標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)距

1、第五節(jié)應(yīng)力應(yīng)變曲線 力學(xué)性質(zhì)：在外力作用下材料在變形和破壞方面所 義現(xiàn)出前力學(xué)性能一、拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線常溫*靜載試件和實(shí)驗(yàn)條件人試件(1) 材料類型:低碳鋼塑性材料的典型代表;標(biāo)距0灰鑄鐵 脆性材料的典型代表;(2) 標(biāo)準(zhǔn)試件：尺寸符合國(guó)標(biāo)的試件;標(biāo)距用于測(cè)試的等截面部分長(zhǎng)度；圓截面試件標(biāo)距：Lo=lOdo或試驗(yàn)機(jī)M低獲銅拉伸曲錢oF /曲線Al2、屈服階段be （失去抵 抗變形的能力）厲一屈服極限3、強(qiáng)化階段ce （恢復(fù)抵抗 變形的能力）% 強(qiáng)度極限4、局部徑縮階段ef明顯的四個(gè)階段1、彈性階段ob 辦比例極限(7 = Es乞彈性極限E = = tan a(1)彈性階段比例極限60Q段是

2、直線，應(yīng)力與應(yīng)變?cè)诖硕纬烧汝P(guān)系，材 料符合虎克定律，直線oa的斜率tan理二E就是材 料的彈性模量，直線部分最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值 記作。p，稱為材料的比例極限。曲線超過(guò)Q點(diǎn)，圖 上乩段已不再是直線，說(shuō)明材料已不符合虎克定 律。但在乩段內(nèi)卸載，變形也隨之消失，說(shuō)明ab 段也發(fā)生彈性變形，所以ab段稱為彈性階段。b點(diǎn) 所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值記作*,稱為材料的彈性極限。彈性極限與比例極限非常接近，工程實(shí)際中通常對(duì)二者 不作嚴(yán)格區(qū)分，而近似地用比例極限代替彈性極限。(2)屈服階段屈服點(diǎn)曲線超過(guò)b點(diǎn)后，岀現(xiàn)了一段鋸齒形曲線， 這一階段應(yīng)力沒(méi)有增加，而應(yīng)變依然在增加，材 料好像失去了抵抗變形的能力，把這種應(yīng)力不

3、增 加而應(yīng)變顯著增加的現(xiàn)象稱作屈服，be段稱為屈 服階段。屈服階段曲線最低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力7$ 稱為屈服點(diǎn)(或屈服極限)。在屈服階段卸載，將 岀現(xiàn)不能消失的塑性變形。工程上一般不允許構(gòu) 件發(fā)生塑性變形，并把塑性變形作為塑性材料破壞的標(biāo)志，所以屈服點(diǎn)是衡量材料強(qiáng)度的一 個(gè)重要指標(biāo)。(3) 強(qiáng)化階段抗拉強(qiáng)度皿經(jīng)過(guò)屈服階段后，曲線從C點(diǎn)又開始逐漸上 升，說(shuō)明要使應(yīng)變?cè)黾?，必須增加?yīng)力，材料 又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱作強(qiáng)化, ce段稱為強(qiáng)化階段。曲線最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力 值記作，舷為材料的抗拉強(qiáng)度(或強(qiáng)度極限), 它是衡量材料強(qiáng)度的又一個(gè)重要指標(biāo)。(4) 縮頸斷裂階段曲線到達(dá)w點(diǎn)前，試件的變形是

4、均勻發(fā)生的， 曲線到達(dá)e點(diǎn)，在試件比較薄弱的某一局部(材 質(zhì)不均勻或有缺陷處)，變形顯著增加，有效橫 截面急劇減小，出現(xiàn)了縮頸現(xiàn)象，試件很快被 拉斷，所以ef段稱為縮頸斷裂階段。試件拉斷后，彈性變形消失，但塑性變形仍保 留下來(lái)。工程上用試件拉斷后遺留下來(lái)的變形 表示材料的塑性指標(biāo)。常用的塑性指標(biāo)有兩個(gè):伸長(zhǎng)率：牛£><100 %斷面收縮率：0= 44x100 %A厶一試件拉斷后的標(biāo)距L是原標(biāo)距4 試件斷口處的最小橫截面面積A 原橫截面面積。5、0值越大，其塑性越好。一般把5 $5%的材 料稱為塑性材料，如鋼材、銅、鋁等；把5 <5%的 材料稱為脆性材料，如鑄鐵、混凝

5、土、石料等。工程應(yīng)用：冷作硬化即材料在卸載過(guò)程中1v彈性范圍內(nèi)卸載、再加載應(yīng)力和應(yīng)變是線形關(guān)系, 這就是卸載定律。材料的比例極限增高,延伸率降低，稱之為冷作硬化或加工硬化。2、過(guò)彈性范圍卸載、再加載5.怎備鐵對(duì)于脆性材料（鑄鐵），拉伸時(shí)的應(yīng)力IIIIII應(yīng)變曲線為微彎的曲線，沒(méi)有屈服和徑縮現(xiàn) 象,試件突然拉斷。斷后伸長(zhǎng)率約為0. 5%o 為典型的脆性材料。兔七一拉伸強(qiáng)度極限（約為140MPa） o它是 衡量脆性材料（鑄鐵）拉伸的唯一強(qiáng)度指標(biāo)。1、壓縮時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線人試瞬及試驗(yàn)條件壓縮試樣：#心1.53常溫、靜載2他騏制戀儒實(shí)驗(yàn)打 a (MPa)4MI-6a = 45°55°剪應(yīng)力引起斷裂曲線沒(méi)有明顯的直線部分，應(yīng)力較 小時(shí)，近似認(rèn)為符合虎克定律。曲線沒(méi) 有屈服階段，變形很小時(shí)沿與軸線大約 成45。的斜截面發(fā)生破裂破壞。曲線最 高點(diǎn)的應(yīng)力值稱為抗壓強(qiáng)度。鑄鐵材料抗壓性能遠(yuǎn)好于抗拉性能, 這也是脆性材料共有的屬性。因此，工 程中常用鑄鐵等脆性材料作受壓構(gòu)件， 而不用作受拉構(gòu)件。討論題現(xiàn)有鋼、鑄鐵兩種棒材,其直徑相同，從承載能力和經(jīng)濟(jì)效益兩方面考慮, 選材方案是0圖示結(jié)構(gòu)兩桿的合理(A) 1桿為鋼，2桿為鑄鐵；(C)兩桿均為鋼；1桿為鑄鐵，2桿為鋼；(D)兩桿均為鑄鐵。塑性材料和脆性材料力學(xué)性能比較塑性材料脆性材料延伸率J> 5%延伸率5 5%斷