對于我們常見的材料這種通過特殊工藝加工出來的混合物也有其特有的屬性:強度 彈性模量 彈性變形 沖擊韌性 破壞失效形式。
工程上常將延伸率>5%的材料稱為塑性材料,而將延伸率<5%的材料稱為脆性材料。對于塑性材料,其抗拉與抗壓強度基本相等,對于脆性材料,其抗拉強度一般小于其抗壓強度。塑性材料失效一般用屈服強度衡量。脆性材料失效一般用抗拉強度衡量。
材料力學(xué)中的對于塑性材料的拉伸壓縮試驗就可以看出,塑性材料有明細的屈服階段,接著是強化階段,最后到破壞。并且在拉伸和壓縮過程中塑性材料的應(yīng)力曲線基本重合,規(guī)定塑性材料的失效用屈服強度衡量。
同樣在材料力學(xué)中舉例的脆性材料是鑄鐵,脆性材料的拉伸壓縮試驗得出的結(jié)論是:脆性材料的抗壓強度遠遠高于抗拉強度,打個比方說拉伸時候用1N的力就失效了,改成壓縮用5N的力才發(fā)生失效,并且對于脆性材料來說沒有明顯的屈服階段,所以對于脆性材料來說其失效一般用抗拉強度來衡量。
塑性材料和脆性材料的不同還體現(xiàn)在抗沖擊上。材料力學(xué)上有一句話“一般來說,塑性材料的抗沖擊能力遠高于脆性材料”。這句話說的很好,基本和沒有說一樣,前面加上一般來說,后面是遠高于,太嚴(yán)謹了,沒有一點數(shù)據(jù)支撐。從這句話中也可以看出,材料力學(xué)是一門以試驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,所有的結(jié)論的得出都有一定的局限性。緊接著材料力學(xué)中舉出了一個例子:低碳鋼的沖擊沖擊韌性遠高于鑄鐵。
沖擊韌性是材料的性能指標(biāo),之前材料的一個性能指標(biāo)是彈性模量。
感覺材料力學(xué)就是就是一門以實驗結(jié)果為導(dǎo)向,不斷增加理論在豐富自己,使得自己能解釋多數(shù)自然現(xiàn)象的一門學(xué)科。比如在強度解決不了剛度問題的時候,引入了剛度也就是變形和撓度的概念來解決,剛度解決不了穩(wěn)定性問題的時候又引進了穩(wěn)定性的概念即長細比的定義,解決不了脆性材料和塑性材料問題的時候,又引進了沖擊韌性這個材料的屬性。以及交變載荷和應(yīng)力集中等等。
上一段中我說解決不了也不合適,表達能力不好,其實我想表達的是現(xiàn)實中真實存在的現(xiàn)象出來了,材料力學(xué)有相應(yīng)的理論去解釋。