1、表 2.2-6 常用材料极限强度的近似关系表 2.2-7 常用材料弹性模量及泊松比名称 弹性模量 EGPa切变模量 GGPa泊松比名称 弹性模量 EGPa弹性模量 EGPa泊松比灰铸铁 118126 44.3 0.3 铸锡青铜 103 0.3球墨铸铁 173 0.3 硬铝合金 70 26.5 0.3碳钢,镍铬钢,合金钢 206 79.4 0.3 轧制锌 82 31.4 0.27铸钢 202 0.3 玻璃 55 1.96 0.25轧制纯铜 108 39.2 0.310.34 有机玻璃 2.3529.42冷拔纯铜 127 48.0 橡胶 0.0078 0.47轧制磷锡青铜 113 41.2 0.3
2、20.35 电木 1.962.94 0.690.98 0.350.38冷拔黄铜 8997 34.336.3 0.320.42 尼龙 1010 1.07轧制锰青铜 108 39.2 0.35 硬聚氯乙烯 3.143.92 0.340.35轧制铝 68 25.526.5 0.320.36 聚四氟乙烯 1.141.42铸铝青铜 103 41.1 0.3 混凝土 13.7339.2 4.915.69 0.10.18极 限 强 度对 称 应 力 疲 劳 极 限 脉 动 应 力 疲 劳 极 限材料名称抗压疲劳极限 -1l弯曲疲劳极限 -1扭转疲劳极限 -1拉压脉动疲劳极限 0l弯曲脉动疲劳极限 0 扭转脉
3、动疲劳极限 0结构钢 0.3 b0.43 b0.25 b1.42 -1l 1.33 -11.5 -1铸铁 0.225 b 0.45 b 0.36 b 1.42 -1l 1.35 -1 1.35 -1铝合金 b/6+73.5MPa b/6+73.5MPa(0.550.58) -11.5 -1l表 2.2-10 常用材料的密度材料名称 密度g/cm3 (t/m3)材料名称 密度g/cm3 (t/m3)材料名称 密度g/cm3 (t/m3)碳钢 7.87.85 铸造黄铜 8.62 金 19.32铸钢 7.8 锡青铜 8.78.9 银 10.5高速钢（含钨 9%） 8.3 无锡青铜 7.58.2 汞
4、13.55高速钢（含钨 18%） 8.7 轧制磷青铜 8.8 硬质合金（钨钴） 14.414.9合金钢 7.9 冷拉青铜 8.8 硬质合金（钨钴钛） 9.512.4镍铬钢 7.9 工业用铝 2.7 胶木板，纤维板 1.31.4灰铸铁 7.0 可铸铝合金 2.7 纯橡胶 0.93白口铸铁 7.55 铝镍合金 2.7 聚氯乙烯 1.351.40可锻铸铁 7.3 镍 8.9 有机玻璃 1.181.19紫铜 8.9 轧锌 7.1 尼龙 1010 1.041.06黄铜 8.48.85 锡 7.29 混凝土 1.82.45木材 0.40.75 尼龙 66 1.141.15 碳化硅 3.10基本公式一.基本
5、数学知识：（1） 乘法和因式分解： (1) （x+a） （x+b）= x 2+(a+b)x+ab(2) (ab)2 = a22ab+b2(3) (ab)3 = a33a2b+3ab2b3(4) (a+b+c)2 = a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc(5) a2-b2 = (a-b)(a+b)(6) a3b3 = (ab)(a2+ab+b2)2.指数10aabaaa3.三角函数的定义yrayxctgarxa xy cs:cos: ein余 割余 切余 弦 正 割正 切正 弦 XYO yr xa二.力学知识表 2-10 运动学基本公式直线运动 2dtsvadtsV等速运动V=常数 )0(0
6、St當等加速运动（a=常数）2210020 tVatttVat0自由落体运动（V 0=0） ghttht21回转运动 2dtwdt等速运动( )常 數rVanrVntrStnt 200,0330:)(回 轉 一 周 的 時 間當 S0运动开始已走过的距离（m）S运动的距离（ m）V运动的速度（ m/s）V0 初速度（m/s）Vt末速度（m/s）Vs瞬时速度（m/s）t运动时间（s）a加速度 (m/s2)h垂直度（m）g重力加速度（m/s 2）角位移（rad）0运动开始时相对某一基的角位移（rad）角速度（S -1）0初角速度（S -1）t末角速度（S -1）角加速度（S -1）r转动半径（m）
7、n每分钟转速(r/min)at切向加速度（m/s 2）an 法向加速度（m/s 2）加速度 a 与转动半径 r 的等加速运动( )常 數2420 0202)(1anttgrdrVavat tsntstt tt 夹角（）表 2-11 动力学基本公式名称 直线运动 回转运动 符号的意义力力矩功（能）功率动量定律动量矩定律动量守恒定律动量矩守恒定律动能定律惯性力惯性力矩惯量平行轴定律F=ma(N)M=FR(NM) )(cosJaFSWW=Gh(J)P= )(5.73pvP= 10kwm/s)t(gF)(-t vm恒量(kgm/s) v)(2120JmEtkNaF )(MNJW)(5.7023.PSn
8、P)(1kwp)/20smgtMJt 恒量（kgm 2/s）)(210JJEtk法向惯性力（离心力） )(NrF法切向惯性力 m切 )(JM2kcz总动能（物体既有直线运动又有回转运动）221cJmvT慣 性 半 徑慣 物 体 對 回 轉 軸 線 的 轉 動力 臂重 量 質 量 MJikgimRNGkg)()2小直径杆件:对杆端回转 231li对杆中央回转 li圆盘或圆柱对圆心纵轴回转 ; 21Ri圆环对圆心纵轴回转 )(2ri一般飞轮常取 , gGDJ4/2外 圓 半 徑杆 長 Rl,外 圓 半 徑內 圓 半 徑 ra 力和位移的夹角h 移动高度（m）r质点的转动半径(m)Jz物体对 z 轴
9、之转动惯量Jc 物体对平行于 z 轴并通过物体重心的 c 轴的转动惯量k z 轴与重心 c 轴之间的距离(m)其它符号同表 2-10、硬度 HRC，HV ，HB-硬度换算 日期：2008-10-06 硬度 硬度換算公式 : 1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12 2.肖式硬度(HS)=洛式硬度 (HRC)+15 3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV) 4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3 硬度測定範圍 :HS450 或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角 120的金刚石圆锥体或直径为 1.59、3.18mm 的钢球，在一定载
10、荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：HRA：是采用 60kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。HRB：是采用 100kg 载荷和直径 1.58mm 淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。HRC：是采用 150kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。3 维氏硬度 (HV)以 120kg 以内的载荷和顶角为 136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度 HV 值(kgf/mm2)。HBS，HRC，HBW 是
11、硬度指标不同种类。 硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 布氏硬度（ HB） 以一定的载荷（一般 3000kg）把一定大小（直径一般为 10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB） ，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 洛氏硬度（ HR） 当 HB450 或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角 120的金刚石圆锥体或直径为 1.59、3.18mm 的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压
12、痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用 60kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等） 。 HRB：是采用 100kg 载荷和直径 1.58mm 淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等） 。 HRC：是采用 150kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等） 。 维氏硬度（HV） 以 120kg 以内的载荷和顶角为 136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV） HBS， HBW 是布氏硬度更详细的分类。非常专业的时候要用
13、到。 布氏硬度的符号及表示方法 布氏硬度的符号用 HBS 或 HBW 表示。 HBS 表示压头为淬硬钢球，用于测定布氏硬度值在 450 以下的材料，如软钢、灰铸铁和有色金属等。 HBW 表示压头为硬质合金，用于测定布氏硬度值在 650 以下的树料。 布氏硬度的表示方法： HBS 或 HBW 之前的数字为硬度值，后面按顺序用数字表示试验条件： 压头的球体直径； 试验载荷； 试验载荷保持的时间 (1015s 不标注) 。 例如 170HBS10100030 表示用直径 10mm 的钢球，在 9807 N(1000 kgf)的试验载荷作用下，保持 30s 时测得的布氏硬度值为 170。 530HBW
14、5750 表示用直径 5 mm 的硬质合金球，在 7355N(750kg f)的试验载荷作用下，保持 1015s 时测得的布氏硬度值为 530。 (3)试验条件的选择 布氏硬度试验时，压头球体的直径 D、试验载荷 F 及载荷保持 的时间 t，应根据被试金属材料的种类、硬度值的范围及厚度进行选择。 常用的压头直径 l、2、25、5 和 10 毫米五种。 试验载荷可从 9807N ( l kgf) 2942 KN (3000 kgf)范围内， 载荷保持的时间，一般黑色金属为 1015s；有色金属为 30s；布氏硬度值小于 35 时为 60s。 (4)优缺点 钢球直径较大，在金属树料表面上留下的压痕
15、也较大，故测得的硬度值比较准确。 布氏硬度值和抗拉强度之间有一定的关系，因此可按布氏硬度值近似确定金属材料的抗拉强度。 如被试金属硬度过高，将影响硬度值的准确性，所以布氏硬度试验一般适于测定布氏硬度值小于 650 的金属材料。 布氏硬度压痕较大，故不宜测定成品及薄片材料。 还有莫氏硬度是用在磨料上的。 磨料的硬度是指磨料抵抗其它物质刻划或压入其表面的能力。磨料的硬度是用显微硬度表示的，显微硬度是一种压入硬度，测量仪器是显微硬度计，它实际上是一台设有加负荷装置的显微镜。 在磨料磨具行业常用来表示磨料硬度的，还有莫氏硬度和新莫氏硬度。莫氏硬度是由德国人莫斯首先提出来的，其测试方法是用棱锥形金刚石针刻划被测物体的表面，根据划痕的深度来表示硬度。莫氏硬度是以十种常见不同硬度的矿物作为标准，按大小顺序排列构成的。新莫氏硬度是在莫氏硬度的基础上，将硬度的等级划分为 15 个。
