工程材料力学性能影响因素研究
  摘要:随着科学技术的不断发展,越来越多的新型材料在生产生活中得以运用,尤其在实际运用层面,在工程运用方面对材料力学性质的分析作用日渐凸显。本文分析材料力学性质,并对其影响因素进行总结,以期对需要相关资料的人士提供一些基础性助力。
   关键词:工程材料;力学;性能;影响因素中国叛徒
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   前言
   材料的韧性、脆性、塑性、弹性、强度和强度属于材料属于材料的基本力学知识范畴,在工程建设中,为了对材料的力学性质进行判断,需要采取性能测试的方式对其的力学性能进行测试,以便对材料的工程质量作出保证。笔者对工程材料力学性能的影响因素仅局限研究,旨在有效提高工程材料的使用品质。
   1对材料强度与强度的影响因素
   1.1材料自身性质的影响
   根据材料的本性可以将材料分为复合、高分子、陶瓷、金属材料四大类,所说的复合材料指的是由两种及以上不同的材料组合成的材料,比如复合型不锈钢,其结合键具有较强的复杂性,对于高分子材料来说,它又被称作聚合物,是由有机合成材料构成的,它的组成元素是大分子化合物,其特点是分子量特别高,大量相互连接且结构性相同的链节都包含在每一个大分子里,比如包括纤维、橡胶及塑料。对于陶瓷材料而言,通常是指由氧的化合物与一种非金属元素及几种非金属元素的化合物。金属材料通常又分有金属和黑金属,同时也包括以金属为基本结构的合金及金属。
   对于影响材料的强度和强度因素来说,首先应对于材料的构造及组成进行分析,材料组成、构造不同都会对材料的强度形成影响,通常所说的材料组成,指的是由于原材料的不同因此合成的材料也有所不同,具体说来是指原材料的复合方式及合成比例[1]。
   其次,材料的孔隙特征及孔隙率也会对材料的强度形成影响,所说的孔隙率是指颗粒间
探望坐月子的礼物孔隙体积与总体积的占有比例,而孔隙特征指的是闭口和开口两种,就相同材料而言,孔隙率与材料强度互为反比,孔隙率越小其强度就会越大,而孔隙率越大其强度则会越小。
   最后,材料的龄期也会对材料的强度形成影响,这主要在混凝土材料方面有着较强的体现,在相关的养护时间内,随着保养时间的增加,混凝土材料的硬度也会随之增加,但是经过一段时间后,混凝土的材料就不会发生变化,最多是在保养时间越长的情况下,发生缓慢性的变化,但同时随着时间的延长,混凝土材料的硬度也会发生变小的情况。
   1.2来自外界条件的影响如何删好友
   在进行力学性能测验的过程中,外界条件也会对工程力学性能形成影响,首先,是湿度和温度的影响,在进行性能检测的过程中,要对室温的适宜性和恒定性有所注意,包括在对金属材料拉伸的试验过程中,应注意室内温度最低不低于10°,最高不高于35°,这是由于这种温度模式下,对材料试验机几乎不会形成影响。但是,在进行力学性能测试试验的过程中,应对铂热电阻、热电偶材料、热敏陶瓷电阻等高精度的对温度变化较为敏感的特殊材料,10°-35°的温度会对试验结果形成一定影响,因此需要修正实验结果。
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   受力面、试件的尺寸和形状都会对测试强度值产生一定影响,由于受力面积以及稳定性和形状的不同,相同材料以不同性质对其进行测量,其强度值都会有所不同。比如对于立方体试件来说,其强度应比柱体试件的强度值要高,而对于相同材料,以不同大小试件测量的过程中,通过大的试件来测验,在强度值方面存在更高情况。而当受力面在不凹凸不平的情况下,包括在对受力面涂抹润滑剂等状况下,则会对测量强度值产生影响,在这种情况下,通常测量强度值较低。
   对于硬度计的加荷时间和速度的影响来说,一旦加荷速度较慢,就会对压入压头时间造成延长,同时也使负荷无法在规定时间内完成,同时过慢的加荷速度等于对加荷时间形成了延长,使外界环境对被测材料的影响形成了强化,因此也对硬度值的测量形成影响。而如果加荷速度过快,则会出现硬度值偏低的现象。
   在测量设备的影响方面,在测量时使用不同的设备进行测量,在结果的精准度方面也有所不同,很多时候也会由于设备较为陈旧,因此还需对硬度值进行估读,而且经过一道道复杂的工序进行测算后,偏差更有跟大增加,进而会对准确性及硬度形成影响。在对材料进行测验的过程中,测量值也会受到试验机的同轴度影响。对于液压试验机来说,其夹力
轴线与材料容易形成偏离导致其不具备稳定性,而对于电子试验机而言,其夹力轴线与材料偏离较小,夹头加持材料较为稳定。
   2对材料塑性与弹性的影响因素
   2.1内在因素的影响
   从内在的影响因素来看,由于外力的作用,会使材料内部发生变形现象,而这其中所说的弹性是指,在外力去除的情况下,材料可以完全恢复到之前原始形态;而在去除外力的情况下,有一部分材料存在不能恢复如初的现象,这就称之为材料的塑性[2]。对于材料塑性与弹性的影响因素的内在因素是指,对于金属材料来说,在内部层面对金属因素的影响包括金属内部的元素及杂质。
   2.2外在因素的影响
   从外部层面来说,对于影响金属硬度以及影响金属塑性的外部因素来说,影响二者的因素是相同的,但是在产生影响的原理方面存在一定不同。首先,受温度影响,通常温度较高的时候,金属的可塑性及延伸性都会变强,同时由于一部分金属内部存在化合物,而且
金属的晶粒也较大,因此金属材料在塑性方面会产生逐渐加强的现象。而在低温模式下,尤其是温度过低的情况下,在弹性和塑性方面又会极大减弱,从而使金属更易断裂,金属脆性变强。
   对于变形状态来说,也会对其产生一定影响,较为常见的就是在金属塑性层面,变形状态会对其形成影响,具体来说变形通常有两种状态,延伸或压缩变形,压缩后的金属内部会使孔隙变小,因此结构和组织也更具紧密性,同时外界的因素对其形成影响的可能性也变小,从而可以更好的储存了金属的塑性,也对金属的纯度进行保证,而在这种情况下,可以更好释放金属塑性;但是对于金属的延伸性来说,却与塑性的情况正好相反,在延伸金属的过程中,金属的延伸性与延伸面积成反比,延伸面积越大延伸性就会相对减弱。这是由于,对金属和外界的接触面积扩大后,会使金属受外界影响的可塑性有所降低,因此也就相应的降低了金属的塑性。也就是说,朝着一个方向延伸两个方向压缩就是对金属塑性变形进行最好释放的方式。
   3对材料韧性与脆性的影响因素
   对于材料脆性与韧性的影响来说,也分为内部因素和外部因素,内部因素是指材料的晶
粒结构、化学成分、组织结构产生的影响,这是由于合金元素及杂质包含与化学材料中,同时还有一部分碳元素可以对其形成影响,具体说来晶粒的尺寸以及碳元素都会从韧性方面对其形成影响[3]。通常来讲,金属的韧性受晶粒大小的影响较大,如果某种材料其面积很大但晶粒很小,在这种情况下如果要对其进行破坏,则需要借助更大的外力来进行。其原理在于晶界面中有裂纹扩展时,会有更多的能力形成消耗,所以说材料的韧性与晶粒的大小成反比,晶粒越大材料的韧性反而越弱,而晶粒越小材料在韧性方面则会越强,因此其强度也就会更大。
   结语
   综上所述,由于材料的发展应用范围不断扩大,其使用性能也逐渐被人们所认可,并且相关人士也越来越重视材料的力学性质,对材料力学性质的影响因素进行了解,并在测量中,对上述现象进行关注,可以对由于上述因素对材料力学形成的检测事物产生的影响进行有效规避,从而对检测结果的准确性进行保证。
   
   参考文献:
   [1]叶芳霞.工程材料力学性能课程教学改革思考与探索[J].中国教育技术装备,2019(18):76-78.
   [2]许磊,黄菊.新工科与工程教育专业认证背景下材料力学课程教学改革思考[J].中国现代教育装备,2019(17):99-101.
   [3]苏星.工程材料力学性能影响因素研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2016,25(01):199-200.