材料抵抗大能量一次冲击的能力是什么？

1. 材料抵抗大能量一次冲击的能力是什么？

材料的韧性是断裂时所需能量的度量。描述材料韧性的指标通常有两种： 
（1）冲击韧性aK (通常的单位为MJ/m2)
冲击韧性是在冲击载荷作用下，抵抗冲击力的作用而不被破坏的能力。 
通常用冲击韧性指标aK来度量。aK是试件在一次冲击实验时，单位横截面积（m2）上所消耗的冲击功（MJ），其单位为MJ/m2。 
aK值越大，表示材料的冲击韧性越好。 
标准冲击试样有两种，一种是常用的梅氏试样（试样缺口为U型）；另一种是夏氏试样（试样缺口为V型）。 
同一条件下同一材料制作的两种试样，其梅氏试样的aK值显著大于夏氏试样的aK值，所以两种试样的aK值不能互相比较。 
夏氏试样必须注明aK（夏）。 
实际工作中承受冲击载荷的机械零件，很少因一次大能量冲击而遭破坏，绝大多数是因小能量多次冲击使损伤积累，导致裂纹产生和扩展的结果。所以需采用小能量多冲击作为衡量这些零件承受冲击抗力的指标。 
实践证明，在小能量多次冲击下，冲击抗力主要取决于材料的强度和塑性。 
（2）断裂韧性K1 (单位为J/m)
在实际生产中，有的大型传动零件、高压容器、船舶、桥梁等，常在其工作应力远低于σS的情况下，突然发生低应力脆断。 
通过大量研究认为，这种破坏与制件本身存在裂纹和裂纹扩展有关。 
实际使用的材料，不可避免地存在一定的冶金和加工缺陷，如气孔、夹杂物、机械缺陷等，它们破坏了材料的连续性，实际上成为材料内部的微裂纹。 
在服役过程中，裂纹扩展的结果，造成零件在较低应力状态下，即低于材料的屈服强度，而材料本身的塑性和冲击韧性又不低于传统的经验值的情况下，发生低应力脆断。 
材料中存在的微裂纹，在外加应力的作用下，裂纹尖端处存在有较大的应力集中和应力场。 
断裂力学分析指出，这一应力场的强弱程度可用应力强度因子K1来描述。 
随应力的增大，K1也随之增大，当K1增大到一定值时，就可使裂纹前端某一区域内的内应力大到足以使裂纹失去稳定而迅速扩展，发生脆断。 
这个K1的临界值称为临界应力强度因子或断裂韧性，用K1C表示，单位为J/m。它反映了材料抵抗裂纹扩展和抗脆断的能力。 
材料的断裂韧性K1C与裂纹的形状、大小无关，也和外加应力无关，只决定于材料本身的特性（成分、热处理条件、加工工艺等），是一个反映材料性能的常数。
关于断裂韧性，也称力学抗冲击强度，一般都用缺口冲击功和冲击强度来表示。
缺口冲击功是按照一定的标准在规定尺寸的试样上对规定尺寸的缺口进行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）。
根据我国的国标1943-2007标准，冲击强度是试件在一次冲击实验时，单位横截面积（m2）上所消耗的冲击功（J），其单位为J/m2；
试样为样条。
而根据美国材料ATSM标准，则是单位宽度所消耗的功，单位为J/m，
试样标准一般为63.5*12.7mm 缺口剩余宽度为 10.16mm 。
因此换算根据具体的样条尺寸就可以了，因为同一种材料一般认为在同一温度下的冲击功是一样的，两种结果就是一个按照截面计算，一个只算宽度。

2. 材料抵抗大能量一次冲击的能力是什么？

冲击强度通常用冲击韧性指标aK来度量。aK是试件在一次冲击实验时，单位横截面积（m2）上所消耗的冲击功（MJ），其单位为MJ/m2。
aK值越大，表示材料的冲击韧性越好。
冲击强度是在冲击载荷作用下，抵抗冲击力的作用而不被破坏的能力。在很短时间内以较高速度作用于零件上的载荷，称冲击载荷。由冲击载荷作用而产生的应力称冲击应力。由于冲击时间极短，加上物体接触变形等因素影响，冲击强度计算不易准确。
　常规冲击计算　冲击载荷在零件中产生的冲击应力除与零件的形状、体积和局部弹塑性变形等有关外，还同与其相连接的物体有关。如与零件相连接的物体是绝对刚体，则冲击能全部为该零件所承受；如与零件相连接的物体刚度为某一值,则冲击能为整个体系所承担,该零件只承受冲击能的一部分。此外,冲击应力的大小,还取决于冲击能量的大小。因此，冲击载荷作用下的强度计算，比静载荷作用下的强度计算复杂得多。在设计承受冲击载荷的零件时，须引入一个动载系数（见载荷系数）后按静强度设计。动载系数也可用振动理论中求响应的方法确定。
　研究零件冲击强度时，要考虑材料在冲击载荷下机械性能的改变和对零件冲击效应的大小。对于结构钢来说，当应变速率在10(～10(1／秒时，钢的机械性能无明显变化。但在更高的应变速率下，结构钢的强度极限和屈服极限随冲击速度的增大而提高。且屈服极限比强度极限提高得更快。因此把冲击载荷当作静载荷来处理对于一般结构钢来说是偏于安全的。另一方面，冲击载荷对材料缺口的敏感性比静载荷对材料缺口的敏感性大。这时把冲击载荷当作静载荷来处理，就必须提高安全系数。

3. 什么材料具有吸收能量的特性

最好的计算方法就是计算材料应力应变曲线中，曲线与X,Y轴围成的图形面积。这种方法可以非常快速的估算出材料的吸能特性，用于材料对比非常方便。举个例子某种PC材料的屈服强度是56MPa，抗拉强度140MPa，延伸率140%，其吸能比大于68mJ/mm3，另一种材料抗拉强度212MPa，延伸率1.4%（类似脆性材料），其吸能比为2.97mJ/mm3。明显前者虽然屈服强度低，但是吸收能量更强。而事实上，前者PC材料弹性模量仅有2000MPa，而后者弹性模量却有17000MPa。前者软而韧性强，后者硬但是脆，不适用于吸收能量的结构。
这种只是快速简便计算方法，实际上材料的吸能特性还与其刚度，阻尼系数相关，因为如果是涉及到冲击问题还与应力波及能量的传递率相关。这样说起来就太复杂了，所以我们可以用上面的方法快速的计算，比较简便，而且直观。当然这种计算方法仅指材料本身，并不包括结构对能量的吸收特性。

4. 材料抵抗大能量一次冲击的能力是什么

冲击强度通常用冲击韧性指标aK来度量。aK是试件在一次冲击实验时，单位横截面积（m2）上所消耗的冲击功（MJ），其单位为MJ/m2。 aK值越大，表示材料的冲击韧性越好。
冲击强度是在冲击载荷作用下，抵抗冲击力的作用而不被破坏的能力。在很短时间内以较高速度作用于零件上的载荷，称冲击载荷。由冲击载荷作用而产生的应力称冲击应力。由于冲击时间极短，加上物体接触变形等因素影响，冲击强度计算不易准确。
　常规冲击计算　冲击载荷在零件中产生的冲击应力除与零件的形状、体积和局部弹塑性变形等有关外，还同与其相连接的物体有关。如与零件相连接的物体是绝对刚体，则冲击能全部为该零件所承受；如与零件相连接的物体刚度为某一值,则冲击能为整个体系所承担,该零件只承受冲击能的一部分。此外,冲击应力的大小,还取决于冲击能量的大小。因此，冲击载荷作用下的强度计算，比静载荷作用下的强度计算复杂得多。在设计承受冲击载荷的零件时，须引入一个动载系数（见载荷系数）后按静强度设计。动载系数也可用振动理论中求响应的方法确定。
　研究零件冲击强度时，要考虑材料在冲击载荷下机械性能的改变和对零件冲击效应的大小。对于结构钢来说，当应变速率在10(～10(1／秒时，钢的机械性能无明显变化。但在更高的应变速率下，结构钢的强度极限和屈服极限随冲击速度的增大而提高。且屈服极限比强度极限提高得更快。因此把冲击载荷当作静载荷来处理对于一般结构钢来说是偏于安全的。另一方面，冲击载荷对材料缺口的敏感性比静载荷对材料缺口的敏感性大。这时把冲击载荷当作静载荷来处理，就必须提高安全系数。