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蠕变

蠕變(),也稱潜變,是在應力作用下固体材料缓慢且永久的變形。它的发生是低于材料屈服强度的應力长时间作用的结果。当材料长时间处于高温或者在熔点附近时,蠕變会更加剧烈。蠕變速率常常随着温度升高而加剧。 蠕變速率与材料性质、加载时间、加载温度和加载结构應力有关。取决于加载應力和它的持续时间,这种變形可能變得很大,以至于一些部件可能会失效。例如,涡轮叶片的蠕變将会使叶片与外壳相接触,导致叶片的失效。蠕變常常是工程上和冶金上评价在高應力或高温下工…

极限抗拉强度

極限抗拉强度(ultimate tensile strength,UTS,F_\text{tu})简称抗拉强度(tensile strength,TS)、极限强度(ultimate strength),是试样在拉伸外力作用下,抵抗破坏的能力,亦即承受趋于伸长的载荷能力。 抗拉强度借由材料或结构在拉伸断裂前能够承受的最大拉应力来衡量,为试样断裂前承受的最大载荷与试样原始横截面积之比,旧称極限拉伸強度。 根据外力的作用方式,有多种强度指标,…

塑性變形

在應力下的應變圖: \sigma 為應力, \epsilon 為應變 1: 彈性區間:原子之間間距被拉開。 2: 比例極限(Proportionality limit):虎克定律此後不成立 3: 彈性極限(鐵金合為降伏點):塑性變形開始,差排開始移動 4: 安全應力(proof stress):應變的0.2%再以初始比例延伸,由於非鐵合金沒有降伏點,安全起見設定安全應力,鐵合金的安全應力即為降伏強度/降伏應力]] 塑性變形()指材料受外…

低周疲劳

低周疲劳又称低循环疲劳(),它有两个基本特征:一是在每个循环中发生塑性变形;二是低周期现象,即材料对这种类型的载荷具有有限的耐久力。术语周期是指反复施加应力,最终导致疲劳和断裂;低周期是指施加作用力之间的较长时间。 疲劳的研究主要集中在两个方面:利用先进的计算方法进行尺寸设计在航空和能源生产中的应用。低周疲劳的结果使我们能够更深入地研究材料的行为,以便更好地理解复杂的力学和冶金现象(裂纹扩展、加工软化、应变集中、加工硬化等)。 历史 低…

弹力

弹力(elastic force)是指发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对他接触的物体产生的力。但如果形变过大,即超过了弹性限度则不再产生弹力。弹力产生时,发生弹性形变的物体为施力物体,和它接触的物体为受力物体。平时所指的弹力一般是压力、支持力、拉力和推力。 发生形变的物体,若能恢复原状,这样的形变叫做弹性形变;反之,若过了一定的限度则不能恢复原状,这样的形变叫做塑性形变。这个限度称作弹性限度。 任何物体都能发生形变,不发生形变的物体是…

维氏硬度试验

维氏硬度试验(),是压入硬度试验之一种,其测量值用HV表示。 维氏硬度试验最初于20世纪20年代初被提出,比起其他硬度试验其优点有:硬度值与压头大小、负荷值无关;无需根据材料软硬变换压头;正方形的压痕轮廓边缘清晰,便于测量。维氏硬度被应用于所有金属,并是应用最广泛的硬度标准之一。 只要被测材料质地均匀,维氏硬度试验可以用低负荷和小压痕得到可靠的硬度值,这样能减少材料破坏,或用于薄小的试验材料。这一点上维氏硬度要优于布氏硬度。 另外,在硬…

刻划硬度

硬度在矿物学里一般指物质刺入另外一种较软物质的能力。一个由硬物质构成的物体能在另一个由较软物质构成的物体上形成划痕。刻划硬度常以摩氏矿物硬度单位计算。一种最常见的测量工具叫做硬度计。 莫氏硬度 莫氏硬度是一种表示矿物硬度的刻划硬度标准。1812年由德国矿物学家腓特烈·摩斯(Frederich Mohs)首先提出。 用测得的划痕的深度分十级来表示硬度:滑石(talc)1(硬度最小),石膏(gypsum)2,方解石(calcite)3,萤石…

布氏硬度试验

布氏硬度试验(Brinell scale)是压入硬度试验之一种,其测量值用HB或BHN表示。 该试验最初由瑞典工程师 Johan August Brinell(1849年-1925年)于1900年提出。布氏硬度是第一个被广泛用于工程学及冶金学的标准化硬度试验。此试验方法因压痕较大和对待测材料损伤明显,应用受到一定限制。 测量方法 布氏硬度试验一般采用直径10毫米的球形钢压头,用一定的负荷(试验力)压入被测材料表面。常见的试验力可高达3,…

弹性极限

弹性限度是材料做拉伸試驗時,應力與應變將呈現一函數關係,而當應力達到某一值,材料將不會自行恢復原狀(降伏),此一應力值,稱為弹性限度。若材料所承受的應力小於弹性限度,則可以自行恢復原狀。

屈服

降伏强度,英文 (Yield Strength),即降伏應力、彈性限度,或稱强韧度,在機械與材料科學的定義中,降伏點是應力-應變曲線上的一個點,該點表示彈性行為的極限和塑性行為的開始。在降伏點以下,材料將彈性變形,其應力應變比值固定呈一條直線,並在去除應用的應力後恢復到其原始形狀。一旦超過降伏點,一部分變形將是永久的和不可逆的,被稱為塑性變形,有延展性的材料受力在降伏點以上時,應力應變比值不再固定,再稍微增加受力後就會產生破斷的應力值(…

回弹硬度

回弹硬度又称为冲撞硬度和马尔特氏硬度,它测量的是一个带金刚石触头的重锤从一定高度落向被测物质以后弹回的高度。测量这个物理量的仪器被称作肖氏硬度计(回跳硬度计)。 一种测量回弹硬度的度量衡叫做班氏硬度等级。 参考

极惯性矩

某个截面对于一个轴的极惯性矩,又称截面二次极矩,是对于该界面对于该轴惯性的一种衡量,其定义为: : I_P=\int_A \rho^2 dA 其中:\rho为微元距轴的距离。 与截面二次轴矩的关系 由于\rho^2=x^2+y^2,根据截面二次轴矩的定义,可知: : I_P=I_x+I_y 即截面对于任何一点的极惯性矩,等于该截面对以该点为原点的任意一组正交坐标系的截面二次轴矩之和。

抗彎強度

材料的抗彎強度是指在外力(载荷)的弯曲作用下不破坏时能承受的最大应力,其值大小一般通过静力试验来测定。 测量 对于三点受力的矩形梁 :\sigma = \frac{3FL}{2bd^2} F 载荷力 (N) L 支撑距离 b 宽度 d 厚度 木材抗弯强度介于顺纹抗拉强度和抗压强度间。受弯时,上部受压,下部受拉,水平面内则有剪力。发生破坏时一般是木材上部受压区首先达到强度极限,发生变形,但构建还能继续使用,直至受拉区也达到强度极限,就会发…

惯性矩

惯性矩可以指: 转动惯量:SI 单位为 kgm^2,可说是一个物体对于旋转运动的惯性,定义为: : I_x = \int y^2\,\mathrm dm 截面二次轴矩:与极惯性矩相对,定义为: 截面的面积为A,则 : I_x = \int y^2\,\mathrm dA : I_y = \int x^2\,\mathrm dA 分别表示截面对坐标轴x与y的惯性矩,第一式中的y和第二式中的x分别表示面积微元dA到x和到y*轴的垂直距离。

压入硬度

压入硬度(Indentation hardness)用来反映一种物质抵抗形变的能力。在压入硬度测试里,被测物质经过数次检测直到表面产生压痕。而压入硬度测试可以在宏观或者微观的条件下进行。 压入硬度主要应用于工程学和冶金术,它从多方面描述物质的抗形变性质,如抗永久形变和特别的抗弹性形变。通常测量压入硬度是通过在被测物质上加载一个特定形状的压头然后测量其产生的形变量。 有很多其他压入硬度的定义,其中常见的几种有: 布氏硬度 (HB) 杨卡木…

冯·卡门方程

卡门方程是一个模拟平板变形的四阶椭圆型非线性偏微分方程组: \Delta\Delta(u)=a((w_{xy})^2-w_{xx}w_{yy}) \Delta\Delta(w)=b(u_{yy}w_{xx}+u_{xx}w_{yy}-2u_{xy}w_{xy})+c 其中 \Delta=\frac{\partial}{\partial x^2}+\frac{\partial}{\partial y^2} 通解 卡门方程有下列解析解 u …

装配应力

装配应力(assembly stress),是機械零組件在装配时由加工误差引起的内應力。加工构件时,尺寸上的一些微小误差是难以避免的。对静定结构而言,加工误差只不过是造成结构几何形状的轻微变化,不会引起内力。但对于超静定结构,加工误差往往要引起装配应力。