名称 |
名称备注 |
定义 |
应用 |
特性 |
种类 |
影响因素 |
实验和评价 |
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数据来源 |
数据整理者 |
数据校对者 |
| 塑性变形 |
plastic deformation，也称范性变形 |
除去外力后不能恢复的变形
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它是由晶体滑移和孪生引起的，位错在滑移面内运动就导致晶体滑移，因为位错扫过的区域上下两半晶体将沿滑移方向产生相对位移，从而产生一个塑性切应变γ=bρx，其中b是位错Burgers矢量，ρ是位错密度，x是位错运动的平均距离。另外，位错攀移（往往发生在高温）也能产生塑性变形。总之，只要外力超过屈服应力而能使位错运动，就能产生塑性变形。
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对单晶体，分切应力大于临界分切应力τc就能产生塑性变形。对工程材料，当应力大于屈服强度时就能产生宏观塑性变形。有时，当应力略低于屈服强度时也能使局部区域的位错发生运动，从而产生微塑性变形。机械孪生时两部分晶体要转动而成镜面对称，并产生剪切塑性变形。孪生引起的变形只占总塑性变形中的一小部分，但孪生可改变部分晶体相对于拉伸轴的取向，使新的滑移系开始滑移，从而塑性变形能继续发生。高温蠕变时，通过晶界滑动以及空位扩散也能产生塑性变形。马氏体相变或第二相析出时，如内应力足够大，就能在周围诱发位错的增殖和运动，从而产生微观塑性变形
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材料大辞典，师昌绪，1994年版，P896 |
鲁建 |
聂宇 |
| 拉伸强度 |
tensile strength，通常又称为强度极限 |
工程设计中材料的一个重要力学性能指标，它给出材料能够承受的最大拉伸应力，一般记作σb。它由拉伸试样断裂前的最大载荷(F0)与试样横截面积S0之比求得(σb= F0/ S0)。
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对于塑性材料，σb表征材料最大均匀塑性变形的抗力，但它并不代表材料的断裂抗力。因为材料在均匀变形后还可出现局部集中变形（颈缩）。实际断裂时的真实应力会明显高于σb。对于没有（或很小）均匀塑性变形的脆性材料，σb能反映材料的断裂抗力。材料的σb值易于测定，对同一材料，测定的重现性好，在工程设计中十分有用。同时它又是一种组织较敏感的力学性能，因而它也用作材料质量控制指标之一。
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金属材料（特别是碳钢）的σb与材料的布氏硬度，疲劳强度之间已积累了很好的经验规律，在工程设计和工艺控制中十分有用。不同材料的σb变化较大，如普通碳钢σb在200～400MPa之间，而经过一定热处理的合金钢σb可达2000MPa以上。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版，P593 |
鲁建 |
聂宇 |
| 剪切强度 |
shear strength，也称为抗切强度 |
用于承受剪切载荷的材料的重要力学性能指标，它表征材料抵抗剪切载荷而不失效的能力
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表征材料抵抗剪切载荷而不失效的能力
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它由剪切或扭转试验中，试样破坏时的最大剪切载荷与试样原始横截面积之比求得。
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对于脆性材料，可以应用简单的剪切试验来测定剪切强度，对于塑性较大的材料，由于剪切时会发生较大塑性变形，因此采用扭转试验是测定这类材料切断抗力的最可靠方法。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版，P431 |
鲁建 |
聂宇 |
| 弯曲模量 |
bending modulus |
一个材料常数，是弯曲试验中，在弹性变形范围内，拉伸（或压缩）侧表面拉伸（压缩）应力与应变的比值
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它表征材料抵抗弯曲变形的能力
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其数值由Eb=（PL3）／(4bh3δ)（矩形截面试样三点弯曲）或Eb=Pa（3L2- 4a2）／(4bh3δ)（四点弯曲）计算，其中L是支撑点间距，b是试样宽度，h是试样厚度，P是载荷增量，δ为挠度增量，a是四点弯曲试验中由支点到同一侧加截点的距离，对于圆柱形试样，弯曲截面系数公式略有不同。
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弯曲模量是材料力学性能的一个指标，它反映了材料内部原子间结合力的大小，由于试验方法，试样形状，表面加工精度等因素，此值测量波动较大，规定由六个试样测定结果得出其平均值，其中三个试样弯曲时凸面朝上，三个试样弯曲时凹面朝上。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版,P973 |
鲁建 |
聂宇 |
| 扭转模量 |
torsional modulus |
材料在扭转力矩作用下，在弹性变形的扭转比例极限范围内，试样表面切应力与切应变的比值。
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其定义及测量方法等与剪切模量相同。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版，P723 |
鲁建 |
聂宇 |
| 泊松比 |
Poisson’ s ratio，又称为横向变形系数 |
一个材料常数，是材料在均匀分布的轴向应力作用下，在弹性变形的比例极限范围内，横向应变εy和纵向应变εx比值的绝对值(μ= - εy/εx)，由法国力学家S．D．泊松提出而得名。
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对于各向同性材料，抗拉模量E，剪切模量G，泊松比μ和体积模量B之间有E= 2G(I+μ) = 3B(I- 2μ)关系。
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在材料弹性变形比例极限范围内此值是一常数，当超出此范围，此值随平均应力及使用的应力范围而变，不再称为泊松比，对于各向异性材料，存在有多个泊松比值。常用碳钢的泊松比在0.24-0.28范围。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版，P52 |
鲁建 |
聂宇 |
| 应力?应变曲线 |
stress-strain curve |
以应力为纵坐标，应变为横坐标的曲线称为应力-应变曲线。实验测出的应力-应变曲线也称为工程（或条件）应力-应变曲线。
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对单晶体，典型的切应力-切应变曲线
如图
所示。OA是弹性变形，A点开始屈服（发生塑性变形），AB是易滑移阶段，加工硬化系数θI=dτ/dγ很小，BC是多滑移阶段，θII较大且是常数，CD是交滑移阶段，θIII<0，加工软化。
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工程材料的应力-应变曲线
如图
所示。可分五类：第1类无宏观塑性变形就断裂，如玻璃、陶瓷等；第2类存在明显的屈服点，A和B分别是上、下屈服点，BC是屈服平台，CD是加工硬化阶段，D点开始缩颈，应力最大，称拉伸强度，DE是缩颈断裂阶段；第3类无明显屈服点；第4类曲线呈锯齿形，这是孪生和滑移交替发生的结果；第5类发生在结晶形聚合物中，屈服后颈缩、冷拉应变硬化直至断裂。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版，P1107 |
鲁建 |
聂宇 |
| 真应力?应变曲线 |
true stress-strain curve |
以真应力（载荷除瞬时截面积）为纵坐标，真应变（瞬时长度和原始长度比值的自然对数ε= Inl/l0）为横坐标的曲线称为真应力-应变曲线。
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在塑性变形阶段，真应力-应变曲线可用方程σ= Aεn来描述，其中n和A是材料常数。n称为加工硬化指数，数值上等于缩颈开始时的真应变。对一般钢材，n=0.05～0.55。实验测出的是工程（或条件）应力-应变曲线。工程应力σe =P/A0 (A0是原始截面积)，工程应变为εe=(l-l0) /l0。真应力σ=P/A，真应变e=ln(l/l0)。根据实验测出的σe-εe曲线可求出σ-ε曲线。弹性部分两曲线基本重合。在塑性变形过程中，体积保持不变，即l0 A0=lA，在σe-εe曲线上可获得某一瞬时的l和P，从而可得真应变ε= In(l／l0)，以及真应力σ=P/A=Pl/l0A0。逐点求出相应的ε、σ，就可获得真应力-应变曲线。真应力-应变曲线也可用真切应力τ和真切应变γ来描述。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版，P1149 |
鲁建 |
聂宇 |
| 弹性变形 |
elastic deformation |
外加应力除去后能恢复的变形称为弹性变形。
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线弹性变形服从虎克定律，而且应变随应力瞬时单值变化。非线弹性变形不服从虎克定律，但仍具有瞬时单值性。滞弹性变形也服从虎克定律，但并不发生在加载瞬时，而是要经过一段时间后才能达到虎克定律所对应的稳定值。除外力能产生弹性变形外，晶体内部畸变也能在小范围内产生弹性变形。例如，各种晶体缺陷（如空位，间隙原子，位错，晶界等）周围，原子排列不规则，从而存在弹性变形。夹杂和第二相周围也存在弹性变形。这类弹性变形能产生微观内应力。
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弹性变形可分为线弹性、非线弹性和滞弹性三种。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版，P907 |
鲁建 |
聂宇 |
| 压缩强度 |
compressive strength，也称为抗压强度 |
是用于承受压缩载荷的材料的一个重要力学性能指标，它表征材料抵抗压缩载荷而不失效的能力
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表征材料抵抗压缩载荷而不失效的能力
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它由压缩试样断裂前的最大载荷与试样原始横截面积之比求得。对于脆性和低塑性材料（如铸铁，水泥，陶瓷等）在压应力作用下发生碎裂，这时压缩强度有明确的值，它显示这类材料可维持韧性状态工作的能力。对于塑性材料，压缩时不发生脆断，压缩强度无法测定，有时用产生一定永久压缩变形量时所需的压应力来定义。不同材料的抗压强度差别很大，有些材料（如铸铁），其抗拉强度不高但抗压强度可以很大。而各相异性的材料（如木头），由于纵横向结构明显不同，因此在平行与垂直其纹理方向上抗压强度值相差很多。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版,P1045 |
鲁建 |
聂宇 |
| 冲击强度 |
impact strength，又称冲击韧性 |
材料机械性能的一个指标，它表征材料（或构件）抵抗冲击破坏的能力，用αk表示
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表征材料（或构件）抵抗冲击破坏的能力
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在一次性冲击试验中，用试样受冲击而破坏时单位面积破断所吸收的能量(kJ•m-2)来表示。常用的Charpy试验用 IB=Eb/B(W-a) 计算冲击强度，其中Eb是断裂过程吸收的能量，E、W、a分别为试样宽度，厚度及缺口深度。
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材料的冲击强度是一个结构敏感的性能，受材料的成分、工艺、热加工历史、组织结构及其方向性影响，它对于材料内部缺陷状况反应更为敏感，因此可作为判定材料质量，估价材料脆断趋势的指标。但由于测量值与试样尺寸及形状，机械加工精度，冲击加载速度以及试验机特性等均有关，因此实测值波动较大，要同样条件下多次试验取平均值。材料抗冲击能力与环境温度密切相关，在某一温度以下，会出现冲击强度大幅度下降的冷脆现象，体心或密排六方金属中冷脆现象更明显。
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此外，由于冲击断裂过程包括材料弹性，塑性变形及裂纹扩展三个阶段，因此相同冲击强度的不同材料其实际性能会有很大差别，常需要同时测定冲击载荷-变形曲线以便合理选材。按实际受载情况，常用冲击试验分拉力冲击，扭转冲击和弯曲冲击几类。中国还发展了适用于动载下工作构件的小能量多次冲击试验法。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版,P92 |
鲁建 |
聂宇 |
| 断裂强度 |
fracture strength |
指承受载荷时材料抵抗断裂的能力，用断裂瞬间的应力值表征。静拉伸时，实际断裂负荷FK与实际断裂面积SK之比称为实际断裂强度σK（或σF），σK= FK/SK (FL-2)。
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表征承受载荷时材料抵抗断裂的能力
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必须根据实际断裂情况才能确定σK的意义。对于脆性材料，σK反映正断抗力，数值上等于真实抗拉强度。对于塑性材料，它主要反映切断抗力的大小。对于脆断的晶体材料，从原子间相互作用力可以计算出完整晶体的理论断裂强度σb = (Eγ／a0)1／2，其中E为杨氏模量，γ为表面能，a0为平衡晶格常数。但发现实测的σK《σb，这是由于实际晶体中存在有原始裂纹。
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带裂纹晶体材料的断裂强度可由著名的Griffith公式计算σf= (2Eγ/πa)1／2，其中a为裂纹尺寸。对于塑性材料，断裂裂纹的发生与扩展是一个时间过程并伴随有范性变形，材料的成分，组织结构，生产工艺过程，使用环境，特别是材料内部的各种缺陷对实际断裂强度会有明显影响。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版,P179 |
鲁建 |
聂宇 |
| 蠕变强度 |
creep strength，通常也称为蠕变极限 |
高温长时间载荷作用下，材料对变形的抗力指标
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指试样在给定温度(T，℃)和持续时间(c，h)内，使材料产生规定的蠕变应变量(ε%)或蠕变速度（\(\mathop \varepsilon \limits^. \) ，%小时）所需要的应力，常用\(\sigma _{e/t}^T\) 或\(\sigma _{\mathop \varepsilon \limits^. }^T\) 表示。
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例如\(\sigma _{1/{{10}^5}}^{500}\) =100N/mm2表示500℃下，加应力100N/mm2时，经过l00 kh将产生l%蠕变应变量，而\(\sigma _{1 \times {{10}^{ - 5}}}^{500}\) = 100N/mm2则表示500 ℃下，加应力100N/mm2时，试样第二阶段恒速蠕变的应变速度将是每小时1×10-5%。材料在长时间温度和应力作用下发生缓慢的塑性变形的现象称为蠕变。材料的蠕变强度是组织较敏感的力学性能，是高温长期使用构件设计的重要依据之一。
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在实际测定时，需要建立材料的蠕变速率，应力和温度的关系图，采用的温度，时间及应变量一般应按构件服役条件进行选取。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版,P811 |
鲁建 |
聂宇 |
| 疲劳强度 |
fatigue strength |
材料在交变应力作用下的断裂叫疲劳，疲劳强度是指材料抵抗疲劳破破坏的能力，是承受动态载荷的构件设计中要考虑的最重要的力学性能指标之一。
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表征材料抵抗疲劳破破坏的能力
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常用疲劳极限或持久极限来表征材料的疲劳强度。疲劳极限是指材料在交变应力作用下经过无限次循环而不发生破坏的最大应力，它表示无限寿命下材料的疲劳强度，一般用σr表示，其中r=σmin／σmax称为应力比，在对称应力循环时r=-1。例如，σ-1= 200MPa，表示此材料在小于或等于200MPa对称应力循环作用下不会发生疲劳破坏。
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根据构件的应力状态、加载方式、环境介质等，疲劳现象可粗略分为：高周疲劳、低周疲劳、热疲劳，腐蚀疲劳，接触疲劳等几种，它们具有不同疲劳行为和特性。
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影响材料疲劳强度的因素很多，如材料的成分、夹杂、显微组织、内应力状况、试样尺寸、加工精度以及试验方法等均会对疲劳性能发生明显的影响，因此实验测定值比较分散，常要取多样平均。
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有些材料虽然所加应力水平很低，但仍会发生疲劳断裂，即没有无限寿命的疲劳极限，这时常预先规定循环数，测定达到这一循环次数而不发生断裂的最大交变应力，称为材料的持久极限或条件疲劳极限。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版,P736 |
鲁建 |
聂宇 |
| 扭转强度 |
torsional strength |
指材料抵抗扭矩作用而不失效的能力，是承受扭矩作用材料的一个重要力学参数，它用扭转试验中试样破坏时所承受的最大扭矩MK与试样横截面系数W之比（即扭裂时外表面的最大切应力）来表示τK = MK/W，对于圆柱试样W=π\(d_0^2\)，d0为试样直径。
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扭转试验可以为脆性材料测定塑性变形的抗力指标，也是测定高塑性材料切断抗力的最可靠方法。
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由上式计算出的断裂时的最大切应力τK是一种条件扭转强度极限，只有在扭断时没有明显塑性变形的陶瓷等材料中，此值才比较真实。对于塑性材料，由于塑性变形使塑性区内切应力已重新分布，这时真实的扭转强度（也就是抗切强度）应用τK真=12MK /π\(d_0^2\)计算。
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材料大辞典，师昌绪，1994年版,P723 |
鲁建 |
聂宇 |
