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2024年6月28日发(作者：)
材料力学性能-考前复习总结（前三章）
金属材料的力学性能指标是表示其在力或能量载荷作用下（环境）
变形和断裂的某些力学参量的临界值或规定值。
材料的安全性指标：韧脆转变温度Tk；延伸率；断面收缩率；冲
击功Ak；缺口敏感性NSR
材料常规力学性能的五大指标：屈服强度；抗拉强度；延伸率；
断面收缩率；冲击功Ak；硬度；断裂韧性
第一章单向静拉伸力学性能
应力和应变：条件应力条件应变 =
真应力真应变
应力应变状态：可在受力机件任一点选一六面体，有九组应力，
其中六个独立分量。其中必有一主平面，切应力为零，只有主应力，
且
，满足胡克定律。
应力软性系数：最大切应力与最大正应力的相对大小。
1 弹变1）弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金
属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
ae=1/2σeεe=σe2/2E。取决于E和弹性极限，弹簧用于减震和储能驱
动，应有较高的弹性比功和良好弹性。需通过合金强化及组织控制提
高弹性极限。
2）弹性不完整性：纯弹性体的弹性变形只与载荷大小有关，而与
加载方向及加载时间无关，但对实际金属而言，与这些因素均有关系。
①滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延
长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现
象。与材料成分、组织及试验条件有关，组织约不均匀，温度升高，
切应力越大，滞弹性越明显。金属中点缺陷的移动，长时间回火消除。
弹性滞后环：由于实际金属有滞弹性，因此在弹性区内单向快速
加载、卸载时，加载线与卸载线不重合，形成一封闭回路。吸收变形
功
循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力（塑
性区加载，塑性滞后环），也叫内耗（弹性区加载），或消震性。
②包申格效应：
定义：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向
加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的
现象。（反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极
限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开
始了）
解释：与位错运动所受阻力有关，在某滑移面上运动位错遇位错
林而使其弯曲，密度增大，形成位错缠结或胞状组织，相对稳定。卸
载后同向拉伸，位错线不能显著运动。但反向载荷使得位错做反向运
动，阻碍
少，位错可在较低应力下做较远移动。若预先经受较大塑变，因
位错增殖和难于重分布则反向加载无包效应。这一般被认为是产生包
辛格效应的主要原因。其次，在反向加载时，在滑移面上产生的位错
与预变形的位错异号，要引起异号位错消毁，这也会引起材料的软化，
屈服强度的降低。
衡量：包申格应变β：在给定应力下，正向和反向加载两应力应变
曲线间的应变差；
实际意义：在工程应用上，首先是材料加工成型工艺需要考虑包
辛格效应。其次，包辛格效应大的材料，内应力较大。另外包辛格效
应和材料的疲劳强度也有密切关系，在高周疲劳中，包辛格效应小的
疲劳寿命高，而包辛格效应大的，由于疲劳软化也较严重，对高周疲
劳寿命不利；在低周疲劳中，包辛格效应β大，在恒定应变下循环一
周，形成的滞后环面积小，吸收的不可逆能量少，疲劳寿命高。
2塑变1）方式及特点：切应力作用。滑移-滑移面-密排面，受温
度、成分、预变形影响；滑移方向-密排方向，比较稳定。Fcc滑移系
少但派纳力低易滑移。孪生—fcc低温、bcc低温或冲击、hcp滑移系
少更易孪生，孪生可调整滑移面方向使得新滑移系开动，间接助滑移。
特点：各晶粒变形的不同时性和不均匀性，晶粒取向、应力状态、
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