轴向拉伸与压缩2(材料的力学性能)

1、Friday, April 29, 2022Mechanics of Materials常温常温(20)(20)；静载（缓慢加载）；标准试件。；静载（缓慢加载）；标准试件。 外力作用下材料在强度（应力）与变形方面所表现出外力作用下材料在强度（应力）与变形方面所表现出来的种种特性。来的种种特性。基本试验，常温基本试验，常温 、静载下的试验、静载下的试验I) I) 试验条件：试验条件：长试件：长试件：l=10d10d短试件：短试件：l=5d5dA Ad dlIIII、试验仪器：、试验仪器： 万能材料试验机；万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。变形仪（常用引伸仪）。PLPsPbs sss sb s

2、 s1 1）低碳钢试件的拉伸图）低碳钢试件的拉伸图(P-(P-L L图图) )2 2）低碳钢试件的）低碳钢试件的s s 图图 s sababcdeps ses sss sbs s（1）、弹性阶段）、弹性阶段 (oa段段)1）oa-比例段比例段: s ss s EE 1 tgE )(sf一般情况下，一般情况下，s sp 与与s se相差很小，可视为一个极限，用相差很小，可视为一个极限，用 s sp表示，材料使用时一般要求构件的应力不能超过表示，材料使用时一般要求构件的应力不能超过s sp。2）aa-曲线段曲线段: s sababcds sp-比例极限比例极限s se-弹性极限弹性极限es sps

3、 s（2 2）屈服）屈服( (流动）阶段流动）阶段(ab(ab段段) )1）ab-屈服阶段屈服阶段:3）滑移线：）滑移线：45o2）在屈服阶段，材料有明显的塑）在屈服阶段，材料有明显的塑 性变形性变形变形量很大，变形量很大，载荷波动载荷波动 s ss ss-屈服极限（对应屈服极限（对应c点的应力）点的应力）外力外力P P不增加的情况下，材料不增加的情况下，材料的变形在不断增大，材料暂的变形在不断增大，材料暂时失去了对载荷的抵抗能力，时失去了对载荷的抵抗能力，称为屈服。称为屈服。4）塑性材料的使用极限：）塑性材料的使用极限：s ssb-上上屈服极限屈服极限c-下下屈服极限屈服极限ss sabab

4、cd1）s s-强度强度极限（断裂极限）极限（断裂极限）（3）强化阶段）强化阶段(d段段) 变形量很大，载荷增加变形量很大，载荷增加2）弹性应变、塑性应变）弹性应变、塑性应变 s s bd-过了屈服阶段过了屈服阶段后，随着外力后，随着外力P不断增加，不断增加，材料的变形在不断增大，即材料的变形在不断增大，即材料又恢复了对载荷的抵抗材料又恢复了对载荷的抵抗能力，但此时，材料已有了能力，但此时，材料已有了明显的不可恢复的变形（塑明显的不可恢复的变形（塑性变形）性变形）-材料被强化了材料被强化了-强化阶段强化阶段 d点后材料即将发生断点后材料即将发生断裂，其所对应的应力为材裂，其所对应的应力为材料的

5、断裂极限料的断裂极限bs sababcd（4 4）颈缩（断裂）阶段）颈缩（断裂）阶段(de(de段段) ) e s sababcdbs sss sps s1）延伸率）延伸率: 001100 LLL ）截面收缩率：）截面收缩率： 001100 AAA 3）脆性、塑性指标）脆性、塑性指标为为界界以以005 塑性材料：塑性材料： 5% 明显的变形明显的变形脆性材料：脆性材料：5% 明显的变形明显的变形5% 几乎看不到变形几乎看不到变形2、塑性材料与脆性材料的比较、塑性材料与脆性材料的比较1）变形（）变形（）不同）不同1）优质钢材料的强度高；）优质钢材料的强度高；2）所有钢材）所有钢材E相差不大，约为

6、相差不大，约为200GPa。)(2 . 0s ss ss ssjx1）塑性破坏的极限应力）塑性破坏的极限应力 2）脆性破坏的极限应力）脆性破坏的极限应力 bjxs ss s3、安全系数：、安全系数：杆件发生失效时的应力称之杆件发生失效时的应力称之-由实验测得由实验测得1、极限应力：、极限应力：构件工作时所许可的最大应力构件工作时所许可的最大应力 。- - 由由实验测出极限应力，打一折扣，除以一实验测出极限应力，打一折扣，除以一 个个大于一的数值所得到的应力。大于一的数值所得到的应力。2、许用应力、许用应力 s s ： s sssns sbbns s-塑性材料塑性材料-脆性材料脆性材料一个大于的

7、常数一个大于的常数-ns , nbs s(Mpa)(oC)1002003004005000100200300400500137600177700216E(Gpa) 、 (%)102030405060708090100s s s s s bE 1 1、温度升高、温度升高, ,E、s sS下降下降2 2、在、在2502500 0C C3003000 0C C之前，温之前，温 度升高度升高, , 、 降低，而降低，而 s sb增加增加3 3、在、在2502500 0C C3003000 0C C之后，温之后，温 度升高度升高, , 、 增加，而增加，而 s sb下降下降s s(kg/cm2)(oC)

8、-200 -1000100 20002500500075001000017500125002000015000 (%)10203040506070800300 400 500 600 700 800s s 0.2 s s b温度对铬锰合金力学性能的影响温度对铬锰合金力学性能的影响L510150+20oC-195oC-253oCP(kg)100020003000纯铁纯铁温度降低，塑性降低，强度极限提高温度降低，塑性降低，强度极限提高L510150P(kg)100020003000中碳钢中碳钢+20oC-195oC-253oC1 1、蠕变：、蠕变：加静载加静载PP经过较长时间后经过较长时间后哇！载

9、荷没增加，杆自己在长长哇！载荷没增加，杆自己在长长构件上的载荷不变，构件在一定的温度下，随时间而构件上的载荷不变，构件在一定的温度下，随时间而 缓慢发生塑性变形，直至破坏。这种现象称为蠕变。缓慢发生塑性变形，直至破坏。这种现象称为蠕变。构件的工作段不能超过稳定阶段构件的工作段不能超过稳定阶段 t不稳不稳定阶定阶段段稳定阶段稳定阶段加速阶段加速阶段破坏阶段破坏阶段材料的蠕变曲线材料的蠕变曲线A AB BC CD DE E o温度越高，蠕变越快温度越高，蠕变越快应力不变，应力不变，T T1 1TT2 2TT3 3TT4 4 tT1T3T4T2 ts s1s s2s s3s s4温度不变，温度不变，s s1 1 s s2 2 s s3 3 2 2 1 1初应力越大，松弛的初应力越大，松弛的初速率越大初速率越大初始弹