木块运动状态 |
…… |
静止 |
静止 |
加速 |
匀速 |
减速 |
弹簧测力计示数F/N |
…… |
0.4 |
0.5 |
0.7 |
0.6 |
0.4 |
材料的力学性能
材料的力学性能,是指材料受力时的变形行为及其抵抗破坏的能力,通常包括弹性与塑性、脆性与韧性等。无论是何种材料,受力时一定要发生形变,有的发生弹性形变,有的发生塑性形变。不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。
有些材料当受力达到一定值时,会突然断裂,且无明显的塑性形变,这种性质叫做脆性。例如,轻轻一掰,饼干就会变成碎片。
力学性能是选择材料的重要指标。
1986年,挑战者号航天飞机在升空时意外爆炸,举世震惊。在随后的事故调查中,物理学家费恩曼用一个简单的实验说明了问题的原因:航天飞机上有一个环形圈,它嵌在火箭两个部件的结合处,为的是防止燃料在燃烧时从缝隙泄漏出来。发射当天的天气非常寒冷,环形圈变得非常坚硬,密封效果变差,造成燃料泄漏,酿成惨剧。
随着科技的发展,人们逐渐发明了很多具有特殊力学性能的新材料。有的材料不但很轻,而且强度很高,例如铝合金、碳纤维等。有的合金材料还具有形状记忆的功能,用这种材料制作的产品,经过冷却,可以揉做一团,受热后形状会自动恢复。