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1、設計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（超導材料、半導體材料、光纖等材料）；第四代的復合材料（有機、無機非金屬及金屬等復合而成的材料）；第五代的智能材料或應變材料（形狀記憶合金、光致變色玻璃等）；設計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）無機材料石材、陶瓷、玻璃、石膏等有機材料木材、皮革、塑料、橡膠等復合材料玻璃鋼、碳纖維復合材料2.按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類：3.材料的固有特性：（力學性能）強度：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度。強度是評定材料質(zhì)量的重要力學性能指標，是設計中選用材料的主要依據(jù)。由于外力作用方式不同，材料的強度可分為抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度和抗剪強度等。彈性和塑性：彈性是指材料受外力作用而發(fā)生變形，外力除去后能恢復原狀的性能。塑性是指在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力除去時，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到一定限度后，產(chǎn)生破壞而無明顯
3、的性能。剛度：指材料在受力時抵抗彈性變形的能力，常以彈性模量（應力與應變力的比值）來表示，剛度是衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標。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、插接等動連接移動連接：滑動連接、滾動連接轉(zhuǎn)動連接：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.機械連接機械連接是采用機制螺釘、
4、螺栓、螺母、自攻絲螺釘、鉚釘?shù)葯C械堅固件，將需連接的零部件連接成為一個整體的過程。各零部件相互的連接是靠機械力來實現(xiàn)的，隨著機械力的消除，接頭可以松動或拆除。機械連接的優(yōu)點是連接快速、連接強度高、耐久性好。但由于大部分緊固件是金屬的，由此也帶來諸如增加重量、接合區(qū)域局部高應力、不同材料因溫度升高導致的熱膨脹失配以及美學上的問題等。2.焊接焊接是將兩個或兩個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、美學要求、制件形狀、尺寸及公差要求以及技術(shù)經(jīng)濟因素等。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：能夠連接多種不同種類的材料；垂直于粘接表面的應力分布均勻；相對于機械連接而言，是一種可以減輕重量的輕型連接設計；粘接過程可以在常溫下進行，避免了熱應力和熱變形的產(chǎn)生；對連接處具有一定的密封作用；可以實現(xiàn)較大面積的自動連接工藝。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，也常與機械緊固件結(jié)合使用。使用粘接連接時要注意，由于各種膠黏材料是有機化合物，它的一些性能會受時間、溫度、相對溫度和其他環(huán)境因素的影響。4.靜連接連接后的各個零件或組件之間無相互位置變化，連接零件之間不允許產(chǎn)生相對運動，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.動連接連接的各個零件或組件可發(fā)生相對的運動，產(chǎn)生位置變化?？煞譃橐苿舆B接、轉(zhuǎn)動連接和柔性連接。移動連接：構(gòu)件沿著一條固定的軌道運動；轉(zhuǎn)動連接：連接的零部件可相互發(fā)生轉(zhuǎn)動；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：一是保護產(chǎn)品，即保護材料本身賦予產(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)品造型設計的意圖，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
