【文章內(nèi)容簡介】 965 硬 鋁 125 銅 10 3鈹 青 銅 588 磷 青 銅 450 各種材料的彈性模量 二、彈性模量的技術(shù)意義? 在工程技術(shù)中，機(jī)器零件或工程構(gòu)件在服役過程中都處于彈性變形狀態(tài)，但過量的彈性變形則使零件或構(gòu)件喪失穩(wěn)定性，即彈性失穩(wěn)。? 表征零構(gòu)件彈性穩(wěn)定性的參量是剛度，是指機(jī)器零件或結(jié)構(gòu)件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。? 彈性模量 E是決定剛度的重要參數(shù)。懸臂梁撓度與彈性模量聚苯乙烯鋁鋼? 剛度的大小取決于零件的幾何形狀和材料的彈性模量。? 當(dāng)構(gòu)件的長度一定時， 剛度的大小就取決于彈性模量 E與零件或構(gòu)件的截面積 S的乘積。? 如果截面積 S不能增大時，零件或構(gòu)件的剛度就取決于材料的彈性模量 E。? 美國颶風(fēng)桑迪使高空金屬構(gòu)件扭曲變形，就是因為剛性不足。三、彈性模量的測定? 彈性模量的測定有動態(tài)法和靜態(tài)法兩種。? 動態(tài)法 測量原理是截面均勻的棒狀試樣在兩端自由的條件下，作彎曲振動時其彈性模量與基頻固有頻率、試樣尺寸、試樣質(zhì)量有關(guān)，通過懸絲藕合彎曲共振法裝置測定。? 靜態(tài)法 是利用單向拉伸試驗測定彈性模量的傳統(tǒng)方法，試樣可以制成圓形或矩形。低碳鋼拉伸 彈性模量 E 拉伸實驗雙側(cè)電子引伸計將 代入上式，得 用雙側(cè)電子引伸計測量變形量 為引伸計刀口間 距離材料在 彈性范圍內(nèi)服從虎克定律 ，其應(yīng)力、應(yīng)變成正比關(guān)系： 用雙側(cè)電子引伸計測量變形量拉伸實驗將引伸計安裝在試樣上，受拉力后所產(chǎn)生的伸長量與力之間的線性關(guān)系由 計算機(jī)顯示 ，如下圖。求出直線上 a、 b 兩點(diǎn)的力和伸長量，用增量法，計算 彈性模量 E。 用增量法，計算式為： 上式中，為原始截面積O FDLba試驗方法：（力增量）（伸長量增量）第六節(jié) 拉伸術(shù)語和定義術(shù)語? 與標(biāo)距有關(guān)的術(shù)語 ? 與應(yīng)力有關(guān)的術(shù)語? 與 伸長或延伸有關(guān)的術(shù)語? 其他術(shù)語與標(biāo)距有關(guān)的術(shù)語 ? 試樣長度 Lt–平行長度 Lc：? 標(biāo)距–原始標(biāo)距 L0–引伸計標(biāo)距 Le–斷后標(biāo)距 Lu板材、棒材試樣與試樣有關(guān)術(shù)語的定義（ Lo）：施力前的試樣標(biāo)距。（ Lu）：試樣斷裂后的標(biāo)距。（ Lc）：試樣兩頭部或兩夾持部分（不帶頭試樣）之間平行部分的長度。4.伸長：試驗期間任一時刻原始標(biāo)距 Lo的增量。：原始標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距 Lo之比的百分率。（ A）：斷后標(biāo)距的殘余伸長（ LuLo）與原始標(biāo)距 Lo之比的百分率。注：對于比例試樣，若原始標(biāo)距不為 （ So為試樣平行長度的橫截面積），符號 A應(yīng)附以下角標(biāo)說明所使用的比例系數(shù)，例如， 。與引伸計有關(guān)術(shù)語的定義（ Le）：用引伸計測量試樣時所使用試樣平行長度部分的長度。：試驗期間任一給定時刻引伸計標(biāo)距 Le的增量。：試驗施加并卸除應(yīng)力后引伸計標(biāo)距的延伸與引伸計標(biāo)距 Le之比的百分率。（ Ae）：呈現(xiàn)明顯屈服（不連續(xù)屈服）現(xiàn)象的金屬材料，屈服開始至均勻加工硬化開始之間引伸計標(biāo)距的延伸與引伸計標(biāo)距 Le之比的百分率。與引伸計有關(guān)術(shù)語的定義（ Agt）：最大力時原始標(biāo)距的總延伸（彈性延伸加塑性延伸）與引伸計標(biāo)距 e之比的百分率。（ Ag） ：最大力時原始標(biāo)距的塑性延伸與引伸計標(biāo)距 Le之比的百分率。（ At）：斷裂時刻原始標(biāo)距的總延伸（彈性延伸加塑性延伸）與引伸計標(biāo)距 Le之比的百分率。A— 斷后伸長率Ag— 最大力塑性延伸率Agt— 最大力總延伸率At— 斷裂總延伸率e— 延伸率mE— 應(yīng)力 延伸率曲線上彈性部分的斜率R— 應(yīng)力Rm— 抗拉強(qiáng)度Δe— 平臺范圍屈服點(diǎn)延伸率 Ae屈服點(diǎn)延伸率 Ae與應(yīng)力相關(guān)術(shù)語? 屈服強(qiáng)度216。上屈服強(qiáng)度 ReH216。下屈服強(qiáng)度 ReL? 規(guī)定延伸強(qiáng)度216。規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度 Rp216。規(guī)定總延伸強(qiáng)度 Rt216。規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度 Rr? 抗拉強(qiáng)度 Rm試驗速率? 應(yīng)變速率 ：用引伸計標(biāo)距 Le測量時單位時間的應(yīng)變增加值。? 平行長度應(yīng)變速率的估計值 ：根據(jù)橫梁位移速率和試樣平行長度 Lc計算的試樣平行長度的應(yīng)變單位時間內(nèi)的增加值。? 橫梁位移速率 vc：單位時間的橫梁位移。? 應(yīng)力速率 ：單位時間應(yīng)力的增加。? 斷面收縮率 Z：斷裂后試樣橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積之比的百分率：Z=[（ S0Su） /S0]（ 100）? 最大力 Fm：對于無明顯屈服（不連續(xù)屈服）的金屬材料，為試驗期間的最大力。? 最大力 Fm：對于有不連續(xù)屈服的金屬材料，在加工硬化開始之后，試樣所承受的最大力。? 注 ：對于顯示不連續(xù)屈服的金屬材料，如果沒有加工硬化作用，就不定義 Fm，即無確定的抗拉強(qiáng)度。? 應(yīng)力 R：試驗期間任一時刻的力除以試樣原始截面積 S0之商。? 抗拉強(qiáng)度 Rm：相應(yīng)最大力對應(yīng)的應(yīng)力。? 屈服強(qiáng)度 ：當(dāng)金屬材料出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達(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。? 上屈服強(qiáng)度 ReH：試樣發(fā)生屈服而首次下降前的最大應(yīng)力。? 下屈服強(qiáng)度 ReL：在屈服期間，不計初始瞬時效應(yīng)時的最小應(yīng)力。? 規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度 Rp：塑性延伸率等于規(guī)定的引伸計標(biāo)距 Le百分率時對應(yīng)的應(yīng)力。? 注：使用的符號應(yīng)附下角標(biāo)所規(guī)定的塑性延伸率，例如， ：表示規(guī)定延伸率為 % 時的應(yīng)力。? 規(guī)定總延伸強(qiáng)度 Rt：總延伸率等于規(guī)定的引伸計標(biāo)距 Le百分率時的應(yīng)力。? 注：使用的符號應(yīng)附下角標(biāo)所規(guī)定的總延伸率，例如， ：表示規(guī)定總延伸率為 % 時的應(yīng)力。? 規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度 Rr：卸除應(yīng)力后殘余延伸率于規(guī)定的引伸計標(biāo)距 Le百分率時對應(yīng)的應(yīng)力。? 注：使用的符號應(yīng)附下角標(biāo)所規(guī)定的殘余延伸率。例如， ：表示殘余延伸率為 % 時的應(yīng)力。第七節(jié) 強(qiáng)度指標(biāo)及其測定? 材料強(qiáng)度的大小通常用單位面積上所承受的力來表示。? 強(qiáng)度的單位為 Pa： 1Pa=1N/m2? 但 Pa這個單位太小，所以實際工程中常用 MPa作為強(qiáng)度的單位： 1MPa=106Pa? 鋼材的屈服強(qiáng)度： 200～ 2022MPa北京 “鳥巢 ”外部鋼結(jié)構(gòu) Q460E鋼，其屈服強(qiáng)度為 460MPa。一、屈服現(xiàn)象? 在金屬拉伸試驗過程中，當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，變形增加較快，此時除了彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。? 當(dāng)外力增加到一定數(shù)值時突然下降，隨后，在外力不增加或上下波動情況下，試樣繼續(xù)伸長變形，在力－伸長曲線出現(xiàn)一個波動的小平臺，這便是屈服現(xiàn)象。初始瞬時效應(yīng)初始瞬時效應(yīng)下屈服強(qiáng)度下屈服強(qiáng)度上屈服強(qiáng)度上屈服強(qiáng)度屈服平臺屈服平臺應(yīng)力應(yīng)變ReHRmReL不連續(xù)屈服屈服期間力不是始終持續(xù)增加，視為不連續(xù)屈服屈服期間力不是始終持續(xù)增加，視為不連續(xù)屈服應(yīng)力%%RpRm連續(xù)屈服屈服期間力始終持續(xù)增加視為連續(xù)屈服屈服期間力始終持續(xù)增加視為連續(xù)屈服二、屈服強(qiáng)度（ yieldstrength）? 屈服強(qiáng)度 ：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達(dá)到塑性變形而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)。? 上屈服強(qiáng)度（ ReH） ： Upper yield strength試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力。? 下屈服強(qiáng)度（ ReL） ： Lower yield strength在屈服期間，不計初始瞬時效應(yīng)時的最小應(yīng)力。 ? ReH和 ReL的計算公式 ：? 在正常試驗條件下，由于下屈服強(qiáng)度 ReL的數(shù)值較為穩(wěn)定，再現(xiàn)性較好，所以常將下屈服強(qiáng)度ReL選作屈服強(qiáng)度指標(biāo)。? 在特別要求的情況下也可能測定上屈服強(qiáng)度。三 、規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度（ Rp）plasticextension? 規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度（ Rp）： 塑性延伸率等于規(guī)定的引伸計標(biāo)距 Le百分率時對應(yīng)的應(yīng)力。? 使用的符號應(yīng)附下角標(biāo)說明規(guī)定的塑性延伸率，如： % 時對應(yīng)的應(yīng)力。四 、規(guī)定總延伸強(qiáng)度（ Rp）totalextension? 規(guī)定總延伸強(qiáng)度（ Rt）： 總延伸率等于規(guī)定的引伸計標(biāo)距 Le百分率時的應(yīng)力。? 使用的符號應(yīng)附下角標(biāo)說明所規(guī)定的總延伸率，如：Rt % 時的應(yīng)力。五、規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度 Rr permanentsetstrength? 規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度（ Rr）： 卸除拉力后殘余延伸率 等于規(guī)定的引伸計標(biāo)距 Le百分率時對應(yīng)的應(yīng)力。? 使用的符號應(yīng)附下角標(biāo)說明所規(guī)定的殘余延伸率，如：Rr % 時的應(yīng)力。六、拉伸試驗要求? 設(shè)定試驗力零點(diǎn) ：試驗兩端被夾之前，應(yīng)設(shè)定力測量系統(tǒng)的零點(diǎn)。? 試驗的夾持方法 ：使用楔形夾頭、螺紋夾頭等合適的夾具夾持，并確保試樣和夾具對中。? 選擇合適的試驗速率 測試各種拉伸性能：? （包括橫梁位移速率）應(yīng)變速率（包括橫梁位移速率）? 試驗速率? 橫梁位移速率， mm/min216。未考慮機(jī)器彈性柔度，很少使用? 有載試驗機(jī)夾頭分離速率， mm/min216。應(yīng)用較多? 應(yīng)力速率， N/mm2?s1216。液壓試驗機(jī)? 應(yīng)變速率， mm/mm?s1或 s1216。衡量試樣變形快慢最本質(zhì)的方式各種試驗速率間的換算關(guān)系? 彈性階段：216。應(yīng)力速率 =E?應(yīng)變速率216。應(yīng)變速率 =1/E?應(yīng)力速率216。夾頭分離速率 =應(yīng)變速率 ?試樣平行長度＝ 1/E?應(yīng)力速率 ?試樣平行長度? 均勻變形階段216。夾頭分離速率 =應(yīng)變速率 ?試樣平行長度＝ 1/E?應(yīng)力速率 ?試樣平行長度七、強(qiáng)度指標(biāo)的測定? ReL和 ReH的測定? Rp的測定? Rt的測定? Rr的測定? Rm的測定1.試驗速率的選擇試驗速率的選擇（（ 1）） A（應(yīng)變速率控制的試驗速率）：（應(yīng)變速率控制的試驗速率）：可可 選用下面兩個范圍之一：選用下面兩個范圍之一：216。 范圍范圍 1：： =，相對誤差，相對誤差 177。20%216。 范圍范圍 2：： =，相對誤差，相對誤差 177。20% （推薦）（推薦）（（ 2）） B（應(yīng)力速率控制的試驗速率）：（應(yīng)力速率控制的試驗速率）：216。 如僅測定上屈服強(qiáng)度，試驗速率應(yīng)恒定并保持在下表的規(guī)定范圍如僅測定上屈服強(qiáng)度，試驗速率應(yīng)恒定并保持在下表的規(guī)定范圍內(nèi)。內(nèi)。（一）（一） ReH和和 ReL的測定的測定材料材料 彈彈 性模量性模量 E/MPa 應(yīng)應(yīng) 力速率力速率 /MPa/s最小最小 最大最大150000 2 20≥150000 6 60216。 如僅測定下屈服強(qiáng)度，在試樣平行長度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在如僅測定下屈服強(qiáng)度，在試樣平行長度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在～～ ，并盡可能保持恒定。之間，并盡可能保持恒定。2.試驗方法的選擇試驗方法的選擇（（ 1）） 圖解法圖解法（（ 2）指針法）指針法（一）屈服強(qiáng)度（一）屈服強(qiáng)度 ReH和和 ReL的測定的測定（ 1） 圖解法（測定 ReH和 ReL）? 引伸計標(biāo)距應(yīng) ≥1/2L0。引伸計不劣于 1級? 記錄力－延伸曲線數(shù)據(jù)，直至超過屈服階段? 判定原則 ：– 屈服前的第一個峰值力為上屈服力，不管其后的峰值力比它大或小。– 屈服階段中如呈現(xiàn)兩個或兩個以上的谷值力，舍去第一個谷值力，取其余谷值力中之最小者判為下屈服力。如只呈現(xiàn)一個下降谷值力，此谷值力判為下屈服力。– 屈服階段中呈現(xiàn)屈服平臺，平臺力判為下屈服力。如呈現(xiàn)多個而且后者高于前者的屈服平臺，判第一個平臺力為下屈服力。– 正確的判定結(jié)果應(yīng)是下屈服力必定低于上屈服力。?屈服前的第屈服前的第 1個峰值應(yīng)力判為上屈服強(qiáng)度，其后的峰值應(yīng)力個峰值應(yīng)力判為上屈服強(qiáng)度，其后的峰值應(yīng)力比它?。槐人?；?屈服階段中如呈現(xiàn)兩個或兩個以上的谷值應(yīng)力，舍棄第屈服階段中如呈現(xiàn)兩個或兩個以上的谷值應(yīng)力，舍棄第 1個個谷值應(yīng)力不計，取其余谷值應(yīng)力中最小值判為下屈服強(qiáng)度；谷值應(yīng)力不計，取其余谷值應(yīng)力中最小值判為下屈服強(qiáng)度；初始瞬時效應(yīng)初始瞬時效應(yīng)圖解法：例圖解法：例 1所謂初始瞬時效應(yīng)是指從上所謂初始瞬時效應(yīng)是指從上屈服強(qiáng)度向下屈服強(qiáng)度過渡屈服強(qiáng)度向下屈服強(qiáng)度過渡時發(fā)生的瞬時效應(yīng)時發(fā)生的瞬時效應(yīng)初始瞬時效應(yīng)初始瞬時效應(yīng)?屈服前的第屈服前的第 1個峰值應(yīng)力判為上屈服強(qiáng)度，盡管其后的峰值個峰值應(yīng)力判為上屈服強(qiáng)度，盡管其后的峰值應(yīng)力比它大；應(yīng)力比它大；?屈服階段中如呈現(xiàn)兩個或兩個以上的谷值應(yīng)力，舍棄第屈服階段中如呈現(xiàn)兩個或兩個以上的谷值應(yīng)力，舍棄第 1個個谷值應(yīng)力不計，取其余谷值應(yīng)力中最小值判為下屈服強(qiáng)度；谷值應(yīng)力不計，取其余谷值應(yīng)力中最小值判為下屈服強(qiáng)度；圖解法：例圖解法：例 2屈服階段中只出現(xiàn)一個谷值應(yīng)力，這個谷值應(yīng)力屈服階段中只出現(xiàn)一個谷值應(yīng)力，這個谷值應(yīng)力即為下屈服強(qiáng)度。即為下屈服強(qiáng)度。圖解法：例圖解法：例 3屈服階段中呈現(xiàn)平臺，平臺應(yīng)力判為下屈服強(qiáng)度屈服階段中呈現(xiàn)平臺，平臺應(yīng)力判為下屈服強(qiáng)度圖解法：例圖解法：例 4? 采用指針方法測定采用指針方法測定 ReH和和 ReL時，試驗人員要注視試驗機(jī)測時，試驗人員要注視試驗機(jī)測力表盤指針的指示，按照定義判定上屈服力和下屈服力；力表盤指針的指示，按照定義判定上屈服力和下屈服力；