《机械工程材料》PPT课件

绪 论 材 料 科 学 与 社 会 发 展 工 程 材 料 及 其 类 别 机 械 工 程 材 料 本 课 程 的 目 的 本 课 程 的 主 要 内 容 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展1. 材 料 与 人 类 生 活人 类 社 会 依 据 制 造 生 产 工 具 的 材 料 来 进 行 历 史 划 分 旧 石 器 时 代 新 石 器 时 代 青 铜 器 时 代 铁 器 时 代 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展 旧 石 器 时 代 （ 250万 年 前 ） 人 类 在 地 球 上 出 现 之 后 ， 最 早 使 用 的 工 具 是 石 头 。 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展 新 石 器 时 代 （ 1万 年 前 ） 原 始 社 会 末 期 ， 开 始 用 火 烧 制 陶 器 ， 发 展 成 陶 瓷 。 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展 青 铜 器 时 代 （ 4000年 前 ） 奴 隶 社 会 ， 青 铜 冶 炼 技 术 得 到 很 大 发 展 。 我 国 青 铜 冶 炼 始 于 夏 代 ， 商 周 时 代 ， 达 到 较 高 水 平 青 铜 （ 铜 锡 合 金 ） 人 类 发 明 的 第 一 种 合 金 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展 铁 器 时 代 （ 1400年 前 ， 春 秋 战 国 ） 生 产 工 具 由 青 铜 器 过 渡 到 铁 器 ， 其 重 大 发 展 对 社 会进 步 起 了 巨 大 的 推 动 作 用 。汉 代 “ 先 炼 铁 后 炼 钢 ” 技 术 居 世 界 领 先 地 位 。 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展 其 他 材 料 与 陶 瓷 材 料 和 金 属 材 料 发 展 的 同 时天 然 高 分 子 材 料 棉 、 麻 、 丝 绸 材 料功 能 材 料 磁 铁 指 南 针 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展2. 材 料 科 学 发 展 与 现 代 文 明 的 联 系 18世 纪 世 界 工 业 迅 速 发 展 ， 对 材 料 提 出 了 更 高 要 求 。 1863年 光 学 显 微 镜 ， 1912年 X射 线 衍 射 技 术 和 1932年电 子 显 微 镜 等 仪 器 出 现 金 属 学 日 趋 完 善 ， 大 大 推 动 了 金 属 材 料 的 发 展 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展2. 材 料 科 学 发 展 与 现 代 文 明 的 联 系 现 代 社 会 文 明 的 三 大 支 柱 ： 能 源 、 信 息 和 材 料 信 息 时 代 是 建 立 在 材 料 的 基 础 上 硅 半 导 体 晶 体 管 集 成 电 路 计 算 机 磁 性 材 料 信 息 贮 存 激 光 材 料 +光 导 纤 维 信 息 传 输 信 息 网 络 能 源 技 术 以 材 料 为 支 撑 再 生 能 源 、 核 能 、 燃 料 电 池 等 信 息 时 代 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展3. 现 代 材 料 学 现 代 材 料 学 是 以 金 属 学 、 高 分 子 材 料 、 陶 瓷 材 料 为 基 础 ， 研究 所 有 固 体 材 料 的 成 分 、 组 织 和 性 能 之 间 关 系 的 的 一 门 科 学 。 现 代 社 会 对 材 料 的 要 求 ： 具 有 高 性 能 或 具 有 特 殊 性 能 的 金 属 、非 金 属 及 复 合 材 料 。 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展信 息 社 会 的 材 料 产 业 结 构 及 材 料 发 展 趋 势 ：从 工 业 社 会 向 信 息 社 会 过 渡 中 产 业 结 构 从 劳 动 密 集 型 、 资 金 密 集 型 向 技 术 密 集 型 和 知 识 密集 型 发 展 劳 动 对 象 的 结 构 中 金 属 材 料 比 重 下 降 、 而 无 机 非 金 属 材 料 、有 机 合 成 材 料 的 比 重 越 来 越 大 。 一 、 材 料 科 学 与 社 会 发 展新 材 料 新 技 术 的 应 用 的 程 度 决 定 一 个 国 家 和 地 区 的经 济 发 展 水 平 。 硅 片 的 发 展 及 现 状 集 成 度 越 来 越 高 直 径 越 来 越 大 国 外 ： 16英 寸 以 上 中 国 ： 6-8英 寸 为 主 流 二 、 工 程 材 料 及 其 类 别1. 工 程 材 料 的 含 义 ：工 程 材 料 是 以 用 于 工 程 结 构 和 机 器 零 件 及 元 器 件 的 材 料 为 研 究对 象 。 主 要 包 括 ： 机 械 、 船 舶 、 化 工 、 建 筑 、 车 辆 、 仪 表 、 航空 航 天 等 工 程 领 域 中 用 于 制 造 工 程 构 件 和 机 械 零 件 的 材 料 。 二 、 工 程 材 料 及 其 类 别2. 工 程 材 料 的 类 别 ：工 程 材 料 是 以 用 于 工 程 结 构 和 机 器 零 件 及 元 器 件 的 材 料 为 研 究 对 象 。主 要 包 括 ： 机 械 、 船 舶 、 化 工 、 建 筑 、 车 辆 、 仪 表 、 航 空 航 天 等 工 程领 域 中 用 于 制 造 工 程 构 件 和 机 械 零 件 的 材 料 。 二 、 工 程 材 料 及 其 类 别2. 工 程 材 料 的 类 别 ： 二 、 工 程 材 料 及 其 类 别2. 工 程 材 料 的 性 能 ：使 用 性 能 ： 材 料 在 使 用 条 件 下 具 有 的 性 能（ 力 学 性 能 、 物 理 性 能 、 化 学 性 能 及 生 物 功 能 ）工 艺 性 能 ： 材 料 在 加 工 过 程 中 下 具 有 的 性 能（ 且 削 加 工 性 能 、 铸 造 性 能 、 压 力 加 工 性 能 、 焊 接性 能 和 热 处 理 性 能 等 ） 三 、 机 械 工 程 材 料1. 机 械 工 程 材 料 含 义 ：机 械 工 程 材 料 顾 名 思 义 就 机 械 工 程 中 应 用 的 材 料 问 题 ， 应 该 是 跨 越 机械 和 材 料 两 个 学 科 ， 以 机 械 工 业 的 需 求 出 发 ， 推 动 材 料 科 学 技 术 的 发展 ， 同 时 材 料 科 学 的 新 进 展 又 推 动 了 机 械 工 程 技 术 的 革 新 和 发 展 。 三 、 机 械 工 程 材 料2. 材 料 技 术 对 机 械 工 程 发 展 的 促 进 ： 四 、 课 程 的 目 的 随 着 机 械 工 业 的 发 展 ， 对 于 产 品 要 求 越 来 越 高 ， 无论 是 制 造 机 床 还 是 建 造 轮 船 、 石 油 化 工 设 备 、 都 要求 产 品 技 术 先 进 ， 质 量 高 、 寿 命 长 、 造 价 低 。 因 此在 产 品 设 计 和 制 造 过 程 中 ， 会 遇 到 越 来 越 多 的 材 料和 材 料 加 工 方 面 的 问 题 。 这 就 要 求 机 械 工 程 技 术 人员 掌 握 必 要 的 材 料 科 学 和 材 料 工 程 知 识 ， 具 备 准 确的 选 择 材 料 和 加 工 方 法 ， 合 理 安 排 加 工 工 艺 路 线 。 四 、 课 程 的 目 的机 械 制 造 与 材 料 ： 结 构 性 能 加 工 工 艺u内 部 结 构 与 性 能 ： 材 料 的 性 能 来 源 于 该 材 料 的 内 部 结 构 ， 这 是 对工 程 师 和 学 者 最 具 有 重 要 价 值 的 一 个 原 则 。u加 工 工 艺 与 性 能 ： 材 料 必 须 进 行 加 工 ， 以 满 足 工 程 师 对 所 设 计 产品 的 要 求 ， 目 的 是 要 了 解 结 构 变 化 的 本 质 ， 以 便 于 制 定 适 当 的 工 艺流 程 。u使 用 行 为 ： 在 材 料 的 选 用 中 ， 不 仅 要 考 虑 初 始 要 求 ， 而 且 要 考 虑使 那 些 材 料 内 部 结 构 发 生 变 化 ， 从 而 导 致 材 料 性 能 发 生 变 化 的 使 用条 件 。 四 、 课 程 的 目 的课 程 的 目 的 ：获 得 有 关 工 程 结 构 和 机 器 零 件 常 用 的 金 属 材 料 ， 非 金 属 材 料 的 基 本理 论 知 识 和 性 能 特 点 ， 并 初 步 具 备 根 据 零 件 工 作 条 件 和 失 效 方 式 ，合 理 选 材 与 使 用 材 料 ， 正 确 制 定 零 件 的 冷 、 热 加 工 工 艺 路 线 的 能 力 。l 了 解 材 料 的 性 能 与 设 计 的 关 系l了 解 各 种 材 料 的 基 本 特 性 和 应 用 范 围 四 、 课 程 的 目 的 五 、 课 程 的 主 要 内 容1. 机 械 零 件 的 失 效 形 式 ；2. 金 属 材 料 的 基 本 知 识 、 热 处 理 基 本 原 理 、 常 用 金 属 材 料 的性 能 特 点 及 应 用 ；3. 非 金 属 材 料 （ 高 分 子 材 料 、 陶 瓷 材 料 、 复 合 材 料 ） 和 功 能材 料 的 基 本 知 识 和 性 能 特 点 及 引 用 ；4. 材 料 改 性 新 技 术 ；5. 机 械 零 （ 构 ） 件 设 计 、 选 材 的 基 本 方 法 及 工 程 材 料 在 典 型机 械 上 的 应 用 。 主 要 参 考 文 献 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析失 效 的 基 本 概 念 1. 零 件 （ 构 件 ） 的 功 能 ：（ 1） 在 一 定 的 载 荷 、 介 质 、 温 度 作 用 下 保 持 一 定 几 何 形 状 和 尺 寸 ；（ 2） 实 现 规 定 的 机 械 运 动 ；（ 3） 传 递 力 和 能 量 。2. 失 效 的 定 义 和 形 式 ：定 义 ： 零 件 失 去 设 计 所 要 求 的 效 能 即 为 失 效 。应 用 前 、 应 用 中 、 突 发 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析学 习 失 效 的 目 的 机 械 设 计 者 为 了 防 止 零 件 失 效 设 计 正 确 选 材 恰 当 工 艺 合 理工 作 条 件 -对 材 料 的 性 能 要 求 正 确 选 材 制 定工 艺 路 线 确 定 失 效 的 抗 力 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析失 效 的 例 子 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析失 效 的 例 子 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析失 效 的 例 子 断 裂 的 大 桥 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析失 效 的 原 因 结 构 设 计多 方 面 因 素 材 料 选 择加 工 制 造装 配 调 整使 用 与 保 养 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析失 效 的 本 质 1. 失 效 的 本 质 ：外 界 载 荷 、 温 度 、 介 质 等 损 害 作 用 超 过 了 材 料 抵 抗 损 害 的 能 力 。2. 常 见 的 失 效 形 式 ：过 量 变 形 、 断 裂 、 磨 损 和 腐 蚀 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析本 章 主 要 内 容 过 量 变 形 断 裂 疲 劳 断 裂 磨 损 失 效 腐 蚀 失 效 蠕 变 变 形 和 断 裂 失 效 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形变 形 ： 材 料 在 外 力 作 用 下 产 生 的 形 状 或 尺 寸 的 变 化第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析外 力 去 除 变 形 恢 复？弹 性 变 形 ： 变 形 能 够 恢 复塑 性 变 形 ： 变 形 不 能 够 恢 复 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.低 碳 钢 的 应 力 -应 变 行 为由 APAN ll 曲 线 lP P P l 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.低 碳 钢 的 应 力 -应 变 行 为低 碳 钢 拉 伸 试 验 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.低 碳 钢 的 应 力 -应 变 行 为低 碳 钢 拉 伸 试 验 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.低 碳 钢 的 应 力 -应 变 行 为低 碳 钢 拉 伸 时 应 力 -应 变 曲 线 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.低 碳 钢 的 应 力 -应 变 行 为oa段 比 例 极 限 Pab段 弹 性 极 限 e（ 一 ） 四 个 阶 段1、 弹 性 阶 段 ab Ope s abc c d e f gd f1 bcc 应 力 不 增 加 变 形 不 断 增 加 称 为屈 服 ， 该 段 的 最 低 应 力 称 为 屈 服 应力 ， 在 材 料 屈 服 后 若 卸 载 出 现 不能 恢 复 的 变 形 成 为 塑 性 变 形 。s 2 、 屈 服 阶 段cc 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.低 碳 钢 的 应 力 -应 变 行 为（ 一 ） 四 个 阶 段3、 强 化 阶 段 ce Ope s abc c d e f gd f1 b4、 局 部 变 形 阶 段 ef材 料 恢 复 抵 抗 变 形 的 能 力 称为 强 化 强 度 极 限 b变 形 集 中 于 某 一 局 部 范 围 颈 缩断 裂 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.低 碳 钢 的 应 力 -应 变 行 为（ 一 ） 四 个 阶 段低 碳 钢 在 拉 伸 应 力 作 用 下 的 变 形 过 程 分 为 ： 弹 性 变 形 、 屈 服 塑性 变 形 、 均 匀 塑 性 变 形 、 不 均 匀 集 中 塑 性 变 形 四 个 阶 段 。 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析低 碳 钢 拉 伸 曲 线 的 4个 阶 段 、 3个 特 征 点OB： 弹 性 阶 段 （ 卸 载 可 逆 ） Pesb ABC C D EO A： 比 例 极 限 PB： 弹 性 极 限 eBC： 屈 服 阶 段（ 出 现 塑 性 变 形 ）（ 两 者 很 接 近 ） =E =EE=tan C： 屈 服 极 限 s 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形 CD:强 化 阶 段D： 强 度 极 限 b DE： 缩 颈 阶 段（ 局 部 收 缩 阶 段 ） 0p et e:弹 性 应 变 ， p:塑 性 应 变 （ 不 可 逆 的 残 余 应 变 ） Pesb ABC C D EO =E 屈 服 极 限 提 高 ：冷 作 硬 化， 在 CD段 内 卸 载 曲 线 为 弹 性 直 线E： 断 裂 点 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形一 . 工 程 材 料 在 静 拉 伸 时 的 应 力 -应 变 行 为第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 其 他 类 型 材 料 的 应 力 -应 变 行 为弹 性 变 形 、塑 性 变 形弹 性 变 形 非 线 性 弹性 变 形 1纯 金 属（ Al、 Cu、 Ag等 ）2脆 性 材 料（ 陶 瓷 、 白 口 铸 铁 、 淬 火 高 碳 钢 ）3高 弹 性 材 料（ 橡 胶 ） 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 其 他 类 型 材 料 的 应 力 -应 变 行 为123 4 10 20 30(%)0100200300400500600700800900 (MPa) 1、 锰 钢 2、 硬 铝 3、 退 火 球 墨 铸 铁 4、 低 碳 钢特 点 ： d 较 大 ， 为 塑 性 材 料 。 无 明 显 屈 服 阶 段 。 O A0.2%S2.0p无 明 显 屈 服 阶 段 的 ， 规 定 以 塑 性 应 变 =0.2%所 对 应 的 应 力 作 为 名 义 屈 服 极 限 ， 记 作 p 2.0p 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.刚 度 和 强 度 指 标2.弹 性 和 塑 性 指 标3.硬 度 指 标 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1. 刚 度 和 强 度 指 标（ 1） 刚 度定 义 ： 刚 度 是 指 零 （ 构 ） 件 在 受 力 时 抵 抗 弹 性 变 形 的 能 力 等 于 材 料 弹 性 模 量 与 零 （ 构 ） 件 截 面 积 的 乘 积 。单 向 拉 伸 时 ： F AE 即 FEA 纯 剪 切 时 ： F AG 即 FGA EA（ 或 GA） 为 零 件 的 刚 度 ， 代 表 产 生 单 位 弹 性 变 形 所 需 载 荷 的 大 小 。弹 性 模 量 E(或 切 变 模 量 G)是 表 征 材 料 刚 度 的 性 能 指 标 (why) 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1. 刚 度 和 强 度 指 标（ 2） 强 度定 义 ： 强 度 是 指 材 料 抵 抗 变 形 或 断 裂 的 能 力 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1. 刚 度 和 强 度 指 标（ 2） 强 度 是 材 料 应 力 和 应 变 成 正 比 的 最 大 应 力是 不 产 生 塑 性 变 形 的 最 大 应 力是 材 料 开 始 产 生 塑 性 变 形 的 应 力 是 材 料 产 生 最 大 均 匀 塑 性 变 形 的 应 力是 材 料 发 生 断 裂 的 应 力 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标（ 1） 弹 性 ： 指 材 料 弹 性 变 形 的 大 小 。弹 性 能 为 应 力 -应 变 曲 线 下 面 弹 性 变 形 部 分 所 包 围 的 面 积 。通 常 用 弹 性 变 形 时 的 吸 收 能 u 来 表 示 。 材 料 的 弹 性 极 限 越 高 ， 弹 性 模 量 E越 低 ， 弹 性 能 越 大 ， 材料 的 弹 性 越 好 。弹 性 指 标 弹 性 能 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标（ 2） 塑 性 ： 指 材 料 断 裂 前 发 生 塑 性 变 形 的 能 力 。 、 越 大 ， 材 料 的 塑 性 越 好 。通 常 用 断 后 伸 长 率 和 断 面 收 缩 率 来 衡 量 。伸 长 率塑 性 指 标 伸 长 率 和 断 面 收 缩 率 1 00 100%L LLd 0 10 100%A AA 断 面 收 缩 率 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标国 家 标 准 规 定 金 属 拉 伸 试 验 方 法 （ GB2282002)LL=10d L=5d对 圆 截 面 试 样 ：对 矩 形 截 面 试 样 ： AL 3.11 AL 65.5 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标（ 3） 硬 度 ： 表 征 材 料 软 硬 程 度 的 一 种 性 能 。物 理 意 义 由 试 验 方 法 决 定 。莫 氏 硬 度 表 示 矿 物 硬 度 的 一 种 标 准 。 应 用 划 痕 法 将 棱 锥 形 金 刚 钻 针 刻 划 所 试 矿 物 的 表 面 而 发 生 划 痕 用 测 得 的 划 痕 的 深 度 分 十 级 来 表 示 硬 度 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标莫 氏 硬 度 表 示 矿 物 硬 度 的 一 种 标 准 。 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标肖 氏 硬 度 弹 性 回 跳 法 硬 度 值 表 征 材 料 弹 性 功 的 大 小 。 应 用 弹 性 回 跳 法 将 撞 销 从 一 定 高 度 落 到 所 试 材 料 的 表 面 上 而 发 生 回 跳 。 撞 销 是 一 只 具 有 尖 端 的 小 锥 ， 尖 端 上 常 镶 有 金 刚 钻 。 用 测 得的 撞 销 回 跳 的 高 度 来 表 示 硬 度 。 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标压 入 法 硬 度 值 表 征 材 料 的 塑 性 变 形 抗 力 及 应 变 硬 化 能 力（ 3） 硬 度 ： 表 征 材 料 软 硬 程 度 的 一 种 性 能 。工 业 中 应 用 最 广 泛 以 硬 质 合 金 或 金 刚 石 锥 体 为 压 头布 氏 硬 度 、 洛 氏 硬 度 、 维 氏 硬 度 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标（ 3） 硬 度 ： 表 征 材 料 软 硬 程 度 的 一 种 性 能 。布 氏 硬 度 HBW P 2 22 2( )( )21(1 1 sin )2 2P PHB DF D D dPD 压材 料 为 淬 火 钢 和 硬 质 合 金 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标（ 3） 硬 度 ： 表 征 材 料 软 硬 程 度 的 一 种 性 能 。洛 氏 硬 度 HRC( )100 0.002( )t mmHRC mm 常 用 洛 氏 硬 度 为 C级 ， 用 150kgf的 载 荷 将 一 个 120 圆 锥 形 金 刚 石 压 头压 入 金 属 表 面 A级 载 荷 为 60kgf, B级 为 100kgf 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形二 . 静 载 性 能 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析2. 弹 性 和 塑 性 指 标（ 3） 硬 度 ： 表 征 材 料 软 硬 程 度 的 一 种 性 能 。维 氏 硬 度 HV 22 136sin 2PHV d 以 一 定 大 小 的 载 荷 P,将 一 个 金 刚 石 四 棱 锥压 入 金 属 表 面 ， 单 位 压 痕 面 积 上 的 载 荷 即为 金 属 的 维 氏 硬 度 ， 单 位 kgf/mm 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形三 . 过 量 变 形 失 效 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析概 念 ： 由 于 弹 性 或 塑 性 变 形 超 过 了 允 许 量 而 导 致 零 （ 构 ） 件 失 效1. 过 量 弹 性 变 形 及 其 抗 力 指 标镗 床 镗 杆 被 加 工 零件 的 精 度 较 小 弹 性 变 形 本 身 由 于刚 度 不 足 过 量 弹 性 变 形镗 出 的 孔 偏 小 、 锥 度 ， 影 响 加 工 精 度 、 废 品齿 轮 轴 过 量 变 形 加 速 齿 轮 磨 损 ， 增 加 噪 声 弹 簧 过 量 变 形 不 能 达 到 承 载 能 力 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形三 . 过 量 变 形 失 效 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析概 念 ： 由 于 弹 性 或 塑 性 变 形 超 过 了 允 许 量 而 导 致 零 （ 构 ） 件 失 效1. 过 量 弹 性 变 形 及 其 抗 力 指 标刚 度 ： 零 构 件 受 力 时 抵 抗 弹 性 变 形 的 能 力 。（ 一 ） 零 构 件 过 量 弹 性 变 形 的 条 件 拉 压 条 件 下 ： 弯 曲 条 件 下 ：Fll EA 334l Fl Et 扭 转 条 件 下 ： npMGI 许 可 弹 性 变 形 量 ， 扭 转 角 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形三 . 过 量 变 形 失 效 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析概 念 ： 由 于 弹 性 或 塑 性 变 形 超 过 了 允 许 量 而 导 致 零 （ 构 ） 件 失 效1. 过 量 弹 性 变 形 及 其 抗 力 指 标（ 二 ） 过 量 弹 性 变 形 的 原 因零 构 件 的 刚 度 不 够（ 三 ） 抗 力 指 标弹 性 模 量 E 或 切 变 模 G（ 三 ） 不 同 材 料 的 弹 性 模 量 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形三 . 过 量 变 形 失 效 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析概 念 ： 由 于 弹 性 或 塑 性 变 形 超 过 了 允 许 量 而 导 致 零 （ 构 ） 件 失 效1. 过 量 弹 性 变 形 及 其 抗 力 指 标弹 性 模 量 E 或 切 变 模 G,主 要 取 决 于 材 料 中 原 子 本 性 和 原 子 间 结 合 力 。熔 点 越 高 ， 弹 性 模 量 也 越 高 ， 随 温 度 升 高 而 降 低 。金 属 材 料 的 E取 决 于 基 体 金 属 的 性 质 ， 不 能 通 过 合 金 化 、 热 处 理 、 冷 变形 等 方 法 使 之 改 变 。 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形三 . 过 量 变 形 失 效 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析概 念 ： 由 于 弹 性 或 塑 性 变 形 超 过 了 允 许 量 而 导 致 零 （ 构 ） 件 失 效2. 过 量 塑 性 变 形 及 其 抗 力 指 标 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形总 结 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析 第 一 节 零 件 在 常 温 静 载 下 的 过 量 变 形应 用 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析断 裂 ： 材 料 在 应 力 作 用 下 分 为 两 个 或 两 个 以 上 的 部 分 现 象 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析宏 观 变 形 量的 大 小 韧 性 断 裂脆 性 断 裂 断 裂 前 发 生 明 显 的 宏 观 塑 形 变 形断 裂 前 不 发 生 塑 形 变 形断 裂 前 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析韧 性 断 裂 脆 性 断 裂脆 性 断 裂 没 有 明 显 征 兆 ，危 害 性 极 大 。断 裂 前 发 生 明 显 塑 性 变 形 ， 警 告人 们 注 意 ， 不 会 造 成 严 重 事 故两 种 断 裂 的 危 害 性 对 比 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析韧 性 断 裂 脆 性 断 裂断 裂 后 断 口 齐 平 ， 由 无 数的 小 平 面 组 成足 够 的 伸 长 量 才 断 裂 ， 断 口 为杯 形 ， 呈 暗 灰 色 纤 维 状 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析韧 性 断 裂 脆 性 断 裂裂 纹 源 或 微 裂 纹 逐 渐 扩 展到 一 临 界 长 度 的 过 时 ， 立刻 发 生 断 裂 1. 材 料 在 外 力 下 的 微 裂 纹2. 原 有 的 内 部 缺 陷 （ 微 裂纹 、 空 孔 、 杂 质 等 ）裂 纹 源 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析韧 性 断 裂脆 性 断 裂 裂 纹 萌 生 和 裂 纹 扩 展 的 过 程裂 纹 亚 稳 扩 展 阶 段 ： 裂 纹 自 形 成 到 扩 展 至 临 界 扩 展 阶 段特 点 ： 裂 纹 扩 展 阻 力 大 ， 扩 展 速 度 较 慢失 稳 扩 展 阶 段 ： 裂 纹 达 到 临 界 长 度 后 的 扩 展 阶 段 特 点 ： 裂 纹 扩 展 阻 力 小 ， 扩 展 速 度 快 ， 可 达 声 音 在 该 材 料 中 的 传 播 速 度 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析韧 性 断 裂脆 性 断 裂 裂 纹 萌 生 和 裂 纹 扩 展 的 过 程裂 纹 亚 稳 扩 展 阶 段 ： 裂 纹 自 形 成 到 扩 展 至 临 界 扩 展 阶 段特 点 ： 裂 纹 扩 展 阻 力 大 ， 扩 展 速 度 较 慢失 稳 扩 展 阶 段 ： 裂 纹 达 到 临 界 长 度 后 的 扩 展 阶 段 特 点 ： 裂 纹 扩 展 阻 力 小 ， 扩 展 速 度 快 ， 可 达 声 音 在 该 材 料 中 的 传 播 速 度 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析韧 性 断 裂 脆 性 断 裂裂 纹 形 成 后 经 历 很 长 的 裂 纹 亚 稳扩 展 阶 段 ， 裂 纹 扩 展 与 塑 性 变 形同 时 进 行 ， 变 形 停 止 ， 裂 纹 也 停止 扩 展 ， 只 有 在 增 加 外 力 使 变 形继 续 时 ， 裂 纹 才 相 应 的 扩 展 。外 力 不 断 增 加 ， 塑 性 变 形 不 断 进 行 ， 裂 纹 不 断 扩 展 ， 直 到 达 到 临界 裂 纹 长 度 。 最 后 失 稳 扩 展 而 瞬时 断 裂 裂 纹 形 成 后 很 快 达 到 临 界 长 度 ，不 经 历 裂 纹 亚 扩 展 阶 段 就 进 入 裂纹 失 稳 扩 展 阶 段 ， 裂 纹 扩 展 速 度快 。韧 性 断 裂 前 有 明 显 的 塑 性变 形 脆 性 断 裂 前 无 明 显 塑 性 变形 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析韧 性 断 裂 脆 性 断 裂 韧 窝 齐 整 表 面 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂一 、 韧 断 和 脆 断 的 基 本 概 念第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析韧 性 ： 材 料 在 塑 性 变 形 和 断 裂 过 程 中 吸 收 能 量 的 能 力 ， 是 材料 轻 度 和 塑 性 的 综 合 表 现 。评 定 材 料 韧 性 的 力 学 性 能 是 ： 冲 击 韧 性 和 断 裂 韧 性 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂二 、 冲 击 韧 性 及 衡 量 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析冲 击 载 荷 与 静 载 荷 的 主 要 区 别 ：在 加 载 速 率 不 同 ， 前 者 加 载 速 率 高 ， 后 者 加 载 速 率 低 。应 变 速 率 增 加 ， 使 材 料 变 脆 倾 向 增 大 。冲 击 韧 性 ： 用 来 评 定 材 料 在 冲 击 载 荷 下 的 脆 断 倾 向 。冲 击 韧 性 ： 用 指 材 料 在 冲 击 载 荷 作 用 下 吸 收 塑 性 变 形 功 和断 裂 功 的 能 力 。 用 标 准 试 样 的 冲 击 吸 收 功 A k表 示 。 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂二 、 冲 击 韧 性 及 衡 量 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析冲 击 韧 性 试 验 ： 基 本 原 理 ：用 一 定 质 量 的 物 体 以 一 定 的 速 度 冲击 一 定 形 状 的 试 样 ， 测 量 断 裂 试 样需 要 的 能 量 ， 以 此 能 量 值 表 示 该 材料 的 冲 击 韧 性 。势 能 1 2kA GH GH 摆 锤 的 运 动 速 率 为 5m/s,试 样 的应 变 速 率 约 为 310 /s 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂二 、 冲 击 韧 性 及 衡 量 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析冲 击 韧 度 ：衡 量 材 料 冲 击 韧 性 的 力 学 性 能 指 标|k KA a k k ka A F 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂三 、 断 裂 韧 性 及 衡 量 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析针 对 防 止 脆 性 断 裂 ：传 统 的 设 计 方 法 要 求 ： s k 1.要 求 零 件 的 工 作 应 力2.要 求 材 料 有 足 够 的 塑 性 、 和 韧 性不 可 能 可 靠 地 保 证 零 件 不 发 生 低 应 力 脆 断 。 原 因 ： 没 考 虑 一 般 材 料 中 都 存 在 着 微 小 的 宏 观 裂 纹 。 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂三 、 断 裂 韧 性 及 衡 量 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析断 裂 力 学 的 发 展 ：提 出 评 定 材 料 抵 抗 脆 性 断 裂 的 力 学 性 能 指 标 ： 断 裂 韧 度 ICK 度 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂三 、 断 裂 韧 性 及 衡 量 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析断 裂 韧 度 ： 材 料 的 固 有 特 性 ， 基 本 力 学 常 数 ， 对 成 分 、 组 织 敏感 ， 可 以 通 过 合 金 化 、 热 处 理 来 改 变 。ICK 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂三 、 断 裂 韧 性 及 衡 量 指 标 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析断 裂 力 学 的 发 展 ：提 出 评 定 材 料 抵 抗 脆 性 断 裂 的 力 学 性 能 指 标 ： 断 裂 韧 度 ICK可 控 三 参 数换 算 临 界 条 件 工 作 应 力 实 际 裂 纹 半长 度是 否 安 全 安 全 可 靠 安 全 可 靠 安 全 可 靠IcK c ca1 2IcK Y a 1 2ICc KYa 2c ICa K Yc I IcK K ca a 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂四 、 影 响 脆 断 的 因 素 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析脆 性 断 裂 韧 性 断 裂一 定 条 件决 定 材 料 断 裂 类 型 的 主 要 因 素 ： 加 载 方 式 和 材 料 本 质 ： 温 度 和 加 载 速 度 应 力 集 中 零 件 尺 寸 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂四 、 影 响 脆 断 的 因 素 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析决 定 材 料 断 裂 类 型 的 主 要 因 素 ：1. 加 载 方 式 和 材 料 本 质 ：x yz xyxz xx yyyzyxzyzzzx x y xy yx yx y xxy xy yx yx y x n 以 主 平 面 为 单 元 体 的 各 面 则 称 为 主 单 元 体xy xyy x 1P2P 从 变 形 体 内 任 意 点 取 出 的 单 元 体 称 为 原 始 单 元 体主 单 元 体 的 各 表 面 上 只有 正 应 力 ， 没 有 切 应 力对 平 面 应 力 状 态 ， z平面 也 为 一 个 主 平 面 ，其 上 的 主 应 力 为 零 。按 代 数 值 大 小 排 列 为 分 别 称 为 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂四 、 影 响 脆 断 的 因 素 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析决 定 材 料 断 裂 类 型 的 主 要 因 素 ：1. 加 载 方 式 和 材 料 本 质 ：最 大 切 应 力 ：最 大 正 应 力 ： max 1 3 2 max 1 1 3 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂四 、 影 响 脆 断 的 因 素 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析决 定 材 料 断 裂 类 型 的 主 要 因 素 ：2. 温 度 和 加 载 速 度 ：屈 服 强 度 ：正 断 强 度 ： sk韧 脆 转 变 温 度 kT 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂四 、 影 响 脆 断 的 因 素 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析决 定 材 料 断 裂 类 型 的 主 要 因 素 ：3. 应 力 集 中 ： 由 于 构 件 几 何 形 状 突 变 造 成 局 部 应 力 急 剧 增 高 max 应 力 集 中 的 程 度 由 应 力 集 中 因 数 K 表 示 maxK 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂四 、 影 响 脆 断 的 因 素 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析决 定 材 料 断 裂 类 型 的 主 要 因 素 ：3. 应 力 集 中 ： 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂四 、 影 响 脆 断 的 因 素 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析决 定 材 料 断 裂 类 型 的 主 要 因 素 ： 平 面 应 力 状 态 ， 在 Z方 向 可 以 自 由 变 形 。平 面 应 变 状 态 ， Z方 向 弹 性 约 束 阻 止 了 该方 向 的 变 形 。 第 二 节 零 件 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂总 结 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂一 . 疲 劳 的 基 本 概 念 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析 sk kT 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂一 . 疲 劳 的 基 本 概 念 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析交 变 载 荷 ： 载 荷 的 大 小 、 方 向 随 时 间 发 生 周 期 性 变 化 的 载 荷 。参 量 ：最 大 应 力最 小 应 力 ： maxmin应 力 幅 2a 平 均 应 力应 力 比 max min 2m min maxr 应 力 变 程 max min 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂一 . 疲 劳 的 基 本 概 念 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析交 变 载 荷 ： 载 荷 的 大 小 、 方 向 随 时 间 发 生 周 期 性 变 化 的 载 荷 。 min max 1r max min 2 0m 火 车 轴 （ 弯 曲 ）曲 轴 （ 扭 转 ） min max 0r max min 2 0m 连 杆小 拉 大 压 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂一 . 疲 劳 的 基 本 概 念 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析交 变 载 荷 ： 载 荷 的 大 小 、 方 向 随 时 间 发 生 周 期 性 变 化 的 载 荷 。 max0 0r max max0 2 2m 齿 轮 齿 根（ 弯 曲 ） min max0 1r max min 2 0m 缸 盖 螺 钉 大 拉 小 压 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂一 . 疲 劳 的 基 本 概 念 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析交 变 载 荷 ： 载 荷 的 大 小 、 方 向 随 时 间 发 生 周 期 性 变 化 的 载 荷 。 max0 0r max max0 2 2m 齿 轮 齿 根（ 弯 曲 ） min max0 1r max min 2 0m 缸 盖 螺 钉 大 拉 小 压 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂一 . 疲 劳 的 基 本 概 念 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析疲 劳 断 裂 之 特 点 （ 较 之 静 载 和 冲 击 载 荷 下 的 断 裂 ） 引 起 疲 劳 的 应 力 很 低 ， 通 常 低 于 静 载 下 的 屈 服 强 度 ； 断 裂 时 无 明 显 的 宏 观 塑 性 变 形 ；即 使 在 静 载 和 冲 击 载 荷 下 有 大 量 塑 性 变 形 的 塑 性 材 料 ， 疲 劳 断 裂 也 表现 出 脆 断 的 宏 观 特 征 ， 危 险 性 极 大 疲 劳 断 口 能 清 楚 地 显 示 出 裂 纹 的 形 成 、 扩 展 和 最 后 断 裂 三 个阶 段 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂二 . 疲 劳 断 口 的 特 征 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析典 型 的 疲 劳 断 口 形 貌 由 疲 劳 源 区 、 疲 劳 裂 纹 扩 展 区 和 最 后 断 裂 区三 部 分 组 成 。 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂二 . 疲 劳 断 口 的 特 征 第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析1.疲 劳 源 区 :材 料 内 部 缺 陷 零 件 局 部 区 域 造 成 应 力 集 中 该 区 域 产 生 疲 劳 裂 纹2.疲 劳 裂 纹 扩 展 区 :疲 劳 裂 纹 形 成 后 继 续 扩 展 长 大 载 荷 大 小 的改 变 裂 纹 张 开 和 闭 合 扩 展 区 留 下 一 条 条 光亮 的 弧 线 （ 疲 劳 裂 纹 前 沿 线 ）贝 壳 状 海 滩 状3.最 后 断 裂 区 : 疲 劳 裂 纹 不 断 扩 展 零 件 有 效 截 面 逐 渐 减 小 应力 增 加 超 过 材 料 断 裂 强 度 时 放 射 状 断 裂 。 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂三 . 疲 劳 抗 力 指 标 及 其 影 响 因 素第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析无 裂 纹 零 件 的 疲 劳 带 裂 纹 零 件 的 疲 劳经 历 扩 展 和 最 后 断 裂 两 个阶 段经 历 裂 纹 形 成 、 扩 展 和 最 后 断 裂三 个 阶 段 疲 劳不 同 的 抗 力 指 标 第 三 节 零 件 在 交 变 载 荷 下 的 疲 劳 断 裂三 . 疲 劳 抗 力 指 标 及 其 影 响 因 素第 一 章 机 械 零 件 （ 或 器 件 ） 的 失 效 分 析疲 劳 极 限 、 过 载 持 久 值 、 疲 劳 缺 口 敏 感 度材 料 承 受