从零开始学机械.doc

,。暂以低碳钢杆件为试验材料解:在钢杆两端缓慢施加载荷,使钢杆工作部分受轴向拉力,引起钢杆沿轴向伸长直至拉断为止。(杆件在拉伸试验时,宏观上可以看到杆件逐渐被均匀拉长,然后在某一界面处变细,直到在该处断裂。述过程一般可分解为6个阶段——:杆件变形是弹性的,载荷与伸长量呈正比例直线关系,如果卸除拉力,则杆件的伸长变形会消失,恢复到原来的样子。:此时的变形仍然是弹性的,此阶段很短一般不易观察到。:此时开始出现连续均匀地微小塑性变形,这种变形在卸除拉力后也不会完全消失,这阶段也很短不易与滞弹性变形准确区分。:此时,杆件受拉伸外力的作用产生较大塑性变形,这种拉力不增加而变形仍能继续增加的现象,可以看作是金属材料从弹性变形到塑性变形的一个明显标志。:过了屈服点,必须进一步增大载荷,才能使杆件继续被拉长,这一阶段,随着杆件变形量的增加,其材料本身也会被不断强化,直到达到强度极限,这现象叫应变硬化。:在拉力的继续作用下,应变硬化赶不上变形量,此时会在某个截面产生大量局部变形,使该截面积快速缩小,产生了缩颈现象,此时虽然外力不断下降,但缩颈部位面积迅速减小,因此缩颈处的实际应力仍在不断增长,缩颈部位的材料继续被拉长,直至拉断。出现此变形的开始点f所对应的力为Fm,是拉伸过程所能承受的最大外力。?解:金属材料有一定的抗拉强度,在杆件某一截面受到的应力超过抗拉强度,达到断裂点,就会产生断裂。,金属一定会断裂吗?在什么情况下会断裂?解:受力大并不一定会使金属断裂,只有受力超过强度极限,达到断裂点金属才会断裂。?(至少回答5种以上)解:,选择适合的金属材料制造合适的零件。(同样的横截面,载荷作用于纵向时抗弯折能力更强。),采用中空的环状梁不仅减轻重量,虽然横截面积减少,但可以保证其强度指标。,不然,应力会集中在这些地方,使其容易断裂。。,若不是必须,可使其尽量承受均布载荷。,如淬火,喷丸,渗,镀等。。?举出5个复合材料的例子,并解释该例子中为什么使用复合材料,有哪些好处?解:复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料,使各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使其综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。基体材料分为金属和非金属两大类。{复合材料=基体材料+增强材料}金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、石墨、橡胶、陶瓷、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、石棉纤维、碳化硅纤维、晶须、金属丝和硬质颗粒等。复合材料的特征::,,分散性大,质检困难。:——,玻璃钢井盖仅为铁盖的1/4,使用启闭轻便灵活。,抗冲击、振动、疲劳、断裂性能优于钢、铁等材料,用作承力结构的井盖,强度安全条件比铁井盖更易满足。,玻璃钢产品无废品回收利用价值,用作井盖可避免钢铁井盖常被偷盗作废品卖的隐患,从而预防井盖盗失造***、车掉入或卡在井内的交通事故,减少业主的经济损失和事故责任。,玻璃钢材料天然耐腐蚀,用作酸、碱、盐、污水等腐蚀介质环境的井盖,具有技术、——可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。、纺织和机械制造——有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。——碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。——复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。