力學拓展:材料在單向靜張力(lì)下的力學性能
1.應力狀態的(de)軟度係(xì)數(shù)
調用(yòng)τmax和σmax的比率,並用α表(biǎo)示。 α要是大的話,剪(jiǎn)切應力分量就會大,這意味著應力狀態越軟(ruǎn),並且材料越容易產生塑性變形。 相反,α要是小的話,應(yīng)力狀態越強,材料越容易脆性斷裂
2.如何(hé)理解塑料的“間隙強化”現象?
在開槽(cáo)狀態下,由於出現三維應力(lì),樣品的屈服應力高於(yú)單軸拉伸時的屈服應力,這導致了所謂的開槽“加強”現象。 我們不能將“缺口強化(huà)”視為(wéi)強(qiáng)化材料的(de)一種手段,因為缺口“強(qiáng)化”是由於三維應力限製了材料的塑性變形。 此時,材(cái)料本身的σs值沒有改變(biàn)。
3.嚐試比較單向拉伸,壓縮,彎曲和扭轉試驗的特點和應用範圍。
在單軸拉伸中,法向應力分量較大,剪切(qiē)應力分量較小,並且應(yīng)力狀態較硬。 它通常適用於具有低塑性變形抗性(xìng)和抗切割性的所謂(wèi)塑性材料(liào)的測試。
壓縮:單向壓縮時的應力狀態軟度係數a = 2,壓縮試驗主要用於脆性材料(liào)。
力學(xué)性能測試儀器
彎曲:對測試結果沒有影響,例如在拉伸(shēn)過程中樣品的所謂偏轉。 在彎(wān)曲測試期間,截麵上的應力(lì)分布在表麵上也是較大(dà)的,因此它(tā)可以靈敏地反映材料的表麵(miàn)缺(quē)陷。
扭轉試驗:扭轉應力狀(zhuàng)態的軟度係數高於拉(lā)伸應力狀態的軟度係數,因此可用於確定拉伸時(shí)變脆的材料的(de)強度(dù)和可塑(sù)性。
在扭轉測試期間,樣品部(bù)分的應力分布在表麵上較大,因此它對材料的(de)表麵硬化(huà)和表麵缺陷很在意(yì)。
在扭(niǔ)轉試驗(yàn)中,法向應力和剪切(qiē)應力大致相等; 當切斷裂(liè)縫時,其(qí)橫截麵垂直於(yú)試樣的軸(zhóu)線,這通常是塑性材(cái)料的裂縫。 法向斷裂,試(shì)樣的橫截麵(miàn)和軸線形成大約45°的角度,這是法向(xiàng)應力的結(jié)果,脆性材料經(jīng)常會發生這(zhè)種斷裂。
4.嚐試比較布氏硬度和維(wéi)氏(shì)硬度(dù)測試原理的異同,比較布氏硬(yìng)度,洛氏硬(yìng)度和維氏硬(yìng)度測試的優缺點和適用範圍。
維氏硬度的測試原理與布氏硬度基本相似,並(bìng)且硬度值是基於壓痕每單位麵積的載荷計算的。 區別在於,維氏硬度測試(shì)中使用的壓頭是菱形四角錐,兩個相對麵之間的夾角為136°。 布氏硬度使用硬化(huà)的鋼球或硬質合(hé)金球。
布氏硬度測試的優點:壓痕麵積大,硬度值可以反映出大麵(miàn)積材料的平均性能,測試數(shù)據穩(wěn)定,重(chóng)複(fù)性高。 因此,布氏硬度測試較適合確定灰口鑄鐵,軸承合金和其他材料的硬度。
力學(xué)性能試驗儀器
布氏硬度測試的缺點:由於壓痕直徑(jìng)大(dà),通常不適合直接檢查成品零件; 此外,對於硬度不(bú)同的材料,需要更換壓頭的直徑和負荷,壓痕直徑的測量也很麻煩。
洛氏硬(yìng)度測試的優點(diǎn):操作(zuò)簡單(dān),快速; 壓痕小,可直接檢查工件; 缺點:由於壓痕小,代表(biǎo)性差; 用不同尺度測量的硬度值既不能直接比較,也不能互相比較交換。
維氏硬度測試具有許(xǔ)多優點:測量準確可靠。 負載(zǎi)可以任意選擇。 另外,維氏硬度不存在不(bú)能統一洛氏硬度這樣的不同尺度的硬(yìng)度,試片的厚度比洛氏硬度薄的問題。 維(wéi)氏硬度測試的(de)缺點:其測量方法(fǎ)麻煩(fán),工作效率低,壓痕麵積小(xiǎo),代表性差,因此不適合批量生產的常規(guī)檢查。