航空材料力學性能檢測

序言
前言
第1篇基 礎 知 識
第1章航空材料基礎知識
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)構設計的關系
1.2飛機設計思想的發(fā)展及對材料性能的要求
1.3航空主要金屬結(jié)構材料的分類及應用
1.3.1結(jié)構鋼和不銹鋼
1.3.2高溫合金
1.3.3鋁合金
1.3.4鈦合金
1.4復合材料概述
1.4.1復合材料的定義
1.4.2復合材料的組成
1.4.3復合材料的主要特點
1.4.4復合材料的分類
1.4.5復合材料的應用
1.4.6復合材料的基本力學性能
1.5力學性能試驗取樣與制備
1.5.1取樣類型及取樣原則
1.5.2試樣軸線的標識方法
1.5.3試樣的制備
1.5.4試樣包裝與防護
1.6力學性能試驗方案設計
1.6.1試驗方案策劃
1.6.2試驗方法與步驟
1.6.3試驗質(zhì)量控制
1.6.4數(shù)據(jù)處理方法及結(jié)果表達
1.6.5試驗結(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應力與應變
*2.1.4應力狀態(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
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金屬的形變強化
2.5.1形變強化的工程意義
2.5.2形變強化曲線和形變強化指數(shù)
2.5.3影響形變強化的因素
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實際構件斷口的宏觀分析
3.4疲勞斷裂的微觀形貌特征
3.4.1疲勞裂紋擴展斷口的微觀形貌特征
3.4.2近門檻值擴展區(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應力腐蝕與氫脆斷口
3.5.1應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 航空材料力學性能檢測目錄第4章數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析基礎知識
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方差和標準差
4.1.4變異系數(shù)
4.1.5隨機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)及其應用
4.2.1正態(tài)分布及其應用
4.2.2威布爾分布及其應用
4.2.3t分布及其應用
4.2.4χ2分布及其應用
4.2.5F分布及其應用
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)基值表達設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例
思考題
第2篇短時力學性能
第5章金屬的拉伸試驗
5.1基本概念
5.1.1拉伸圖和應力應變曲線
5.1.2拉伸過程的物理現(xiàn)象及性能指標
5.1.3拉伸試驗標準的分析與比較
5.2試驗設備
5.2.1拉力試驗機
5.2.2引伸計
5.2.3高、低溫試驗裝置
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試驗前的準備工作
5.4.1測量試樣原始橫截面積So
5.4.2標記原始標距Lo
5.4.3選擇試驗機和引伸計
5.4.4確定試驗速率
5.5強度指標的測定
5.5.1上、下屈服強度的測定
5.5.2規(guī)定塑性延伸強度的測定
5.5.3規(guī)定總延伸強度的測定
5.5.4規(guī)定殘余延伸強度的測定
5.5.5抗拉強度的測定
5.6塑性指標的測定
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應變硬化指數(shù)n值的測定
5.8.1真應力和真應變
5.8.2試驗原理
5.8.3試驗程序
5.9高、低溫拉伸試驗
5.9.1高溫拉伸試驗
5.9.2低溫拉伸試驗
*5.10管材、絲材及薄板的拉伸試驗
5.10.1金屬線材拉伸試驗
5.10.2金屬管材拉伸試驗
5.11試驗結(jié)果的分析處理表達
5.11.1試驗數(shù)據(jù)的分析處理
5.11.2試驗結(jié)果的數(shù)值修約
5.11.3試驗結(jié)果的表達
5.12影響拉伸試驗結(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試驗速度的影響
思考題
第6章金屬的硬度試驗
6.1布氏硬度
6.1.1試驗原理
6.1.2試驗規(guī)范及相似原理的應用
6.1.3試樣及試驗儀器
6.1.4技術要求和試驗操作要點
6.1.5試驗結(jié)果處理
6.1.6應用范圍及優(yōu)缺點
6.2洛氏硬度
6.2.1試驗原理
6.2.2試樣及試驗儀器
6.2.3技術要求和試驗操作要點
6.2.4試驗結(jié)果處理
6.2.5表面洛氏硬度
6.2.6應用范圍及優(yōu)缺點
6.3維氏硬度
6.3.1試驗原理及特點
6.3.2試樣及試驗儀器
6.3.3技術要求和試驗操作要點
6.3.4試驗結(jié)果處理
6.3.5應用范圍及優(yōu)缺點
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試驗原理
6.5.2試樣及試驗儀器
6.5.3試驗操作要點
6.5.4試驗結(jié)果處理
6.5.5應用范圍及優(yōu)缺點
思考題
第7章金屬的沖擊試驗
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
7.1.3沖擊韌度的意義
7.1.4沖擊試驗的應用
7.2夏比擺錘沖擊試驗
7.2.1試驗原理
7.2.2沖擊試驗方法標準
7.2.3試樣設計與制備
7.2.4試驗設備
7.3室溫沖擊試驗
7.3.1試驗前的準備工作
7.3.2試驗操作步驟
7.3.3試驗結(jié)果的處理及表達
7.3.4影響沖擊試驗結(jié)果的主要因素
7.4高溫和低溫沖擊試驗
7.4.1高溫和低溫試驗裝置
7.4.2試樣定位
7.4.3試樣保溫時間
*7.4.4溫度補償
7.5其他沖擊試驗方法
7.5.1艾氏沖擊試驗方法
7.5.2落錘試驗方法
思考題
第8章金屬的壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切試驗
8.1金屬壓縮試驗
8.1.1壓縮試驗的特點
8.1.2壓縮試驗原理
8.1.3試樣及設備
8.1.4壓縮力學性能測定
8.1.5壓縮試驗的破壞特征
8.2金屬彎曲力學性能試驗
8.2.1彎曲試驗的工程應用及特點
8.2.2彎曲試驗原理
8.2.3彎曲力學性能的測定
8.3金屬扭轉(zhuǎn)試驗
8.3.1扭轉(zhuǎn)試驗的特點及應用
8.3.2扭轉(zhuǎn)試驗的原理
8.3.3扭轉(zhuǎn)力學性能的測試
8.3.4扭轉(zhuǎn)力學性能指標的測定
8.3.5扭轉(zhuǎn)試樣的斷裂分析
8.4金屬剪切試驗
8.4.1剪切試驗的特點及應用
8.4.2剪切試驗的原理
8.4.3剪切力學性能的測試
思考題
第9章金屬的工藝性能試驗
9.1金屬彎曲工藝性能試驗
9.1.1試樣與試驗裝置
9.1.2試驗程序
9.1.3試驗報告
9.2金屬杯突工藝性能試驗
9.2.1試樣
9.2.2試驗設備
9.2.3試驗程序
9.2.4試驗報告
9.3金屬絲材扭轉(zhuǎn)工藝性能試驗
9.3.1試樣
9.3.2試驗設備
9.3.3試驗程序
9.3.4試驗報告
9.4金屬頂鍛工藝性能試驗
9.4.1試樣
9.4.2試驗設備
9.4.3試驗程序
9.4.4試驗報告
9.5金屬反復彎曲工藝性能試驗
9.5.1試樣
9.5.2試驗設備
9.5.3試驗程序
9.5.4試驗報告
9.6金屬線材纏繞工藝性能試驗
9.6.1試樣
9.6.2試驗設備
9.6.3試驗程序
9.6.4試驗報告
9.7金屬管材工藝性能試驗
9.7.1金屬管擴口試驗
9.7.2金屬管彎曲試驗
9.7.3金屬管卷邊試驗
9.7.4金屬管壓扁試驗
思考題
第10章復合材料的靜態(tài)力學性能試驗
10.1拉伸性能試驗
10.1.1試驗原理
10.1.2標準試驗方法
10.1.3試樣
10.1.4試驗設備和夾具
10.1.5試驗過程
10.1.6試驗數(shù)據(jù)處理與表達
10.2壓縮性能試驗
10.2.1試驗原理
10.2.2標準試驗方法分析
10.2.3試樣
10.2.4試驗設備和夾具
10.2.5試驗程序
10.2.6試驗數(shù)據(jù)處理與表達
10.3彎曲性能試驗
10.3.1試驗原理
10.3.2標準試驗方法
10.3.3彎曲試樣
10.3.4試驗設備和夾具
10.3.5試驗程序
10.3.6試驗數(shù)據(jù)處理與表達
10.4面內(nèi)剪切性能試驗
10.4.1試驗原理
10.4.2標準試驗方法
10.4.3面內(nèi)剪切試樣
10.4.4試驗機和應變測量裝置
10.4.5試驗程序
10.4.6試驗數(shù)據(jù)處理與表達
10.5層間剪切性能試驗
10.5.1試驗原理
10.5.2標準試驗方法
10.5.3層間剪切試樣
10.5.4試驗設備和夾具
10.5.5試驗程序
10.5.6試驗數(shù)據(jù)處理與表達
思考題
第3篇疲勞斷裂力學性能
第11章金屬的高周疲勞試驗
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)應力參數(shù)
11.1.4疲勞試驗的分類
11.1.5疲勞SN曲線
11.1.6疲勞極限
11.1.7高周疲勞標準試驗方法簡介
11.2試驗設備
11.2.1試驗機類型及特點
11.2.2疲勞試驗機
11.3疲勞試樣
11.3.1應力集中與應力集中系數(shù)
11.3.2試樣類型及設計原則
11.3.3試樣制備
11.4疲勞SN曲線的測試方法
11.4.1單點試驗法
11.4.2成組試驗法
11.4.3升降法
11.5試驗數(shù)據(jù)處理及表達
11.5.1疲勞SN曲線的數(shù)學模型
11.5.2疲勞試驗記錄
11.5.3疲勞SN曲線的繪制
*11.5.4等壽命曲線圖
*11.6成組對比試驗結(jié)果的顯著性檢驗
11.6.1F檢驗
11.6.2t檢驗
11.6.3疲勞對比試驗
*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
11.8.1腐蝕疲勞及特點
11.8.2測試技術要點
11.9影響疲勞極限的因素
11.9.1合金成分與組織結(jié)構
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
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)應力應變曲線
12.1.4應變壽命曲線
12.1.5低周疲勞的特點
12.2低周疲勞性能的測試
12.2.1標準試驗方法
12.2.2試驗設備
12.2.3試樣與制備
12.2.4測試技術要點
12.2.5低周疲勞試驗的特點
12.3循環(huán)應力應變曲線的測定
12.3.1單試樣法
12.3.2多試樣法
12.3.3增級試驗法
12.4試驗數(shù)據(jù)的獲得、處理及表達
12.4.1試驗數(shù)據(jù)的獲得
12.4.2試驗數(shù)據(jù)的處理
12.4.3試驗結(jié)果的表達
*12.5金屬的熱疲勞
12.5.1熱疲勞現(xiàn)象
12.5.2熱疲勞試驗方法
*12.6金屬的熱機械疲勞
12.6.1熱機械疲勞現(xiàn)象
12.6.2試驗原理及力學行為模型
12.6.3熱機械疲勞試驗方法
*12.7金屬的疲勞蠕變試驗
思考題
第13章金屬的斷裂韌度試驗
13.1基本