航空材料力學(xué)性能檢測

序言
前言
第1篇基 礎(chǔ) 知 識
第1章航空材料基礎(chǔ)知識
1.1材料性能
1.1.1材料性能的分類
1.1.2材料性能與其成分、組織、工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系
1.2飛機(jī)設(shè)計思想的發(fā)展及對材料性能的要求
1.3航空主要金屬結(jié)構(gòu)材料的分類及應(yīng)用
1.3.1結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼
1.3.2高溫合金
1.3.3鋁合金
1.3.4鈦合金
1.4復(fù)合材料概述
1.4.1復(fù)合材料的定義
1.4.2復(fù)合材料的組成
1.4.3復(fù)合材料的主要特點(diǎn)
1.4.4復(fù)合材料的分類
1.4.5復(fù)合材料的應(yīng)用
1.4.6復(fù)合材料的基本力學(xué)性能
1.5力學(xué)性能試驗(yàn)取樣與制備
1.5.1取樣類型及取樣原則
1.5.2試樣軸線的標(biāo)識方法
1.5.3試樣的制備
1.5.4試樣包裝與防護(hù)
1.6力學(xué)性能試驗(yàn)方案設(shè)計
1.6.1試驗(yàn)方案策劃
1.6.2試驗(yàn)方法與步驟
1.6.3試驗(yàn)質(zhì)量控制
1.6.4數(shù)據(jù)處理方法及結(jié)果表達(dá)
1.6.5試驗(yàn)結(jié)果評估
思考題
第2章金屬的變形
2.1基本概念
2.1.1外力與內(nèi)力
2.1.2變形的基本形式
2.1.3應(yīng)力與應(yīng)變
*2.1.4應(yīng)力狀態(tài)的柔性系數(shù)
2.2金屬的彈性變形
2.2.1彈性變形的特點(diǎn)
2.2.2胡克定律
2.3彈性模量
2.3.1彈性模量的物理意義
2.3.2影響彈性模量的因素
2.3.3金屬的彈性與彈性比功
2.4金屬的塑性變形
2.5金屬的形變強(qiáng)化
2.5.1形變強(qiáng)化的工程意義
2.5.2形變強(qiáng)化曲線和形變強(qiáng)化指數(shù)
2.5.3影響形變強(qiáng)化的因素
思考題
第3章金屬的斷裂與斷口分析
3.1斷裂的類型
3.1.1韌性斷裂與脆性斷裂
3.1.2穿晶斷裂與沿晶斷裂
3.1.3剪切斷裂與解理斷裂
3.1.4按受力狀態(tài)和環(huán)境介質(zhì)分類
3.2斷口分析
3.2.1斷口分析的內(nèi)容
3.2.2斷口分析的基本方法
3.3斷口的宏觀形貌特征
3.3.1靜載荷下斷口的宏觀形貌特征
3.3.2沖擊斷口的宏觀形貌特征
3.3.3疲勞斷口的宏觀形貌特征
3.3.4沿晶斷裂的宏觀形貌特征
3.3.5實(shí)際構(gòu)件斷口的宏觀分析
3.4疲勞斷裂的微觀形貌特征
3.4.1疲勞裂紋擴(kuò)展斷口的微觀形貌特征
3.4.2近門檻值擴(kuò)展區(qū)斷口的微觀形貌特征
3.4.3低周疲勞斷口的微觀形貌特征
3.4.4腐蝕疲勞斷口的微觀形貌特征
*3.5應(yīng)力腐蝕與氫脆斷口
3.5.1應(yīng)力腐蝕斷口的形貌特征
3.5.2氫脆斷口的形貌特征
思考題
第4章 航空材料力學(xué)性能檢測目錄第4章數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析基礎(chǔ)知識
4.1基本概念
4.1.1母體、個體和子樣
4.1.2平均值和中值
4.1.3方差和標(biāo)準(zhǔn)差
4.1.4變異系數(shù)
4.1.5隨機(jī)變量和概率密度函數(shù)
4.1.6分布函數(shù)和可靠度
4.2常用分布函數(shù)及其應(yīng)用
4.2.1正態(tài)分布及其應(yīng)用
4.2.2威布爾分布及其應(yīng)用
4.2.3t分布及其應(yīng)用
4.2.4χ2分布及其應(yīng)用
4.2.5F分布及其應(yīng)用
4.3回歸分析簡介
4.3.1回歸分析的基本概念
4.3.2一元線性回歸分析
4.4數(shù)據(jù)基值簡介
4.4.1-3σ基值
4.4.2A基值和B基值
4.4.3S基值
4.4.4典型基值
4.4.5數(shù)據(jù)基值表達(dá)設(shè)計許用值的使用原則
4.5數(shù)值修約
4.5.1數(shù)值修約規(guī)則
4.5.2修約間隔為非10n單位的修約
4.5.3界限數(shù)值的修約
4.6試驗(yàn)結(jié)果的測量不確定度簡介
4.6.1測量不確定度的基本概念
4.6.2測量不確定度的評定方法
4.6.3測量不確定度的評定步驟
4.6.4測量不確定度的評定實(shí)例
思考題
第2篇短時力學(xué)性能
第5章金屬的拉伸試驗(yàn)
5.1基本概念
5.1.1拉伸圖和應(yīng)力應(yīng)變曲線
5.1.2拉伸過程的物理現(xiàn)象及性能指標(biāo)
5.1.3拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的分析與比較
5.2試驗(yàn)設(shè)備
5.2.1拉力試驗(yàn)機(jī)
5.2.2引伸計
5.2.3高、低溫試驗(yàn)裝置
5.3拉伸試樣
5.3.1比例試樣
5.3.2試樣的形狀和尺寸
5.3.3試樣的加工要求
5.4試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
5.4.1測量試樣原始橫截面積So
5.4.2標(biāo)記原始標(biāo)距Lo
5.4.3選擇試驗(yàn)機(jī)和引伸計
5.4.4確定試驗(yàn)速率
5.5強(qiáng)度指標(biāo)的測定
5.5.1上、下屈服強(qiáng)度的測定
5.5.2規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度的測定
5.5.3規(guī)定總延伸強(qiáng)度的測定
5.5.4規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度的測定
5.5.5抗拉強(qiáng)度的測定
5.6塑性指標(biāo)的測定
5.6.1斷面收縮率Z
5.6.2斷后伸長率A
5.6.3斷裂總延伸率At
5.6.4最大力總延伸率和最大力塑性延伸率
5.6.5屈服點(diǎn)延伸率Ae
5.7彈性模量及泊松比的測定
5.7.1彈性模量的測定
5.7.2泊松比的測定
5.8應(yīng)變硬化指數(shù)n值的測定
5.8.1真應(yīng)力和真應(yīng)變
5.8.2試驗(yàn)原理
5.8.3試驗(yàn)程序
5.9高、低溫拉伸試驗(yàn)
5.9.1高溫拉伸試驗(yàn)
5.9.2低溫拉伸試驗(yàn)
*5.10管材、絲材及薄板的拉伸試驗(yàn)
5.10.1金屬線材拉伸試驗(yàn)
5.10.2金屬管材拉伸試驗(yàn)
5.11試驗(yàn)結(jié)果的分析處理表達(dá)
5.11.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理
5.11.2試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值修約
5.11.3試驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)
5.12影響拉伸試驗(yàn)結(jié)果的主要因素
5.12.1試樣形狀、尺寸及表面粗糙度的影響
5.12.2試樣裝夾的影響
5.12.3試驗(yàn)速度的影響
思考題
第6章金屬的硬度試驗(yàn)
6.1布氏硬度
6.1.1試驗(yàn)原理
6.1.2試驗(yàn)規(guī)范及相似原理的應(yīng)用
6.1.3試樣及試驗(yàn)儀器
6.1.4技術(shù)要求和試驗(yàn)操作要點(diǎn)
6.1.5試驗(yàn)結(jié)果處理
6.1.6應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)
6.2洛氏硬度
6.2.1試驗(yàn)原理
6.2.2試樣及試驗(yàn)儀器
6.2.3技術(shù)要求和試驗(yàn)操作要點(diǎn)
6.2.4試驗(yàn)結(jié)果處理
6.2.5表面洛氏硬度
6.2.6應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)
6.3維氏硬度
6.3.1試驗(yàn)原理及特點(diǎn)
6.3.2試樣及試驗(yàn)儀器
6.3.3技術(shù)要求和試驗(yàn)操作要點(diǎn)
6.3.4試驗(yàn)結(jié)果處理
6.3.5應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)
6.4顯微硬度測定法
6.4.1維氏顯微硬度
6.4.2努氏顯微硬度
*6.5肖氏硬度
6.5.1試驗(yàn)原理
6.5.2試樣及試驗(yàn)儀器
6.5.3試驗(yàn)操作要點(diǎn)
6.5.4試驗(yàn)結(jié)果處理
6.5.5應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)
思考題
第7章金屬的沖擊試驗(yàn)
7.1概述
7.1.1加載速度與變形速度
7.1.2沖擊載荷下金屬變形與斷裂的特點(diǎn)
7.1.3沖擊韌度的意義
7.1.4沖擊試驗(yàn)的應(yīng)用
7.2夏比擺錘沖擊試驗(yàn)
7.2.1試驗(yàn)原理
7.2.2沖擊試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)
7.2.3試樣設(shè)計與制備
7.2.4試驗(yàn)設(shè)備
7.3室溫沖擊試驗(yàn)
7.3.1試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
7.3.2試驗(yàn)操作步驟
7.3.3試驗(yàn)結(jié)果的處理及表達(dá)
7.3.4影響沖擊試驗(yàn)結(jié)果的主要因素
7.4高溫和低溫沖擊試驗(yàn)
7.4.1高溫和低溫試驗(yàn)裝置
7.4.2試樣定位
7.4.3試樣保溫時間
*7.4.4溫度補(bǔ)償
7.5其他沖擊試驗(yàn)方法
7.5.1艾氏沖擊試驗(yàn)方法
7.5.2落錘試驗(yàn)方法
思考題
第8章金屬的壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切試驗(yàn)
8.1金屬壓縮試驗(yàn)
8.1.1壓縮試驗(yàn)的特點(diǎn)
8.1.2壓縮試驗(yàn)原理
8.1.3試樣及設(shè)備
8.1.4壓縮力學(xué)性能測定
8.1.5壓縮試驗(yàn)的破壞特征
8.2金屬彎曲力學(xué)性能試驗(yàn)
8.2.1彎曲試驗(yàn)的工程應(yīng)用及特點(diǎn)
8.2.2彎曲試驗(yàn)原理
8.2.3彎曲力學(xué)性能的測定
8.3金屬扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)
8.3.1扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用
8.3.2扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的原理
8.3.3扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能的測試
8.3.4扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能指標(biāo)的測定
8.3.5扭轉(zhuǎn)試樣的斷裂分析
8.4金屬剪切試驗(yàn)
8.4.1剪切試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用
8.4.2剪切試驗(yàn)的原理
8.4.3剪切力學(xué)性能的測試
思考題
第9章金屬的工藝性能試驗(yàn)
9.1金屬彎曲工藝性能試驗(yàn)
9.1.1試樣與試驗(yàn)裝置
9.1.2試驗(yàn)程序
9.1.3試驗(yàn)報告
9.2金屬杯突工藝性能試驗(yàn)
9.2.1試樣
9.2.2試驗(yàn)設(shè)備
9.2.3試驗(yàn)程序
9.2.4試驗(yàn)報告
9.3金屬絲材扭轉(zhuǎn)工藝性能試驗(yàn)
9.3.1試樣
9.3.2試驗(yàn)設(shè)備
9.3.3試驗(yàn)程序
9.3.4試驗(yàn)報告
9.4金屬頂鍛工藝性能試驗(yàn)
9.4.1試樣
9.4.2試驗(yàn)設(shè)備
9.4.3試驗(yàn)程序
9.4.4試驗(yàn)報告
9.5金屬反復(fù)彎曲工藝性能試驗(yàn)
9.5.1試樣
9.5.2試驗(yàn)設(shè)備
9.5.3試驗(yàn)程序
9.5.4試驗(yàn)報告
9.6金屬線材纏繞工藝性能試驗(yàn)
9.6.1試樣
9.6.2試驗(yàn)設(shè)備
9.6.3試驗(yàn)程序
9.6.4試驗(yàn)報告
9.7金屬管材工藝性能試驗(yàn)
9.7.1金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)
9.7.2金屬管彎曲試驗(yàn)
9.7.3金屬管卷邊試驗(yàn)
9.7.4金屬管壓扁試驗(yàn)
思考題
第10章復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)
10.1拉伸性能試驗(yàn)
10.1.1試驗(yàn)原理
10.1.2標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
10.1.3試樣
10.1.4試驗(yàn)設(shè)備和夾具
10.1.5試驗(yàn)過程
10.1.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與表達(dá)
10.2壓縮性能試驗(yàn)
10.2.1試驗(yàn)原理
10.2.2標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法分析
10.2.3試樣
10.2.4試驗(yàn)設(shè)備和夾具
10.2.5試驗(yàn)程序
10.2.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與表達(dá)
10.3彎曲性能試驗(yàn)
10.3.1試驗(yàn)原理
10.3.2標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
10.3.3彎曲試樣
10.3.4試驗(yàn)設(shè)備和夾具
10.3.5試驗(yàn)程序
10.3.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與表達(dá)
10.4面內(nèi)剪切性能試驗(yàn)
10.4.1試驗(yàn)原理
10.4.2標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
10.4.3面內(nèi)剪切試樣
10.4.4試驗(yàn)機(jī)和應(yīng)變測量裝置
10.4.5試驗(yàn)程序
10.4.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與表達(dá)
10.5層間剪切性能試驗(yàn)
10.5.1試驗(yàn)原理
10.5.2標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
10.5.3層間剪切試樣
10.5.4試驗(yàn)設(shè)備和夾具
10.5.5試驗(yàn)程序
10.5.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與表達(dá)
思考題
第3篇疲勞斷裂力學(xué)性能
第11章金屬的高周疲勞試驗(yàn)
11.1基本概念
11.1.1疲勞破壞的特征
11.1.2循環(huán)載荷
11.1.3循環(huán)應(yīng)力參數(shù)
11.1.4疲勞試驗(yàn)的分類
11.1.5疲勞SN曲線
11.1.6疲勞極限
11.1.7高周疲勞標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法簡介
11.2試驗(yàn)設(shè)備
11.2.1試驗(yàn)機(jī)類型及特點(diǎn)
11.2.2疲勞試驗(yàn)機(jī)
11.3疲勞試樣
11.3.1應(yīng)力集中與應(yīng)力集中系數(shù)
11.3.2試樣類型及設(shè)計原則
11.3.3試樣制備
11.4疲勞SN曲線的測試方法
11.4.1單點(diǎn)試驗(yàn)法
11.4.2成組試驗(yàn)法
11.4.3升降法
11.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及表達(dá)
11.5.1疲勞SN曲線的數(shù)學(xué)模型
11.5.2疲勞試驗(yàn)記錄
11.5.3疲勞SN曲線的繪制
*11.5.4等壽命曲線圖
*11.6成組對比試驗(yàn)結(jié)果的顯著性檢驗(yàn)
11.6.1F檢驗(yàn)
11.6.2t檢驗(yàn)
11.6.3疲勞對比試驗(yàn)
*11.7PSN曲線
11.7.1基本概念
11.7.2PSN曲線的繪制
*11.8金屬的腐蝕疲勞試驗(yàn)
11.8.1腐蝕疲勞及特點(diǎn)
11.8.2測試技術(shù)要點(diǎn)
11.9影響疲勞極限的因素
11.9.1合金成分與組織結(jié)構(gòu)
11.9.2表面狀態(tài)與尺寸因素
思考題
第12章金屬的低周疲勞試驗(yàn)
12.1基本概念
12.1.1滯后回線
12.1.2循環(huán)硬化和循環(huán)軟化
12.1.3循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變曲線
12.1.4應(yīng)變壽命曲線
12.1.5低周疲勞的特點(diǎn)
12.2低周疲勞性能的測試
12.2.1標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
12.2.2試驗(yàn)設(shè)備
12.2.3試樣與制備
12.2.4測試技術(shù)要點(diǎn)
12.2.5低周疲勞試驗(yàn)的特點(diǎn)
12.3循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變曲線的測定
12.3.1單試樣法
12.3.2多試樣法
12.3.3增級試驗(yàn)法
12.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得、處理及表達(dá)
12.4.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得
12.4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
12.4.3試驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)
*12.5金屬的熱疲勞
12.5.1熱疲勞現(xiàn)象
12.5.2熱疲勞試驗(yàn)方法
*12.6金屬的熱機(jī)械疲勞
12.6.1熱機(jī)械疲勞現(xiàn)象
12.6.2試驗(yàn)原理及力學(xué)行為模型
12.6.3熱機(jī)械疲勞試驗(yàn)方法
*12.7金屬的疲勞蠕變試驗(yàn)
思考題
第13章金屬的斷裂韌度試驗(yàn)
13.1基本