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1、設(shè)計(jì)材料及加工工藝第一章概論1.材料的發(fā)展：第一代的天然材料（如天然的石頭、木材）；第二代的加工材料（陶瓷、銅器、鐵）；第三代的合成材料（超導(dǎo)材料、半導(dǎo)體材料、光纖等材料）；第四代的復(fù)合材料（有機(jī)、無(wú)機(jī)非金屬及金屬等復(fù)合而成的材料）；第五代的智能材料或應(yīng)變材料（形狀記憶合金、光致變色玻璃等）；設(shè)計(jì)材料金屬材料黑色金屬（鑄鐵、碳鋼、合金鋼等）有色金屬（銅鋁及合金等）無(wú)機(jī)材料石材、陶瓷、玻璃、石膏等有機(jī)材料木材、皮革、塑料、橡膠等復(fù)合材料玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料2.按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類：3.材料的固有特性：（力學(xué)性能）強(qiáng)度：指材
2、料在外力（載荷）作用下抵抗塑性變形和破壞作用的能力。材料抵抗外力而產(chǎn)生明顯塑性變形的能力稱為屈服強(qiáng)度。強(qiáng)度是評(píng)定材料質(zhì)量的重要力學(xué)性能指標(biāo)，是設(shè)計(jì)中選用材料的主要依據(jù)。由于外力作用方式不同，材料的強(qiáng)度可分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。彈性和塑性：彈性是指材料受外力作用而發(fā)生變形，外力除去后能恢復(fù)原狀的性能。塑性是指在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力除去時(shí)，仍能保持變形后的性能。這一變形稱為永久變形。永久變形量大而不出現(xiàn)破裂現(xiàn)象的材料，其塑性較好。脆性和韌性：脆性脆性是指材料受外力作用達(dá)到一定限度后，產(chǎn)生破壞而無(wú)明顯
3、的性能。剛度：指材料在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力，常以彈性模量（應(yīng)力與應(yīng)變力的比值）來(lái)表示，剛度是衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)。硬度：耐磨性：第二章材料的工藝特性分類連接方法連接原理機(jī)械連接釘接、鉚接、螺紋栓連接、鍵銷連接、卡和連接等焊接熔焊、壓焊、釬焊粘接膠黏劑粘接、溶劑粘接連接功能靜連接不可拆固定連接：焊接、鉚接、粘接、釘接等可拆固定連接：螺紋連接、銷連接、卡扣連接、插接等動(dòng)連接移動(dòng)連接：滑動(dòng)連接、滾動(dòng)連接轉(zhuǎn)動(dòng)連接：鉸鏈連接、軸連接柔性連接：彈簧連接、軟軸連接1.材料的連接工藝：1.機(jī)械連接機(jī)械連接是采用機(jī)制螺釘、
4、螺栓、螺母、自攻絲螺釘、鉚釘?shù)葯C(jī)械堅(jiān)固件，將需連接的零部件連接成為一個(gè)整體的過(guò)程。各零部件相互的連接是靠機(jī)械力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，隨著機(jī)械力的消除，接頭可以松動(dòng)或拆除。機(jī)械連接的優(yōu)點(diǎn)是連接快速、連接強(qiáng)度高、耐久性好。但由于大部分緊固件是金屬的，由此也帶來(lái)諸如增加重量、接合區(qū)域局部高應(yīng)力、不同材料因溫度升高導(dǎo)致的熱膨脹失配以及美學(xué)上的問(wèn)題等。2.焊接焊接是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件或組件連接于一體的一種工藝方法，主要是采用熱熔的方法，將連接部分加熱至融合或焊縫間填以焊料進(jìn)行連接。焊接主要用于金屬之間的連接，也用于部分非金屬部件間的連接。焊
5、接方法的選擇取決于材料的種類、結(jié)構(gòu)要求、美學(xué)要求、制件形狀、尺寸及公差要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素等。3.粘接技術(shù)粘接技術(shù)是借助溶劑或膠黏劑在構(gòu)件表面上產(chǎn)生的黏合力，將同種或者不同種材料牢固地連接在一起，實(shí)現(xiàn)同種材料或不同種材料間緊密連接的一種技術(shù)。粘接技術(shù)具有以下特點(diǎn)：能夠連接多種不同種類的材料；垂直于粘接表面的應(yīng)力分布均勻；相對(duì)于機(jī)械連接而言，是一種可以減輕重量的輕型連接設(shè)計(jì)；粘接過(guò)程可以在常溫下進(jìn)行，避免了熱應(yīng)力和熱變形的產(chǎn)生；對(duì)連接處具有一定的密封作用；可以實(shí)現(xiàn)較大面積的自動(dòng)連接工藝。粘接技術(shù)適用于金屬、塑料和木材等多種材
6、質(zhì)。通常用在需要永久性的非拆卸的連接件中，也常與機(jī)械緊固件結(jié)合使用。使用粘接連接時(shí)要注意，由于各種膠黏材料是有機(jī)化合物，它的一些性能會(huì)受時(shí)間、溫度、相對(duì)溫度和其他環(huán)境因素的影響。4.靜連接連接后的各個(gè)零件或組件之間無(wú)相互位置變化，連接零件之間不允許產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，連接固定為一體，故稱為固定連接。根據(jù)連接后的可拆性分為可拆固定連接和不可拆固定連接。不可拆固定連接：連接成為一個(gè)整體后，至少必須毀壞連接中的某一部分才能拆開的連接，具有不可拆性。一旦拆分必將破壞連接結(jié)構(gòu)。主要的連接方式有釘接、鉚接、焊接、膠接?？刹鸸潭ㄟB接：連接成為
7、一個(gè)整體后，不需毀壞連接中的任一連接中的任一零件就可拆開的連接，允許多次重復(fù)拆裝。具有可拆性，且不破壞連接結(jié)構(gòu)。主要的連接方法有卡扣連接、螺紋連接、和粘接。5.動(dòng)連接連接的各個(gè)零件或組件可發(fā)生相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生位置變化?？煞譃橐苿?dòng)連接、轉(zhuǎn)動(dòng)連接和柔性連接。移動(dòng)連接：構(gòu)件沿著一條固定的軌道運(yùn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)連接：連接的零部件可相互發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；柔性連接：被連接零部件的位置、角度在一定范圍內(nèi)可能變化，或連接構(gòu)件自身可發(fā)生一定范圍的形狀、位置的變化，而不影響連接固定的關(guān)系。2.材料表面處理的目的：一是保護(hù)產(chǎn)品，即保護(hù)材料本身賦予產(chǎn)品表面的光澤
8、、色彩、肌理等而呈現(xiàn)出的外觀美，并提高產(chǎn)品的耐用性，確保產(chǎn)品的安全性，由此有效地利用材料資源；二是根據(jù)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的意圖，改變產(chǎn)品表面狀態(tài)、賦予表面更豐富的色彩、光澤、肌理等，提高表面裝飾效果，改善表面的物理性能，使產(chǎn)品表面有更好的感覺(jué)特性。3.造型材料表面處理的分類：分類處理目的處理方法和技術(shù)表面精加
