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机械制造基础
工程材料应用基础
null绪 论
1、机械制造基础的课程性质：
①一门研究机械制造全过程中，金属零件制造工艺的综合性技术学科。
②工科院校的一门综合性技术基础课程，是机械类专业的必修课之一。
2、机械制造基础的课程任务：可用以下表达式描述机械制造的全过程。
第一章 金属材料的力学性能第一章 金属材料的力学性能第一节 强度与塑性
第二节 硬度
第三节 冲击韧度
第四节 疲劳
一、拉伸试验一、拉伸试验在万能材料实验机上做拉伸实验第一节 强度与塑性null二、强度二、强度金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的性质不同，分为：
屈服强度s 、抗拉强度b 、抗压强度b c、抗剪强度τb等。
1、屈服点与屈服强度
金属材料开始产生屈服现象时的最低应力值称为屈服点，用符号σs 表示。
σs=Fs/Ao
式中Fs—试样发生屈服时的载荷（N）;
Ao—试样的原始横截面积（mm2）。null 工业上使用的某些金属材料，如高碳钢、铸铁等，在拉伸过程中，没有明显的屈服现象，无法确定其屈服点σs ，按GB/T2228
规定
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，可用屈服强度σ0.2来表示该材料开始产生塑性变形时的最低
应力值。屈服强度为试样标
距部分产生0.2%残余伸长时
的应力值，即
σ0.2=F0.2/Ao
式中 F0.2—试样标距产生的0.2%残
余伸长时载荷（N）；
Ao—试样的原始横截面积（mm2）。
2、抗拉强度2、抗拉强度金属材料在断裂前所能承受的最大应力值称为抗拉强度，用符号σ b表示。
σ b=Fb/Ao
式中 Fb—试样在断裂前所承受的载荷（N）；
Ao—试样原始横截面积（mm2）。三、塑性金属材料的载荷作用下，断裂前材料发生不可逆转永久变形的能力称为塑性。
通过拉伸试验可测定材料的塑性。
常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率ψ。
=(L1-L0)/L0 ψ=(F0-F1)/F0第二节 硬度第二节 硬度硬度是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
可用硬度试验机测定，常用的硬度指标有布氏硬度HBW、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度HV。 null第三节、冲击韧度第三节、冲击韧度null试验时，将试样放在试验机两支座上，。把质量为m的摆锤抬到高H，使摆锤具有位能为mHg。摆锤落下冲断试样后升至h高度,具有位能为mhg，故摆锤冲断试样推动的位能为mHg—mhg，这就是试样变形和断裂所消耗的功称为冲击吸收功AK，即
AK=mg(H-h)
用试样的断口处截面积SN（cm2）去除AK（J）即得到冲击韧度，用ak表示，单位为J/cm2.
aK=AK/SN
第四节、疲劳第四节、疲劳一、疲劳概念
虽然零件所承受的交变应力数值小于材料的屈服强度，但在长时间运转后也会发生断裂，这种现象称为疲劳断裂。 据统计，机械零件断裂中有80%是由于疲劳引起。 二、疲劳曲线与疲劳极限 二、疲劳曲线与疲劳极限 试验
证明
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，金属材料所受最大交变应力σmax 愈大，则断裂前所受的循环周次N（定义为疲劳寿命）愈少，这种交变应力σmax 与疲劳寿命N的关系曲线称疲劳曲线或S—N曲线
工程上规定，材料经受相当循环周次不发生断裂的最大应力称为疲劳极限，以符号σ-1表示。 null钢铁材料：107次
非铁合金：108次null三、提高材料疲劳极限的途径三、提高材料疲劳极限的途径1、设计方面 尽量使用零件避免交角、缺口和截面突变，以避免应力集中及其所引起的疲劳裂纹。
2、材料方面 通常应使晶粒细化，减少材料内部存在的夹杂物和由于热加工不当引起的缺陷。如疏松、气孔和表面氧化等。
3、机械加工方面 要降低零件表面粗糙度值。
4、零件表面强化方面 可采用化学热处理、表面淬火、喷丸处理和表面涂层等，使零件表面造成压应力，以抵消或降低表面拉应力引起疲劳裂纹的可能性。
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