《高等材料力學行為》是2012年科學出版社出版的圖書，作者是嚴聖平。
基本介紹
- 中文名：高等材料力學行為
- 作用：用於承受載荷作用
- 性質：材料稱為
- 特點：變形和斷裂行為是截然不同的
工程材料力學行為
用於承受載荷作用的材料稱為。它們可以是金屬、陶瓷、聚合物以及複合材料，在相同的載荷方式和環境的聯合作用下，上述各類材料表現出的力學行為，即變形和斷裂行為是截然不同的。
變形和斷裂是固體物質承受外力時，隨外力增大所必然發生的普遍現象。對於晶體結構材料來說，從變形到斷裂的全過程總是由彈性變形、塑性變形和斷裂三個階段構成。在變形開始階段，外載入荷較小，卸載後，物體變形消失並完全恢復原狀，這種變形稱為“彈性變形”。關於“彈性變形”的相關內容在第一章 中已詳細描述。當外力繼續增大到某一數值後再卸載時，物體發生的變形不能完全消失，這時材料進入塑性變形階段。
對於金屬材料，形變抗力隨塑性變形的發展而提高，稱為應變硬化現象。金屬材料具有彈性、塑性和應變硬化的能力，是金屬材料優於其他固體物質而在工程技術上被廣泛套用的原因之一。由於金屬和陶瓷的初級結合鍵的類型不同，陶瓷材料中的位錯運動受到嚴格限制，很少呈現明顯的塑性變形，表現出固有的脆性。與金屬和陶瓷相比，聚合物通常呈現較低的彈性模量和較低的斷裂強度，較高的延伸率。聚合物的另一個重要特性是其力學性能與時間的相關性，即表現出彈性應變的時問相關性——滯彈性，以及室溫下的“蠕變”現象。
當塑性變形進行到一定程度時，材料內部出現裂紋。在外力作用下，裂紋擴展，最終導致斷裂。塑性變形行為和包含裂紋萌生與擴展的斷裂階段的表現，受各種外界因素如載入條件、應力狀態、溫度、應變速率、環境介質，及材料本身狀態如組織結構的顯著影響。可以說，彈性變形、塑性變形和斷裂這三個階段是金屬材料在外力作用下所產生的基本現象。雖然說斷裂清楚地顯示了零件的失效，但應該指出的是，失效可能發生在斷裂之前。在許多情況下，導致失效的是斷裂之前發生的塑性變形，比如，載重卡車超載運行或駛入坑窪地時車軸發生彎曲，就是構件並沒有斷裂但是卻已失效的例子之一。
單向拉伸試驗可以表現出一般塑性材料從變形到斷裂全過程中的力學行為。本章首先從金屬材料最典型的拉伸試驗結果，即從應力一應變曲線開始，探討從彈性變形過渡到塑性變形、頸縮到斷裂全過程的基本特點、機制及物理本質。然後針對不同材料考慮測定其抵抗失效能力的方法。
