机械设计基础知识概述全

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机械设计基础知识概述

第一章 金属材料的有关问题

(一) 金属材料的机械性能

金属零件受一定外力作用时,对金属材料有一定的破坏作用。因此要求金属材料具有抵抗外力的作用而不被破坏的性能,这种性能称为机械性能。金属材料的机械性能主要包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。它们的具体数值是在专门的试验机上测定出来的。

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1、金属材料的变形和应力

金属材料受外力作用时引起的形状改变称为变形。变形分为弹性变形(当外力取消后,变形消失并恢复到原来形状)和塑性变形(当外力除去后,不能恢复到原来形状,保留一部分残余形变)。

当金属材料受外力作用时,其内部还将产生一个与外力相对抗的内力,它的大小与外力相等,方向相反。单位截面上的内力称为应力。在拉伸和压缩时应力用符号σ表示。

σ=P/F

式中: σ — 应力,MPa;

P — 拉伸外力,N;

F — 试样的横截面积,mm2。

2、强度

强度是金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。强度可通过拉力试验来测定。将图(a)所示标准样安装在拉力试验机上,对其施加一个平稳而无冲击逐渐递增的轴向拉力,随着拉力的增加试样产生形变如图(B)直到断裂如图(C)。

以试样的受拉力P为纵坐标,伸长值⊿L为横坐标,给制出拉伸曲线。 OE段:负荷与伸长成线性关系,是材料的弹性变形阶段。

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