弹性极限、屈服极限、抗拉极限应力-应变曲线

1、 应力应变曲线 力学性质：在外力作用下材料在变形和破坏方面所力学性质：在外力作用下材料在变形和破坏方面所 表现出的力学性能表现出的力学性能 试件和实验条件试件和实验条件 常温、静常温、静 载载 一、拉伸时的应力一、拉伸时的应力应变曲线应变曲线 1 1、 试件试件 L0 标点标点 标距标距 d0 （1）材料类型材料类型： 低碳钢低碳钢： 灰铸铁灰铸铁： 2标准试件标准试件： 塑性材料的典型代表；塑性材料的典型代表； 脆性材料的典型代表脆性材料的典型代表； （2）标准试件标准试件： 标距标距： 用于测试的等截面部分长度；用于测试的等截面部分长度； 尺寸符合国标的试件尺寸符合国标的试件； 圆截面试件

2、标距：圆截面试件标距：L0=10d0或或5d0 2、试验机 0 3、低碳钢拉伸曲线 明显的四个阶段明显的四个阶段 1 1、弹性阶段、弹性阶段obob P 比例极限比例极限 E e 弹性极限弹性极限 tanE 2 2、屈服阶段、屈服阶段bcbc（失去抵（失去抵 抗变形的能力）抗变形的能力） s 屈服极限屈服极限 3 3、强化阶段、强化阶段cece（恢复抵抗（恢复抵抗 变形的能力）（变形的能力）（均匀塑性变形均匀塑性变形） 强度极限（强度极限（对最大均匀塑对最大均匀塑 性变形的抗力性变形的抗力） b 4 4、局部径缩阶段、局部径缩阶段efef o a b c e f P e “屈服”）（力达到此线

3、以上就叫 s b (1) (1)弹性阶段弹性阶段 比例极限比例极限p p oa段是直线，应力与应变在此段成正比关系，材 料符合虎克定律，直线oa的斜率 就是材 料的弹性模量弹性模量，直线部分最高点所对应的应力值 记作pp，称为材料的比例极限比例极限。曲线超过a点，图 上ab段已不再是直线，说明材料已不符合虎克定 律。但在ab段内卸载，变形也随之消失变形也随之消失，说明ab 段也发生弹性变形，所以ab段称为弹性阶段。b点 所对应的应力值记作ee ，称为材料的弹性极限弹性极限。 弹性极限与比例极限非常接近，工程实际中通常对二者弹性极限与比例极限非常接近，工程实际中通常对二者 不作严格区分，而近似地

4、用比例极限代替弹性极限。不作严格区分，而近似地用比例极限代替弹性极限。 Etan (2) (2)屈服阶段屈服阶段 屈服点屈服点 曲线超过b点后，出现了一段锯齿形曲线， 这阶段应力没有增加，而应变依然在增加应力没有增加，而应变依然在增加，材 料好像失去了抵抗变形的能力，把这种应力不增 加而应变显著增加的现象称作屈服，bc段称为屈 服阶段。屈服阶段曲线最低点所对应的应力 称为屈服点屈服点(或屈服极限屈服极限)。在屈服阶段卸载，将 出现不能消失的塑性变形。工程上一般不允许构 件发生塑性变形，并把塑性变形作为塑性材料破 坏的标志，所以屈服点 是衡量材料强度的一 个重要指标。 s s s (3)(3)强

5、化阶段强化阶段 抗拉强度抗拉强度 经过屈服阶段后，曲线从c点又开始逐渐上 升，说明要使应变增加，必须增加应力，材料 又恢复了抵抗变形的能力，这种现象称作强化， ce段称为强化阶段（加工硬化加工硬化）。曲线最高点 所对应的应力值记作， 称为材料的抗拉强度抗拉强度 (或强度极限)，它是衡量材料强度的又一个重 要指标。 (4)(4)缩颈断裂阶段缩颈断裂阶段 曲线到达e点前，试件的变形是均匀发生的， 曲线到达e点，在试件比较薄弱的某一局部(材 质不均匀或有缺陷处)，变形显著增加，有效横 截面急剧减小，出现了缩颈现象，试件很快被 拉断，所以ef段称为缩颈断裂阶段。 b b 4. 4.塑性指标塑性指标 试件拉断后，弹性变形消失，但塑性变形仍保 留下来。工程上用试件拉断后遗留下来的变形 表示材料的塑性指标。常用的塑性指标有两个: 伸长率伸长率: : 1 100 LL L % % 断面收缩率断面收缩率 : 1 100 AA A % % L1 试件拉断后的标距 L 是原标距 A1 试件断口处的最小横截面面积 A 原横截面面积。 、 值越大，其塑性越好。一般把 5的材 料称为塑性材料塑性材料，如钢材、铜、铝等；把 5%延伸率延伸率 5% 可承受冲击载荷，适合于可承受冲击载荷，