材料的力学性能与结构试验的关系

　　一、材料：无机材料、有机材料

　　金属材料、非金属材料

　　高分子材料：塑料、橡胶、合成纤维

　　陶瓷材料

　　复合材料

　　天然材料

　　工程结构材料、功能材料

　　信息、生物技术、新材料、环保

　　金属：良导电、热性，光泽，良好的延展性。自由电子、金属键（无方向性）

　　二、性能：力学性能，物理、化学性能，加工工艺性能

　　力学性能：金属材料在一定环境中在外力作用下所表现出来的抵抗行为。

　　分弹性性能与塑性性能。

　　力学性能指标：金属材料在外力作用下表现出来的抵抗变形及断裂的能力。

　　分应力、应变；强度指标、塑性指标及综合力学性能指标。

　　金属材料的失效形式：变形、断裂（含疲劳断裂）、磨损、腐蚀，以及加工失误

　　三、研究内容：

　　1）各种力学现象及行为、意义、本质概念的相互关系。

　　2）各种力学性能指标的概念、本质、意义，力学行为及其影响因素。

　　3）各种宏观失效方式的本质、机理、原因，各力学性能指标之间的相互关系及失效判据。

　　4）各种力学性能指标的测试技术及实际应用。

　　（一）概述

　　一个结构或构件的受力和变形特点，除受荷载等外界因素影响外，还要取决于组成这个结构或构件的材料内部抵抗外力的性能。充分了解材料的力学性能，对于在结构试验前或试验过程中正确估计结构的承载能力和实际工作状况，以及在试验后整理试验数据，处理试验结果等工作都具有非常重要的意义。

　　在结构试验中按照结构或构件材料性质的不同，必须测定相应的一些最基本的数据，如混凝土的抗压强度、钢材的屈服强度和抗拉极限强度、砖石砌体的抗压强度等。在科学研究性的试验中为了了解材料的荷载变形、应力应变关系，需要测定材料的弹性模量，有时根据试验研究的要求，尚须测定混凝土材料的抗拉强度以及各种材料的应力应变曲线等有关数据。

　　在测量材料各种力学性能时，应该按照国家标准或部颁标准所规定的标准试验方法进行，对于试件的形状、尺寸、加工工艺及试验加载、测量方法等都要符合规定的统一标准。

　　在建筑结构抗震研究中，根据地震荷载作用的特点，在结构上施加周期性反复荷载，结构将进入非线性阶段工作，因此相应的材料试验也须要在周期性反复荷载下进行，这时钢材将会出现包辛格效应，对于混凝土材料就需要进行应力应变曲线全过程的测定，特别要测定曲线的下降段部分。