軸向拉伸與壓縮2(材料的力學(xué)性能).

1、Sunday, May 29, 2022Mechanics of Materials常溫常溫(20)(20)；靜載（緩慢加載）；標(biāo)準(zhǔn)試件。；靜載（緩慢加載）；標(biāo)準(zhǔn)試件。 外力作用下材料在強(qiáng)度（應(yīng)力）與變形方面所表現(xiàn)出外力作用下材料在強(qiáng)度（應(yīng)力）與變形方面所表現(xiàn)出來的種種特性。來的種種特性?；驹囼?yàn)，常溫基本試驗(yàn)，常溫 、靜載下的試驗(yàn)、靜載下的試驗(yàn)I) I) 試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件：長試件：長試件：l=10d10d短試件：短試件：l=5d5dA Ad dlIIII、試驗(yàn)儀器：、試驗(yàn)儀器： 萬能材料試驗(yàn)機(jī)；萬能材料試驗(yàn)機(jī)；變形儀（常用引伸儀）。變形儀（常用引伸儀）。PLPsPbs sss sb s s

2、1 1）低碳鋼試件的拉伸圖）低碳鋼試件的拉伸圖(P-(P-L L圖圖) )2 2）低碳鋼試件的）低碳鋼試件的s s 圖圖 s sababcdeps ses sss sbs s（1）、彈性階段）、彈性階段 (oa段段)1）oa-比例段比例段: s ss s EE 1 tgE )(sf一般情況下，一般情況下，s sp 與與s se相差很小，可視為一個(gè)極限，用相差很小，可視為一個(gè)極限，用 s sp表示，材料使用時(shí)一般要求構(gòu)件的應(yīng)力不能超過表示，材料使用時(shí)一般要求構(gòu)件的應(yīng)力不能超過s sp。2）aa-曲線段曲線段: s sababcds sp-比例極限比例極限s se-彈性極限彈性極限es sps s

3、（2 2）屈服）屈服( (流動）階段流動）階段(ab(ab段段) )1）ab-屈服階段屈服階段:3）滑移線：）滑移線：45o2）在屈服階段，材料有明顯的塑）在屈服階段，材料有明顯的塑 性變形性變形變形量很大，變形量很大，載荷波動載荷波動 s ss ss-屈服極限（對應(yīng)屈服極限（對應(yīng)c點(diǎn)的應(yīng)力）點(diǎn)的應(yīng)力）外力外力P P不增加的情況下，材料不增加的情況下，材料的變形在不斷增大，材料暫的變形在不斷增大，材料暫時(shí)失去了對載荷的抵抗能力，時(shí)失去了對載荷的抵抗能力，稱為屈服。稱為屈服。4）塑性材料的使用極限：）塑性材料的使用極限：s ssb-上上屈服極限屈服極限c-下下屈服極限屈服極限ss sababcd

4、1）s s-強(qiáng)度強(qiáng)度極限（斷裂極限）極限（斷裂極限）（3）強(qiáng)化階段）強(qiáng)化階段(d段段) 變形量很大，載荷增加變形量很大，載荷增加2）彈性應(yīng)變、塑性應(yīng)變）彈性應(yīng)變、塑性應(yīng)變 s s bd-過了屈服階段過了屈服階段后，隨著外力后，隨著外力P不斷增加，不斷增加，材料的變形在不斷增大，即材料的變形在不斷增大，即材料又恢復(fù)了對載荷的抵抗材料又恢復(fù)了對載荷的抵抗能力，但此時(shí)，材料已有了能力，但此時(shí)，材料已有了明顯的不可恢復(fù)的變形（塑明顯的不可恢復(fù)的變形（塑性變形）性變形）-材料被強(qiáng)化了材料被強(qiáng)化了-強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段 d點(diǎn)后材料即將發(fā)生斷點(diǎn)后材料即將發(fā)生斷裂，其所對應(yīng)的應(yīng)力為材裂，其所對應(yīng)的應(yīng)力為材料的斷裂

5、極限料的斷裂極限bs sababcd（4 4）頸縮（斷裂）階段）頸縮（斷裂）階段(de(de段段) ) e s sababcdbs sss sps s1）延伸率）延伸率: 001100 LLL ）截面收縮率：）截面收縮率： 001100 AAA 3）脆性、塑性指標(biāo)）脆性、塑性指標(biāo)為為界界以以005 塑性材料：塑性材料： 5% 明顯的變形明顯的變形脆性材料：脆性材料：5% 明顯的變形明顯的變形5% 幾乎看不到變形幾乎看不到變形2、塑性材料與脆性材料的比較、塑性材料與脆性材料的比較1）變形（）變形（）不同）不同1）優(yōu)質(zhì)鋼材料的強(qiáng)度高；）優(yōu)質(zhì)鋼材料的強(qiáng)度高；2）所有鋼材）所有鋼材E相差不大，約為相差

6、不大，約為200GPa。)(2 . 0s ss ss ssjx1）塑性破壞的極限應(yīng)力）塑性破壞的極限應(yīng)力 2）脆性破壞的極限應(yīng)力）脆性破壞的極限應(yīng)力 bjxs ss s3、安全系數(shù)：、安全系數(shù)：桿件發(fā)生失效時(shí)的應(yīng)力稱之桿件發(fā)生失效時(shí)的應(yīng)力稱之-由實(shí)驗(yàn)測得由實(shí)驗(yàn)測得1、極限應(yīng)力：、極限應(yīng)力：構(gòu)件工作時(shí)所許可的最大應(yīng)力構(gòu)件工作時(shí)所許可的最大應(yīng)力 。- - 由由實(shí)驗(yàn)測出極限應(yīng)力，打一折扣，除以一實(shí)驗(yàn)測出極限應(yīng)力，打一折扣，除以一 個(gè)個(gè)大于一的數(shù)值所得到的應(yīng)力。大于一的數(shù)值所得到的應(yīng)力。2、許用應(yīng)力、許用應(yīng)力 s s ： s sssns sbbns s-塑性材料塑性材料-脆性材料脆性材料一個(gè)大于的常數(shù)

7、一個(gè)大于的常數(shù)-ns , nbs s(Mpa)(oC)1002003004005000100200300400500137600177700216E(Gpa) 、 (%)102030405060708090100s s s s s bE 1 1、溫度升高、溫度升高, ,E、s sS下降下降2 2、在、在2502500 0C C3003000 0C C之前，溫之前，溫 度升高度升高, , 、 降低，而降低，而 s sb增加增加3 3、在、在2502500 0C C3003000 0C C之后，溫之后，溫 度升高度升高, , 、 增加，而增加，而 s sb下降下降s s(kg/cm2)(oC)-2

8、00 -1000100 20002500500075001000017500125002000015000 (%)10203040506070800300 400 500 600 700 800s s 0.2 s s b溫度對鉻錳合金力學(xué)性能的影響溫度對鉻錳合金力學(xué)性能的影響L510150+20oC-195oC-253oCP(kg)100020003000純鐵純鐵溫度降低，塑性降低，強(qiáng)度極限提高溫度降低，塑性降低，強(qiáng)度極限提高L510150P(kg)100020003000中碳鋼中碳鋼+20oC-195oC-253oC1 1、蠕變：、蠕變：加靜載加靜載PP經(jīng)過較長時(shí)間后經(jīng)過較長時(shí)間后哇！載荷沒

9、增加，桿自己在長長哇！載荷沒增加，桿自己在長長構(gòu)件上的載荷不變，構(gòu)件在一定的溫度下，隨時(shí)間而構(gòu)件上的載荷不變，構(gòu)件在一定的溫度下，隨時(shí)間而 緩慢發(fā)生塑性變形，直至破壞。這種現(xiàn)象稱為蠕變。緩慢發(fā)生塑性變形，直至破壞。這種現(xiàn)象稱為蠕變。構(gòu)件的工作段不能超過穩(wěn)定階段構(gòu)件的工作段不能超過穩(wěn)定階段 t不穩(wěn)不穩(wěn)定階定階段段穩(wěn)定階段穩(wěn)定階段加速階段加速階段破壞階段破壞階段材料的蠕變曲線材料的蠕變曲線A AB BC CD DE E o溫度越高，蠕變越快溫度越高，蠕變越快應(yīng)力不變，應(yīng)力不變，T T1 1TT2 2TT3 3TT4 4 tT1T3T4T2 ts s1s s2s s3s s4溫度不變，溫度不變，s s1 1 s s2 2 s s3 3 2 2 1 1初應(yīng)力越大，松弛的初應(yīng)力越大，松弛的初速率越大初速率越大初