ASME标准讲解2材料的力学性能和试验.ppt

强度理论,4个涉及破坏的强度理论,（一）最大拉应力（第一强度）理论：认为构件的断裂是由最大拉应力引起的。当最大拉应力达到单向拉伸时的强度极限时 ，构件就断了。,1、破坏判据：,2、强度准则：,3、适用范围：适用于破坏形式为脆断的构件。,（二）最大伸长线应变（第二强度）理论：认为构件的断裂是由最大拉应变引起的。当最大伸长线应变达到单向拉伸试验下的 极限应变时，构件就断了。,1、破坏判据：,2、强度准则：,3、适用范围：适用于破坏形式为脆断的构件。,（三）最大剪应力（第三强度）理论：认为构件的屈服是由最大剪应力引起的。当最大剪应力达到单向拉伸试验的极限剪应力时，构件就破坏了。,1、破坏判据：,3、适用范围：适用于破坏形式为屈服的构件。,2、强度准则：,（四）形状改变比能（第四强度）理论：认为构件的屈服是由形状改变比能引起的。当形状改变比能达到单向拉伸试验屈服时形状改变比能时，构件就破坏了。,1、破坏判据：,2、强度准则,3、适用范围：适用于破坏形式为屈服的构件。,强度理论的选用原则：依破坏形式而定。,1、脆性材料：一般使用第一或第二强度理论；,4、简单变形时：一律用与其对应的强度准则。如扭转，都用：,2、塑性材料：一般使用第三或第四理论。,5、破坏形式还与温度、变形速度等有关！,3、特殊：三向受拉应力状态，用第一强度理论； 三向受压应力状态，用第三或第四强度理论；,三、材料的力学性能和试验,材料的力学性能 （机械性能）,ASME SA370-2001,钢制品力学性能试验的标准试验方法和定义 （与ASTM标准A370-96完全等同） 1. 材料的强度 取样方向,各种类型锻件的取样部位,抗拉强度,拉伸试验ASTM E8,（）屈服点：当试件拉力在 范围内时，如卸去拉力，试件能恢复原状，应力与应变的比值为常数，因此，该阶段被称为弹性阶段。当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段时，称屈服下限下所对应的应力为屈服强度或屈服点，记做s。设计时一般以s作为强度取值的依据。对屈服现象不明显的钢材，规定以0.2残余变形时的应力0.2作为屈服强度。,（）抗拉强度：从图2中曲线逐步上升可以看出：试件在屈服阶段以后，其抵抗塑性变形的能力又重新提高，称为强化阶段。对应于最高点的应力称为抗拉强度，用b表示。 设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比sb有一定意义。屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈高。但屈强比太小，则反映钢材不能有效地被利用。,(3) 伸长率：图2中当曲线到达点后，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增加，产生“颈缩现象”而断裂。量出拉断后标距部分的长度Ll，标距的伸长值与原始标距L0的百分率称为伸长率。即： （L1-LO） =100% L0,持久强度和蠕变强度,拉伸试验,拉伸试验机,液压式万能电子材料试验机,* 拉伸试样：,长试样：L0=10d0 短试样：L0=5d0 ASME：L0=4d0,力伸长曲线,O,屈服,弹性变形,缩颈,断裂,塑性变形,塑性变形:外力去除后不能消失的变形,弹性( elasticity ):金属材料受外力作 用时产生变形,当外力去掉后能恢复 到原来形状及尺寸的性能。,弹性变形( elastic deformation ): 随载荷撤除而消失的变形。,拉伸试样的颈缩现象,力伸长曲线,O,屈服,弹性变形,缩颈,断裂,塑性变形,强度(strength): 材料在力的作用下抵抗 变形和破坏的能力。,种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强 度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。,(2)屈服强度( yield strength): 屈服点 S,规定残余伸长应力： r0.2 =Fr0.2/S 0,(3)抗拉强度( tensile strength ): 试样在断裂前所能承受的最大应力。,力 学 性 能,强度,硬度,韧性,断裂韧度,疲劳,主要指标：,塑性,塑性(plasticity):是指材料在载荷作用下 产生塑性变形而不被破坏的能力。,(1)断面收缩率(percentage reduction in area): 是指试样拉断处横截面积S 1 的收缩量与原始横截面积S0之比。,(2)断后伸长率(延伸率