常用的韧性分析方法

⑴ 怎样比较材料的韧性呀

1.物理性质可以用来描述材料，如硬度、韧性、吸水性和在水中的沉浮能力。

2.韧性是指物体在受力变形后，不易折断的性质。

过程与方法：

1.用简单测量的方法检验材料的韧性，通过比较发现不同材料的韧性不同的物理特性。

2.选择适当的词语定性描述材料。

情感、态度、价值观：

1.激发学生对物质世界的探究兴趣。

2.知道物体的物理性质是可以被观察和测量的观点。

3.增强材料循环使用，节约资源的环境保护意识。

【教学重点】用简单测量方法比较材料的韧性。

【教学难点】认识到所有材料都有不同程度的韧性的特点。

【教学准备】

每组学生（共8组）：

1. 宽度、厚度一样的塑料条、铁片、木条、卡纸条各一根

2. 50克钩码12个。

3. 重物一块

老师：上述材料一套，银光棒和泡沫条各一根。

【教材设计】

材料一般是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。材料是物质，但不是所有的物质都可以称为材料。

韧性是材料的一种性质，但许多材料都不只具备一种性质，而是同时具备多种性质，例如钢除了具有韧性以外，还有很强的硬度。书上设计的实验是分别伸出5厘米、10厘米、15厘米，这样记录单上所填结果如果纵向比较就会产生这样的疑问：材料伸出得越长它的韧性就越强吗？这样的实验使学生认为材料不同点韧性不一样，事实上每一种材料的每一部分韧性都是一样的。另外如果仅用书上的方法完成实验，学生就会误认为钢的韧性很差。所以我们在设计实验时就固定长度，改变重量，渗透韧性是有限度的这一知识点。

三年级的学生才接触到科学课，重在激发他们的探究兴趣。但这个实验看似简单，但对于三年级的学生来说，要精确的测量出直尺弯曲了多少厘米，操作起来有较大困难。特别是在读数时，学生要花很长的时间，且缺乏准确性。所以老师就对实验方法，以及如何填写实验现象进行了指导，并要求学生只看弯曲的程度，记录顺序，这样学生操作实验就要简单些。

【教学过程】

一、 韧性的认识

（一） 激趣引入

1. 比一比谁先把两根材料折断。

2. 师组织汇报，介绍什么是韧性。

材料能够弯曲变形，但是却不会断裂。我们就把这种材料受力后能变形，但不断裂的性质叫做韧性。（师板书：韧性 能变形 不断裂 ）

3. 揭示课题：不同的材料它的韧性相同吗？今天我们就来想办法研究不同材料的韧性。（板书：比较）

二、比较不同材料的韧性

1. （老师出示四种材料：铁片、木条 卡纸条 塑料条）这四种材料哪一种的韧性更好呢？猜猜看！你们能想到一种比较的办法吗？小组讨论。

2. 生汇报想到的办法。

3. 师根据学生回答进行引导：

哪种方法更科学。在做科学实验时，为了做到更科学、更公平地比较几种材料的韧性，我们就必须控制这些材料的其他条件相同，观察这四种材料，他们有哪些地方相同？（生回答：长度、宽度、厚度、形状等）那我们就可以比较这几种材料在其它条件都相同的情况下，谁的韧性更强一些？我们就来做个比较实验。（显示实验步骤：木条、卡纸条、铁片、塑料条分别伸出桌面15厘米，用重物压住。先在伸出桌面的一端分别挂上1个相同的钩码，看看它们弯下去了多少，把弯曲程度的大小记录下来。然后再挂2个、3个钩码，记录下弯曲的程度。）老师同时讲解实验步骤。提出注意事项。

4. 交流实验结果。

5. 引导学生思考：通过刚才的实验发现了什么？这四种材料谁的弯曲度比较大呢？谁的韧性更强？还发现了什么？

6. 师小结：

三、认识塑料

1．师介绍：通过刚才的实验同学们发现了材料的韧性，我们还知道了不同的材料它们的韧性也不相同。在生活中人们就常常利用材料的不同韧性这个特点来制作各种不同形状的物品。其中塑料是一种韧性比较强的材料，

2．找一找生活中有哪些物品是用塑料做成的？想一想这些物品用塑料来做有什么优点？

3. 引导学生认识塑料除了韧性这一特点外，还具有不导电、防锈、传热慢等特点。

四、塑料的循环使用

1．关于塑料你还了解些什么呢？(了解塑料不易被分解，会造成严重的环境污染，以及塑料循环使用的过程。)

2. 看科学书第53页，你又知道了什么？

3. 师总结：通过今天的学习，我们对塑料更深的了解，塑料虽然有很多优点，但对我们的环境也造成了一定的破坏，因此在我们的学习生活中得少用塑料制品。另外通过研究现在已经生产出来了可降解的塑料，希望同学们以后尽量选用可降解的塑料制品，这样才能更好的保护我们生存的环境。

⑵ 如何测量金属材料的韧性和疲劳性能

工程上最常使用的检测方法是，在冲击试验机上检测材料的冲击（断裂）韧性；在疲劳试验机上模拟工作载荷检测疲劳（断裂）强度。
韧性和疲劳强度是材料的诸多力学性能指标（参数）中的比较经常检测的项目。韧性好的材料（例如高强度合金钢）就不容易在服役过程中发生脆断破坏。特别是在低温条件下，材料的韧性是很重要的；例如，严寒地区的桥梁钢结构，工程机械等。疲劳强度指标的检验对在交变应力条件下工作的工件是很重要的；例如，车辆的承载弹簧，如果疲劳强度低，就会容易出现疲劳断裂，达不到设计的使用寿命；更危险的是还会发生灾难性事故！

⑶ 断裂韧性的测试方法

测试试样表面先抛光成镜面，在显微硬度仪上，以10Kg负载在抛光表面用硬度计的锥形金刚石压头产生一压痕，这样在压痕的四个顶点就产生了预制裂纹。根据压痕载荷P和压痕裂纹扩展长度C计算出断裂韧性数值（KIC）。 计算公式为：
E为杨氏模量，例如对于Si3N4系统一般取300GPa。公式中载荷P单位为N, 裂纹长度C单位为mm, 显微硬度HV单位为GPa。
目前国内常用的断裂韧性试样有两种：
1）三点弯曲试样SE（B）
2）紧凑拉伸试样C（T） 在试样中间开一裂纹，通过三点或四点抗弯断裂测试，计算材料的断裂韧性。
·IM法比SENB法简便经济，但测得的数据不如SENB法可靠；
·SENB法是普遍公认的标准测试方法；
·为了实际方便，要对IM法测试公式修正，使结果更接近SENB法。

⑷ 如何用冲击曲线分析试样的韧性，抗断裂能力等性能

冲击韧性：当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。

冲击韧性是一个对材料组织结构相当敏感的量，所以提高材料的冲击韧性的途径有:改变材料的成分，如加入钒，钛，铝，氮等元素，通过细化晶粒来提高其韧性，尤其是低温韧性，提高材料的冶金质量，减少偏析，夹渣等。

(4)常用的韧性分析方法扩展阅读：

注意事项：

由于荷重位移曲线机的荷重感应器（Load Cell）在轴向的力量（含推、拉两个方向），超过载大荷重120%时会损坏，操作时请特别小心。另外，横向荷重及冲击荷重亦需避免。

荷重位移曲线机对于荷重感应器有完整的保护机制，但是先决条件是荷重感应器连接线必须确实连接。另外请于正常程序下使用本机台，则即使发生高速移动而造成硬碰硬的情况，荷重感应器亦能受到完全的保护。

由于荷重位移曲线机是使用Windows系统控制，为了避免多任务操作导致CPU资源被暂时占用而造成试验结果的不准确或误动作，建议于使用荷重位移曲线机做试验时请结束其它的软件程序。而屏幕保护程序及电源管理部分亦请一并移除。

⑸ 结构的韧性可以通过什么参数来评估

工程上最常使用的检测方法是，在冲击试验机上检测材料的冲击（断裂）韧性；在疲劳试验机上模拟工作载荷检测疲劳（断裂）强度。韧性和疲劳强度是材料的诸多力学性能指标（参数）中的比较经常检测的项目。韧性好的材料（例如高强度合金钢）就不容易在服役过程中发生脆断破坏。特别是在低温条件下，材料的韧性是很重要的；例如，严寒地区的桥梁钢结构，工程机械等。疲劳强度指标的检验对在交变应力条件下工作的工件是很重要的；

⑹ 冲击韧性常用指标衡量有哪些

衡量金属材料的韧性指标为：冲击韧性指标：冲击吸收功Ak；

冲击韧性

冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向，是反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力，一般由冲击韧性值（ak）和冲击功（Ak）表示，其单位分别为J/cm2和J（焦耳）。

简介

冲击韧性或冲击功试验（简称"冲击试验"），因试验温度不同而分为常温、低温和高温冲击试验三种；若按试样缺口形状又可分为"V"形缺口和"U"形缺口冲击试验两种。

分析介绍

冲击韧性（冲击值）ak

工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳（J）。

而用试样缺口处的截面积F去除Ak，可得到材料的冲击韧度（冲击值）指标，即ak=Ak/F，其单位为kJ/m2或J/cm2。

因此，冲击韧度ak表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。ak值的大小表示材料的韧性好坏。

一般把ak值低的材料称为脆性材料，ak值高的材料称为韧性材料。

ak值取决于材料及其状态，同时与试样的形状、尺寸有很大关系。ak值对材料的内部结构缺陷、显微组织的变化很敏感，如夹杂物、偏析、气泡、内部裂纹、钢的回火脆性、晶粒粗化等都会使ak值明显降低；同种材料的试样，缺口越深、越尖锐，缺口处应力集中程度越大，越容易变形和断裂，冲击功越小，材料表现出来的脆性越高。因此不同类型和尺寸的试样，其ak或Ak值不能直接比较。

材料的ak值随温度的降低而减小，且在某一温度范围内，ak值发生急剧降低，这种现象称为冷脆，此温度范围称为“韧脆转变温度（Tk）”。[1]

详细说明

冲击韧性（ ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/ 平方厘米（ J/cm2 ） 。

代号：аk

单位：J/cm2

简介：将冲击吸收功除以试样缺口底部处横截面积所得的商。

注：用夏氏U形缺口试样求得的冲击功和冲击值，代号分别为AkU和akU；用夏氏V形缺口试样求得的冲击功和冲击值，代号分别为AKV和аkV。

用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击 韧性以ak表示。

常用的10×10×55mm，带2 mm深的V形缺口夏氏冲击试样，标准上直接采用冲击功（J焦耳值）Ak，而不是采用αK值。因为单位 面积上的冲击功并无实际意义。

冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化最为敏感，而实际服役条件下的灾难性破断事故，往往与材料的冲击功及服役温 度有关。 因此在有关标准中常常规定某一温度时的冲击功值为多少 、还规定FATT（断口面积转化温度）要低于某一温度的技术条件。所谓FATT，即一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对冲击断口进行评定，当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。

由于钢板厚度的影响，对厚度≤10mm的钢板，可取得3/4小尺寸冲击试样（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸冲击试样（5×10×55mm）。但是一定要注意，同规格及同一温度下的冲击功值才可相互比较。只有在标准规定的条件下，才可按标准的换算方法，折算 成标准冲击试样的冲击功，再相互比较。[1]

⑺ 国标规定韧性的判据是什么

韧性的判据通过试验来测定
韧性是指金属在断裂前吸收的能力,韧性的判据通过试验来测定,国标规定采用夏比冲击试验来 作韧性判据,符号为 aK ,单位是J/cm2,数值越大,冲击韧性 ……。

⑻ 材料的断裂韧性用什么方式来测量

压痕法（IM）：测试试样表面先抛光成镜面，在显微硬度仪上，以10Kg负载在抛光表面用硬度计的锥形金刚石压头产生一压痕，这样在压痕的四个顶点就产生了预制裂纹。根据压痕载荷P和压痕裂纹扩展长度C计算出断裂韧性数值（KIC）

⑼ 材料韧性的实验是什么实验

材料韧性的实验是比较软硬实验。

实验名称：比较材料的软硬。

实验目的：材料的硬度越大，就越能防止别的物体破坏它的表面。

用简单测量的方法检验材料的物理性质，通过比较发现材料的不同物理特性。

比如混凝土试块材料，它的力学性能试验就有抗压、抗劈裂等；钢筋材料的试验有抗拉、抗弯；还有一些材料(比如波纹管）还要做抗剪试验等，关键要看是什么材料，这种材料在实际使用中有涉及到哪些性能指标，然后才能去分别做。

断裂韧性

断裂韧性材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。它和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关。是应力强度因子的临界值。常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。

例如应力-应变曲线下的面积。韧性材料因具有大的断裂伸长值，所以有较大的断裂韧性，而脆性材料一般断裂韧性较小。