材料的力學(xué)性能參數(shù)介紹
材料在常溫、靜載作用下的宏觀力學(xué)性能。是確定各種工程設(shè)計(jì)參數(shù)的主要依據(jù)。這些力學(xué)性能均需用標(biāo)準(zhǔn)試樣在材料試驗(yàn)機(jī)上按照規(guī)定的試驗(yàn)方法和程序測定，并可同時(shí)測定材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
韌性材料
韌性材料：有彈性和塑性兩個(gè)階段。
1 彈性階段的力學(xué)性能
應(yīng)力與應(yīng)變保持成正比關(guān)系的應(yīng)力最高限。當(dāng)應(yīng)力小于或等于比例極限時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變滿足胡克定律，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比。
彈性階段的應(yīng)力最高限。在彈性階段內(nèi)，載荷除去后，變形全部消失。這一階段內(nèi)的變形稱為彈性變形。絕大多數(shù)工程材料的比例極限與彈性極限極為接近，因而可近似認(rèn)為在全部彈性階段內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變均滿足胡克定律。
彈性階段內(nèi)，法應(yīng)力與線應(yīng)變的比例常數(shù)（E）。
彈性階段內(nèi)，剪應(yīng)力與剪應(yīng)變的比例常數(shù)（G）。
垂直于加載方向的線應(yīng)變與沿加載方向線應(yīng)變之比（ν）。
上述3種彈性常數(shù)之間滿足：G＝E／2（1＋v）
2 塑性階段的力學(xué)性能
材料發(fā)生屈服時(shí)的應(yīng)力值。又稱屈服極限。屈服時(shí)應(yīng)力不增加但應(yīng)變會(huì)繼續(xù)增加。
某些無明顯屈服階段的材料，規(guī)定產(chǎn)生一定塑性應(yīng)變量（例如0.2％）時(shí)的應(yīng)力值，作為條件屈服強(qiáng)度。應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度后再卸載，彈性變形將全部消失，但仍殘留部分不可消失的變形，稱為永久變形或塑性變形。
應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度后，材料由于塑性變形而產(chǎn)生應(yīng)變強(qiáng)化，即增加應(yīng)變需繼續(xù)增加應(yīng)力。這一階段稱為應(yīng)變強(qiáng)化階段。強(qiáng)化階段的應(yīng)力最高限，即為強(qiáng)度極限。應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限后，試樣會(huì)產(chǎn)生局部收縮變形，稱為頸縮。
試樣拉斷后長度與橫截面積的改變量與加載前比值的百分?jǐn)?shù)，即：
δ＝（lb－l0）／l0×100％
ψ＝（A0－Ab）／A0×100％
式中l(wèi)0、A0分別為試樣的標(biāo)距和標(biāo)距內(nèi)的面積；lb、Ab分別為拉斷后的標(biāo)距長度和斷口處的最小橫截面積。
脆性材料
對于脆性材料（δ≤5％），沒有明顯的屈服與塑性變形階段，試樣在變形很小時(shí)即被拉斷，這時(shí)的應(yīng)力值稱為強(qiáng)度極限。某些脆性材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上也無明顯的直線階段，這時(shí)，胡克定律是近似的。彈性模量由應(yīng)力-應(yīng)變曲線的割線的斜率確定。
壓縮時(shí)，大多數(shù)工程韌性材料具有與拉伸時(shí)相同的屈服強(qiáng)度與彈性模量，但不存在強(qiáng)度極限。大多數(shù)脆性材料，壓縮時(shí)的力學(xué)性能與拉伸時(shí)有較大差異。例如鑄鐵壓縮時(shí)會(huì)表現(xiàn)出明顯的韌性，試樣破壞時(shí)有明顯的塑性變形，斷口沿約45°斜面剪斷，而不是沿橫截面斷裂；強(qiáng)度極限比拉伸時(shí)高4～5倍。
