工程材料性能优化方案

知识目标

● 了解工程材料的概念、分类及常用性能。

● 掌握金属材料的常用力学性能指标。

● 了解金属材料的物理、化学及工艺性能。

技能目标

● 熟练掌握金属材料的力学性能等基本概念。

● 能够根据零件的使用条件，选择金属材料的使用性能指标。

● 能够根据零件的使用条件，选择金属材料的工艺性能指标。

素养目标

● 培养听课专注、思维积极、独立完成作业、刻苦耐劳的精神。

● 培养科学严谨、勤劳务实、坚忍不拔的品格，遵守纪律、忠恕任事。

● 培养工匠精神，养成“怀匠心、铸匠魂、守匠情、践匠行”的精神，促进学生生成“匠意、匠思、匠智”。(www.xing528.com)

任务导航

● 任务1.1 工程材料及其分类认知学习

● 任务1.2 金属材料的性能认知学习

● 任务1.3 实践技能训练

引导案例

1998年6月3日，由慕尼黑开往汉堡的德国ICE884次高速列车，以速度200 km/h运行至距汉诺威东北方向附近的小镇埃舍德时，发生了第二次世界大战后德国最为惨重的列车脱轨行车事故。该列车由2节机车和12节车厢组成，事故发生后12节车厢全部脱轨。第一节车厢被抛向空中，接着又摔落在地面，后面的车厢则相互碰撞，扭曲地挤压在一起。在短短100多秒的时间里，车厢内的400名乘客有101人丧生，105人受重伤。

事后经过调查，人们发现造成事故的原因竟然是因为一节车厢的车轮“内部疲劳断裂”引起的。首先是一个车轮的轮箍发生断裂，导致车轮脱轨，进而造成车厢横摆，此时列车正好过桥，横摆的车厢以其巨大的力量将桥墩撞断，造成桥梁坍塌，压住了通过的列车车厢，并使已通过桥洞的车头及前5节车厢断开，而后面的几节车厢则在巨大惯性的推动下接二连三地撞在坍塌的桥体上，从而导致了这场惨重的铁路事故，如图1-1所示。

图1-1　事故现场及损坏的车轮

造成事故的原因是车轮“内部疲劳断裂”，属于金属疲劳现象。金属疲劳是工程材料的一项力学性能指标，那什么是“金属疲劳”呢？除了金属疲劳，工程材料还有哪些性能指标呢？这些问题就是本项目所要讲解的内容：工程材料及其性能。

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