材料力学性能
材料力学性能
少于1000 人选课
更新日期:2026/04/03
开课平台智慧树
开课高校聊城大学
开课教师陈辉
学科专业工学材料类
开课时间2026/01/21 - 2026/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
本课程是从各种零件和工程结构部件的服役条件和失效现象出发,提出衡量材料失效抗力的正确指标。学习本课程的任务是了解这些指标的物理意义、技术意义和测试方法,弄清这些指标之间的相互关系,分析内在因素(材料成分、组织状态)和外在因素(应力状态、加载速度、温度、环境介质)对它们的影响。通过对《材料力学性能》的学习,学生可以掌握如何对处于静加载平衡状态的物体进行受力分析和对构件进行强度、刚度、安全性和稳定性的分析。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
金属在单向静拉伸下的力学性能
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低碳钢--铸铁拉伸时的力学性能
陈辉
金属的弹性变形及特性
陈辉
金属的塑性变形与应变硬化
陈辉
金属的断裂
陈辉
金属在其它静载荷下的力学性能
应力状态软性系数
陈辉
压缩试验与工程应用
陈辉
弯曲试验与性能特点
陈辉
材料的硬度(布氏硬度)
陈辉
材料的硬度(洛氏硬度与维氏硬度)
陈辉
金属在冲击载荷下的力学性能
冲击弯曲与低温脆性
陈辉
影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素
陈辉
金属的断裂韧度
断裂韧度的测试
陈辉
线弹性条件下金属的断裂韧度
陈辉
线弹性条件下金属断裂韧度及应用
陈辉
裂纹尖端塑性区修正与K判据应用举例
陈辉
影响断裂韧度的因素
陈辉
材料的摩擦磨损性能
材料的抗粘着磨损性能
陈辉
材料的抗磨损机制与影响因素
陈辉
金属的疲劳
疲劳现象与疲劳极限
陈辉
材料的抗疲劳过载能力与疲劳裂纹扩展
陈辉
疲劳过程与影响疲劳强度的因素
陈辉
  • 第一章金属在单向静拉伸下的力学性能

    阐明材料在拉伸条件下的变形与断裂行为,由拉伸曲线得到的材料抗拉强度、屈服强度、断裂强度及塑性变形指标,各性能指标的物理意义和实际应用。重点和难点:拉伸试验方法确定,断裂方式、断裂机理及实际意义。

  • 1.1低碳钢--铸铁拉伸时的力学性能

    拉伸试样尺寸确定和拉伸实验方法;应力应变曲线中屈服强度和抗拉强度的确定及实际应用。

  • 1.2金属的弹性变形及特性

    弹性变形的概念、性能特点及主要指标应用;滞弹性的机理;弹性比功的意义和工程应用;弹性滞后环与循环韧性意义。

  • 1.3金属的塑性变形与应变硬化

    塑性变形及应变硬化的概念和意义;屈服现象及屈服机理;影响屈服强度的因素。

  • 1.4金属的断裂

    金属的常见断裂方式,金属断裂类型及机理;解理断裂的方式及断裂特征。

  • 第二章金属在其它静载荷下的力学性能

    阐明材料在不同受力状态下表现出的材料强度和塑性指标的不同;材料在压缩、弯曲和扭转等条件下的力学性能指标;不同材料的硬度及其测试方法。

  • 2.1应力状态软性系数

    主应力、切应力与正应力概念;应力状态软性系数概念及意义;力学状态图的应用。

  • 2.2压缩试验与工程应用

    压缩试样要求;压缩试验方法;压缩试验特点及主要性能指标。

  • 2.3弯曲试验与性能特点

    弯曲试样与弯曲试验方法,弯曲试验特点及主要性能指标;弯曲受力分析及断口特征。

  • 2.4材料的硬度(布氏硬度)

    硬度的意义和试验特点;布氏硬度的实验原理和优缺点。

  • 2.5材料的硬度(洛氏硬度与维氏硬度)

    洛氏硬度和维氏硬度的实验原理和优缺点;努氏硬度与维氏硬度的区别。

  • 第三章金属在冲击载荷下的力学性能

    阐明应变速率与变形抗力的关系,冲击韧度的工程意义,产生低温脆性的机理,影响材料低温脆性的因素;金属在冲击载荷下的力学性能,金属的低温脆性,低温脆性的测试方法,FAD图(断裂分析图)以及影响冲击韧性和韧脆转折温度的因素。

  • 3.1冲击弯曲与低温脆性

    加载速率和应变速率之间的关系;冲击载荷下材料变形和断裂的特点;冲击弯曲试验方法。

  • 3.2影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素

    系列冲击试验与低温脆性的概念;韧脆转化温度及其评价方法;影响材料低温脆性的因素,产生低温脆性的机理。

  • 第四章金属的断裂韧度

    阐明断裂力学研究问题的方法,断裂韧度与应力场强度因子的相互关系,断裂K判据的实际应用,断裂韧度的测试方法;材料的断裂判据、材料的断裂韧度,金属构件安全性的定量计算,影响断裂韧性的基本因素及提高途径。

  • 4.1断裂韧度的测试

    断裂韧度测试方法;试样的尺寸要求;影响断裂韧度的因素。

  • 4.2线弹性条件下金属的断裂韧度

    塑性断裂与脆性断裂的区别;断裂力学的研究内容及研究方法;线弹性条件下的金属断裂韧度;裂纹扩展的基本方式。

  • 4.3线弹性条件下金属断裂韧度及应用

    断裂力学研究问题的方法,裂纹尖端的应力场及应力场强度因子确定。

  • 4.4裂纹尖端塑性区修正与K判据应用举例

    裂纹形状系数对断裂韧度的影响;断裂韧度KIc和断裂K判据的区别;断裂韧度的计算应用;裂纹尖端塑性区及其修正。

  • 4.5影响断裂韧度的因素

    F-V曲线的测试和分析,影响断裂韧度的因素。

  • 第五章材料的摩擦磨损性能

    阐明磨损机制及影响因素,评价材料的疲劳抗力指标,磨损的试验方法以及提高金属耐磨性的途径;能根据材料的使用环境和运行特点分析材料摩擦磨损方式,合理设计工程构件,防止材料的磨损失效。

  • 5.1材料的抗粘着磨损性能

    摩擦磨损基本概念;摩擦磨损常用实验方法;材料抗粘着磨损及其影响因素。

  • 5.2材料的抗磨损机制与影响因素

    材料的磨料磨损、腐蚀磨损、微动磨损、接触疲劳磨损等常见磨损类型的磨损机制;材料常见磨损机制的影响因素。

  • 第六章金属的疲劳

    阐明疲劳破坏的基本特征,疲劳试验方法,疲劳断口的基本特征,疲劳曲线的测定,疲劳裂纹扩展门槛值;材料的疲劳破坏过程以及影响疲劳的基本因素及提高途径,疲劳寿命的定量计算,材料的疲劳抗力指标。

  • 6.1疲劳现象与疲劳极限

    循环应力与疲劳的关系;循环应力的主要特征参数;典型的循环应力加载方式;高周疲劳。

  • 6.2材料的抗疲劳过载能力与疲劳裂纹扩展

    疲劳扩展门槛值,疲劳寿命的定量计算,材料的疲劳抗力指标。

  • 6.3疲劳过程与影响疲劳强度的因素

    材料的疲劳破坏过程以及影响疲劳的基本因素及提高途径。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 金属在单向静拉伸下的力学性能

    1.1 低碳钢--铸铁拉伸时的力学性能

    1.2 金属的弹性变形及特性

    1.3 金属的塑性变形与应变硬化

    1.4 金属的断裂

    视频数4
  • 第二章  作业测试
    第二章 金属在其它静载荷下的力学性能

    2.1 应力状态软性系数

    2.2 压缩试验与工程应用

    2.3 弯曲试验与性能特点

    2.4 材料的硬度(布氏硬度)

    2.5 材料的硬度(洛氏硬度与维氏硬度)

    视频数5
  • 第三章  作业测试
    第三章 金属在冲击载荷下的力学性能

    3.1 冲击弯曲与低温脆性

    3.2 影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素

    视频数2
  • 第四章  作业测试
    第四章 金属的断裂韧度

    4.1 断裂韧度的测试

    4.2 线弹性条件下金属的断裂韧度

    4.3 线弹性条件下金属断裂韧度及应用

    4.4 裂纹尖端塑性区修正与K判据应用举例

    4.5 影响断裂韧度的因素

    视频数5
  • 第五章  作业测试
    第五章 材料的摩擦磨损性能

    5.1 材料的抗粘着磨损性能

    5.2 材料的抗磨损机制与影响因素

    视频数2
  • 第六章  作业测试
    第六章 金属的疲劳

    6.1 疲劳现象与疲劳极限

    6.2 材料的抗疲劳过载能力与疲劳裂纹扩展

    6.3 疲劳过程与影响疲劳强度的因素

    视频数3
  • 期末考试
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