常用力学性能公式和含义
金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面积之比成为抗拉强度 σb = Pb / Fo 式中： Pb —— 试样拉断前的最大负荷 Fo —— 试样原横截面积 试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其折断时，折断截面所承受的最大正应力 对圆试样 σbb = 8PL / πd3 对矩形试样 σbb = 3PL / 2bh2 式中： P —— 试样所受最大集中载荷 L —— 两支承点间的跨距 d —— 圆试样截面之外径 b —— 矩形截面试样之宽度 h —— 矩形截面试样之高度 材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正应力 σbc = Pbc / Fo 式中： P —— 试样所受最大集中载荷 L —— 两支承点间的跨距 d —— 圆试样截面之外径 b —— 矩形截面试样之宽度 h —— 矩形截面试样之高度 金属试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样扔继续发生变形的现象称为屈服。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限 对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生0.2%永久变形的应力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限 金属能保持弹性变形的最大应力 在弹性变形阶段，金属材料所承受的和应变能保持正比的最大应力，称为比例极限 σp = Pp / Fo 式中： Pp —— 规定比例极限负荷 Fo —— 试样原横截面积 金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比 金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。δ5是标距为5倍直径时的伸长率，δ10是标距为10倍直径时的伸长率 对于各向同性的材料，泊松比表示：试样在单向拉伸时，横向相对收缩量与轴向相对伸长量之比 μ = E / 2G - 1 式中： E —— 弹性模量 G —— 切变模量 金属材料对冲击负荷的抵抗能力称为韧性，通常用冲击值来度量。用一定尺寸和形状的试样，在规定类型的试验机上受一次冲击负荷折断时，试样刻槽处单位面积上所消耗的功 ak = Ak / F 式中： Ak —— 冲击试样所消耗的冲击功 F —— 试样缺口处的横截面积 试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均剪应力 双剪：σr = P / 2Fo 单剪：σr = P / Fo 式中： P —— 剪切时的最大负荷 Fo —— 受剪部位的原横截面积 指金属材料在给定温度下，经过规定时间发生断裂时，所承受的应力值 金属材料在给定温度下和在规定的试验时间内，使试样产生一定蠕变变形量的应力值 材料试样在对称弯曲应力作用下，经受一定的应力循环数N而扔不发生断裂时所能承受的最大应力。对钢来说，如应力循环数N达106~107次扔不发生疲劳断裂时，则可认为随循环次数的增加，将不再发生疲劳断裂。因此常采用N=(0.5~1)×107为基数，确定钢的疲劳极限 由于蠕变，金属材料在总变形量不变的条件下，其所受的应力随时间的延长而逐渐降低的现象称为应力松弛，简称松弛 金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性叫弹性。在弹性范围内，金属拉伸试验时，外力和变形成比例增长，即应力与应变成正比例关系时，这个比列系数就成为弹性模量，也叫正弹性模数 金属在弹性范围内，当进行扭转试验时，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比例关系时，这个比例系数就称为剪切弹性模量 硬度是指材料抵抗外物压入其表面的能力。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标 用钢球（淬硬的）压入试样表面，并在规定载荷作用下保持一定时间，以其压痕面积除以载荷所得的商表示材料的布氏硬度。它只适用于测量硬度小于HB450的退火、正火、调质状态下的钢、铸铁及有色金属的硬度 利用金刚石圆锥或淬硬钢球，在一定压力下压入试件表面，然后根据压痕深度表示材料的硬度。分HRA，HRB，HRC三种； HRC系用圆锥角位120°的金刚石压头加1470N（150kg）的载荷进行试验所得到的硬度值，适用于测量调质钢、淬火钢等较硬的金属； HRB系用直径为1.59mm的淬硬钢球加980N（100kgf）的载荷进行试验所得的硬度值，适用于测量有色金属、退火和正火钢等较软的金属； HRA系用顶角为120°的金刚石圆锥加588N（60kg）的载荷进行试验得到的硬度值，适用于测量表面淬火层、渗碳层或硬质合金材料； 试验原理同HR洛氏硬度。不同的是试验载荷较轻。HRN的压头是顶角为120°金刚石圆锥体。载荷分为15kgf，30kgf，45kgf，标注为：HRN15，HRN30，HRN45。HRN的压头是直径为1.5875mm的淬硬钢球，载荷分别为15kgf，30kgf，45kgf。标注为：HRN15，HRN30，HRN45。表面洛氏硬度只适用于钢材表面渗碳、渗氮等处理的表面层硬度，以及较薄、较小试件的硬度的测定 用夹角α为136°的金刚石四棱椎压头，压入试件，以单位压痕面积上所受载荷表示材料的硬度，维氏硬度的压痕线，广泛用来测定金属薄镀层或化学热处理后的表面层硬度，以及小型、薄型工件的硬度 其原理与维氏硬度一样，只是用小的负荷【小于9.8N（1kg）的力】，仪器上装有金相显微镜。用于测量金属和合金的显微组织和极薄表面层的硬度值 利用压头（撞针）在一定高度落于被测试样的表面，以其撞针回跳的高度表示材料的硬度。适用于不易搬动的大型机件如大的钢结构、轧辊等
