川大材料科学与工程基础课件4-1-2 应力和应变

4-1-2应力和应变

stress-strain

Ifaloadisstaticorchangesrelativelyslowlywithatimeandisapplieduniformlyoveracrosssectionorsurfaceofamember,themechanicalbehaviormaybeascertainedbyasimplestress-straintest.Thesearemostlycommonlyconductedformaterialsatroomtemperature.4-1-2应力和应变(stressandstrain)1.材料的应变方式各向同性材料，三种基本类型：

简单拉伸tension

简单剪切shear

均匀压缩compression还有扭转和弯曲形变。应力：单位面积上的内力，其值与外加的力相等。

名义应力：面积为材料受力前的初始面积的应力。

真实应力：面积为受力后的真实面积的应力。应变：受到外力不惯性移动时，几何形状和尺寸的变化。（1）简单拉伸(tensile)

=(l–l

0)/l

0=

l

/l

0

=F/S0F垂直于截面、大小相等、方向相反并作用于同一直线上AstandardtensilespecimenTensionisoneofthemostcommonmechanicalstress-straintest.thetensiontest

canbeusedtoascertainseveralmechanicalpropertiesofmaterialsthatisveryimportantindesign.（2）简单剪切(shear)切应变

=

l

/l剪切力

s=F/S0F与截面平行、大小相等，方向相反且不在同一直线上的两个力

（3）均匀压缩(compress)F：周围压力p

V=(V0-V

)/V0=

V/V0压缩应变

V

Compressionstress-staintestsmaybeconductedwhenin-serviceforcesareofthistype.Acom--pressiontestisconductedinamannersimilartothetensiontest,exceptthattheforceiscompressiveandthespecimencontrastsalongthedirectionofthestress.（4）扭转Torsionaldeformation切应力

=M/W切应变

=tg

=

d0/(2l0)

100%实心W=

.d03/16空心W=

.d03（1-d14/d04）/16（5）弯曲Flexuraldeformation弯矩M最大扰度

max2.应力—应变曲线类型常用的试验方法：A.以匀速拉伸试样，用测力装置测量F

伸长计同时测量

l。B.采用适当的坐标转换因子

曲线（F—

l）转换为应力—应变曲线（

—

）

=F/S0和

=

l/l0

拉伸应力—应变曲线（

—

）五种类型纯弹性型弹性-均匀塑性型弹性-不均匀塑性型弹性-不均匀塑性-均匀塑性型弹性-不均匀塑性（屈服平台）-均匀塑性型(1)

纯弹性型

A陶瓷、岩石、大多数玻璃

B高度交联的聚合物

C以及一些低温下的金属材料。(2)

弹性-均匀塑性型

A许多金属及合金、

B部分陶瓷

C非晶态高聚物。(3)

弹性-不均匀塑性型

A低温和高应变速率下的面心立方金属，

B某些含碳原子的体心立方铁合金

C以及铝合金低溶质固溶体。(4)

弹性-不均匀塑性-均匀塑性型

A一些结晶态高聚物

B