材料的力學(xué)性能 (2)-文庫(kù)吧
2025-04-16 01:12 本頁(yè)面
【正文】 ，超過(guò) σ e以后，試樣在繼續(xù)產(chǎn)生彈性變形的同時(shí)，也伴隨有微量的塑性變形，因此σ e是材料由彈性變形過(guò)渡到彈－塑性變形的應(yīng)力。應(yīng)力超過(guò)彈性極限以后，便開(kāi)始發(fā)生塑性變形。 規(guī)定彈性極限 規(guī)定以殘余伸長(zhǎng)為 %的應(yīng)力作為規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力，并以 。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 強(qiáng)度指標(biāo)及其測(cè)定方法 （ 3）屈服極限（屈服強(qiáng)度） ?s(Rel)? Ps/A0 (MPa) 在拉伸過(guò)程中，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，拉伸曲線上出現(xiàn)了平臺(tái)或鋸齒形流變，在應(yīng)力不增加或減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長(zhǎng)而進(jìn)入屈服階段。屈服階段恒定載荷 Ps所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為材料的屈服點(diǎn)。 條件屈服極限 (?) RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 強(qiáng)度指標(biāo)及其測(cè)定方法 （ 4）強(qiáng)度極限（抗拉強(qiáng)度） ?b（ Rm） ? Pb/A0 (MPa) 屈服階段以后，材料開(kāi)始產(chǎn)生明顯的塑性變形，進(jìn)入彈－塑性變形階段，伴有形變強(qiáng)化現(xiàn)象。 隨著塑性變形的增大，變形抗力不斷增加，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到最大值 σb以后，材料的形變強(qiáng)化效應(yīng)已經(jīng)不能補(bǔ)償橫截面積的減小而引起的承載能力的降低，試樣的某一部位截面開(kāi)始急劇縮小，因而在工程應(yīng)力－應(yīng)變曲線上，出現(xiàn)了應(yīng)力隨應(yīng)變的增大而降低的現(xiàn)象。 曲線上的最大應(yīng)力 σb為抗拉強(qiáng)度極限，它是由試樣拉斷前最大載荷所決定的條件臨界應(yīng)力，即試樣所能承受的最大載荷除以原始截面積。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 強(qiáng)度指標(biāo)及其測(cè)定方法 （ 5）斷裂強(qiáng)度 ?k? Pk/Ak (MPa) 斷裂強(qiáng)度 σk是試樣拉斷時(shí)的真實(shí)應(yīng)力，它等于拉斷時(shí)的載荷 Pk除以斷裂后頸縮處截面積 Ak。 斷裂強(qiáng)度表征材料對(duì)斷裂的抗力。但是，對(duì)塑性材料來(lái)說(shuō)，它在工程上意義不大，因?yàn)楫a(chǎn)生頸縮后，試樣所能承受的外力不但不增加，反而減少，故國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有規(guī)定斷裂強(qiáng)度。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 塑性指標(biāo)：材料斷裂前發(fā)生永久塑性變形的能力叫做塑性。塑性指標(biāo)常用材料斷裂時(shí)的最大相對(duì)塑性變形來(lái)表示，如拉伸時(shí)的延伸率 δ和斷面收縮率 ψ。 (1) 延伸率 δ：斷裂后試樣標(biāo)距長(zhǎng)度的相對(duì)伸長(zhǎng)值 均勻延伸率 δb:發(fā)生頸縮前的延伸率 總延伸率 δk：斷裂后總的延伸率 00100%kk lll? ???延伸率測(cè)量值與試樣尺寸有關(guān) RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 00Al0000 0 0buk b umn mnl AAlll l l? ? ????? ? ? ? ? ??必須取常數(shù)， (1/ 1/) 00100%kAAA? ???(2) 斷面收縮率 ψ RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 脆性材料的拉伸性能 脆性材料（玻璃、巖石、陶瓷、淬火高碳鋼及鑄鐵等材料 ）在拉伸變形時(shí)只產(chǎn)生彈性變形 (a)，一般不產(chǎn)生或產(chǎn)生很微量的塑性變形。 表征脆性材料力學(xué)特征的主要參量有兩個(gè)：彈性模量 E；斷裂強(qiáng)度 ??。 在工程上使用的脆性材料并非都屬于完全的脆性，尤其是金屬材料，絕大多數(shù)都有些塑性，在拉伸變形后，即便是脆性材料，也或多或少會(huì)產(chǎn)生一些塑性變形 .(c) RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 脆性材料的斷裂強(qiáng)度等于甚至低于彈性極限，因此斷裂前不發(fā)生塑性變形，其抗拉強(qiáng)度比較低，但是這種材料的抗壓強(qiáng)度比較高，一般情況下，脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大幾倍，理論上可以達(dá)到抗拉強(qiáng)度的 8倍。 因此，在工程上，脆性材料被大量地應(yīng)用于受壓載荷的構(gòu)件上，如車床的床身一般由鑄鐵制造，建筑上用的混凝土被廣泛地用于受壓狀態(tài)下，如果需要承受拉伸載荷，則用鋼筋來(lái)加固。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 塑性材料的拉伸性能 塑性較好的工程材料曲線大致可分為 彈性變形 、 塑性變形 和 斷裂三個(gè)階段。 ① 彈性變形階段，真應(yīng)力－應(yīng)變曲 線與工程應(yīng)力－應(yīng)變曲線基本重合； ② 從塑性變形開(kāi)始到應(yīng)力最大的 b點(diǎn)，即均勻塑性變形階段，真應(yīng)力高于工程應(yīng)力，隨應(yīng)變的增大，兩者之差增大，但真實(shí)應(yīng)變小于工程應(yīng)變。 ③ 頸縮開(kāi)始后，塑性變形集中在頸縮區(qū)，試樣的橫截面面積急劇減小，雖然工程應(yīng)力隨應(yīng)變?cè)黾佣鴾p少，但真應(yīng)力仍然增大，真應(yīng)力－應(yīng)變曲線顯示出與工程應(yīng)力－應(yīng)變曲線不同的變化趨勢(shì)。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 塑性材料的拉伸性能 幾種塑性不連續(xù)型應(yīng)力－應(yīng)變曲線： （ a） 有明顯的屈服現(xiàn)象，而且有一段鋸齒形屈服平臺(tái)，之后發(fā)生均勻塑性變形。 （退火低碳鋼等） （ b） 均勻屈服型應(yīng)力－應(yīng)變曲線，試樣受力產(chǎn)生彈性變形后，出現(xiàn)了明顯上、下屈服點(diǎn)。 （ α－ Fe單晶中常見(jiàn)，多晶純鐵、半導(dǎo)體材料硅、金屬鍺也有 。） （ c） 彈性變形之后，有一系列的鋸齒疊加于拋物線型的塑性流變曲線上。這種現(xiàn)象是由于材料內(nèi)部不均勻變形造成的。 （多是由于孿生或者溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的交互作用） RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 切應(yīng)力和正應(yīng)力對(duì)材料的變形和斷裂起著不同的作用： 切應(yīng)力是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力，只有切應(yīng)力，才能引起塑性變形，而正應(yīng)力主要決定斷裂的發(fā)展過(guò)程，因?yàn)橹挥欣瓚?yīng)力，才能促使裂紋的擴(kuò)展。 對(duì)于同一種材料，盡管其塑性變形抗力、切斷抗力和正斷抗力的大小是固有的，但在施加承載的條件下，以何種
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