材料的力學(xué)性能(2)-wenkub
2023-05-16 01:12:40 本頁(yè)面
【正文】 所受到的力稱為應(yīng)力 應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的變形量 0PA? ?00lll? ??工程應(yīng)力：拉伸載荷除以原始截面積 工程應(yīng)變：試樣斷裂后量伸長(zhǎng)量與原始長(zhǎng)度的比值 真應(yīng)力：實(shí)際上，在拉伸過程中，試樣的橫截面積是逐漸減小的，外加載荷除以試樣某一變形瞬間的截面積稱為真應(yīng)力。 RAL 材料在靜載荷下的 力學(xué)性能 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 材料力學(xué)性能指標(biāo)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、工藝評(píng)價(jià)以及材料檢驗(yàn)的主要依據(jù)。 mechanical properties。材料的力學(xué)性能 RAL 杜林秀 東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 RAL 213 電話 02483683603 0、緒論 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 材料的變形 材料的強(qiáng)化和韌化 材料的斷裂 材料的斷裂韌性 材料的疲勞 高溫及環(huán)境下材料的力學(xué)性能 材料的磨損和接觸疲勞 RAL ? 什么是材料的力學(xué)性能？ ? 材料力學(xué)性能課程的研究?jī)?nèi)容有哪些？ RAL 0 緒論 ? 什么是材料的力學(xué)性能？ （金屬）材料 —— 具有各種使用性能 —— 用途廣泛 使用性能 物理性能 （導(dǎo)電、導(dǎo)熱、電磁等） 力學(xué)性能 （強(qiáng)度、硬度、塑性等） 工藝性能 （焊接、成形等） 化學(xué)性能 （耐腐蝕、抗氧化等） RAL 0 緒論 材料的力學(xué)性能 是指材料在外加載荷（外力或能量）作用下，或載荷與環(huán)境因素（溫度、介質(zhì)和加載速率）聯(lián)合作用下所表現(xiàn)出的行為。 mechanical behavior 材料的失效 (failure)： 如果材料抵抗變形與斷裂的能力與服役條件不適應(yīng)，則機(jī)件失去預(yù)定效能（過量彈性變形、過量塑性變形、斷裂、磨損等），材料的力學(xué)性能又可以稱為失效抗力。測(cè)定材料力學(xué)性能最常用的方法是靜載荷方法，即在溫度、應(yīng)力狀態(tài)和加載速率都固定不變的狀態(tài)下測(cè)定力學(xué)性能指標(biāo)的一種方法。 iS PA?l0 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 根據(jù)在塑性變形前后材料體積不變的近似假定，即 0 0 i illAA?00 0 0 0( 1 )iil lS llPPl l lAA ???? ?? ? ? ? ?則得到 所以 (1 )S ???? RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 真應(yīng)變：瞬時(shí)應(yīng)變 拉伸曲線：載荷－伸長(zhǎng)曲線 （ P?l） 彈性變形 塑性變形 屈 服 頸 縮 010l n l n( 1 )fn lffdledlll???? ? ? ? ?? ?l0 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 比例極限 彈性極限 屈服極限 強(qiáng)度極限 斷裂強(qiáng)度 應(yīng)力－應(yīng)變 (stressstrain)曲線 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 （ 1）比例極限 ?p? Pp/A0 (MPa) 當(dāng)應(yīng)力比較小時(shí)，試樣的伸長(zhǎng)隨應(yīng)力成正比地增加，保持直線關(guān)系。當(dāng)應(yīng)力繼續(xù)增加，超過 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渡到彈－塑性變形的應(yīng)力。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)。 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。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。 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 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。這種現(xiàn)象是由于材料內(nèi)部不均勻變形造成的。為此，需要了解不同的靜加載方式下試樣所承受的最大切應(yīng)力和最大正應(yīng)力。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 扭轉(zhuǎn) 試 樣：圓柱形試樣 試驗(yàn)過程：試樣兩端施加扭矩，隨扭矩增加， 標(biāo)距間兩個(gè)截面產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)， 測(cè)量扭矩與扭轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線 －扭轉(zhuǎn)圖。 ③ 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)可以明顯地區(qū)別材料的斷裂方式是正斷還是切斷。 ⑤ 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的缺點(diǎn)是：截面上的應(yīng)力分布不均勻，在表面處最大，越往心部越小。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 彎曲 彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)： ? 從試樣受拉一側(cè)來(lái)看，彎曲加載的應(yīng)力狀態(tài)基本上和靜拉伸時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)相同； ? 彎曲試驗(yàn)不受試樣偏斜的影響，可以穩(wěn)定地測(cè)定脆性和低塑性材料的抗彎強(qiáng)度，同時(shí)，用撓度表示塑性，能明顯地顯示脆性或低塑性材料的塑性。單向壓縮時(shí)，試樣所承受的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)比
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