材料力学性能03

材料力学性能哈尔滨工业大学材料学院朱景川S1-3拉伸真实应力-应变曲线1.真实应力与真实应变应力工程真实应变真实应力应变与工程应力应变之关系δ(%)ε(%)ψ(%)3.002.952.917.006.756.5410.009.539.0920.0018.2316.66均匀变形阶段真实应变与工程应变之间的差别

工程应力-应变曲线与真应力-真应变曲线2.真应力-真应变曲线

necking(考慮橫向收缩及颈缩

所致多向應力)典型金属真应力-真应变曲线3.加工硬化现象Hollomon关系式

加工硬化指数n加工硬化率ds/d

材料状态nK(MPa)Cu退火0.443448.3Al退火0.250157.5Fe退火0.237575.340钢正火0.2211043.540钢调质0.229920.7T8钢退火0.204996.4T8钢调质0.2091018T12钢退火0.1701103.360钢淬火+500℃回火0.101570几种金属材料室温下的K、n值4.颈缩与断裂dP＝sbdF+Fbds＝0

颈缩条件

在颈缩开始点

n=

b

静力韧度与材料的强韧性配合A:高强度、低塑性、低韧性B:低强度、高塑性、低韧性C:中强度、中塑性、高韧性5.静力韧度思考题（5）强度指标中哪些易测量？哪些难测量？（8）加工硬化指数的工程意义？

（7）低碳钢拉伸工程应力应变曲线有何令人困惑之处？

（2）塑性变形开始后是否存在弹性变形？为什么？

（3）拉伸力学状态参量与材料拉伸性能指标之间有何关系？

（1）拉伸试验前哪一步准备工作容易被忽视？

（4）弹性变形抗力与塑性变形抗力谁大？

（6）何谓比例试样？为何要规定比例试样？

（9）某些材料拉伸试验中为何会颈缩？颈缩区断裂从哪里开始？

（10）查阅拉伸试验国家标准，比较新旧国标异同点。

（11）查阅资料，指出高分子材料拉伸行为特点。

N-n为偶数时

N-n为奇数时

dP＝sbdF+Fbds＝0

颈缩条件

在颈缩开始点

n=

b

拉伸性能指标新旧国标对比

1.4.1非晶态高聚物的应力-应变特征应变应力AYBA-弹性极限；Y-屈服点；B-断裂点（1）非晶态高聚物典型的应力-应变曲线S1-4高分子聚合物材料拉伸力学行为特点①弹性形变(普弹性)

应变随应力的增加而增大，服从虎克定律，具有普弹性能；运动单元为键长、键角。②强迫高弹形变

形变能力300%～1000%，并且可逆；运动单元为链段取向的变化。③黏流形变

形变为不可逆（永久形变）；运动单元为链段、大分子链。（2）应力-应变曲线的类型：△材料硬而脆刚性制品，不宜冲击，能承受静压力典型实例：酚醛塑料制品△材料硬而强高模量高抗张，断裂伸长小或无屈服典型实例：PVC硬制品△材料强而韧高模量高抗张，断裂伸长大，有屈服典型实例：聚碳酸酯制品△材料软而韧低模量低屈服，断裂伸长率及强度大典型实例：硫化橡胶、LDPE制品△材料软而弱低模量低强度，断裂伸长率中等典型实例：未硫化天然橡胶从以上看出，由断裂强度的大小可判断材料的强弱；由弹性模量的大小反映材料的软硬，至于韧与脆则视应力-应变曲线下面所包围面积的大小而定。1.4.2结晶态高聚物的应力-应变曲线玻璃态和晶态聚合物的拉伸变形以高弹形变。为主。在玻璃态聚合物中拉伸只使分子链发生取向；在晶态聚合物中拉伸伴随着聚集态的变化，包含结晶熔化、取向、再结晶。S1-5其它静载力学性能试验1.加载方式与应力状态第一章材料静载力学性能试验冲裁板料应力状态

受力体一点的应力状态主平面与主应力状态：

1>2>3力学描述用任意相互垂直的三个平面截取P点，以截面法向为正方向建立笛卡尔坐标系，得到三个截面上的应力分布的组合——应力张量。以此为基础，可以求得这个坐标系下任意其他截面上的应力分布。数学描述任意给定一组基后，可以用坐标描述截面位置（方向余弦列向量）及截面应力（应力分量列向量）。在这组基下，存在一个线性变换，将截面位置映射到截面应力。应力张量的本质同一点的应力张量是相似矩阵，并且可以对角化。

应力张量代表一个线性变换！

张量的性质①张量由它的分量的集合所规定；②张量的基本性质由坐标变换时张量的分量所遵循的变换法则来确定，变换法则与张量表示什么物理量无关；③张量的阶等于变换法则中变换系数的维度，也等于张量的指标的数目；

④全部分量为0的张量经过允许的坐标变换后全部分量为0，故张量方程具有不变性；⑤张量变换不影响其对称性。对称张量反对称张量主应力的重要性质①客观性：不随参考坐标系而改变的不变量②实数性：③正交性：主坐标系中应力张量退化为对角型

④极值性：

max=1,min=3⑤最大剪应力:

max=(1-3)/2主应力代表了最危险的应力状态！常见应力状态2.应力状态(软性)系数按材料力学强度理论：切应力弹塑性变形弹性变形正应力塑性断裂脆性断裂最大切应力理论：最大正应变理论：表示一定应力状态下材料发生塑性变形的难易程度应力状态对塑性成形工艺性的影响3.扭转性能试验(1)扭转试验方法：GB/T10128-2007(代替10128-1988)试样：圆柱或圆管扭转曲线(2)扭转应力状态扭转应力状态特点：

1=-

3=

，

2=0(取

=0.25)(3)扭转性能指标(3)扭转性能指标规定非比例扭转强度

p0.015或

p0.3上屈服强度

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