课程简介
本课程主要介绍材料在力、能量、环境和时间单独或复合作用下，材料力学行为的响应规律、物理本质、评定方法、测试方法和工程应用。所涉及到的内容主要有四部分：材料的基本力学性能，包括弹性、塑性，形变强化、强度、韧性和硬度等；断裂的抗力及其表征，主要包括断裂韧性、脆断的微观机制、缺口件的断裂和冲击能量作用下的断裂；与时间有关的失效机理和抗力，主要有疲劳、蠕变、应力腐蚀和氢脆、摩擦与磨损及接触疲劳等；最后是特殊材料的力学性能特点，包括高分子材料、陶瓷材料和复合材料。
课程大纲
材料在拉伸下的力学性能
1.1拉伸试验与应力应变曲线
1.2工程应力指标
1.3工程应变指标与典型的拉伸应力-应变曲线
1.4真应力真应变
1.5加工硬化与应变硬化指数
1.6实验1--单向拉伸实验
材料的弹性变形和塑性变形
2.1弹性变形与胡克定律
2.2弹性模量的意义及影响因素
2.3弹性不完善性
2.4塑性变形方式与特点
2.5屈服现象及其本质
2.6影响屈服强度的因素
2.7应变时效和包辛格效应
材料的断裂
3.1断裂的分类及其特征
3.2解理断裂
3.3微孔聚集型断裂
3.4理论断裂强度
3.5Griffith脆断强度理论
材料在其他静加载下的力学行为
4.1应力状态柔度系数
4.2材料在扭转载荷下的力学行为
4.3材料在弯曲载荷下的力学行为
4.4材料在压缩载荷下的力学行为
4.5实验2--布氏硬度实验
4.6实验3--洛氏硬度实验
4.7实验4--显微维氏硬度实验
材料的缺口强度、夏比摆锤冲击及韧脆转变
5.1缺口与缺口敏感性
5.2缺口的应力集中分析
5.3应变集中的出现与分析
5.4低应力脆断
5.5高速加载与低温致脆
5.6缺口试样夏比摆锤冲击
5.7韧脆转变
5.8实验5--夏比锤冲击实验
材料的断裂韧性
6.1裂纹尖端的应力场
6.2断裂韧性和断裂韧度
6.3裂纹扩展的能量判据
6.4平面应变断裂韧度的测定
6.5断裂韧度的工程应用
6.6金属材料的韧化方法
6.7实验6--断裂韧性实验
材料的疲劳
7.1疲劳与循环加载
7.2疲劳S-N曲线及其测定
7.3疲劳极限的影响因素
7.4疲劳线性累积损伤理论
7.5应变疲劳
7.6应变-寿命曲线
7.7疲劳裂纹扩展速率
7.8Paris公式及扩展寿命估算
7.9疲劳裂纹形成机制
7.10疲劳裂纹扩展机制
7.11疲劳宏观断口
7.12疲劳延寿方法
7.13几种特殊条件下的疲劳
材料的高温力学性能
8.1蠕变现象
8.2蠕变试验
8.3蠕变曲线
8.4蠕变机制-位错蠕变机制
8.5蠕变机制-扩散蠕变机制
8.6蠕变机制-晶界运动机制
8.7蠕变断裂
8.8蠕变曲线描述
8.9规定塑性应变强度
8.10蠕变断裂强度和蠕变断裂延性
8.11蠕变断裂时间的估算
8.12提高抗蠕变能力的思路
8.13应力松弛
环境对金属力学性能的影响
9.1应力腐蚀破裂
9.2应力腐蚀破裂机理
9.3氢损伤
9.4液态金属致脆
9.5腐蚀疲劳
摩擦和磨损
10.1摩擦与磨损
10.2黏着磨损
10.3磨料磨损
10.4腐蚀磨损
陶瓷的力学性能特点
11.1陶瓷的弹性模量和强度
11.2陶瓷的断裂韧性及增韧方法
复合材料的力学性能
12.1复合材料的应力-应变曲线
12.2复合材料的强度及应力和应变转换
1.1拉伸试验与应力应变曲线
1.2工程应力指标
1.3工程应变指标与典型的拉伸应力-应变曲线
1.4真应力真应变
1.5加工硬化与应变硬化指数
1.6实验1--单向拉伸实验
材料的弹性变形和塑性变形
2.1弹性变形与胡克定律
2.2弹性模量的意义及影响因素
2.3弹性不完善性
2.4塑性变形方式与特点
2.5屈服现象及其本质
2.6影响屈服强度的因素
2.7应变时效和包辛格效应
材料的断裂
3.1断裂的分类及其特征
3.2解理断裂
3.3微孔聚集型断裂
3.4理论断裂强度
3.5Griffith脆断强度理论
材料在其他静加载下的力学行为
4.1应力状态柔度系数
4.2材料在扭转载荷下的力学行为
4.3材料在弯曲载荷下的力学行为
4.4材料在压缩载荷下的力学行为
4.5实验2--布氏硬度实验
4.6实验3--洛氏硬度实验
4.7实验4--显微维氏硬度实验
材料的缺口强度、夏比摆锤冲击及韧脆转变
5.1缺口与缺口敏感性
5.2缺口的应力集中分析
5.3应变集中的出现与分析
5.4低应力脆断
5.5高速加载与低温致脆
5.6缺口试样夏比摆锤冲击
5.7韧脆转变
5.8实验5--夏比锤冲击实验
材料的断裂韧性
6.1裂纹尖端的应力场
6.2断裂韧性和断裂韧度
6.3裂纹扩展的能量判据
6.4平面应变断裂韧度的测定
6.5断裂韧度的工程应用
6.6金属材料的韧化方法
6.7实验6--断裂韧性实验
材料的疲劳
7.1疲劳与循环加载
7.2疲劳S-N曲线及其测定
7.3疲劳极限的影响因素
7.4疲劳线性累积损伤理论
7.5应变疲劳
7.6应变-寿命曲线
7.7疲劳裂纹扩展速率
7.8Paris公式及扩展寿命估算
7.9疲劳裂纹形成机制
7.10疲劳裂纹扩展机制
7.11疲劳宏观断口
7.12疲劳延寿方法
7.13几种特殊条件下的疲劳
材料的高温力学性能
8.1蠕变现象
8.2蠕变试验
8.3蠕变曲线
8.4蠕变机制-位错蠕变机制
8.5蠕变机制-扩散蠕变机制
8.6蠕变机制-晶界运动机制
8.7蠕变断裂
8.8蠕变曲线描述
8.9规定塑性应变强度
8.10蠕变断裂强度和蠕变断裂延性
8.11蠕变断裂时间的估算
8.12提高抗蠕变能力的思路
8.13应力松弛
环境对金属力学性能的影响
9.1应力腐蚀破裂
9.2应力腐蚀破裂机理
9.3氢损伤
9.4液态金属致脆
9.5腐蚀疲劳
摩擦和磨损
10.1摩擦与磨损
10.2黏着磨损
10.3磨料磨损
10.4腐蚀磨损
陶瓷的力学性能特点
11.1陶瓷的弹性模量和强度
11.2陶瓷的断裂韧性及增韧方法
复合材料的力学性能
12.1复合材料的应力-应变曲线
12.2复合材料的强度及应力和应变转换
