拉伸实验(材料力学课程实验)2013.pdf

材料力学实验材料力学实验 实验安排实验安排 1 1 拉伸破坏实验 3 4周 逸夫楼3104拉伸破坏实验 3 4周 逸夫楼3104 2 桥路与弯曲应力实验 6 7周 逸夫楼15152 桥路与弯曲应力实验 6 7周 逸夫楼1515 3 偏心拉伸实验 9 11周 逸夫楼31043 偏心拉伸实验 9 11周 逸夫楼3104 4 弯扭组合实验 13 14周 逸夫楼15154 弯扭组合实验 13 14周 逸夫楼1515 提醒 1 实验教材 提醒 1 实验教材 材料力学实验材料力学实验 付朝华等编写 清华大学出版社2010年出版 2 拉伸实验报告下次试验时交给实验老师 3 试验报告柜放置地点 3109房间旁过道上 4 实验室办公室 3113 1513 电话 62783368 62782310 付朝华等编写 清华大学出版社2010年出版 2 拉伸实验报告下次试验时交给实验老师 3 试验报告柜放置地点 3109房间旁过道上 4 实验室办公室 3113 1513 电话 62783368 62782310 拉伸破坏试验 实验意义实验意义 拉伸试验条件拉伸试验条件 实验目的实验目的 实验设备和试件实验设备和试件 实验要求和安排实验要求和安排 实验结果讨论实验结果讨论 实验报告要求和下次 实验预习要求 实验报告要求和下次 实验预习要求 结构材料最重要的性能是力学性 能 力学性能是指材料在外加载荷与 环境因素联合作用下所表现的行为 也就是材料抵抗外加载荷引起变形和 断裂的能力 材料的力学性能也叫机械性能主 要包括 弹性 塑性和强度 通过实验观察和研究不同材料拉 伸过程 测定材料力学性能 实验意义 力学性能指标和测定方法 材料的力学性能是通过力学性能指标力学性能指标来评价的 力学性能指标是通过实验测定的 拉伸性能拉伸性能代表材料基本力学性能 基本力学性能 通过拉伸试验测定 的材料力学性能指标是结构静强度设计的计算依据 是评定 选用材料的主要依据 因此 拉伸试验是最 重要 应用最广泛的实验方法 对于某些脆性材料 常采用弯曲或压缩实验测定材料 基本力学性能 力学性能指标的测定应依据国家标准规定完成 拉伸实验基本概念 1 拉伸实验条件 如何保证 1 拉伸实验条件 如何保证 2 拉伸试件要求 标距有何用 如何确定 2 拉伸试件要求 标距有何用 如何确定 3 拉伸试验可测定哪几个力学性能指标 如3 拉伸试验可测定哪几个力学性能指标 如 何测 何测 4 实验前为什么要测试件尺寸 如何测 5 为什么在试件拉断后还要测量试件尺寸 如何测 4 实验前为什么要测试件尺寸 如何测 5 为什么在试件拉断后还要测量试件尺寸 如何测 1 观察分析不同材料拉伸过程 及实验现象 比较其力学性能 2 测定材料的强度指标及塑性 指标 3 认识典型材料力学性能特点 和断裂特征 实验目的实验目的 1 材料试验机 3104室 WDW 100电子万能试验机 3106室 WDW 100E电子万能试验机 2 0 02mm游标卡尺 3 标距50mm引伸计 选用 试件试件 低碳钢 10圆试件 铝合金 10圆试件 铸铁 12圆试件 实验设备实验设备 实验要求和安排 1 学习试验机结构原理和操作方 法 观看铸铁拉伸实验过程 铸铁曲 线和实验结果共享 2 2 3人一组 每组完成一根金属 材料 低碳钢或铝合金 拉伸实验 3 实验后全班总结讨论 观察思考题 哪个阶段仅发生弹性变形 这个阶段力与变形一般符合 什么关系 此阶段拉伸曲线的特点 哪个阶段仅发生弹性变形 这个阶段力与变形一般符合 什么关系 此阶段拉伸曲线的特点 何时开始发生塑性变形 被测材料是否发生屈服现象 屈服阶段主要发生什么变形 此阶段拉伸曲线特点 何时开始发生塑性变形 被测材料是否发生屈服现象 屈服阶段主要发生什么变形 此阶段拉伸曲线特点 观察强化阶段的拉伸曲线和试件直径变化过程 你认为 金属材料具有什么特性 其对材料的使用有何作用 此 阶段的变形具有什么特点 观察强化阶段的拉伸曲线和试件直径变化过程 你认为 金属材料具有什么特性 其对材料的使用有何作用 此 阶段的变形具有什么特点 如果一个试件采用两种不同的标距测定其断后伸长率 结果是否一致 为什么 如果一个试件采用两种不同的标距测定其断后伸长率 结果是否一致 为什么 观察脆性材料拉伸过程和断口形貌 分析破坏原因 为 什么脆性材料不易做受拉构件 观察脆性材料拉伸过程和断口形貌 分析破坏原因 为 什么脆性材料不易做受拉构件 拉伸试验条件拉伸试验条件 要求 金属材料应按国家标准GB228完成拉伸实验 最新颁布的标准为GB228 2002 要求 金属材料应按国家标准GB228完成拉伸实验 最新颁布的标准为GB228 2002 轴向加载 保证试件被测部分各点受力相等 加载速度 保证静态试验条件即低速 匀速 环境温度 常温 为保证实验满足以上条件 需要用试验机加载 加工成标准试样 五种材料拉伸试样 低碳钢 铝合金 铸铁 工程塑料 复合材料 拉伸试件要求拉伸试件要求 圆试样 短比例试件 L0 5d 长比例试件 L0 10d 矩形试样 短比例试件 L0 5 65 S0 长比例试件 L0 11 3 S0 S0 d2 4S0 ab 比例试件要求比例试件要求 国家标准推荐用短比例 国家标准推荐用短比例 实验前要测量试件 尺寸 按比例试件确 定标距L 实验前要测量试件 尺寸 按比例试件确 定标距L0 0 在试件上 做好标距线 在试件上 做好标距线 夹持 部分 过渡 部分 测量 部分 强度指标强度指标 上屈服强度 下屈服强度 抗拉强度 上屈服强度 下屈服强度 抗拉强度 塑性指标塑性指标 断后伸长率 断面收缩率 断后伸长率 断面收缩率 材料刚度 材料刚度 弹性模量弹性模量E 力学性能指标力学性能指标 P P ReL Rm E 100 0 0 L LL A u 100 0 0 S SS Z u 0 S F R eL eL 0 S F R m m 0 S F R eH eH ReH 拉伸试验装置拉伸试验装置 电子万能试验机电子万能试验机 测定材料力学 性能必须采用专 用加载设备 材料 试验机 保证准 确加载 准确测 力 试验机有很多 类型 要根据测 量要求选择 基 本的力学性能测 定使用静态材料 试验机 观察思考题讨论观察思考题讨论 哪个阶段仅发生弹性变形 这个阶段力与变形一般符合 什么关系 此阶段拉伸曲线特点 哪个阶段仅发生弹性变形 这个阶段力与变形一般符合 什么关系 此阶段拉伸曲线特点 何时开始发生塑性变形 被测材料是否发生屈服现象 屈服阶段主要发生什么变形 此阶段拉伸曲线特点 何时开始发生塑性变形 被测材料是否发生屈服现象 屈服阶段主要发生什么变形 此阶段拉伸曲线特点 观察强化阶段的拉伸曲线和试件直径变化过程 你认为 金属材料具有什么特性 其对材料的使用有何作用 此 阶段的变形具有什么特点 观察强化阶段的拉伸曲线和试件直径变化过程 你认为 金属材料具有什么特性 其对材料的使用有何作用 此 阶段的变形具有什么特点 如果一个试件采用两种不同的标距测定其断后伸长率 结果是否一致 为什么 如果一个试件采用两种不同的标距测定其断后伸长率 结果是否一致 为什么 观察脆性材料拉伸过程和断口形貌 分析破坏原因 为 什么脆性材料不易做受拉构件 观察脆性材料拉伸过程和断口形貌 分析破坏原因 为 什么脆性材料不易做受拉构件 实验结果讨论实验结果讨论 不同材料拉伸过程和性能比较不同材料拉伸过程和性能比较 断口形貌分析断口形貌分析 不同加载方式下的材料力学性能不同加载方式下的材料力学性能 环境对材料力学性能的影响环境对材料力学性能的影响 中 低碳钢拉伸曲线中 低碳钢拉伸曲线 O A B C D 问题 问题 1 弹性变形 塑性变形及弹性变形 塑性变形及 应变强化特性认识应变强化特性认识 2 塑性变形原因和作用2 塑性变形原因和作用 3 抗拉强度与C点真应力比较 4 曲线下的面积反映材料什 么性能 5 拉伸曲线修正和转换 3 抗拉强度与C点真应力比较 4 曲线下的面积反映材料什 么性能 5 拉伸曲线修正和转换 曲线分为几个阶段 每 个阶段有什么特点 曲线分为几个阶段 每 个阶段有什么特点 铝合金拉伸曲线 问题 1 拉伸曲线特 点 有没有塑性 变形 2 怎样测定材 料屈服强度 问题 1 拉伸曲线特 点 有没有塑性 变形 2 怎样测定材 料屈服强度 金属材料拉伸曲线举例 规定非比例延伸强度确定方法规定非比例延伸强度确定方法 P 0 2 Rp0 2 试件伸长采用引伸计法测量 问题 问题 怎样测定怎样测定R Rp0 2 p0 2 如引伸计原始标距50mm 0 2 代表试件在测量标距范围 内伸长多少 如引伸计原始标距50mm 0 2 代表试件在测量标距范围 内伸长多少 如何测定材料的弹性模 量 如何测定材料的弹性模 量 脆性材料拉伸曲线脆性材料拉伸曲线 问题 问题 1 脆性材料拉伸过程特点 1 脆性材料拉伸过程特点 2 断口位置和断口特点 2 断口位置和断口特点 b 0 某金属材料拉伸曲线 铸铁拉伸曲线铸铁拉伸曲线 高分子材料拉伸曲线高分子材料拉伸曲线 y b b 问题 高分子材料特点 拉伸过程与金属材料的区别 问题 高分子材料特点 拉伸过程与金属材料的区别 高分子材料也叫高聚物 具有大分子链结构和特有的热运动 这决定了它的力学特 性 高分子材料也叫高聚物 具有大分子链结构和特有的热运动 这决定了它的力学特 性 低强度 几十低强度 几十MPa 高弹性低刚度 高弹性低刚度 1 5GPa 粘弹性 变形与时间有关 重量轻 绝缘 耐腐蚀 有热塑性材料 受热软化冷却变硬再受热又软化 成型方便 和热固性材料 一次成形 不再软化 两种 粘弹性 变形与时间有关 重量轻 绝缘 耐腐蚀 有热塑性材料 受热软化冷却变硬再受热又软化 成型方便 和热固性材料 一次成形 不再软化 两种 高分子拉伸曲线举例高分子拉伸曲线举例 材料 低密度聚乙烯 试样尺寸 4 10 材料 低密度聚乙烯 试样尺寸 4 10 加载速度20mm min 未断 加载速度 50mm min 加载速度 100mm min 加载速度 100mm min 加载速度 50mm min 加载速度20mm min 未断 不同速度下聚丙烯 材料的拉伸曲线 试件尺寸 4mm 10mm 热固性材料拉伸曲线 环氧树脂材料某种高分子材料 橡胶材料拉伸曲线 橡胶材料是高聚物中在室温下处于高弹态的材 料 弹性很好 适于做各种弹性物体或构件 复合材料拉伸曲线和力学特性 复合材料是以一种材料为基体 另一种材 料为增强体组合而成的材料 各种材料在 性能上互相取长补短 产生协同效应 使 复合材料的综合性能优于原组成材料而满 足各种不同的要求 如玻璃纤维 环氧树脂复合材料 玻 璃纤维是增强体 环氧树脂是基体 如玻璃纤维 环氧树脂复合材料 玻 璃纤维是增强体 环氧树脂是基体 复合材料中以纤维增强材料应用最广 用 量最大 其特点是比重小 比强度和比模 量大 复合材料拉伸曲线复合材料拉伸曲线 90 试件 加载与增强 纤维方向垂直 0 试件 加载与增 强纤维方向一致 45 试件 加载 与增强纤维方 向成45 思考 各向异性 与金属材料区别 增强效果 思考 各向异性 与金属材料区别 增强效果 0 试件 90 试件 45 试件 增强复合材料拉伸曲线增强复合材料拉伸曲线 增强材料 玻璃纤维 基体 环氧树脂 体积比 增强材料 玻璃纤维 基体 环氧树脂 体积比 1 1 试件尺寸 试件尺寸 25x2 46 增强材料 碳纤维 基体 环氧树脂 碳纤维含量 增强材料 碳纤维 基体 环氧树脂 碳纤维含量 60 试件尺寸 试件尺寸 12 6x1 5 抗拉强度 1300MPa 抗拉强度 抗拉强度 1300MPa 抗拉强度 1534MPa 玻璃纤维增强复合材料玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程 拉伸过程 1 玻璃纤维增强复合材料玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程 拉伸过程 2 玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程 玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程 3 玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程 玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程 4 纤维性能 纤维性能 S型玻璃纤维 抗拉强度 型玻璃纤维 抗拉强度4 6GPa 弹性模量弹性模量84GPa T 300型碳纤维 抗拉强度 型碳纤维 抗拉强度3 5GPa 弹性模量弹性模量230GPa B W 型硼纤维 抗拉强度 型硼纤维 抗拉强度3 6GPa 弹性模量弹性模量400GPa 复合材料断裂特点复合材料断裂特点 在纤维增强复合材料中 每平方厘米的 纤维数有几千 几万根 在纤维增强复合材料中 每平方厘米的 纤维数有几千 几万根 由于有大量独立的 纤维 由于有大量独立的 纤维 过载时复合材料中即使有少量纤维断 裂 载荷会迅速重新分配到未被破坏的纤维 上 不至于造成构件在瞬间完全丧失承载能 力而断裂 过载时复合材料中即使有少量纤维断 裂 载荷会迅速重新分配到未被破坏的纤维 上 不至于造成构件在瞬间完全丧失承载能 力而断裂 问题问题 与一般脆性材料断裂过程比较 最大区别 与一般脆性材料断裂过程比较 最大区别 常用材料性能比较常用材料性能比较 材料低碳钢铝合金铸铁纤 维 复 合材料 高 分 子 材料 弹 性 模 量 GPa 2007018020 501 5 屈服强度 MPa 280420 30 53 强度极限 MPa 380590100 300 1600 延伸率 4014001 500 各种材料拉伸 破坏断口 各种材料拉伸 破坏断口 韧性断裂韧性断裂 断裂过程说明 断裂过程说明 微观上的微孔聚合断裂机制 在多数情况下与宏观 上的韧断相对应 试样拉伸开始出现颈缩后 就产生了三向拉应 力 最大轴向拉应力位于试样中心 在此拉应力作用下 试样开始 产生微孔 继而长大和聚合 形成一中心裂纹 这中心裂纹沿着垂 直于拉力轴的方向伸展 到试样边缘以大约和轴向成45度平面剪切 断开 微观上的微孔聚合断裂机制 在多数情况下与宏观 上的韧断相对应 试样拉伸开始出现颈缩后 就产生了三向拉应 力 最大轴向拉应力位于试样中心 在此拉应力作用下 试样开始 产生微孔 继而长大和聚合 形成一中心裂纹 这中心裂纹沿着垂 直于拉力轴的方向伸展 到试样边缘以大约和轴向成45度平面剪切 断开 奥氏体不锈钢拉伸前后试件对比 金属高温拉伸断口金属高温拉伸断口 脆性断裂脆性断裂 在拉伸载荷作用下发生脆性断裂 延伸率 5 的材料称为脆性材料 但在拉伸载荷作用下发生脆性断裂 延伸率 5 的材料称为脆性材料 但韧性材料在一定 条件下也会发生脆性断裂 韧性材料在一定 条件下也会发生脆性断裂 脆性断裂是构件最危险的失效形式 表现在 脆性断裂是构件最危险的失效形式 表现在 断裂前无明显的塑性变形 吸收的能量很 少 而裂纹的扩展速率很快 几近音速 断裂前无明显的塑性变形 吸收的能量很 少 而裂纹的扩展速率很快 几近音速 故脆性断裂前无明显的征兆可寻 且断裂是突然发 生的 因而往往引起严重的后果 构件如何 故脆性断裂前无明显的征兆可寻 且断裂是突然发 生的 因而往往引起严重的后果 构件如何防止脆断防止脆断 材料如何 材料如何增韧增韧一直是重要的科学研究课题 一直是重要的科学研究课题 加载方式与应力状态 应力状态应力状态 应力状态 轴向拉伸 轴向压缩扭转 压缩试件直径压缩试件直径10mm 问题 1 低碳钢拉压曲线对比 2 铸铁拉压曲线对比 3 铸铁拉压强度对比 拉伸曲线参考拉伸曲线参考 27KN 低碳钢压缩曲线 铸铁压缩曲线 低碳钢直径10mm 铸铁直径12mm 压缩试件与断口压缩试件与断口 低碳钢 铸铁 扭转试验机扭转试验机 力盘 试件 扭转试件 低碳钢和铸铁扭转曲线示意图低碳钢和铸铁扭转曲线示意图 扭转断口扭转断口 铸铁 低碳钢 铸铁 低碳钢 思考 思考 1 变形特点 变形特点 2 脆性材料断口特点 破 坏原因 脆性材料断口特点 破 坏原因 3韧性性材料断口特点 破坏原因 韧性性材料断口特点 破坏原因 典型材料断口特征典型材料断口特征 韧性材料 拉伸 发生大量塑性变形 局部颈缩后断裂 压缩 发生大量塑性变形 不断裂 扭转 发生大量塑性变形 剪切断裂 韧性材料 拉伸 发生大量塑性变形 局部颈缩后断裂 压缩 发生大量塑性变形 不断裂 扭转 发生大量塑性变形 剪切断裂 脆性材料 拉伸 几乎不发生塑性变形 正断 压缩 发生较大塑性变形 剪切断裂 扭转 发生较小塑性变形 正断 脆性材料 拉伸 几乎不发生塑性变形 正断 压缩 发生较大塑性变形 剪切断裂 扭转 发生较小塑性变形 正断 环境对材料力学性能的影响环境对材料力学性能的影响 温度影响 提高温度 材料的塑性会增加 强度下降 降低温度 材料的塑性会下降 即材 料变脆 加载速度影响 提高速度会使材料的塑性变 形来不及发生 材料变脆 材料的力学行为是由材料微观结构决定的 是 材料的固有属性 不同加载形式 应力状态和环 境的改变会极大改变材料的力学行为 低温脆 性举例 拉伸问题说明拉伸问题说明 1 新旧实验标准符号对比新旧实验标准符号对比 新标准旧标准 性能名称符号性能名称符号性能名称符号性能名称符号 断面收缩率Z断面收缩率 断后伸长率A A 断面收缩率Z断面收缩率 断后伸长率A A11 3 11 3 断后伸长率 断后伸长率 5 5 10 10 屈服强度 屈服点 屈服强度 屈服点 S S 上屈服强度R上屈服强度ReH eH 上屈服点 上屈服点 SU SU 下屈服强度R下屈服强度ReL eL 下屈服点 下屈服点 SL SL 规定非比例延伸 强度 R规定非比例延伸 强度 RP P 例如 R例如 RP0 2 P0 2 规定非比例伸长 应力 规定非比例伸长 应力 P P 例如 例如 P0 2P0 2 抗拉强度R抗拉强度Rm m抗拉强度 抗拉强度 b b 拉伸新国家标准 GB228 2002拉伸新国家标准 GB228 2002 拉伸问题说明 2 拉伸问题说明 2 断口位置对断后延伸率影响及修正 实验报告要求 每人一份 实验报告要求 每人一份 1 按照拉伸试验报告要求独立完成实验报告 见实验教材P31 注 第7题改为选作题 2 实验报告要有低碳钢 或铝合金 和铸铁两种材料的实验数 据 曲线和结果 3 认真总结几种典型材料力学性能特点 完成分析讨论题 4 曲线要求每人一份 并做修正和说明 5 要将实验原始数据记录 有老师和本组同学签名 每组至少一 份 附在实验报告后面 6 实验报告下次实验时带来交给老师 7 实验报告要求手写 实验报告要求手写 1 学习电测法原理有关内容 了 解电桥特性 温度补偿片作用和各种组 桥方式 第三章 2 学习有关YE2539应变仪介绍 了 解YE2539应变仪结构 面板功能及软件 使用方法 第五章 3 预习 矩形截面粱弯曲正应力实 验 实验教材P37 预习要求 曲线修正和转换 问题 如何把载荷 位移曲 线修正并转换为工程应力 工程应变曲线 并把实验结 果表示在图上 要求 1 做工程 应力 工程应变 曲线 2 将屈 服强度 抗拉强 度和断后伸长率 标在图上 要求 1 做工程 应力 工程应变 曲线 2 将屈 服强度 抗拉强 度和断后伸长率 标在图上 引伸计精确测量试件伸长 引伸计标距长度 L0 50mm 最大量程 5mm 10mm 10 20 低碳钢拉伸部分曲线 观察 1 弹性阶段发生的最大变形大致多少 2 屈服阶段发生的最大变形大致多少 是什么变形 3 卸载再加载 曲线规律 反映了材料什么性能 过度冷拉钢筋 注 安装了注 安装了50mm标距引伸计标距引伸计 冷作硬化工艺就是利用冷作硬化工艺就是利用冷作硬化工艺就是利用冷作硬化工艺就是利用 金属材料的冷作硬化特金属材料的冷作硬化特金属材料的冷作硬化特金属材料的冷作硬化特 性 达到提高金属材料性 达到提高金属材料性 达到提高金属材料性 达到提高金属材料 的强度 硬度 耐磨性的强度 硬度 耐磨性的强度 硬度 耐磨性的强度 硬度 耐磨性 的加工方法 的加工方法 的加工方法 的加工方法 这种工这种工这种工这种工 艺的使用例子有 喷艺的使用例子有 喷艺的使用例子有 喷艺的使用例子有 喷 沙 冷扎 冷敦等 沙 冷扎 冷敦等 沙 冷扎 冷敦等 沙 冷扎 冷敦等 经过一次或多次冷经过一次或多次冷经过一次或多次冷经过一次或多次冷 拔后得到的冷拔低碳钢拔后得到的冷拔低碳钢拔后得到的冷拔低碳钢拔后得到的冷拔低碳钢 丝 其屈服强度可提高丝 其屈服强度可提高丝 其屈服强度可提高丝 其屈服强度可提高 40 60 40 60 但 但 但 但失去失去失去失去 软钢的塑性和韧性软钢的塑性和韧性软钢的塑性和韧性软钢的塑性和韧性 而 而 而 而 具有硬质钢材的特点 具有硬质钢材的特点 具有硬质钢材的特点 具有硬质钢材的特点 问题 记者暗访瘦身钢筋加工厂 建筑钢筋可随意拉细 记者暗访瘦身钢筋加工厂 建筑钢筋可随意拉细 记者 记者 6 5 8 10毫米的盘圆能加工成啥样 6 5 8 10毫米的盘圆能加工成啥样 老板 老板 6 5的按国标拉6个 即毫米 8个拉7个 10 个拉成8 5至9个 都管拉 6 5的按国标拉6个 即毫米 8个拉7个 10 个拉成8 5至9个 都管拉 记者要求看正在生产线上加工的钢筋 老板领记者来 到一卷卷的钢筋前介绍道 记者要求看正在生产线上加工的钢筋 老板领记者来 到一卷卷的钢筋前介绍道 钢筋经机器上的几个转盘 来回一拉就能变细 你想要多细就能拉多细 钢筋经机器上的几个转盘 来回一拉就能变细 你想要多细就能拉多细 按照国家标准 一级钢筋的冷拉率不大于4 也就是说直径按照国家标准 一级钢筋的冷拉率不大于4 也就是说直径1010毫米的钢筋 最多只能拉到 毫米的钢筋 最多只能拉到9 69 6毫米 经冷拉后 毫米 经冷拉后 瘦身瘦身 钢筋的伸张力被破坏了 也就是说钢筋变脆了 这对建筑 质量的影响主要体现在抗震方面 楼房在受到地震等巨大外力作用时 伸张力 强的钢筋会随建筑的变形被拉长 从而延长建筑物倒塌的时间 为建筑里的人 争取更多的逃生时间 而被过度冷拉变脆的钢筋 在受到地震等巨大外力时则 会突然断裂 钢筋的伸张力被破坏了 也就是说钢筋变脆了 这对建筑 质量的影响主要体现在抗震方面 楼房在受到地震等巨大外力作用时 伸张力 强的钢筋会随建筑的变形被拉长 从而延长建筑物倒塌的时间 为建筑里的人 争取更多的逃生时间 而被过度冷拉变脆的钢筋 在受到地震等巨大外力时则 会突然断裂 金属材料拉伸曲线举例 镁合金 奥氏体不锈钢球墨铸铁 某金属材料拉伸曲线 金属拉伸试验新旧标准符号对照表 新标准新标准GB228 2002旧标准旧标准GB228 87 性能名称符号性能名称符号 断面收缩率 性能名称符号性能名称符号 断面收缩率Z断面收缩率 断后伸长率 断面收缩率 断后伸长率A A11 3 断后伸长率 断后伸长率 5 10 屈服强度 屈服点 屈服强度 屈服点 S 上屈服强度上屈服强度ReH上屈服点 上屈服点 SU 下屈服强度下屈服强度ReL下屈服点 下屈服点 SL 规定非比例延 伸强度 规定非比例延 伸强度 RP 例如 例如 RP0 2 规定非比例伸 长应力 规定非比例伸 长应力 P 例如 例如 P0 2 抗拉强度抗拉强度Rm抗拉强度 抗拉强度 b 塑性变形原因和作用塑性变形原因和作用 塑性变形是不可恢复的变形 对于金属材料 塑性变形是由 塑性变形是不可恢复的变形 对于金属材料 塑性变形是由位错的不可逆的运动引起位错的不可逆的运动引起 其主 要表现形式是 其主 要表现形式是滑移滑移 即在切应力的作用下沿一 定晶面和一定晶向进行的切变过程 即在切应力的作用下沿一 定晶面和一定晶向进行的切变过程 塑性变形意义 塑性变形意义 1 可以采用冷拔 挤压 锻造等工艺加 工成所要求的形状和尺寸 可以采用冷拔 挤压 锻造等工艺加 工成所要求的形状和尺寸 2 塑性变形与强化结合起来可以使结构材 料抗偶然的过载 塑性变形与强化结合起来可以使结构材 料抗偶然的过载 某种铝合金拉伸过程图象某种铝合金拉伸过程图象 纯铝的塑性变形图象纯铝的塑性变形图象 名词解释 弹性 指材料在外力作用下保持固有形 状和尺寸的能力 在外力除去后恢复固有 形状和尺寸的能力 塑性 材料在外力作用下发生不可逆的 永久变形的能力 强度 材料对塑性变形和断裂的抗力 结构材料结构材料 是以力学性能为基础 用以制造 受力构件如工程结构 机器零件等所用的材料 是以力学性能为基础 用以制造 受力构件如工程结构 机器零件等所用的材料 韧脆转变温度 当温度低于某一数值时 某些金属的塑性 特别是冲击韧性 会显著降低而呈现脆性 当温度低于某一数值时 某些金属的塑性 特别是冲击韧性 会显著降低而呈现脆性 这一温度称为该种钢材的脆性转变温度 也称无韧性或无塑性温度 实际上就是这一温度称为该种钢材的脆性转变温度 也称无韧性或无塑性温度 实际上就是韧脆转韧脆转 变温度变温度 脆性转变温度越低 说明钢材的抵抗冷脆性能越高脆性转变温度越低 说明钢材的抵抗冷脆性能越高 韧脆转变温度与多种因素有关 它随钢中磷含量的增加而提高 随钢材厚度的增加 材 料中缺陷尖锐程度的提高 材料承受的加载速度的提高而提高 韧脆转变温度与多种因素有关 它随钢中磷含量的增加而提高 随钢材厚度的增加 材 料中缺陷尖锐程度的提高 材料承受的加载速度的提高而提高 例 锅炉在作水压试验时 上水温度一定要高于钢材的脆性转变温度 升压速成度也要 按有关规定严加控制 以防出现冷脆破裂事故 例 锅炉在作水压试验时 上水温度一定要高于钢材的脆性转变温度 升压速成度也要 按有关规定严加控制 以防出现冷脆破裂事故 受压容器由于冷脆破坏的实例是时有发 生的 受压容器由于冷脆破坏的实例是时有发 生的 我国台湾某400t h超高压锅炉 进行水压试验时 由于进水温度较低 使汽包在 低于其试验压力18MPa时即发生脆性爆破 我国台湾某400t h超高压锅炉 进行水压试验时 由于进水温度较低 使汽包在 低于其试验压力18MPa时即发生脆性爆破 例 泰坦尼克号沉没的悲剧是由于钢板脆性断裂所造成的 例 泰坦尼克号沉没的悲剧是由于钢板脆性断裂所造成的 该船用钢板的转变温度最低 可能要求到 60 70 而泰坦尼克号的船板在 1 5 已经变脆 该船用钢板的转变温度最低 可能要求到 60 70 而泰坦尼克号的船板在 1 5 已经变脆 耐低温钢 韧性 脆性转变温度低于使用温度 满足设计要求的强度 在使用温度 下组织结构稳定 良好的焊接性和加工成型性 某些特殊用途还要求极低的磁导 率 冷收缩率等 耐低温钢 韧性