机械工程的博客

材料的机械性能

材料的机械性能

我们应该首先承认机械性质的列表是相当长的。在描述材料时,有些词比其他词更重要、更常见。因此,我们从工程师的角度来看待这个话题。他需要知道区分的基本知识类型的金属在设计某件东西的时候,相互之间做出明智的决定。

材料应力与应变

首先,我们需要解释力学特性背后的一些物理概念。最主要的是压力.压力告诉你施加在一个区域上的力有多大。在机械工程中,它多用MPa或N/mm表示2.这两者是可以互换的。应力公式为:

σ=F/A,其中F为力(N), A为面积(mm)2).

第二个重要的概念是应变.应变没有单位,因为它是长度的比率。计算方法如下:

ε= (l-l0) / l0,我0为起始或初始长度(mm), l为拉伸长度(mm)。

杨氏模量

从这两个概念我们得到了我们的第一个力学性质刚度而且弹性它的反面。这是工程师在解决物理问题(材料对特定应用的适用性)时的一个重要因素。

硬材料vs弹性材料
坚硬的材料不易压缩也不易拉长

刚度用杨氏模量表示,也称为弹性模量。作为材料的主要力学性能之一,它定义了应力和应变之间的关系——它的值越大,材料越硬。

这意味着,如果两个大小相同的部件具有不同的杨氏模量,那么相同的载荷会使它们产生不同的变形。同时,较低的值意味着材料更有弹性。

杨氏模量公式为:

E =σ/ε(MPa)

屈服强度

屈服应力或屈服强度是工程计算中最常使用的值。它给出了材料在塑性变形前的应力值,单位为MPa。这个地方叫做屈服点。在此之前,材料在提升载荷时恢复原来的形状。超过屈服点后,变形是永久性的。

应力-应变曲线图表
应力-应变曲线

把屈服应力作为机械工程中最重要的因素是有充分理由的。从……可以看出应力-应变曲线在美国,当应力超过屈服点时,破坏还不是灾难性的。这在建筑完全失效到破裂点之前留下了一个“缓冲”。

抗拉强度

极限抗拉强度即抗拉强度,是屈服强度的下一步。该值也用MPa来测量,表示材料在压裂前可以承受的最大应力。

当选择合适的材料来承受已知的力时,两种屈服强度相似的材料可能有不同的拉伸强度。具有较高的抗拉强度可能有助于避免意外事故,如果施加意想不到的力量。

可塑性

塑性是材料的一种力学特性,它表现了在应力作用下不断裂而变形的能力变形吊装后的形状。塑性高的金属更易于成形。这在金属弯曲

材料的两个相关机械性能是延性而且可锻性.延性的描述与塑性非常相似——它是一种材料在断裂前经历塑性变形的能力。它表示为伸长率或面积减少率。基本上,例如,当你拉细金属线时,延展性是你需要的一种属性。这种韧性材料的一个很好的例子是.这使得制造电线成为可能。

从定义上看,延展性也是类似的。但它实际上表征了一种材料对压缩变形的适应性。从本质上说,具有良好延展性的金属适合通过轧制或锤击来生产金属板或薄板。

得到你的金属制造报价在几秒钟

  • 图标 在几秒钟内报价
  • 图标 很短的交货期
  • 图标 交付Fractory克罗地亚vs加拿大水位
得到报价

韧性

韧性是强度和可塑性的结合。坚韧的材料可以承受猛烈的打击而不破裂。韧性通常被定义为材料吸收能量而不开裂的能力。

采石场装载机
材料的韧性对于这种机械来说是必不可少的

需要韧性的一个例子是采石场装载机。如果材料很坚硬,把巨大的石头扔进垃圾箱会导致变形,而不是裂缝。

硬度

工程材料的另一个重要属性。高硬度值证明一种材料能抵抗局部压力。简单地说,坚硬的材料不容易刮伤或留下持久的痕迹(塑性变形)。当体重过重时,这一点尤其重要磨损过程发生。在这种情况下,坚硬的材料就像哈氏是合适的。硬度和韧性是两个重要的品质耐用性

硬度是通过划痕、弹跳或压痕来测量的。描述硬度最常用的方法是通过压痕硬度。根据材料的不同,有不同的方法来进行这些测试。每一种硬度单位都不同——布氏、维氏或罗克韦尔。如果你想比较在不同系统中具有硬度值的两种材料,你必须首先将它们转换为相同的类型(例如维氏)。

脆性

在机械工程中,脆性通常是一种不受欢迎的材料特性。这意味着材料断裂时不会产生明显的塑性变形。材料脆性的标志是它破碎时发出的咔嚓声。

脆性材料断裂
易碎的材料会留下破碎的边缘

虽然在考虑脆性时,它可能与低强度有关,但在现实中并非如此。这两者并不相互排斥。坚固的材料仍然会很脆。陶瓷就是一个例子。铸铁是脆性金属的一个例子。

疲劳强度

铝试样疲劳试验
铝试样疲劳试验

疲劳强度,或疲劳极限表示材料的抗压能力循环应力.在的情况下铁基合金,金属所能承受的极限是明确的。在应力低于极限(根据循环次数)的情况下,不用担心断裂。

当设计轴时,这是一个重要的材料特性要牢记在心。力的方向随着轴的旋转而不断变化,这意味着应力是周期性的。

和其他金属,比如而铜的抗周期性应力能力没有明确的极限。在一定量的反向弯曲应力.对于这类材料,还有另一种类似的可测量价值——疲劳强度

具有疲劳强度的材料,如果应力值低于疲劳极限,则具有无限的寿命。在耐久强度的情况下,你得到一个值,低于这个值,材料可以工作一定数量的循环。通常设置在10点7

如果你已经对材料的选择做出了明智的决定,那么是时候制造了。我们是来帮你的在线生产服务

让我们减轻您的工作量!网上金属加工可以给你即时的价格。从认证制造商网络订购您的零件。没有用户的费用。
得到即时报价