《材料物理性能》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 无机材料的断裂强度 2.1 固体材料的微裂纹理论 2.2 无机材料中微裂纹的起源 2.3 无机材料断裂强度的测试方法 2.4 显微结构对强度的影响

习题 一试样长40cm,宽10cm,厚1cm,受到应力为1000N拉力，其杨氏模量为3.5×10°N/m, 能伸长多少厘米？ 40cm 1cm 10cm Load Load 解： △/=e6= 6 F.6 1000×40 =0.0114(c) 46·E1×10×10-4×3.5×109 5一材料在室温时的杨氏模量为3.5×10°N/m,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模 量。 解：根据E=2G1+4)=3B1-2)可知： 剪切模量G=一E 3.5×108 =1.3x108(P0≈130(4Pa) 21+4)21+0.35) 体积模量B= E 3.5×108 =3.9×103(Pa)≈390(dPa) 30-24)31-0.7)

习题 4 5

材料物理性能(A) 第二章无机材料的断裂强度 材料科学与工程学院 郭学

材料科学与工程学院 郭学 第二章 无机材料的断裂强度

主要内容 主要内容： 1.断裂强度的微裂纹理论 2微裂纹的起源 3.断裂强度的测试方法 4.显微结构对断裂强度的影响

主要内容 主要内容： 1.断裂强度的微裂纹理论 2 微裂纹的起源 3.断裂强度的测试方法 4.显微结构对断裂强度的影响

课程导入 随着外力作用的持续增大或应力作用时间的延续，材料在形变 达到一定程度之后将发生断裂。 5

课程导入 随着外力作用的持续增大或应力作用时间的延续，材料在形变 达到一定程度之后将发生断裂。 5

2.无机材料的断裂强度 30 不同材料应力-应变曲线 8 一陶瓷材料 25 一金属材料 6 20 一有机材料 延伸率 第三阶段蠕变 4 第二阶段蠕变 5 102 10 第一阶段蠕变 5 0 弹性变形 时间（小时） 100 200 300 20 40 60 80 名义应变 随着外力作用的持续增大或应力作用时间的延续，材料在形变达到一定程度之后 将发生断裂

2. 无机材料的断裂强度 0 5 10 15 20 25 30 0 20 40 60 80 名义应力 名义应变 不同材料应力-应变曲线 陶瓷材料 金属材料 有机材料 延 伸 率 × 102 8 6 4 2 0 0 100 200 300 时间（小时） 第二阶段蠕变 第三阶段蠕变 第一阶段蠕变 弹性变形 随着外力作用的持续增大或应力作用时间的延续，材料在形变达到一定程度之后 将发生断裂

2.无机材料的断裂强度 根据断裂时应力和时间的关系，断裂大致可以分为两大类： 瞬时断裂： 以较快的速率持续增大的应力作用下发生的断裂 断裂分类 延迟断裂（疲劳断裂)： 材料在以缓慢的速率持续增大的外力作用下发生的断裂 材料在承受恒定外力作用一段时间之后发生的断裂 材料在交变荷载作用一段时间之后发生的断裂等 评价材料断裂行为的一个最为主要的参数是断裂强度

2. 无机材料的断裂强度 断裂分类 瞬时断裂： 以较快的速率持续增大的应力作用下发生的断裂 延迟断裂（疲劳断裂）： 材料在以缓慢的速率持续增大的外力作用下发生的断裂 材料在承受恒定外力作用一段时间之后发生的断裂 材料在交变荷载作用一段时间之后发生的断裂等 评价材料断裂行为的一个最为主要的参数是断裂强度。 根据断裂时应力和时间的关系，断裂大致可以分为两大类：

2.无机材料的断裂强度 与断裂强度有关的问题 哪些因素影响材料的强度？ 这些因素与显微结构间的关系？ 材料在怎样的状态下断裂？ 断裂过程怎样？ 韧性是什么？ 材料的可靠性？ 可能用于什么地方？

2. 无机材料的断裂强度 哪些因素影响材料的强度？ 这些因素与显微结构间的关系？ 材料在怎样的状态下断裂? 断裂过程怎样？ 韧性是什么？ 材料的可靠性？ 可能用于什么地方？ 与断裂强度有关的问题

2.无机材料的断裂强度 与材料强度有关的断裂力学的内容： 。着眼于裂纹尖端应力集中区域的力场和应变场分布； ·研究裂纹生长、扩展最终导致断裂的动态过程和规律； ·研究抑制裂纹扩展、防止材料断裂的条件。 ·给工程设计、合理选材、质量评价提供判据

2. 无机材料的断裂强度 与材料强度有关的断裂力学的内容： • 着眼于裂纹尖端应力集中区域的力场和应变场分布； • 研究裂纹生长、扩展最终导致断裂的动态过程和规律； • 研究抑制裂纹扩展、防止材料断裂的条件。 • 给工程设计、合理选材、质量评价提供判据

2.1固体材料的微裂纹理论 2.1固体材料的微裂纹理论

2.1 固体材料的微裂纹理论 2.1 固体材料的微裂纹理论

2.1固体材料的微纹理论 2.1.1固体材料的理论断裂强度 所谓固体材料的理论断裂强度，就是固体材料断裂强度在理论上可能达到 的最高值，又称为理论结合强度。 断裂本质是破坏原子间的结合力 只有克服了原子间结合力，材料才能断裂。 原子间结合力二 应力应变关系 理论断裂强度 不同的组成 不同的结构 使问题复杂化 不同的键合方式

2.1 固体材料的微裂纹理论 2.1.1 固体材料的理论断裂强度 所谓固体材料的理论断裂强度，就是固体材料断裂强度在理论上可能达到 的最高值，又称为理论结合强度。 只有克服了原子间结合力，材料才能断裂。 断裂本质是破坏原子间的结合力 原子间结合力 应力应变关系 理论断裂强度 不同的组成 不同的结构 不同的键合方式 使问题复杂化