材料力學(xué)性質(zhì)對于性能的分析影響因素研究論文
在各領(lǐng)域中，大家最不陌生的就是論文了吧，借助論文可以有效訓(xùn)練我們運(yùn)用理論和技能解決實(shí)際問題的的能力。一篇什么樣的論文才能稱為優(yōu)秀論文呢？以下是小編為大家整理的材料力學(xué)性質(zhì)對于性能的分析影響因素研究論文，希望能夠幫助到大家。
摘要：隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 產(chǎn)生了越來越多新材料， 而在實(shí)際的工程運(yùn)用中， 分析材料的力學(xué)性質(zhì)變得十分重要而且非常復(fù)雜， 文章對材料力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析， 總結(jié)期影響因素， 以供實(shí)踐應(yīng)用借鑒。
關(guān)鍵詞：材料力學(xué)性質(zhì)； 材料力學(xué)性能檢測； 影響因素；
材料的基本力學(xué)知識指的是材料的強(qiáng)度和強(qiáng)度， 材料的彈性和塑性， 以及材料的脆性和韌性， 為了判定一種材料的力學(xué)性質(zhì)， 我們需要對其進(jìn)行性能檢測， 在這個檢測過程中， 我們會發(fā)現(xiàn)， 在不一樣的條件下， 材料力學(xué)的性質(zhì)也會不同。除了受到檢測條件的影響外， 材料力學(xué)性質(zhì)還會受到材料的結(jié)構(gòu)， 材料的組成等材料自身的一些性質(zhì)的影響。
1 影響材料強(qiáng)度和強(qiáng)度的因素
1、1 材料自身性質(zhì)的影響
�。�1） 材料的組成和材料的構(gòu)造。材料的強(qiáng)度受材料組成的影響， 材料組成不同， 材料的構(gòu)造方式也不同， 從而會影響材料的強(qiáng)度。而這里面的材料的組成不同， 指的是合成某種材料所用的原材料不同， 材料的構(gòu)造不同就是指這些原材料在合成時所遵循的比例和復(fù)合方式的不同。
�。�2） 材料的孔隙率和孔隙特征�？紫堵手傅氖巧⒘畈牧隙逊e體積中， 顆粒之間的空隙體積占總體積的比例。孔隙特征分為開口和閉口兩種。對于同一品種的材料而言， 材料的強(qiáng)度和孔隙率成反比關(guān)系， 當(dāng)空隙率越大， 強(qiáng)度越小， 反之孔隙率越小， 強(qiáng)度越大。同時導(dǎo)熱材料和吸音材料對孔隙的大小有著相反的要求， 但這并不屬于材料的力學(xué)性質(zhì)， 我們在這里不再做深入的研究。
（3） 材料齡期的影響。齡期對材料強(qiáng)度的影響主要體現(xiàn)在對混凝土材料的影響。在一定的時期內(nèi)， 通常為在一定的養(yǎng)護(hù)時間內(nèi)， 混凝土材料的硬度都會隨著保養(yǎng)時間的增加而增加， 但是在達(dá)到一定的時間后， 混凝土材料的硬度不再發(fā)生變化， 或者會隨著保養(yǎng)時間的延長發(fā)生緩慢的變化， 有些混凝土材料的硬度甚至?xí)S著時間的延長而變小[1—2]。
1、2 力學(xué)性能測驗(yàn)中外界條件的影響
�。�1） 溫度和濕度的影響。在進(jìn)行材料力學(xué)性能檢測時， 要注意室溫的恒定和適宜。比如， 在測量金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)時， 要注意將室內(nèi)溫度保持在10—35℃， 因?yàn)樵谶@樣的溫度下， 對材料試驗(yàn)機(jī)所造成的微小影響是可以忽略不計的， 但是對高精度的電子載荷傳感器， 或者某些對溫度變化很敏感的特殊材料， 比如熱敏陶瓷電阻， 熱電偶材料， 鉑熱電阻等， 會造成一定的影響， 因此， 在進(jìn)行力學(xué)性能測驗(yàn)時要考慮到這些影響， 并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行必要的修正[3]。
（2） 試件的形狀和尺寸以及受力面狀態(tài)。因?yàn)樾螤畹姆�(wěn)定性以及受力面積不同， 同一種材料用不同形狀的試件進(jìn)行測量時得到的強(qiáng)度值也不同， 比如， 立方體試件的強(qiáng)度值要高于柱體試件的強(qiáng)度值。當(dāng)同一種材料用不同大小的試件進(jìn)行測量時， 大的試件測出來的強(qiáng)度值更高。同時當(dāng)試件的受力面不平整， 或者當(dāng)試件的受力面被涂抹上潤滑油， 潤滑劑時， 會干擾測量， 導(dǎo)致測出來的強(qiáng)度值偏低。
�。�3） 硬度計加荷速度和加荷時間的影響。當(dāng)加荷速度較快時， 會導(dǎo)致測出的硬度值偏低， 當(dāng)加荷速度過慢時， 會延長壓頭壓入的時間， 還有可能會使負(fù)荷不能保持規(guī)定的時間， 而且加荷速度過慢時， 相當(dāng)于延長加荷時間， 增加了被測材料受外界環(huán)境影響的風(fēng)險， 也影響測得的硬度值。
�。�4） 測量設(shè)備的影響。不同的測量設(shè)備所帶的分度值會根據(jù)設(shè)備的精度的不同而不同， 用不同的設(shè)備進(jìn)行測量， 得出的結(jié)果的精確度不同， 有時因?yàn)橐恍┰O(shè)備比較陳舊， 甚至還要進(jìn)行估讀， 在經(jīng)過復(fù)雜的計算后偏差會逐漸增大， 最終會影響硬度值的準(zhǔn)確性。材料在接受測驗(yàn)時， 試驗(yàn)機(jī)的加載同軸度也會影響測量值， 電子萬能試驗(yàn)機(jī)的兩夾頭夾持材料穩(wěn)定， 而且材料與夾力軸線偏離較小， 但是液壓萬能材料試驗(yàn)機(jī)材料與夾力軸線偏離， 較不穩(wěn)定。
2 影響材料彈性和塑性的因素
材料在外力的作用下產(chǎn)生變形， 彈性指的是當(dāng)外力去除后能完全恢復(fù)到原始形狀的`性質(zhì)， 而當(dāng)外力去除后， 有一部分變形不能恢復(fù)， 這種性質(zhì)就是材料的塑形。
2、1 內(nèi)部因素
在分析影響材料彈性和塑性的因素時， 我們經(jīng)常考慮的是金屬材料的彈性和塑性。那么影響金屬因素的內(nèi)部因素有化學(xué)成分， 即雜質(zhì)和金屬元素。
2、2 外部因素
影響金屬塑性的外部因素和影響金屬硬度的因素相同， 但是影響的原理不同。在這里以比較典型的兩個影響因素來做分析。
�。�1） 溫度的影響。金屬塑性會受到溫度的影響， 是因?yàn)樵诟邷厍闆r下， 一般金屬的延伸性都會變強(qiáng)， 可塑性也會變強(qiáng)。而且一些金屬晶粒較大或者金屬內(nèi)存在化合物， 導(dǎo)致金屬材料的塑性會出現(xiàn)不隨溫度上升而加強(qiáng)的現(xiàn)象。在低溫情況下， 特別是超低溫情況下， 金屬的塑性和彈性就會大大減弱， 金屬脆性加強(qiáng)， 更易斷裂， 被破壞。
（2） 變形狀態(tài)的影響。另一點(diǎn)比較典型的就是變形狀態(tài)對金屬塑性的影響， 變形狀態(tài)有兩種：壓縮變形和延伸變形。壓縮變形我們可以理解為把金屬進(jìn)行壓縮， 在這個壓縮的過程中金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)更加緊密， 孔隙變小， 受外部因素影響的可能性變小， 更好地保護(hù)了金屬的純度， 儲存了金屬的塑性， 這也就更有利于金屬塑性的釋放；而延伸變形就剛好相反， 把金屬進(jìn)行延伸， 金屬的延伸性隨著延伸的面積的增大而逐漸減弱， 因?yàn)檫@擴(kuò)大了金屬與外界接觸的面積， 增加了金屬受外界因素影響而降低塑性的可能性， 金屬的塑性也就逐漸降低。最好的釋放金屬塑性的變形方法就是兩向壓縮一向延伸。
3 影響材料脆性與韌性的因素
影響材料韌性和脆性的因素也分為外部因素和內(nèi)部因素， 外部因素指的就是加載速率和試件的厚度， 而內(nèi)部因素指的就是材料的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分以及晶粒尺寸的影響， 而化學(xué)成分中又分為雜質(zhì)和合金元素， 對一些金屬材料而言還有碳元素的影響， 我們主要分析一下碳元素和晶粒尺寸對材料韌性的影響。晶粒的大小對金屬的韌性也有著比較大的影響。當(dāng)某種材料晶粒很小， 面積很大時， 要想破壞材料需要消耗更多的外力， 這是因?yàn)榱鸭y在晶界面擴(kuò)展時需要消耗更多的能量。因此， 一般情況下， 晶粒越小， 材料的韌性就會越強(qiáng)， 材料的強(qiáng)度也會越大。
4 結(jié)束語
隨著材料的廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展， 材料的力學(xué)性質(zhì)越來越受到重視， 了解影響材料力學(xué)性質(zhì)的因素， 在測量過程中關(guān)注這些問題， 盡量避免由于這些因素帶來的材料力學(xué)性能檢測的失誤， 保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)
[1]李強(qiáng)， 鄧代強(qiáng)， 李向東。深井充填材料力學(xué)特性影響因素分析[J]�，F(xiàn)代礦業(yè)， 2015 （07） ：47—48。
[2]鄧代強(qiáng)， 高永濤， 姚中亮。膠結(jié)充填材料力學(xué)特性影響因素回歸分析[J]。有色金屬工程， 2008， 60 （4） ：120—124。
拓展
力學(xué)性能：
一般來說金屬的力學(xué)性能分為十種：
1.脆性
脆性是指材料在損壞之前沒有發(fā)生塑性變形的一種特性。它與韌性和塑性相反。脆性材料沒有屈服點(diǎn)，有斷裂強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，并且二者幾乎一樣。鑄鐵、陶瓷、混凝土及石頭都是脆性材料。與其他許多工程材料相比，脆性材料在拉伸方面的性能較弱，對脆性材料通常采用壓縮試驗(yàn)進(jìn)行評定。
2.強(qiáng)度：金屬材料在靜載荷作用下抵抗永久變形或斷裂的能力
同時，它也可以定義為比例極限、屈服強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度或極限強(qiáng)度。沒有一個確切的單一參數(shù)能夠準(zhǔn)確定義這個特性。因?yàn)榻饘俚男袨殡S著應(yīng)力種類的變化和它應(yīng)用形式的變化而變化。強(qiáng)度是一個很常用的術(shù)語。
3.塑性：金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力
塑性變形發(fā)生在金屬材料承受的應(yīng)力超過彈性極限并且載荷去除之后，此時材料保留了一部分或全部載荷時的變形。
4.硬度：金屬材料表面抵抗比他更硬的物體壓入的能力
5.韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷而不被破壞的能力
韌性是指金屬材料在拉應(yīng)力的作用下，在發(fā)生斷裂前有一定塑性變形的特性。金、鋁、銅是韌性材料，它們很容易被拉成導(dǎo)線。
6.疲勞強(qiáng)度：材料零件和結(jié)構(gòu)零件對疲勞破壞的抗力
7.彈性
彈性是指金屬材料在外力消失時，能使材料恢復(fù)原先尺寸的一種特性。鋼材在到達(dá)彈性極限前是彈性的。
8.延展性
延展性是指材料在拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的作用下，材料斷裂前承受一定塑性變形的特性。塑性材料一般使用軋制和鍛造工藝。鋼材既是塑性的也是具有延展性的。
9. 剛性 剛性是金屬材料承受較高應(yīng)力而沒有發(fā)生很大應(yīng)變的特性。剛性的大小通過測量材料的彈性模量E來評價。
10.屈服點(diǎn)或屈服應(yīng)力
屈服點(diǎn)或屈服應(yīng)力是金屬的應(yīng)力水平，用MPa度量。在屈服點(diǎn)以上，當(dāng)外來載荷撤除后，金屬的變形仍然存在，金屬材料發(fā)生了塑性變形。
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