工程力学金属材料拉压时的力学性能

材料力学拉伸、压缩6060第八章强度设计§8.1金属材料轴向拉压时的力学性能一、教学目标和教学内容1、教学目标了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。了解塑性材料和脆性材料的区别。2、教学内容材料在拉伸和压缩时的力学性能；塑性材料和脆性材料性质的比较；二、重点难点无三、教学方式采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。四、计划学时1学时五、实施学时六、讲课提纲材料在拉伸和压缩时的力学性质一、概述*为什么要研究材料的力学性质为构件设计提供合理选用材料的依据。强度条件：4力口理论计算求解通过试验研究材料力学性质得到

材料力学拉伸、压缩材料力学**何谓材料的力学性质材料在受力和变形过程中所具有的特征指标称为材料的力学性质。***材料的力学性质与哪些因素有关？与材料的组成成分、结构组织（晶体或非晶体）应力状态、温度和加载方式等诸因素有关。二、材料在拉伸时的力学性质低碳钢的拉伸试验低碳钢是工程上广泛使用的材料，其力学性质又具典型性，因此常用它来阐明钢材的一些特性。（1）拉伸图与应力---应变曲线FP-ALFP-AL图（受几何尺寸的影响）。-曲线（反映材料的特性）（2）拉伸时的力学性质低碳钢材料在拉伸、变形过程中所具有的特征和性能指标：・・ ・・・・一条线（滑移线）61材料力学拉伸、压缩材料力学二个规律（FP^AL规律、卸载规律）三个现象（屈服、冷作硬化、颈缩）四个阶段（弹性、屈服、强化、颈缩）五个性能指标（E、o$、o人、5、。）下面按四个阶段逐一介绍：I弹性阶段（OB段）①OB段---产生的弹性变形；②该阶段的一个规律：FPsAL规律③该阶段现有两个需要讲清的概念：比例极限。p弹性极限。e④该阶段可测得一个性能指标一弹性模量EAFLE=一P-ALA也就是：OA直线段的斜率：tga=—=E8II屈服阶段（BD段）⑴进入屈服阶段后，试件的变形为弹塑性变形；⑵在此阶段可观察到一个现象—屈服（流动）现象;⑶可测定一个性能指标——屈服极限：os=%A注意：FPS相应于FP-AL图或a-e曲线上的C'点，C’点称为下屈服点；而C称为上屈服点。62

材料力学拉伸、压缩材料力学⑷在此阶段可观察到：在试件表面上出现了大约与试件轴线成45°的线条，称为滑移线（又称切尔诺夫线）。III强化阶段（DG段）①过了屈服阶段后，要使材料继续变形，必须增加拉力。原因：在此阶段，材料内部不断发生强化，因而抗力不断增长。②在此阶段可以发现一个卸载规律——卸载时荷载与变形之间仍遵循直线关系。图8-1图8-1③在此阶段可以看到一个现象——冷作硬化现象，即卸载后再加载，荷载与变形之间基本上还是遵循卸载时的直线规律。冷作的工程作用：提高构件在弹性阶段内的承载能力。④在此阶段可测得一个性能指标：强度极限：b=FPbAW颈缩阶段（GH段）63

材料力学拉伸、压缩过G点后，可观察到一个现象——颈缩现象，试件的变形延长度方向不再是均匀的了。随着试件截面的急剧缩小，载荷随之下降，最后在颈缩处发生断裂。拉断后对拢，可测得两个两个塑性指标：L—L

延伸率：5=」—x材料力学拉伸、压缩过G点后，可观察到一个现象——颈缩现象，试件的变形延长度方向不再是均匀的了。随着试件截面的急剧缩小，载荷随之下降，最后在颈缩处发生断裂。拉断后对拢，可测得两个两个塑性指标：L—L

延伸率：5=」—x100%LA-A

面缩率：v= 1x100%A工程上：5A5%T塑性材料5Y5%f脆性材料5是衡量塑、脆性材料的标准。（3）拉伸试件的断口分析：断口：杯锥状低碳钢的力学性能分析：破坏原因：切应力所致的剪切断裂由轴向拉杆横截面及斜截面上的应力分析可知：低碳钢的抗剪能力低于抗拉能力。铸铁的拉伸试验铸铁也是工程上广泛应用的一种材料。其拉伸O-£曲线如下：64材料力学拉伸、压缩材料力学图8-2图8-2（1）从。-£曲线可见，该曲线没有明显的直线部分，应力与应变不成正比关系。工程上通常用割线来近似地代替开始部分的曲线，从而认为材料服从虎克定律。（2）铸铁拉伸没有屈服现象和颈缩现象。（3）在较小的拉力下突然断裂。以拉断时的应力作为强度极限：%Fb=A（4）破坏断口： 粗糙的平断口其他材料在拉伸时的力学性质简介（1）有些