材料力学第二章轴向拉压

1、2-4问题的提出：材料在拉压时的力学性质弹性模量 E、泊松比 以及许用应力 ，都是与材料的力学性能（机械性质）有关的量。力学性能：材料在受力后的的变形和破坏特性。不同的材料具有不同的力学性能要使构件械性质）。，必须了解构件材料的力学性能（机材料的力学性能可通过实验得到。常温静载下的拉伸压缩试验常温静载下的拉伸压缩试验拉伸标准试样l 10d或 l 5dl 11.3或 l 5.65AAd压缩试件很短的柱型：hh = (1.53.0)d圆试验装置变形传感器拉伸试验与拉伸( F-l 曲线 )变形传感器图一、材料在拉伸时的力学性质1、低碳钢轴向拉伸时的力学性质一、材料在拉伸时的力学性质1、低碳钢轴向拉伸

2、时的力学性质拉伸图及应力应变关系曲线图低碳钢拉伸时的个阶段、弹性阶段:oAoA为直线段； EAA为微弯曲线段。 p e比例极限；弹性极限。、屈服阶段:BC。 s 屈服极限屈服段内最低的应力值。低碳钢拉伸时的、弹性阶段:oA,、屈服阶段:BC。个阶段滑移线、强化阶段：CDb 强度极限（拉伸过程中最高的应力值）。、局部变形阶段（颈缩阶段）：DE。在此阶段内试件的某一横截面发生明显的变形，至到试件断裂。颈缩断裂由低碳钢拉伸实验可获得以下重要指标：b-强度极限E= tan - 弹性模量p-比例极限s-屈服极限卸载定律及冷作硬化卸载定律：当拉伸超过屈服阶段后，如果逐渐卸载，在卸载过程中，应力应变将按直线

3、规律变化。卸载定律及冷作硬化卸载定律：当拉伸超过屈服阶段后，如果逐渐卸载，在卸载过程中，应力应变将按直线规律变化。 e弹性极限 e弹性应变 p塑性应变冷作硬化：在常温下将钢材拉伸超过屈服阶段，卸载后短期内又继续加载，材料的比例极限提高而塑性变形降低的现象。预加塑性变形, 可使 e 或 p 提高材料的塑性塑性材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力延伸率残留的塑性变形程度 l0l试验段原长（标距）l0试验段残余变形 100 00l延伸率是衡量材料塑性的指标 l0 100 0延伸率残留的塑性变形程度0l延伸率是衡量材料塑性的指标断面收缩率 A A1 10000AA 试验段横截面原面积A1断口的横截面面

4、积断面收缩率也是衡量材料塑性的指标塑性与脆性材料塑性材料： 脆性材料： 例如结构钢与硬铝等例如灰口铸铁与陶瓷等低碳钢材料 30 % ，是典型的塑性材料其他材料的拉伸试验（一）、其它工程塑性材料在拉伸时的力学性能0MPa30铬锰硅钢共有的特点：断裂时有较大50钢600400的残余变形，均属塑性材料。硬铝200510(%)1520其他材料的拉伸试验（一）、其它工程塑性材料的拉伸时的力学性能有些材料没有明显的屈服阶段。对于没有明显屈服阶段的材料用名义屈服应力表示其屈服极限。 0名义屈服极限产生的塑性应变时所对000应的应力值。（二）、铸铁拉伸试验MPa1500.5%b强度极限。E割线的弹性模量。1）

5、无明显的直线段；2）无屈服阶段；3）无颈缩现象；4）延伸率很小。铸铁试件直到被拉断才丧失工作能力，延伸率很小，是典型的脆性材料铸铁的拉伸破坏及断特征口二、材料在压缩时的力学性质低碳钢的压缩试验弹性阶段，屈服阶段均与拉伸时大致相同。超过屈服阶段后，外力增加面积同时相应增加，无破裂现象产生。铸铁的压缩试验1:2：破坏面大约为450的斜面。其它脆性材料压缩时的力学性质大致同铸铁，工程上一般作为抗压材料。强度指标(失效应力)脆性材料塑性材料 b s总结衡量材料力学性质的指标： p, e, s, b,衡量材料强度的指标：E, , s b塑性材料；脆性材料；衡量材料塑性的指标： ,jx:许用应力n s , 0.2 , b : jx极限应力温度对力学性能的影响材料强度、弹性常数随温度变化的关系中炭钢硬铝2-3应力集中应力集中概念由于截面急剧变化引起应力局部增大现象应力集中K max应力集中因数 0max最大局部应力 名义应力(净截面上的平均应力）应力集中对构件强度的影响对于脆性材料构件，当 maxb