材料的力學(xué)性能(2)-文庫(kù)吧資料
2025-05-07 01:12本頁(yè)面
【正文】 料，壓縮時(shí)，也會(huì)顯示出一定的塑性。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 壓縮 a－短試樣，破壞試驗(yàn)； b－長(zhǎng)試樣，測(cè)量彈性性能和微量塑性變形抗力。 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。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 彎曲 試樣：圓柱形，矩形； 過程：將試樣放置在一定跨度的支座上，施加集中載荷或等彎矩載荷，記錄載荷和試樣撓度之間的關(guān)系曲線 —— 彎曲圖。 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。因此，扭轉(zhuǎn)可以靈敏地反映材料的表面缺陷，如金屬工具鋼的表面淬火微裂紋。 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。） RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 扭轉(zhuǎn) 特點(diǎn)： ① 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力狀態(tài)較拉伸軟 (α=)， 可以測(cè)定那些在拉伸時(shí)表現(xiàn)為脆 性的材料的特性，使低塑性材料處于韌性狀態(tài)，便于測(cè)定它們的強(qiáng)度和塑性。 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。 材料在其它靜載荷下的力學(xué)性能 加載方式與力學(xué)狀態(tài)圖 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)： 某一應(yīng)力狀態(tài)下的最大切應(yīng)力和最大正應(yīng)力之比： ma xma x? ???? 值是應(yīng)力狀態(tài)的一種標(biāo)志： ? ＞ 1 表示軟的應(yīng)力狀態(tài) ? ＜ 1 表示硬的應(yīng)力狀態(tài) 。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。 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，以何種方式產(chǎn)生失效，還與加載方式和應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。這種現(xiàn)象是由于材料內(nèi)部不均勻變形造成的。 （ α－ Fe單晶中常見，多晶純鐵、半導(dǎo)體材料硅、金屬鍺也有 。 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。 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。 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，則用鋼筋來加固。 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 ??。塑性指標(biāo)常用材料斷裂時(shí)的最大相對(duì)塑性變形來表示，如拉伸時(shí)的延伸率 δ和斷面收縮率 ψ。但是，對(duì)塑性材料來說，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)中沒有規(guī)定斷裂強(qiáng)度。 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。 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。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)。 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 。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。 規(guī)定比例極限 一般規(guī)定曲線上某點(diǎn)切線和縱坐標(biāo)夾角的正切值 tanθ′比直線部分和縱坐標(biāo)夾角的正切 值 tanθ增加 50%時(shí)，則該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力即為規(guī)定比例極限。 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???? ? ? ?
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