材料力學(xué)課件：材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能

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材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能§3-1材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能§3-2材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能§3-3許用應(yīng)力§3-4應(yīng)力集中2試驗(yàn)條件及測(cè)試系統(tǒng)1.試驗(yàn)條件：常溫(20℃)；靜載；標(biāo)準(zhǔn)試件。力學(xué)性能：材料在外力作用下表現(xiàn)出的變形、破壞特性。3.1材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能

材料的力學(xué)性能←材料的相關(guān)力學(xué)性能試驗(yàn)。拉伸試件GB/T228-2002典型的塑性材料-低碳鋼；典型的脆性材料-鑄鐵32.測(cè)試系統(tǒng)：材料試驗(yàn)機(jī)；引伸儀；數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)43.1.1

低碳鋼的拉伸試驗(yàn)曲線起始加載試件破斷全過(guò)程低碳鋼：含碳量≤0.3％常溫、準(zhǔn)靜態(tài)拉伸低碳鋼的拉伸圖5低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(

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圖)低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線低碳鋼拉伸的四個(gè)階段：I:彈性階段II:屈服階段III:強(qiáng)化階段IV:局部變形階段（頸縮）6低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(續(xù))低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線四個(gè)極限應(yīng)力：比例極限彈性極限屈服極限強(qiáng)度極限7I彈性階段

oA比例段:

AB--曲線段:

p--比例極限E--彈性模量

e--彈性極限近似地，

p=

e胡克定律8II屈服（流動(dòng)）階段(BC段）

s–屈服極限←塑性材料的失效應(yīng)力拉伸過(guò)的銅-鋁單晶體試件屈服強(qiáng)度-當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，在試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)，應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。ss9III強(qiáng)化階段

b–強(qiáng)度極限-脆性材料的失效應(yīng)力-主要的材料強(qiáng)度指標(biāo)卸載規(guī)律HO1O210IV局部變形階段（頸縮）

材料完全失效頸縮（較大塑性變形）斷裂（韌性）低碳鋼試件頸縮與斷裂11εe–彈性應(yīng)變?chǔ)舙–塑性應(yīng)變?chǔ)浓C全應(yīng)變拉伸應(yīng)變

123.1.2

材料的兩個(gè)塑性指標(biāo)延伸率－脆性、塑性及其相對(duì)性截面收縮率－-脆性-塑性-相對(duì)性：加載速度、環(huán)境溫度、應(yīng)力狀態(tài)

133.1.3

冷作硬化與冷作時(shí)效冷作硬化/冷作時(shí)效提高強(qiáng)度，節(jié)省材料，但降低塑性。冷作硬化-對(duì)加勁鋼筋、槍管炮筒、水壓機(jī)氣缸等；

冷作硬化冷作時(shí)效冷作時(shí)效-建筑施工中鋼筋的預(yù)應(yīng)力處理等。143.1.4

其他塑性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能名義屈服極限－無(wú)明顯屈服階段的塑性材料，對(duì)應(yīng)塑性應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力值。記作。

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灰口鑄鐵拉伸時(shí)的力學(xué)性能

ｂt-鑄鐵拉伸強(qiáng)度極限割線彈性模量延伸率16例

Q235鋼拉伸試樣，直徑d=10mm，標(biāo)距l(xiāng)=100mm。當(dāng)荷載讀數(shù)為F=10

kN時(shí)，測(cè)得工作段伸長(zhǎng)為

l=0.0607mm，直徑縮小為

d=0.0017mm。試求此時(shí)橫截面上的正應(yīng)力

，并求出材料的彈性模量E和泊松比

。已知Q235鋼的比例極限為

P=200MPa。解：當(dāng)F=10kN時(shí)，橫截面上正應(yīng)力故，材料在線彈性范圍內(nèi)。1718例

某材料拉伸試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖，試確定：

（1）材料的彈性模量和比例極限；

（2）當(dāng)應(yīng)力增加到MPa時(shí)，材料的正應(yīng)變，以及相應(yīng)的彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變。19第3章

材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能§3-1材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能§3-2材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能§3-3許用應(yīng)力§3-4應(yīng)力集中203.2

材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能低碳鋼壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線低碳鋼拉壓性能相同壓縮試件金屬：圓柱體混凝土：立方體21灰口鑄鐵壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線3.2

材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能（續(xù)）鑄鐵拉、壓性能不同

抗壓能力高于抗拉

脆性材料宜承壓脆性材料特性思考

-為何鑄鐵試件壓縮破壞斷面的法線與軸線大致成45~55夾角？22灰口鑄鐵壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線思考

-為何鑄鐵試件壓縮破壞斷面的法線與軸線大致成45~55夾角？低碳鋼

鑄鐵23第3章

材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能§3-1材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能§3-2材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能§3-3許用應(yīng)力§3-4應(yīng)力集中243.3

許用應(yīng)力安全系數(shù)的影響因素許用應(yīng)力：n極限應(yīng)力：安全系數(shù)：－實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算簡(jiǎn)圖的差異；－載荷估計(jì)的準(zhǔn)確性；－材料性質(zhì)的差異；－計(jì)算理論的近似性，等等安全/經(jīng)濟(jì)25第3章

材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能§3-1材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能§3-2材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能§3-3許用應(yīng)力§3-4應(yīng)力集中263.4應(yīng)力集中應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)力集中現(xiàn)象