材料力学中失效包括哪几种形式

Question

如题所述

Answer 1

在材料力学中，失效通常包括屈服失效、断裂失效、疲劳失效。

1、屈服失效

这种失效是指材料在受到超出其承受能力的应力作用后，发生了塑性变形，导致其无法继续承载或保持原有的形状和尺寸。例如，一根钢筋在受到过大的压力时，会发生塑性变形，使得钢筋无法再作为结构材料使用。

2、断裂失效

这种失效是指材料在受到应力作用时，由于材料的力学性能不足或者材料存在缺陷，如裂纹、夹杂物等，导致材料在应力作用下发生突然的断裂，从而使得材料失去承载能力。例如，一根钢梁在受到过大的集中力作用时，可能会在应力集中部位发生断裂。

3、疲劳失效

这种失效是指材料在受到交变应力作用时，由于材料的疲劳强度不足或者材料存在疲劳裂纹，导致材料在循环应力作用下发生疲劳断裂。疲劳断裂通常需要经过一段时间的应力循环之后才会发生，是一种比较常见的失效形式。例如，一根经过长时间使用的螺栓可能会出现疲劳断裂。

材料力学的特点：

1、跨学科性

材料力学涉及到多个学科领域，如物理学、化学、生物学等。在材料力学的研究中，需要用到这些学科的知识和理论，以深入探讨材料的力学性能和失效机理。例如，在研究材料的强度和稳定性时，需要用到物理学中的能量守恒定律、化学中的元素周期表以及生物学中的细胞力学等知识。

2、实验性

材料力学的研究常常需要通过实验手段来验证和探究材料的力学性能。实验中需要用到各种材料力学测试设备和方法，如万能试验机、电子显微镜、X射线衍射仪等。这些实验技术和设备的不断发展，使得我们对材料的力学性能有了更深入的了解和认识。

3、工程应用性

材料力学是一门应用性很强的学科，其研究成果可以直接应用于工程实践中。例如，在建筑结构的设计中，需要对材料的力学性能进行评估，以便选择合适的材料。此外，材料力学还在汽车制造、航空航天、能源等领域中有着广泛的应用。