常用的韌性分析方法

⑴ 怎樣比較材料的韌性呀

1.物理性質可以用來描述材料，如硬度、韌性、吸水性和在水中的沉浮能力。

2.韌性是指物體在受力變形後，不易折斷的性質。

過程與方法：

1.用簡單測量的方法檢驗材料的韌性，通過比較發現不同材料的韌性不同的物理特性。

2.選擇適當的詞語定性描述材料。

情感、態度、價值觀：

1.激發學生對物質世界的探究興趣。

2.知道物體的物理性質是可以被觀察和測量的觀點。

3.增強材料循環使用，節約資源的環境保護意識。

【教學重點】用簡單測量方法比較材料的韌性。

【教學難點】認識到所有材料都有不同程度的韌性的特點。

【教學准備】

每組學生（共8組）：

1. 寬度、厚度一樣的塑料條、鐵片、木條、卡紙條各一根

2. 50克鉤碼12個。

3. 重物一塊

老師：上述材料一套，銀光棒和泡沫條各一根。

【教材設計】

材料一般是指具有滿足指定工作條件下使用要求的形態和物理性狀的物質。材料是物質，但不是所有的物質都可以稱為材料。

韌性是材料的一種性質，但許多材料都不只具備一種性質，而是同時具備多種性質，例如鋼除了具有韌性以外，還有很強的硬度。書上設計的實驗是分別伸出5厘米、10厘米、15厘米，這樣記錄單上所填結果如果縱向比較就會產生這樣的疑問：材料伸出得越長它的韌性就越強嗎？這樣的實驗使學生認為材料不同點韌性不一樣，事實上每一種材料的每一部分韌性都是一樣的。另外如果僅用書上的方法完成實驗，學生就會誤認為鋼的韌性很差。所以我們在設計實驗時就固定長度，改變重量，滲透韌性是有限度的這一知識點。

三年級的學生才接觸到科學課，重在激發他們的探究興趣。但這個實驗看似簡單，但對於三年級的學生來說，要精確的測量出直尺彎曲了多少厘米，操作起來有較大困難。特別是在讀數時，學生要花很長的時間，且缺乏准確性。所以老師就對實驗方法，以及如何填寫實驗現象進行了指導，並要求學生只看彎曲的程度，記錄順序，這樣學生操作實驗就要簡單些。

【教學過程】

一、 韌性的認識

（一） 激趣引入

1. 比一比誰先把兩根材料折斷。

2. 師組織匯報，介紹什麼是韌性。

材料能夠彎曲變形，但是卻不會斷裂。我們就把這種材料受力後能變形，但不斷裂的性質叫做韌性。（師板書：韌性 能變形 不斷裂 ）

3. 揭示課題：不同的材料它的韌性相同嗎？今天我們就來想辦法研究不同材料的韌性。（板書：比較）

二、比較不同材料的韌性

1. （老師出示四種材料：鐵片、木條 卡紙條 塑料條）這四種材料哪一種的韌性更好呢？猜猜看！你們能想到一種比較的辦法嗎？小組討論。

2. 生匯報想到的辦法。

3. 師根據學生回答進行引導：

哪種方法更科學。在做科學實驗時，為了做到更科學、更公平地比較幾種材料的韌性，我們就必須控制這些材料的其他條件相同，觀察這四種材料，他們有哪些地方相同？（生回答：長度、寬度、厚度、形狀等）那我們就可以比較這幾種材料在其它條件都相同的情況下，誰的韌性更強一些？我們就來做個比較實驗。（顯示實驗步驟：木條、卡紙條、鐵片、塑料條分別伸出桌面15厘米，用重物壓住。先在伸出桌面的一端分別掛上1個相同的鉤碼，看看它們彎下去了多少，把彎曲程度的大小記錄下來。然後再掛2個、3個鉤碼，記錄下彎曲的程度。）老師同時講解實驗步驟。提出注意事項。

4. 交流實驗結果。

5. 引導學生思考：通過剛才的實驗發現了什麼？這四種材料誰的彎曲度比較大呢？誰的韌性更強？還發現了什麼？

6. 師小結：

三、認識塑料

1．師介紹：通過剛才的實驗同學們發現了材料的韌性，我們還知道了不同的材料它們的韌性也不相同。在生活中人們就常常利用材料的不同韌性這個特點來製作各種不同形狀的物品。其中塑料是一種韌性比較強的材料，

2．找一找生活中有哪些物品是用塑料做成的？想一想這些物品用塑料來做有什麼優點？

3. 引導學生認識塑料除了韌性這一特點外，還具有不導電、防銹、傳熱慢等特點。

四、塑料的循環使用

1．關於塑料你還了解些什麼呢？(了解塑料不易被分解，會造成嚴重的環境污染，以及塑料循環使用的過程。)

2. 看科學書第53頁，你又知道了什麼？

3. 師總結：通過今天的學習，我們對塑料更深的了解，塑料雖然有很多優點，但對我們的環境也造成了一定的破壞，因此在我們的學習生活中得少用塑料製品。另外通過研究現在已經生產出來了可降解的塑料，希望同學們以後盡量選用可降解的塑料製品，這樣才能更好的保護我們生存的環境。

⑵ 如何測量金屬材料的韌性和疲勞性能

工程上最常使用的檢測方法是，在沖擊試驗機上檢測材料的沖擊（斷裂）韌性；在疲勞試驗機上模擬工作載荷檢測疲勞（斷裂）強度。
韌性和疲勞強度是材料的諸多力學性能指標（參數）中的比較經常檢測的項目。韌性好的材料（例如高強度合金鋼）就不容易在服役過程中發生脆斷破壞。特別是在低溫條件下，材料的韌性是很重要的；例如，嚴寒地區的橋梁鋼結構，工程機械等。疲勞強度指標的檢驗對在交變應力條件下工作的工件是很重要的；例如，車輛的承載彈簧，如果疲勞強度低，就會容易出現疲勞斷裂，達不到設計的使用壽命；更危險的是還會發生災難性事故！

⑶ 斷裂韌性的測試方法

測試試樣表面先拋光成鏡面，在顯微硬度儀上，以10Kg負載在拋光表面用硬度計的錐形金剛石壓頭產生一壓痕，這樣在壓痕的四個頂點就產生了預制裂紋。根據壓痕載荷P和壓痕裂紋擴展長度C計算出斷裂韌性數值（KIC）。 計算公式為：
E為楊氏模量，例如對於Si3N4系統一般取300GPa。公式中載荷P單位為N, 裂紋長度C單位為mm, 顯微硬度HV單位為GPa。
目前國內常用的斷裂韌性試樣有兩種：
1）三點彎曲試樣SE（B）
2）緊湊拉伸試樣C（T） 在試樣中間開一裂紋，通過三點或四點抗彎斷裂測試，計算材料的斷裂韌性。
·IM法比SENB法簡便經濟，但測得的數據不如SENB法可靠；
·SENB法是普遍公認的標准測試方法；
·為了實際方便，要對IM法測試公式修正，使結果更接近SENB法。

⑷ 如何用沖擊曲線分析試樣的韌性，抗斷裂能力等性能

沖擊韌性：當試驗機的重擺從一定高度自由落下時，在試樣中間開V型缺口，試樣吸收的能量等於重擺所作的功W。

沖擊韌性是一個對材料組織結構相當敏感的量，所以提高材料的沖擊韌性的途徑有:改變材料的成分，如加入釩，鈦，鋁，氮等元素，通過細化晶粒來提高其韌性，尤其是低溫韌性，提高材料的冶金質量，減少偏析，夾渣等。

(4)常用的韌性分析方法擴展閱讀：

注意事項：

由於荷重位移曲線機的荷重感應器（Load Cell）在軸向的力量（含推、拉兩個方向），超過載大荷重120%時會損壞，操作時請特別小心。另外，橫向荷重及沖擊荷重亦需避免。

荷重位移曲線機對於荷重感應器有完整的保護機制，但是先決條件是荷重感應器連接線必須確實連接。另外請於正常程序下使用本機台，則即使發生高速移動而造成硬碰硬的情況，荷重感應器亦能受到完全的保護。

由於荷重位移曲線機是使用Windows系統控制，為了避免多任務操作導致CPU資源被暫時佔用而造成試驗結果的不準確或誤動作，建議於使用荷重位移曲線機做試驗時請結束其它的軟體程序。而屏幕保護程序及電源管理部分亦請一並移除。

⑸ 結構的韌性可以通過什麼參數來評估

工程上最常使用的檢測方法是，在沖擊試驗機上檢測材料的沖擊（斷裂）韌性；在疲勞試驗機上模擬工作載荷檢測疲勞（斷裂）強度。韌性和疲勞強度是材料的諸多力學性能指標（參數）中的比較經常檢測的項目。韌性好的材料（例如高強度合金鋼）就不容易在服役過程中發生脆斷破壞。特別是在低溫條件下，材料的韌性是很重要的；例如，嚴寒地區的橋梁鋼結構，工程機械等。疲勞強度指標的檢驗對在交變應力條件下工作的工件是很重要的；

⑹ 沖擊韌性常用指標衡量有哪些

衡量金屬材料的韌性指標為：沖擊韌性指標：沖擊吸收功Ak；

沖擊韌性

沖擊韌度指標的實際意義在於揭示材料的變脆傾向，是反映金屬材料對外來沖擊負荷的抵抗能力，一般由沖擊韌性值（ak）和沖擊功（Ak）表示，其單位分別為J/cm2和J（焦耳）。

簡介

沖擊韌性或沖擊功試驗（簡稱"沖擊試驗"），因試驗溫度不同而分為常溫、低溫和高溫沖擊試驗三種；若按試樣缺口形狀又可分為"V"形缺口和"U"形缺口沖擊試驗兩種。

分析介紹

沖擊韌性（沖擊值）ak

工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力，即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak，單位為焦耳（J）。

而用試樣缺口處的截面積F去除Ak，可得到材料的沖擊韌度（沖擊值）指標，即ak=Ak/F，其單位為kJ/m2或J/cm2。

因此，沖擊韌度ak表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。ak值的大小表示材料的韌性好壞。

一般把ak值低的材料稱為脆性材料，ak值高的材料稱為韌性材料。

ak值取決於材料及其狀態，同時與試樣的形狀、尺寸有很大關系。ak值對材料的內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感，如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使ak值明顯降低；同種材料的試樣，缺口越深、越尖銳，缺口處應力集中程度越大，越容易變形和斷裂，沖擊功越小，材料表現出來的脆性越高。因此不同類型和尺寸的試樣，其ak或Ak值不能直接比較。

材料的ak值隨溫度的降低而減小，且在某一溫度范圍內，ak值發生急劇降低，這種現象稱為冷脆，此溫度范圍稱為「韌脆轉變溫度（Tk）」。[1]

詳細說明

沖擊韌性（ ak ）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/ 平方厘米（ J/cm2 ） 。

代號：аk

單位：J/cm2

簡介：將沖擊吸收功除以試樣缺口底部處橫截面積所得的商。

註：用夏氏U形缺口試樣求得的沖擊功和沖擊值，代號分別為AkU和akU；用夏氏V形缺口試樣求得的沖擊功和沖擊值，代號分別為AKV和аkV。

用一定尺寸和形狀的金屬試樣，在規定類型的沖擊試驗上受沖擊負荷折斷時，試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功，稱為沖擊 韌性以ak表示。

常用的10×10×55mm，帶2 mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣，標准上直接採用沖擊功（J焦耳值）Ak，而不是採用αK值。因為單位 面積上的沖擊功並無實際意義。

沖擊功對於檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉化最為敏感，而實際服役條件下的災難性破斷事故，往往與材料的沖擊功及服役溫 度有關。 因此在有關標准中常常規定某一溫度時的沖擊功值為多少 、還規定FATT（斷口面積轉化溫度）要低於某一溫度的技術條件。所謂FATT，即一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷後，對沖擊斷口進行評定，當脆性斷裂占總面積的50%時所對應的溫度。

由於鋼板厚度的影響，對厚度≤10mm的鋼板，可取得3/4小尺寸沖擊試樣（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸沖擊試樣（5×10×55mm）。但是一定要注意，同規格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標准規定的條件下，才可按標準的換算方法，折算 成標准沖擊試樣的沖擊功，再相互比較。[1]

⑺ 國標規定韌性的判據是什麼

韌性的判據通過試驗來測定
韌性是指金屬在斷裂前吸收的能力,韌性的判據通過試驗來測定,國標規定採用夏比沖擊試驗來 作韌性判據,符號為 aK ,單位是J/cm2,數值越大,沖擊韌性 ……。

⑻ 材料的斷裂韌性用什麼方式來測量

壓痕法（IM）：測試試樣表面先拋光成鏡面，在顯微硬度儀上，以10Kg負載在拋光表面用硬度計的錐形金剛石壓頭產生一壓痕，這樣在壓痕的四個頂點就產生了預制裂紋。根據壓痕載荷P和壓痕裂紋擴展長度C計算出斷裂韌性數值（KIC）

⑼ 材料韌性的實驗是什麼實驗

材料韌性的實驗是比較軟硬實驗。

實驗名稱：比較材料的軟硬。

實驗目的：材料的硬度越大，就越能防止別的物體破壞它的表面。

用簡單測量的方法檢驗材料的物理性質，通過比較發現材料的不同物理特性。

比如混凝土試塊材料，它的力學性能試驗就有抗壓、抗劈裂等；鋼筋材料的試驗有抗拉、抗彎；還有一些材料(比如波紋管）還要做抗剪試驗等，關鍵要看是什麼材料，這種材料在實際使用中有涉及到哪些性能指標，然後才能去分別做。

斷裂韌性

斷裂韌性材料阻止宏觀裂紋失穩擴展能力的度量，也是材料抵抗脆性破壞的韌性參數。它和裂紋本身的大小、形狀及外加應力大小無關。是材料固有的特性，只與材料本身、熱處理及加工工藝有關。是應力強度因子的臨界值。常用斷裂前物體吸收的能量或外界對物體所作的功表示。

例如應力-應變曲線下的面積。韌性材料因具有大的斷裂伸長值，所以有較大的斷裂韌性，而脆性材料一般斷裂韌性較小。