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1、1.2 材料的力學(xué)性質(zhì) 一、強(qiáng)度 定義 材料在外力作用下抵抗破壞的能力 種類 根據(jù)外力作用方式的不同,材料的強(qiáng)度有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度(或抗折強(qiáng)度)及抗剪強(qiáng)度等 材料的理論強(qiáng)度是指材料在理想狀態(tài)下應(yīng)具有的強(qiáng)度,取決于質(zhì)點間的作用力。而實際材料中存在許多缺陷,故材料的理論強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其實際強(qiáng)度。,a.壓力 b.拉力c.彎曲 d.剪切,強(qiáng)度試驗,混凝土路面磚抗折強(qiáng)度試驗,混凝土路面磚抗壓強(qiáng)度試驗,強(qiáng)度的計算,材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度計算:,,式中 f 材料的抗壓、抗拉或抗剪強(qiáng)度,MPa;Fmax材料破壞時的最大荷載,N;A受力截面面積,mm2。,抗彎強(qiáng)度有兩種計算方式 (1)將抗彎試
2、件放在兩支點上,當(dāng)外力為作用在試件中心的集中荷載,且試件截面為矩形時,抗彎強(qiáng)度可用下式計算:,,,式中 Fmax彎曲破壞時的最大荷載,N;b,h 試件橫截面的寬和高,mm。 L 兩支點間的距離,mm。,,,(2)若在此試件跨距的三分點上加兩個相等的集中荷載,抗彎強(qiáng)度按下式計算:,影響材料強(qiáng)度的因素,1.材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 2.孔隙率與孔隙特征 3.試件的形狀和尺寸 4.加荷速度 5.試驗環(huán)境的溫度、濕度 溫度高、濕度大,體積膨脹,質(zhì)點間的作用力減弱,測得的強(qiáng)度值偏低。 6.受力面狀態(tài):受力面的平整度,潤滑情況等,強(qiáng)度等級:材料常根據(jù)極限強(qiáng)度的大小,劃分為不同的強(qiáng)度等級。 如混凝土按抗
3、壓強(qiáng)度劃分為 C7.5C60 水泥按抗壓和抗折強(qiáng)度劃分為32.5 62.5 砂漿按抗壓強(qiáng)度劃分為M2.5M20六個等級 比強(qiáng)度:按單位質(zhì)量計算的材料的強(qiáng)度,用于評價材料是否輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)。 等于材料的強(qiáng)度對其表觀密度的比值(f/o),二、硬度:材料表面能抵抗其它較硬物體壓入或刻劃的能力。 莫氏硬度(10級)石材 1滑石 2石膏 3方解石 4 螢石 5磷灰石 6正長石 7 石英 8黃玉 9剛玉 10金剛石 肖氏硬度 石材 布氏硬度(HB)鋼材、木材、混凝土,滑石,莫氏硬度1,石膏,螢石飾品,石英,黃玉,材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力去除后能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)稱為彈性,這種可恢復(fù)的變形稱彈性變形。 材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力去除后,仍有一部分變形不能恢復(fù),這種性質(zhì)稱為材料的塑性,這種不可恢復(fù)的變形稱為塑性變形。,三、彈性和塑性,材料受外力作用,當(dāng)外力達(dá)一定值時,材料發(fā)生突然破壞,且破壞時無明顯的塑性變形,這種性質(zhì)稱為脆性。 材料在沖擊或振動荷載作用下,能吸收較大的能量,同時產(chǎn)生較大的變形而不破壞,這種性質(zhì)稱為韌性。,四、脆性與韌性,