材料力學(xué)第2章2-1

1、返回總目錄返回總目錄 進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，首先需要將被試驗(yàn)的材料按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制成標(biāo)準(zhǔn)試樣標(biāo)準(zhǔn)試樣(standard specimen);然后將試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)上，使試樣承受軸向拉伸載荷。通過緩慢的加載過程，試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)記錄下試樣所受的載荷和變形，得到應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系曲線，稱為應(yīng)力一應(yīng)變曲線應(yīng)力一應(yīng)變曲線(stress-strain curve)。 為了得到應(yīng)力一應(yīng)變曲線，需要將給定的材料作成標(biāo)準(zhǔn)試標(biāo)準(zhǔn)試樣樣（specimen）,在材料試驗(yàn)機(jī)上，進(jìn)行拉伸或壓縮實(shí)驗(yàn)拉伸或壓縮實(shí)驗(yàn)（tensile test,compression test）。 試驗(yàn)時(shí)，試樣通過卡具或夾具安裝在試驗(yàn)機(jī)上。試驗(yàn)機(jī)通過上下夾頭的相

2、對(duì)移動(dòng)將軸向載荷加在試樣上。 脆性材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線塑性金屬材料材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線工程塑料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的初始階段通常都有一直線段，稱為線性彈性區(qū)，在這一區(qū)段內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系，其比例常數(shù)，即直線的斜率稱為材料的彈性模量（楊氏彈性模量（楊氏模量）模量）（modulus of elasticity or Young modulus），用E 表示。 切線模量切線模量（tangent modulus），即曲線上任一點(diǎn)處切線的斜率，用Et表示。 對(duì)于應(yīng)力-應(yīng)變曲線初始階段的非直線段，工程上通常定義兩種模量： 割線模量割線模量（secant modulus），即自原

3、點(diǎn)到曲線上的任一點(diǎn)的直線的斜率，用Es表示。二者統(tǒng)稱為工程模量。 對(duì)于一般結(jié)構(gòu)鋼都有明顯而較長(zhǎng)的線性彈性區(qū)段;高強(qiáng)鋼、鑄鋼、有色金屬等則線性段較短;某些非金屬材料，如混凝土，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線線彈性區(qū)不明顯。 應(yīng)力一應(yīng)變曲線上線彈性階段的應(yīng)力最高限稱為比例極限(proportional limit)，用p表示。 線彈性階段之后，應(yīng)力應(yīng)變曲線上有一小段微彎的曲線，這表示應(yīng)力超過比例極限以后，應(yīng)力與應(yīng)變不再成正比關(guān)系，但是，如果在這一階段，卸去試樣上的載荷，試樣的變形將隨之消失。 這表明這一階段內(nèi)的變形都是彈性變形，因而包括線彈性階段在內(nèi)，統(tǒng)稱為彈性階段。彈性階段的應(yīng)力最高限稱為彈性極限(elast

4、ic limit)，用e表示。 大部分塑性材料比例極限與彈性極限極為接近，只有通過精密測(cè)量才能加以區(qū)分。 許多塑性材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線中，在彈性階段之后，出現(xiàn)近似的水平段，這一階段中應(yīng)力幾乎不變，而變形急劇增加，這種現(xiàn)象稱為屈服屈服(yield) 。這一階段曲線的最低點(diǎn)的應(yīng)力值稱為屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力或屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度(yield stress)，用s表示。0.2 對(duì)于沒有明顯屈服階段的塑性材料，工程上則規(guī)定產(chǎn)生0.2塑性應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力值為其屈服應(yīng)力，稱為材料的條件屈服應(yīng)力條件屈服應(yīng)力(offset yield stress)，用0.2表示。應(yīng)力超過屈服應(yīng)力或條件屈服應(yīng)力后，要使試樣繼續(xù)變形，必須再繼續(xù)增加載荷 。 這 一 階 段 稱 為 強(qiáng) 化強(qiáng) 化(strengthening)階段。這一階段應(yīng)力的最高限稱為強(qiáng)度極限(strength limit)，用b表示。 某些塑性材料(例如低碳鋼和銅)，應(yīng)力超過強(qiáng)度極限以后，試樣開始發(fā)生局部變形，局部變形區(qū)域內(nèi)