材料力學(xué)性能教學(xué)課件ppt材料在其他靜載荷下的力學(xué)性能-文庫吧資料
2025-03-28 04:16本頁面
【正文】 了塑性材料 的 “強(qiáng)度”，但是 由于缺口的約束塑性變形，所以 使塑性降低，增加了材料的變脆傾向 。因此，不能 把“缺口強(qiáng)化” 看作是強(qiáng)化金屬材料的手段。 缺口效應(yīng) 42 ?二、 缺口試樣在塑性狀態(tài)下的應(yīng)力分布 ?對(duì)于塑性較好的金屬材料，若缺口根部產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)力將重新分布，并隨著載荷的增大塑性區(qū)逐漸擴(kuò)大，直至整個(gè)截面上都產(chǎn)生塑性。 ?兩向或三向不等拉伸的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) α，使金屬難以產(chǎn)生塑性變形。 ?從圖可看出，缺口截面上的應(yīng)力分布不均勻，軸向應(yīng)力 σy在缺口根部最大，隨著距離的增加， σy不斷下降，所以在缺口根部產(chǎn)生了 應(yīng)力集中 的現(xiàn)象。 ?由于 缺口的存在，在靜載荷作用下，缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)將會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生所謂的“ 缺口效應(yīng) ”，從而影響金屬材料的力學(xué)性能 。 扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn)的特點(diǎn) 39 ? 缺口效應(yīng) ?前面介紹的拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等靜載荷試驗(yàn)方法，都是采用橫截面均勻的光滑試樣，實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)件，截面上往往存在截面的急劇變化，如鍵槽、油孔、螺紋及焊縫等。因此，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)在科研和生產(chǎn)檢驗(yàn)中得到較廣泛地應(yīng)用。因此，可以根據(jù)斷口宏觀特征來判斷承受扭矩而斷裂的機(jī)件的性能。 ?木紋狀斷口 ：斷裂面順著試樣軸線形成縱向剝層或裂紋。 扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn)的特點(diǎn) 36 ?切斷斷口 ：塑性材料的斷裂面與試樣軸線垂直，斷口平整，有回旋狀塑性變形痕跡，這是由切應(yīng)力作用的結(jié)果； ?正斷斷口 ：脆性材料的斷裂面與試樣軸線成 45 176。 ?（ 4） 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)的最大正應(yīng)力與最大切應(yīng)力在數(shù)值上大體相等，而生產(chǎn)上所用大部分金屬材料的正斷抗力大于切斷抗力，所以扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是測(cè)定這些材料切斷抗力最可靠的方法。 ?（ 2） 圓柱形試樣扭轉(zhuǎn)時(shí)，整個(gè)長度上塑性變形是均勻的，沒有縮頸現(xiàn)象，所以能實(shí)現(xiàn)大塑性變形量下的試驗(yàn)。這對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)是很有意義的。 扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn) 33 ?圖 29為 20CrMnTi鋼滲碳層表面含碳量對(duì)抗扭強(qiáng)度的影響。 扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn) 31 ?（ 2） 扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn) τs ?具有明顯拉伸物理屈服現(xiàn)象的金屬材料，扔轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)也同樣有屈服現(xiàn)象。 第四節(jié) 扭轉(zhuǎn) 29 ?扭轉(zhuǎn)圖 :根據(jù)每一時(shí)刻加于試樣上的扭矩 T和扭轉(zhuǎn)角 ψ (在試樣標(biāo)距 L0上的兩個(gè)截面間的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角 )繪制成 T－ ψ曲線，稱為扭轉(zhuǎn)圖 。 彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn) 28 ? 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn) ? 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)主要 采用 直 樣 d0=10mm、 標(biāo)距長度 L0分別為 50mm或 100mm的圓柱 形試樣 。 ?（ 2）彎曲試驗(yàn)時(shí)，樣品表面應(yīng)力最大，可靈敏的反映材料表面的缺陷。 27 ?（ 1）彎曲試驗(yàn)的試樣形狀簡單、操作方便，不存在拉伸試驗(yàn)時(shí)的試樣偏斜對(duì)結(jié)果的影響，可用彎曲的撓度顯示材料的塑性。 ?直徑為 d0的圓柱試樣： W= (m3)。 23 彎曲試驗(yàn)方法 24 彎曲試驗(yàn)方法 25 彎曲試驗(yàn)方法 26 彎曲試驗(yàn)方法 ?脆性材料的抗彎強(qiáng)度 σbb σbb=Mb / W ? Mb為試件斷裂時(shí)的彎矩 。 ?高塑性材料，彎曲實(shí)驗(yàn)不能使試件發(fā)生斷裂，曲線最后部分可延伸很長，難于測(cè)定塑性材料強(qiáng)度，故不采用彎曲實(shí)驗(yàn)。 ?材料的塑性： 用最大彎曲撓度fmax表示。 （ 2）三點(diǎn)彎曲加載： 試件在最大彎矩附近處斷裂，方法簡單，故常用。 （ 1）四點(diǎn)彎曲： （二等值載荷）兩加載點(diǎn)之間試件受到等彎矩的作用，試件通常在該長度內(nèi)具有組織缺陷處發(fā)生斷裂，能較好地反映材料的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較準(zhǔn)確。 第三節(jié) 彎曲 20 ? 彎曲試驗(yàn) 時(shí)，將 圓柱形 或矩形試樣放置 在一定跨 距 Ls的支座上，進(jìn)行 三點(diǎn) 彎曲或 四點(diǎn) 彎曲加載 ，通過記錄彎曲 力 F和 試樣 撓度 f之間的 關(guān)系 曲線，確定 金屬在彎曲力作用下的力學(xué)性能。又如，在拉伸或壓縮載荷下產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的金屬，在彎曲載荷下顯示不出來。 但由于桿件截面上的應(yīng)力分布不均勻，表面最大，中心為零，且應(yīng)力方向發(fā)生變化， 因此，金屬在彎曲加裁下所表現(xiàn)的力學(xué)行為與單純拉應(yīng)力或壓應(yīng)力作用下時(shí)不完全相同。 壓縮試驗(yàn) 的特點(diǎn) 18 ?對(duì)于接觸面處承受多向壓縮應(yīng)力的機(jī)件，如滾動(dòng)軸承、套圈與滾動(dòng)體，常采用多向壓縮實(shí)驗(yàn)。 ?脆性金屬材料在拉伸時(shí)產(chǎn)生來自于載荷軸線的正斷 ，塑性變形量幾乎為零；而在壓縮時(shí)除能產(chǎn)生一定的塑性變形外 ， 常沿與軸線呈 45176。 ? 壓縮曲線 上確定最大 壓縮力 Fbc （或 直接從試驗(yàn)機(jī)的測(cè) 力圓盤上讀出）， 然后按下式計(jì)算： 單向壓縮試驗(yàn) 16 ?（ 1） 單向壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α=2， 比拉伸 、 扭轉(zhuǎn) 、彎曲的應(yīng)力狀態(tài)都軟 ，所以 主要用于拉伸時(shí)呈脆性的金屬材料力學(xué)性能的測(cè)定 ， 以顯示這類材料在塑性狀態(tài)下的力學(xué)行為 。因此，拉伸試驗(yàn)時(shí)所定義的各個(gè)力學(xué)性能指標(biāo)和相應(yīng)的計(jì)算公式，在壓縮試驗(yàn)中基本上都能應(yīng)用。 ?由于壓縮時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)較軟，故在拉伸、扭轉(zhuǎn)和彎曲試驗(yàn)時(shí)不能顯示的力學(xué)行為，而在壓縮時(shí)有可能獲得。 單向壓縮試驗(yàn) 13 ?壓縮曲線： 壓縮試驗(yàn)時(shí)，材料抵抗外力變形和斷裂情況也可用壓力和變形的關(guān)系曲線來表示，稱為壓縮曲線。 ?說明： 由于試樣端面摩擦的作用，試樣尺寸 h0/d0對(duì)壓縮變形量及其形變抗力有很大影響。在有側(cè)向約束裝置以防試樣屈曲的條件下，也可采用板狀試樣。
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1