ASME标准讲解2材料的力学性能和试验)PPT教学课件

1、（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：0)( ; 11 b2、强度准则：3、适用范围：适用于破坏形式为脆断的构件。 EEb 32111 b 321 321第1页/共31页（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：s max3、适用范围：适用于破坏形式为屈服的构件。 ss 2231maxs 312、强度准则： 31第2页/共31页（四）形状改变比能（第四强度）理论：认为构件的屈服是由形状

2、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：xsxuu max2、强度准则3、适用范围：适用于破坏形式为屈服的构件。 21323222161 Eux s 21323222121 21323222121第3页/共31页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。 max5、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；第4页/共31页三、材料的力

3、学性能和试验材 料 的 力 学 性 能（ 机 械 性 能 ）第5页/共31页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 取样方向第6页/共31页第7页/共31页第8页/共31页各种类型锻件的取样部位第9页/共31页第10页/共31页抗拉强度第11页/共31页拉伸试验ASTM E8 第12页/共31页（）屈服点：当试件拉力在（）屈服点：当试件拉力在 范围内时，如卸去拉力，试件能范围内时，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。数，因此，该阶

4、段被称为弹性阶段。当对试件的拉伸进入塑性变形的屈当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段时，称屈服下限服阶段时，称屈服下限下下所所对应的应力为屈服强度或屈服点，对应的应力为屈服强度或屈服点，记做记做s s。设计时一般以。设计时一般以s s作为强作为强度取值的依据。对屈服现象不明显度取值的依据。对屈服现象不明显的钢材，规定以的钢材，规定以0.20.2残余变形时残余变形时的应力的应力0.20.2作为屈服强度。作为屈服强度。第13页/共31页 （）抗拉强度：从图（）抗拉强度：从图2 2中曲线逐步上升可以看出：试件在屈服阶段以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

5、强化阶段。对应于最高点的应后，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，用力称为抗拉强度，用b b表示。表示。 设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比s sb b有一定意义。屈强比愈有一定意义。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。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。但屈强比太小，则反映钢材不能有效地被利用。第14页/共31页(3) (3) 伸长率：图伸长率：图2 2中当曲线到达中当曲线到达点后，试件薄弱处急剧缩小

6、，塑性变点后，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增加，产生形迅速增加，产生“颈缩现象颈缩现象”而断而断裂。量出拉断后标距部分的长度裂。量出拉断后标距部分的长度L Ll l，标距的伸长值与原始标距标距的伸长值与原始标距L L0 0的百分率的百分率称为伸长率。即：称为伸长率。即： （L1-LOL1-LO） =100%100% L0 L0第15页/共31页持久强度和蠕变强度第16页/共31页拉伸试验拉伸试验机拉伸试验机第17页/共31页液压式万能电子材料试验机第18页/共31页* 拉伸试样：长试样：L0=10d0 短试样：L0=5d0ASME：L0=4d0 d0L0第19页/共31页力力伸长曲线伸长曲

7、线FesbkLFsFbO屈服屈服弹弹性性变变形形缩颈缩颈断裂断裂塑塑性性变变形形塑性变形塑性变形: :外力外力去除后不能消失去除后不能消失的变形的变形第20页/共31页弹性( 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。 弹性极限( elastic limit ): Fe 弹性极限载荷( N ) e = ( M pa ) S0 试样原始横截面积( mm2)第21页/共31页拉伸试样的颈缩现象第22页/共31页力力伸长曲线伸长曲线FesbkLFsFbO屈服屈

8、服弹弹性性变变形形缩颈缩颈断裂断裂塑塑性性变变形形第23页/共31页强度(strength): 材料在力的作用下抵抗 变形和破坏的能力。(1)种类种类: 抗拉强度、抗拉强度、 抗压强度、抗压强度、 抗弯强抗弯强 度度 、 抗剪强度抗剪强度 、 抗扭强度等。抗扭强度等。 (2)屈服强度( yield strength): 屈服点 S Fs s = ( M pa ) S0试样屈服时的载荷( N )试样原始横截面积( mm2)第24页/共31页规定残余伸长应力： r0.2 =Fr0.2/S 0slF0.20.2%l0o第25页/共31页(3)抗拉强度( tensile strength ): 试样在断裂前所能承受的最大应力。 F b 试样断裂前的最大载荷(N) b = ( M pa ) S 0 试样原始横截面积( mm2)第26页/共31页 力 学 性 能强度硬度韧性断裂韧度疲劳主要指标：塑性第27页/共31页塑性(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。 S0 - S 1 = 100% S0 第28页/共31页(2)断后伸长率(延伸