第1页：机械工程材料第三章封面
机械工程材料：第三章“工程材料的力学性能”课件，依次讲解拉伸、硬度、冲击、疲劳与蠕变五类试验。
第2页：课程主要内容与章节目录
主要内容：本课程按下列章节展开。
- 绪论
- 第一章 材料的内部结构
- 第二章 结晶与显微组织
- 第三章 工程材料的力学性能
- 第四章 工程材料的物理、化学性能
- 第五章 工程材料的强化理论
- 第六章 钢的热处理与马氏体相变强化
- 第七章 钢铁材料
- 第八章 有色金属及其合金
第3页：力学性能的定义与意义
- 材料的力学性能
- 材料在外加载荷和环境因素（温度、介质）联合作用下所表现的抵抗变形和断裂的能力，也称为材料的机械性能。
- 意义
- 力学性能指标是材料设计、材料选用、工艺评定以及材料检验与失效分析的重要依据。
第4页：第三章小节目录
第三章 工程材料的力学性能小节目录：
- 3.1 拉伸试验
- 3.2 硬度试验
- 3.3 冲击试验
- 3.4 疲劳试验
- 3.5 蠕变试验
第5页：拉伸试验设备
3.1 拉伸试验：本页为拉伸试验设备的图示页，源文件仅提取到节名，建议对照原课件图片补充设备组成说明。
第6页：应力-应变曲线的功能
应力—应变曲线功能：揭示材料在静载荷作用下的力学行为，即弹性变形、塑性变形、断裂三个基本过程，还可以确定材料最基本的力学性能指标。
第7页：弹性变形与弹性模量
- 弹性变形
- 材料在外力作用下产生变形，若外力去除后变形完全消失、材料恢复原状，则这种可逆的变形就叫弹性变形。
- 弹性模量 E
- 弹性变形阶段应力σ与应变ε成正比，两者比值称为弹性模量，E = σ/ε，表征材料对弹性变形的抗力，工程上称为材料的刚度。
- 弹性极限 σe
- σe = Pe/F0，表征材料产生微量塑性变形的抗力；国家标准把产生0.01%残余伸长所需的应力作为规定弹性极限，记为σ0.01。
- 弹性滞后
- 应变落后于应力的现象称为弹性滞后。
第8页：弹性变形要点页
弹性：材料在外力作用下产生变形，若外力去除后变形完全消失、材料恢复原状，则这种可逆的变形就叫弹性变形。本页为上一页弹性概念的分解展示。
第9页：屈服强度与抗拉强度
- 强度
- 材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
- 屈服强度 σs
- 出现载荷不增加而试样还继续伸长的现象称为屈服，屈服时所对应的应力 σs = Ps/F0，表征材料发生明显塑性变形时的抗力；通常规定产生0.2%残余伸长所对应的应力作为条件屈服强度，记为σ0.2。
- 抗拉强度 σb
- 试样能承受的最大载荷除以试样原始截面积所得的应力 σb = Pb/F0，是材料在拉伸条件下能够承受最大载荷时的应力值，表征材料对最大均匀变形的抗力。
第10页：伸长率与断面收缩率
- 塑性
- 断裂前材料产生塑性变形的能力叫塑性。
- 伸长率 δ
- δ = [(L0 − L1)/L0] ×100%；通常用 L0 = 5d0 和 L0 = 10d0 两种比例试样测定，分别记为 δ5 和 δ10。
- 断面收缩率 ψ
- ψ = [(F0 − Fk)/F0] ×100%。
第11页：塑性配图页
本页为3.1 拉伸试验塑性部分的配图页，源文件仅提取到节名，建议对照原课件图片补充伸长与颈缩的说明。
第12页：第三章小节目录页
第三章 工程材料的力学性能小节目录：3.1 拉伸试验、3.2 硬度试验、3.3 冲击试验、3.4 疲劳试验、3.5 蠕变试验。本页为进入3.2前的导览页。
第13页：布氏硬度
- 硬度
- 材料抵抗局部塑性变形的能力，通常采用静载压入法试验。
- 布氏硬度 HB
- 在力P的作用下把直径为D的钢球压入被测材料，布氏硬度值是载荷P除以压痕（球冠）的面积，用 HB 表示。
第14页：洛氏硬度
- 洛氏硬度
- 因所用压头和载荷不同又分为 HRC、HRB 和 HRA 三种；洛氏硬度不宜测定硬而脆的薄层。
第15页：维氏硬度
- 维氏硬度 HV
- 压头是136°金刚石四棱锥体，测量出压痕对角线，用此值查表得硬度值，用 HV 表示，可用于显微硬度测定。
第16页：第三章小节目录页
第三章 工程材料的力学性能小节目录：3.1 拉伸试验、3.2 硬度试验、3.3 冲击试验、3.4 疲劳试验、3.5 蠕变试验。本页为进入3.3前的导览页。
第17页：冲击试验方法与摆锤试验机
3.3 冲击试验：本页为一次摆锤冲击试验机的图示页，源文件仅提取到试验方法名称，建议对照原课件图片补充试验步骤说明。
第18页：冲击功与冲击韧性
- 冲击功 Ak
- 摆锤冲断试样所失去的能量，即对试样断裂所作的功，称为冲击功。
- 冲击韧性 ak
- 用试样缺口处截面积 FN 去除冲击功即得冲击韧性，单位为 J/cm2。
第19页：第三章小节目录页
第三章 工程材料的力学性能小节目录：3.1 拉伸试验、3.2 硬度试验、3.3 冲击试验、3.4 疲劳试验、3.5 蠕变试验。本页为进入3.4前的导览页。
第20页：疲劳概念与疲劳极限
- 疲劳
- 经过较长时间交变载荷作用下材料发生断裂的现象称为疲劳。
- 疲劳极限 σr
- 评定材料疲劳抗力的指标是疲劳极限，即材料经受无限多次循环而不断裂的最大应力，记为σr；在不同交变应力σ下测定试样发生断裂的周次N，可绘制 σ-N 曲线。
第21页：条件疲劳极限
- 条件疲劳极限
- 工程上规定疲劳试验应力循环次数为 N = 108 次时对应的应力。
第22页：第三章小节目录页
第三章 工程材料的力学性能小节目录：3.1 拉伸试验、3.2 硬度试验、3.3 冲击试验、3.4 疲劳试验、3.5 蠕变试验。本页为进入3.5前的导览页。
第23页：蠕变概念
- 蠕变
- 材料在较高的恒定温度下，外加应力低于屈服极限时，随着时间的延长逐渐发生缓慢的塑性变形直至断裂的现象。
第24页：蠕变极限与持久强度
- 蠕变极限
- 在给定温度 T（℃）下和规定的试验时间 t（h）内，使试样产生一定蠕变伸长量的应力。
- 持久强度
- 表征材料在高温载荷长期作用下抵抗断裂的能力，以试样在给定温度 T（℃）经规定时间 t（h）发生断裂的应力作为持久强度。
第25页：蠕变极限的数据表达
3.5 蠕变试验：本页为蠕变数据的表达方式示例，展示蠕变极限的标注形式与试验条件写法。建议对照原课件图片核校标注示例。
第26页：持久强度的数据表达
3.5 蠕变试验：本页为持久强度的数据表达方式示例，展示给定温度与时间条件下断裂应力的写法。建议对照原课件图片核校标注示例。
