轴向拉伸压缩及剪切2

1、2022年年1月月18日日5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 轴力与轴力图轴力与轴力图5.3 5.3 轴向拉（压）构件的应力分析轴向拉（压）构件的应力分析5.4 材料拉伸与压缩时的力学性能材料拉伸与压缩时的力学性能5.5 拉伸与压缩的强度计算拉伸与压缩的强度计算5.6 拉伸与压缩的变形拉伸与压缩的变形5.7 简单拉、压静不定问题简单拉、压静不定问题5.8 连接构件的强度计算连接构件的强度计算主要仪器设备：主要仪器设备：万能试验机、卡尺、应变仪等万能试验机、卡尺、应变仪等试验条件：试验条件：常温、静载常温、静载材料受力后在强度、变形方面所表现出来的材料受力后在强度、变形方面所表现出来的性质性

2、质,通过实验测定通过实验测定标距标距(测试段长度测试段长度)l0=5d0或或10d0安装拉伸试件安装拉伸试件D D整个拉伸过程分为整个拉伸过程分为: Oa-ac-cd-de-弹性阶段弹性阶段oa p 比例极限比例极限 e 弹性极限弹性极限去掉载荷变形全部消失去掉载荷变形全部消失变形为弹性变形变形为弹性变形应变值始终很小应变值始终很小斜直线斜直线Oa ：应力与应变成正比应力与应变成正比变化变化胡克定律胡克定律微弯段微弯段a a ：当应力小于当应力小于A A/ /应力应力时，试件只产生弹性变形。时，试件只产生弹性变形。直线最高点直线最高点a 所对应的应力值所对应的应力值-比例极限比例极限 P Pa

3、 点所对应的应力值是材料只产生弹性变形点所对应的应力值是材料只产生弹性变形的最大应力值的最大应力值弹性极限弹性极限 e e P P与与 e e的值很的值很接近，但意义接近，但意义不同，计算不不同，计算不作严格区别作严格区别a a韧性金属材料韧性金属材料 s 屈屈服服极极限限屈服（流动）阶段屈服（流动）阶段-ac0dd应力超过应力超过a点后，点后， - - 曲线渐变曲线渐变弯，到达弯，到达b0点后点后，应力在不增，应力在不增加的情况下变形增加很快，加的情况下变形增加很快， - - 曲线上出现一条折线。变形曲线上出现一条折线。变形大部分为不可恢复的塑性变形大部分为不可恢复的塑性变形。同时。同时试件

4、表面与轴线成试件表面与轴线成450方向出现一系列方向出现一系列滑移线滑移线屈服阶段对应的应力值屈服阶段对应的应力值该阶段的变形绝大该阶段的变形绝大部分为塑性变形；部分为塑性变形；整个试件的横向尺整个试件的横向尺寸明显缩小；寸明显缩小；d点为曲线的最高点点为曲线的最高点对应的应力值对应的应力值 b=Pb/A0强化阶段强化阶段-cd由于颈缩，截由于颈缩，截面显著变细荷面显著变细荷载随之降低，载随之降低，到达到达e点试件断点试件断裂。裂。颈缩阶段颈缩阶段-de试件局部显著试件局部显著变细，出现颈变细，出现颈缩现象；缩现象；四个质变点：四个质变点：* *应力与应变服从虎克定律的最大应力应力与应变服从虎

5、克定律的最大应力* *只产生弹性变形，是材料处于弹只产生弹性变形，是材料处于弹性变形阶段的最大应力。性变形阶段的最大应力。* *表示材料进入塑性变形表示材料进入塑性变形* *表示材料最大的抵抗破坏的能力。表示材料最大的抵抗破坏的能力。Percentage Elongation L：标距原长：标距原长L1：拉断后标距长度：拉断后标距长度Percentage Reduction of AreaA：实验前试件横截面面积：实验前试件横截面面积A1：拉断后断口处的横截面面积：拉断后断口处的横截面面积%1001LLL%1001AAA、 将试件拉伸变形超过屈服阶段后任意点将试件拉伸变形超过屈服阶段后任意点f

6、，逐渐卸，逐渐卸载，在卸载过程中，应力、应变沿与载，在卸载过程中，应力、应变沿与Oa线平行的直线平行的直线返回到线返回到O1点点ff 取残余应变为取残余应变为0.2%的的O1点作与点作与OA相平行相平行的直线交于点的直线交于点K,则则K点对应的应力值点对应的应力值 0.2。DEBC0AA0.2% 0.2KO1脆性材料脆性材料*铸铁的拉伸实验没有铸铁的拉伸实验没有屈服现象和颈缩现象、屈服现象和颈缩现象、没有与轴线成没有与轴线成450方向方向的斜条线。的斜条线。*只有断裂时的强度极只有断裂时的强度极限限 b，断口平齐。，断口平齐。强度极限强度极限 b （只有一个）（只有一个）bdhDEBC0AA即：压缩时的即：压缩时的