高速碰撞中的汽车材料力学性能

高速碰撞中的汽车材料力学性能

对材料力学性能进行全面的研究是汽车设计的重要前提。但汽车碰撞是一个动态的过程,仅仅在静态下研究材料属性是不够的。讨论一种材料强度如何,我们通常的做法可能是用手轻轻地按一按。如果再专业一点,我们会切一块材料做成试件,拿到试验机下做拉伸试验测试一下,看看可以承受多少力来评价强度如何,看看变形达到多少才会断裂来评价韧性好坏。各式各样的静态试验(图片来源:麻省理工学院Tomasz Wierzbicki教授研究团队)在汽车安全研究中,无法回避的一个问题是——绝大部分汽车碰撞都是具有一定速度的冲击过程,而无论用手按一下还是用传统试验机测试,都是速度接近于零的“准静态”过程。这种过程中,材料的力学性能(强度、韧性等)会有不同么?汽车碰撞是一个冲击过程(图片来源于网络)事实上,在冲击力学领域近百年的历史中,早已有无数研究者对不同的材料进行了各种速度下的试验。从准静态到低、中、高速的碰撞,再到超高速的爆炸过...

材料力学性能之常温拉伸力学性能

材料力学性能之常温拉伸力学性能

011.1 拉伸试验1.1.1 概述拉伸试验是标准拉伸试样在静态轴向拉伸力不断作用下以规定的拉伸速度拉至断裂,并在拉伸过程中连续记录力与伸长量,从而求出其强度判据和塑性判据的力学性能试验。强度指标:弹性极限、屈服强度、抗拉强度;塑性指标:断后伸长率、断面收缩率。1.1.2 概念应力:应力是在它所作用面积上的力,用N/mm2表示,在米制单位中,用千帕(kPa)或兆帕(MPa)表示。应变:是被测试材料尺寸的变化率,它是加载后应力引起的尺寸变化。由于应变是一个变化率,所以它没有单位。原始标距(Lo):施力前的试样标距。断后标距(Lu):试样断裂后的标距。平行长度(Lc):试样两头部或两夹持部分(不带头试样)之间平行部分的长度。断后伸长率(A):是断后标距的残余伸长(Lu-Lo)与原始标距(Lo)之比的百分率。断面收缩率(Z):断裂后试样横截面积的最大缩减量(So-Su)与原始横截面积(So)之比...