一、需要掌握的概念 材料力学性能的定义、弹性变形、线弹性、滞弹性、弹性后效、弹性模量、泊松比、弹性比功、体弹性模量
材料力学性能的定义
强度和塑性和结构材料永恒的主题！
是指材料的形状和尺寸 在外力去除后完全恢复原样 的行为。
线弹性我们刚刚谈到了线弹性，在单轴拉伸 的条件下，其斜率就是杨氏模量 （E）。
杨氏模量的物理本质杨氏模量是原子价键强度的直接反应 。 共价键结合的材料杨氏模量最高，分子键最低，金属居中。对同一晶体，其杨氏模量可能随着晶体方向的不同而不同，俗称各向异性。模量和熔点成正比例关系。
影响杨氏模量的因素过渡金属的弹性模量较大，并且当d层电子数为6时模量最大。
外部因素
2. 加载速率： 工程技术中的加载速率一般不会影响金属的弹性模量。
简单来说，泊松比就是单轴拉伸或压缩时材料横向应变和轴向应变比值的负数 。 事实上，当材料在沿加载方向上伸长（或缩短）时，通常会在垂直于轴向方向上发生收缩（或膨胀）。 这两个量之间的比值就是泊松比。
关键点： 拉伸时为正值，压缩时为负值 。所以：
- 一般材料的泊松比为正值，在0到0.5之间。
- 个别材料的泊松比为0，就是说他们在受压时，横向几乎没有膨胀。
- 有些材料的泊松比是赋值，他们在被拉伸变长时，同时在垂直于拉伸方向膨胀，如聚合物的泡沫。
体弹性模量弹性比功（We）从上式可以看出，提高we的有效手段是提高弹性应力极大值。
完善弹性（多见于单晶材料） ：将低于弹性极限的应力瞬间骤然加到材料试件上，立即产生了一个应变，在随后保持应力不变的情况下，如果应变不随着载荷保持时间变化， 则为完善弹性（即在弹性范围内，应力没变，应变也不会变 ）。
反弹性后效（弹性蠕变、多见于多晶材料）： 相同的情况下，骤然去除外力之后，应变瞬时回复一部分，剩余部分随着时间逐渐消失，这种现象称之为反弹性后效。
滞弹性变形通过拉伸试验所测定的材料的性能指标统称为拉伸性能 。
屈服强度或屈服点： 定义为材料开始发生塑性变形所对应的应力 。
影响材料屈服强度因素工程应力和应变就时我们平时所说的应力和应变。而真实应力没有什么变化，但是真实应变的定义是ln的关系，如下所示：
它的特点是： 在小应变条件下， 工程应力应变曲线的差别不大。如下所示：
但是真的应变可以正确的反应应变的变化趋势，且真应变是可以叠加的。
是指材料的流变应力随着应变的增加而增加的现象。 也就是在屈服点之后上升的那一段曲线。
加工硬化指数在工程上的意义加工硬化指数n反映了材料开始屈服后，继续变形时材料的应变硬化能力。 通常n越大，那么他抵抗局部变形的能力就越强，材料就越容易发生均匀变形。
材料在拉伸条件下均匀变形时所能经受的最大应力，是材料在静拉伸条件下的最大承载力。
如上图所示： 拉伸强度即拉伸条件下能承受的最大应力（即曲线的最高点处对应的应力值）。
出现颈缩后，材料的局部受力状态从单向拉伸变成了三向拉伸。
断面收缩率与延伸率 注意： 标距大小和延伸率是有关系的， 对于同一试样，标距越短， 那么颈缩对于总应变的贡献就越大。
材料拉压的不对称性脆性材料的抗压强度远远高于拉伸强度 。 因此，通常情况下，脆性材料常用来制造受压零件。
包辛格效应需要重点掌握的内容： 了解5类经典的压入硬度大致测试特征 ，压头的形状 ，各自的优点和缺点 ，适用范围 。给出特定的受试材料可以选出适宜的硬度测试方法 。
它是物理学专业术语，材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度 。 固体是对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。
压入硬度，主要用于金属材料，方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料 ， 以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬 。 由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度分为之前介绍的几种。
什么是布氏硬度? --- 是用来测量硬度，第一个测量硬度的方法。
记忆： B即布氏硬度， 其中B上下有两个球，上面的就是压入的球，下面的就是压出来的球。
布氏硬度测试时，需要一定的载荷保持时间 。
什么是洛氏硬度？ 即一种测试硬度的方法。
为什么要使用洛氏硬度？ 因为布氏硬度存在缺点，洛氏硬度对之进行了改进。
记忆 ： 洛氏硬度HR，R有Reform（改革）之意，即洛氏硬度是对布氏硬度的改革。
显然，如果材料比较软，那么压痕就深，硬度就小；如果材料硬，那么压痕就浅，硬度就大。
之前使用布氏硬度的时候，对于软的材料是不适用的，所以洛氏硬度对此必定是由改善的。
显然，前两者已经存在了，那么维氏硬度的出现一定是为了改善前两者的缺点的。在原理上，洛氏硬度已经做得不错了，所以维氏硬度沿用了相同的原理。 只是将压头修改为了136度的四方角椎体金刚石。
所以维氏硬度相对于洛氏硬度的改进在于压头的改进。
于是可以看到维氏硬度的优点 是：
- 不存在布氏硬度实验那种载荷和压头直径比例的约束。
- 不存在变形问题。
- 由于角锥压痕轮廓清晰，采用对角线长度计量 ， 精确可靠。
- 不存在洛氏硬度的硬度级无法统一的缺点 ，而且较洛氏硬度能够更好的测量极薄试样的硬度。
既然维氏硬度已经很好的解决大部分问题了，那么显微硬度的出现是为了什么呢？ 为了小、薄样品或组织而生。
显微硬度的原理类似于维氏硬度。 它的主要特征是载荷小并且使用了小型化的维氏压头和努氏压头。
几种硬度方法的比较断裂是指材料在外力的作用下分裂成两片或更多片的行为，它是机械和工程构件发生实效的主要形式之一。
脆性断裂的宏观特征- 断裂前不发生塑性变形 。
- 裂纹的扩展速度往往很快，接近音速 。
- 断裂前没有明显的征兆可寻 ，且断裂时突然发生的， 因而往往引起严重的后果 。
脆断端口特征注意 ：微量元素可以剧烈的影响材料的塑性与变形机制 。
解理断裂传统安全设计准则有时虽然工作应力远低于材料屈服强度时也会发生所谓的低应力脆断的现象。 因为传统力学把材料看成是均匀的，没有缺陷的， 没有裂纹的理想固体，但是实际的工程材料， 在制备过程中， 都会产生各种宏观缺陷乃至宏观裂纹。
当金属在塑性变形不均匀，当变形受到阻碍（如晶界、第二相等）产生了很大的应力集中，当应力集中达到了理论断裂强度，而材料又不能通过塑性变形使得应力松弛时 ， 这样就开始萌生裂纹 。
格里菲斯断裂理论
缺口由于温度周期变化而引起零件或构件的膨胀和收缩，而又因为这种膨胀和收缩受到约束，产生了交变热应力， 由这种交变热应力引起的材料性能的改变就是热疲劳。
热疲劳破坏使材料或工件表面产生很高的压应力， 表面处理： 滚压，喷丸和渗氮。
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