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‹ 课件目录材料基础实验齿轮任务 ↗

MATERIALS / INTERACTIVE LAB

同样的形状,不同的回应。

把四种材料放在同一个条件下,先观察差异,再追问原因。

四种材料 · 相同标距与截面积比较弹性响应
01 低碳钢02 铝合金03 聚合物04 陶瓷
弹性形变显示放大 25 倍
观察材料低碳钢
弹性模量200 GPa
密度7.85 g/cm³
弹性应变0.0075 %

SAME LOAD / DIFFERENT RESPONSE

放在一起,差别才清楚。

教学参数 · 相同初始几何
材料弹性模量 / GPa密度 / g·cm⁻³当前弹性应变 / %

从现象,到解释

材料的差异,
藏在内部的秩序里。

01 / 看见响应

在同一条件下比较

区分刚度、强度和延性。改变材料时,先保持几何和加载条件一致。

02 / 追问机制

把宏观与微观连接

金属中的滑移、聚合物链的调整与陶瓷中的脆性破坏,代表不同的材料机制。

03 / 回到工程

用需求约束选择

轻量、刚度、温度、腐蚀、加工与成本共同影响选材。本课只演示其中部分权衡。

教学模型、参数与参考依据 +

本课为原创程序化教学场景。四条曲线为预设的准静态单轴拉伸示例,不对应具体牌号、温度或试验标准;没有进行有限元或分子动力学求解。塑性段与颈缩段为分段近似。聚合物采用简化弹塑性曲线,未模拟黏弹性、蠕变、速率或温度影响;脆性陶瓷采用线弹性后断裂。卸载用初始弹性模量近似回弹,不模拟损伤后的刚度退化。

模量依次为 200 / 70 / 2 / 300 GPa,预设峰值工程应力为 420 / 280 / 55 / 300 MPa,断裂应变为 24% / 20% / 50% / 0.1%。这些取值只服务于示意比较。形变和微观尺度有视觉放大,表格与曲线按所列模型计算。重新拉动加载进度代表回看教学过程,不代表材料可以恢复。

KIT · 拉伸与宏观变形教学资料 ↗University of Cambridge · Slip in single crystals ↗

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