縮小為a1,通過以下公式計算伸長率斷面收縮率

[公式] 100%

伸長率 [公式] 大於5%的材料被稱為塑性材料,小於5%則被稱為脆性材料。

3、拉伸解除安裝曲線。

樣品在解除安裝時,其規律和載入有明顯地區別。如下圖,紅色加粗線就是解除安裝曲線。

在彈性階段解除安裝拉力時,解除安裝曲線與載入曲線是重合的。這個階段只有彈性應變,解除安裝後,彈性變形可以完全地恢復,應變恢復為零。

在屈服強化階段解除安裝拉力時,解除安裝曲線不再沿著載入曲線原路返回,而是沿著圖中fg線段解除安裝,而fg與彈性階段oa段線段是近似平行的。由於此階段樣品已經發生了塑形變形,完全解除安裝後,無法完全恢復至原狀。圖中og段屬於塑性應變 [公式] ,屬於永久性應變,不可恢復;gh段為彈性應變 [公式],是可恢復的;塑性應變[公式]和彈性應變[公式]之和為載入至f點的總應變ε。

頸縮階段的解除安裝曲線與屈服強化階段類似。

如果樣品解除安裝至g點,再次載入時,會形成圖中gfdie段曲線,和原有的載入曲線形態類似。但是很明顯,新的曲線直線部分變長了,即再次載入的彈性階段增加了,這意味著材料的屈服極限提高了,可以承受更高的應力而不會發生塑形變形。在工程實踐中,稱之為冷作硬化,可以提高構件的強度。

但是另一方面,冷作硬化會使材料脆性增加,塑性減小。要注意:冷作硬化不會改變材料的彈性模量。

因為兩次載入曲線的直線段斜率並沒有發生改變。

5樓:匿名使用者

1、比較兩種材料受壓時的力學效能及受壓破壞特點。

答:低碳鋼是塑性材料,而鑄鐵是脆性材料。

低碳鋼抗壓能力非常強,且抗拉抗壓能力相當,所以最後會被壓扁。

鑄鐵的抗壓能力遠遠大於抗拉能力,最後會被內部的正應力給拉斷,斷口呈斜45度角。

2、為什麼鑄鐵材料受壓縮時,沿著與軸線約成45°的斜截面破壞?

答:在鑄鐵試件壓縮時與軸線大致成45°的斜截面具有最大的剪應力。

3、比較鑄鐵材料的抗壓強度極限與抗拉強度極限,由此說明鑄鐵材料在工程實際中的主要途徑。

答:鑄鐵的抗壓強度要高於抗拉強度。鑄鐵件抗壓不抗拉。在工程實際中可作為承重部分。

1、由拉伸實驗得到的材料力學效能引數有何實用價值?

答:表徵了這種材料的性質和效能,利用這些引數可以進行一些理論分析和數值計算,比如彈性模量可以表示出這種材料的剛度,屈服強度可以表示出這種材料的強度

2、比較說明低碳鋼和鑄鐵試件破壞斷口的形狀有何差別?並加以分析

答:低碳鋼材料在橫截面發生剪斷破壞,鑄鐵在與軸線成 45° 螺旋麵發生拉斷破壞。

低碳鋼的抗剪能力小於抗拉和抗壓能力。鑄鐵的抗拉能力小於抗剪能力和抗壓能力。

3、比較說明低碳鋼和鑄鐵材料的拉伸效能引數有何差別?

答:低碳鋼的抗剪能力小於抗拉壓能力,延伸率和斷面收縮率大。

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