专题一 金属材料受到的载荷和金属材料的强度与塑性（教案)- 河南省职教高考《 金属加工基础》（机工版）专项复习讲练测

专题一. 金属材料受到的载荷和金属材料的强度与塑性（讲义）-《金属加工基础》（机工版）专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解金属材料受到的载荷的概念，包括静载荷和动载荷，以及在工程中的应用。 2. 掌握金属材料强度的概念及其影响因素，包括静态强度和动态强度。 3. 理解金属材料的塑性变形机制，包括材料的塑性变形特性和塑性形变的影响因素。 4. 能够分析不同载荷下金属材料的应力和应变情况，以及强度和塑性的变化。 5. 熟悉金属材料的强度和塑性在工程设计和材料选取中的应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1. 载荷的含义：在机械设计中，载荷通常是指施加于机械或结构上的外力;在动力机械中，载荷通常是指完成工作所需的功率;在电动机工程中，载荷则是指电气装置或元件从电源所接受的功率。另外，有时也把某种能引起机械结构内力的非力学因素称为载荷。 2.载荷的类型 (1)根据载荷的大小、方向和作用点是否随时间变化分类可以将载荷分为静载荷和动载荷。 (2)根据载荷对杆件变形的作用分类可将载荷分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等。 1)拉伸载荷。拉伸载荷是最常见的载荷，其特点是两力的方向与构件的轴线一致，且相互背离(图1-1) 2)压缩载荷。压缩载荷的方向与构件的轴线一致，且两力的方向是相对的(图1-2) 3.载荷的计算:载荷通常可用计算方法或实测方法求得。根据额定功率用力学公式计算出的载荷称为名义载荷(又称额定载荷)，它未考虑载荷随时间作用和分布的不均匀性，以及其他零件受力情况等因素。这些因素的综合影响常用载荷系数作修正。载荷系数与名义载荷的乘积称为计算载荷，它是设计计算的依据。 4.金属受力现象:金属在外力的作用下将发生变形和破坏，其一般变化过程是:弹性变形→塑性变形→断裂。 弹性变形是指金属在外力的作用下改变其形状和尺寸，在外力卸除后又回复到原始形状和尺寸的特性。塑性变形是指金属在断裂前发生的不可逆的永久变形。永久变形是指金属在力的作用下产生的形状、尺寸的改变，外力去除后，不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。金属受外力作用后，导致金属内部之间相互作用的力，称为内力。 5.强度:金属材料在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。金属材料的强度指标可以通过静拉伸试验测得。 (1)力-伸长曲线图1-6所示为退火低碳钢的力-伸长曲线。从力-伸长曲线可以看出，试样从开始拉伸到断裂要经过弹性变形阶段、屈服阶段、变形强化阶段、缩颈与断裂四个阶段。 (2)弹性变形阶段观察图1-6中的力-伸长曲线可以看出，在斜直线0p阶段，当拉伸力F增加时，试样伸长量AL也呈正比增加。去除拉伸力F后，试样的伸长变形消失，恢复原来的形状，其变形规律符合胡克定律，表现为弹性变形。图1-6中的F是试样保持完全弹性变形的最大拉伸力。 6.强度指标:金属材料的强度指标主要有屈服强度(一般以下屈服强度ReL表示)、规定残余延伸强度(如 Rr0.2)、抗拉强度(Rm)等。 7.塑性指标 塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。金属材料的塑性可以用拉伸试样断裂时的最大相对变形量来表示。工程上广泛使用的表征材料塑性大小的主要指标是:断后伸长率和断面收缩率。 [真题练讲] 1. (2019年•河南省统一考试)金属材料的强度受到组织结构的影响，以下哪个因素会降低材料的强度？ A.小晶粒尺寸 B.高温 C.高位错密度 D.织构均匀 解析：正确答案是 B.高温会导致金属材料的晶粒生长，从而降低材料的强度。 2. (2020年• 河南省统一考试)塑性变形过程中的回弹现象主要由以下哪个因素引起？ A.应变硬化 B.弹性恢复 C.材料的断裂点提高 D.晶粒尺寸变小 解析：正确答案是 B.回弹是由于塑性变形过程中的弹性恢复导致的，即材料在受力后会部分恢复原状。 3. (2021年• 河南省统一考试)应力-应变曲线中的屈服点是指： A.材料开始变形的点 B.材料的破坏点 C.材料开始发生塑性变形的点 D.材料开始发生弹性变形的点 解析：正确答案是 C.屈服点是材料开始发生塑性变形的点，也是材料的弹性阶段结束的标志。 4. (2023年• 河南省统一考试)金属材料的强度参数中，常用的指标是： A.弹性模量 B.屈服强度和抗拉强度 C.可延展性 D.密度 解析：正确答案是 B.屈服强度和抗拉强度是金属材料的两个常用指标，用来描述材料的强度。 5. (2021年• 河南省统一考试)下列哪个因素不会导致金属材料的强度提高？ A.晶粒尺寸减小 B.温度降低 C.位错密度增加 D.冷加工处理 解析：正确答案是 B.温度降低会导致材料的强度提高，而不是降低。 [限时练讲] 1.下列哪种金属材料加工工艺对材料的强度影响较小？ A.热处理 B.冷拔 C.热轧