【文章內(nèi)容簡介】 Q235鋼 ζs=235MPa 滑移線 slip liens： 方位 —與軸線成 45176。 原因 —最大切應(yīng)力 機理 —晶格滑移 45176。 ζ ε σs 屈服階段 ③ 強化階段 strengthing stage 特點： 應(yīng)變硬化 strain hardening 材料恢復(fù)變形抗力， ζε 關(guān)系非線性， 滑移線消失， 試件明顯變細。 ζ ε σb 特征應(yīng)力： 強度極限 ζb ultimate strength 強化階段 ④ 頸縮階段 （局部變形階段） stage of local deformation 特征：頸縮現(xiàn)象 necking 斷口：杯口狀 有磁性 思考原因為何？ ζ ε 頸縮階段 3. 特征應(yīng)力 ζ ε 強度極限 σb 屈服極限 σs 彈性極限 σe 比例極限 σp ζ ε 拉伸過程中 在某點卸載， ζε將按照比例 階段的規(guī)律變化， 直到完全卸載。 卸載 卸載后重新加載， ζε則按卸載路徑 化， 至卸載點附近后則 回到未經(jīng)卸載的曲線。 卸載再加載規(guī)律： ζ ε 再加載 冷拉時效 卸載后過幾天再 重新加載， ζε則按 卸載路徑變化，高于 卸載點的曲線，獲得 更高的強度指標(biāo)。 冷作硬化 cold hardening 在強化階段卸載，材料的 比例極限提高，塑性降低。 ζ ε 原比例極限 現(xiàn)比例極限 原殘余應(yīng)變 現(xiàn)殘余應(yīng)變 ⑴ 斷后伸長率（延伸率） δ 塑性材料 ductile materials δ ＞ 5﹪ ⑵ 斷面收縮率 ψ Q235鋼 ψ = 60﹪ %100??? l l?%1 0 0??? AA?percent elongation percentage reduction of area 脆性材料 brittle materials δ ＜ 5﹪ Q235鋼 δ = 20～ 30﹪ 鑄鐵 δ ＜ ﹪ ζ ε 16錳鋼 三、其他塑性材料拉伸 ζ ε 退火球墨鑄鐵 ζ ε 錳鋼 ζ ε 玻璃鋼 塑性材料的共同 特點只有一個，那 就是斷后伸長率大 于 5﹪ . 問題： 對無明顯屈 服階段的塑性材料 如何確定強度指標(biāo)？ ζ ε 錳鋼 16錳鋼 退火球墨鑄鐵 玻璃鋼 ε ζ 塑性應(yīng)變 等于 ％ 時的應(yīng)力值 名義屈服極限 ? 0. 2％ 拉延 (drawn)現(xiàn)象 σ ε 頸縮 聚合物 σs σb σ （ MPa） ε （ %） 100 50 ζb 四、鑄鐵拉伸 不宜受拉！ 。 ζb=110～ 160MPa ； 近似用割線代替 ，無頸縮； 4. δ＜ ０．５ ﹪ ； ５． 平斷口。 壓縮 ζ(MPa) 200 400 ε 五、壓縮 １．Ｅ ， σp ， σｅ ， ζｓ ， 與拉伸相同 ； ２ ． 測不出 ζｂ ； ３．試件呈鼓狀。 低碳鋼 壓縮試驗無意義 拉伸 400 ζ(MPa) ε 300 600 壓縮 鑄鐵 １． ζｂ 高于拉伸； （ 接近 4倍） ２． δ 大于拉伸； （接近５ ﹪ ） ３． Ｅ 與拉伸不同； ４．斜斷口． 可制成受壓構(gòu)件 拉伸 ζ ε 木材順紋方向的 強度高于橫紋方向的 強度； 順紋拉伸 橫紋壓縮 木材的力學(xué)性質(zhì) 木材抗拉強度高于 抗壓強度。 順紋壓縮 木材是 各向異性材料 結(jié)論與討論 3．工程材料按其斷后伸長率大小分成兩大類： 塑性材料和脆性材料； 塑性材料 δ＞ ５ ﹪ 脆性材料 δ＜ ５ ﹪ 4．塑性材料和脆性材料的強度指標(biāo)不同： 塑性材料取 ζｓ 或 ζ０．２， 脆性材料取 ζｂ ． １．強度、變形計算必須了解材料的力學(xué)性能； ２．了解材料的力學(xué)性能主要是分析 σε曲線； 問題 1：如何得到 σε曲線？ 問題 2：如何分析 σε曲線？ ε σ 5．根據(jù)卸載定律，一般地一點線應(yīng)變 ε由兩部 分組成：彈性應(yīng)變 εｅ 和塑性應(yīng)變 εｐ ； ε ＝ εｅ ＋ εｐ εe εp ε 6．三種拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線 ζ（ MPa） ε （ %） 100 50 ζb 脆性材料 σ ε 聚合物 σs σb ζ ε 塑性金屬材料 ζs ζb 167。 拉壓桿的強度條件 失效 —由于材料的力學(xué)行為而使 構(gòu)件喪失正常功能的現(xiàn)象 . 2. 材料的失效形式 強度失效 (Failure by Lost Strength) 剛度失效 失穩(wěn)失效 疲勞失效 蠕變失效 松弛失效 (1) 屈 服 (2) 斷 裂 無裂紋體 含裂紋體 強度失效 由于 斷裂 (Rupture)或 屈服 (Yield)引起的失效 4. 強度指標(biāo) ?極限應(yīng)力 ?? ?s 或 ? 塑性材料 ?? = ?b 脆性材料 工作應(yīng)力是否允許達到極限應(yīng)力？ 5. 安全因數(shù) ⑴ 計算誤差 ⑵ 荷載估計誤差 ⑶ 材料缺陷 ⑷ 制造工藝誤差 ⑸ 耐久性要求 上述因素要求選擇安全因數(shù) n 6. 許用應(yīng)力 7. 強度條件 m a xNm a x ???????AF? ? ???ζmax —最大工作應(yīng)力 ? ? n o?? ?等截面桿強度條件 ? ??? ??AF m a xNm a x 強度計算的三類問題 ? ? ?ma xNma x ?? ??AF 1. 強度校核 ? ??m a xNFA ? 2. 截面選擇 ? ? AF ??ma xN 3. 確定許用載荷 ? ??? ?? AF ma xNma x例 22 30176。 B A C 1 2 F 已知： AB桿： 橫截面積 A1=600mm178。 ， ［ ?］ 1=160 MPa。 BC桿：橫截面積 A2=10000mm178。, ［ ?］ 2=7 MPa , F=40kN. 求：校核強度 解 :（ 1）計算內(nèi)力 取結(jié)點 A ∑Fy= 0, FN1 sin30176。 － F = 0 kN8021N ?? FF∑Fx= 0, － FN1cos30176。 － FN2 = 0 ???? FF30176。 FN1 FN2 A F 例 22 （ 2） 校核強度 AB桿 kN801N ?F ??F ? ??? ?? AF NBC桿 M P a1 3 3106 0 0 1080 6311N1 ??????AF?? ? 1??M P 0 0 0 0 6322N2 ??????AF?? ? 2??30176。 A B C 1 2 F 30176。 FN1 FN2 B F 滿足強度條件 例題 已知： 空心柱的外直徑 D=25cm， F=500kN, ［ ?］ =30 MPa 求：筒壁厚度 δ 解 : FN=F=500kN ? ??? ??AF N F=500kN 250 ? ? ?263N cm1 6 71030105 0 0 ??????FA? ? 2224dDA ?? ?例題 F=500kN 250 ? 2cm167?A? ? 2224dDA ?? ? 22 ?????? ?? ADd ????? dD?例題 已知： A1 = mm2, A2= 314 mm2, 〔 ζ〕 =160 MPa 求：許可載荷 〔 F〕 解： 1. 內(nèi)力計算 解出 FN1 = F FN2 = F 取結(jié)點 A ∑Fx = 0, FN2sin45176。 － FN1sin30176。 = 0