材料力學(xué)性能教學(xué)課件ppt材料在單向拉伸下的力學(xué)性能-展示頁
2025-03-31 07:45本頁面
【正文】 。 應(yīng)力 應(yīng)變曲線 32 ?塑性材料的應(yīng)力－應(yīng)變曲線： 應(yīng)力 應(yīng)變曲線 33 ?（ 1）最常見的金屬材料應(yīng)力 應(yīng)變曲線 Oa為彈性變形階段， ab為形變強化階段， bk為縮頸階段，在 k點發(fā)生斷裂，如圖 (a) 。 ?曲線特征：在拉伸斷裂前， 只發(fā)生彈性變形，不發(fā)生塑性變形 ，在最高載荷點處斷裂。 ?一些材料承受一定塑性變形就會發(fā)生破壞，如橋梁混凝土，陶瓷等。 低塑性材料： 在拉伸斷裂前只發(fā)生均勻伸長 ， 不發(fā)生頸縮 ，且塑性變形量較小 。 （ 1） 脆性材料： 在拉伸斷裂前不產(chǎn)生塑性變形 , 只發(fā)生彈性變形； （ 2） 塑性材料： 在拉伸斷裂前會發(fā)生不可逆塑性變形 。 (單位 : N/m2 or Pascal (Pa)) 單向靜拉伸試驗：應(yīng)力 16 ?工程應(yīng)變 ―― 伸長量除以原始標(biāo)距長度即得工程應(yīng)變 e， 應(yīng)變用來描述塑性變形和彈性變形程度 ?單位長度上的變化量： e = DL / L0 式中 DL 為試樣伸長量 ， DL=L L0， L0為試樣原始標(biāo)長 ， L為與 F相對應(yīng)的標(biāo)長部分的長度 。 注意 ：拉伸試驗的應(yīng)力狀態(tài) 、 加載速率 、 溫度 、 試樣等都有嚴(yán)格規(guī)定 （ 方法： GB/T2282022；試樣： GB/T63971986） 。 ， 如抗疲勞 、 斷裂性能 。 ?通過拉伸試驗可測材料的彈性、強度、延伸率、加工硬化和韌性等重要的 力學(xué)性能指標(biāo) ，它是材料的基本力學(xué)性能。 第一章 材料在單向拉伸下的力學(xué)性能 4 ? 一、拉伸力 伸長曲線和應(yīng)力 應(yīng)變曲線 ? 二、彈性變形 ? 三、塑性變形 ? 四、金屬的斷裂 第一章 材料在單向拉伸下的力學(xué)性能 5 ? 金屬力學(xué)性能基本概念 ? 單項靜拉伸試驗 ? 拉伸力 伸長曲線 ? 應(yīng)力 應(yīng)變曲線 ? 拉伸力學(xué)性能指標(biāo) 第一節(jié) 拉伸力 伸長曲線和應(yīng)力 應(yīng)變曲線 6 力作用于材料 彈性變形 彈 塑 性 變 形 斷 裂 金屬力學(xué)性能基本概念 7 力學(xué)性能 強度 成形性 剛度 韌性 耐久性 ?拉伸 ?屈服 ?壓縮 ?彎曲 ?剪切 ?蠕變 ?延伸率 ?斷面收縮率 ?彎曲曲率 ?模量 ?彎曲模量 ?沖擊強度 ?缺口敏感性 ?磨損阻力 ?疲勞強度 金屬的服役性能與力學(xué)性能相關(guān) 拉伸測試 沖擊試驗 硬度試驗 金屬力學(xué)性能基本概念 8 金屬力學(xué)性能基本概念 ：應(yīng)力及應(yīng)力類型 力 變形方式 應(yīng)力類型 單向應(yīng)力 剪切應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)力矩 彎曲力矩 拉伸 伸長 壓縮 壓縮 剪切 剪切 扭轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn) 彎曲 彎曲 ? 工程構(gòu)件可能受到的應(yīng)力類型有：拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲 等 9 ?單向靜拉伸試驗特點 ?應(yīng)力狀態(tài) ：單向拉應(yīng)力 ， 應(yīng)力狀態(tài)簡單 ， 最基本的 、 應(yīng)用最廣泛的力學(xué)性能 。 第一章 材料在單向拉伸下的力學(xué)性能 3 ?機器零件（簡稱機件）的承載條件一般用各種力學(xué)參數(shù)（如應(yīng)力、斷裂韌度等）， ?所以就將表征材料的力學(xué)參數(shù)的 臨界值 或 規(guī)定值 稱為 材料的力學(xué)性能指標(biāo)或判據(jù) 。1 主講人 : 張寧 2 材料力學(xué)性能的定義 : ?材料在外加載荷（外力）作用下，或載荷與環(huán)境因素（如溫度、介質(zhì)和加載速率）聯(lián)合作用下所表現(xiàn)的行為，又稱為力學(xué)行為。 ?宏觀上一般表現(xiàn)為材料的變形或斷裂。 ?材料力學(xué)性能指標(biāo) 具體數(shù)值的高低表示材料抵抗變形和斷裂能力的大小 ，是評定材料質(zhì)量的主要依據(jù)。 ?拉伸試驗反映的信息 ：彈性變形 、 塑性變形和斷裂 （ 三種基本力學(xué)行為 ） ， 能綜合評定力學(xué)性能 。 單 向 靜拉伸試驗 10 ?拉伸性能的作用 、 用途 ， 拉伸性能是結(jié)構(gòu)靜強度設(shè)計的主要依據(jù)之一 。 ， 或合理使用現(xiàn)有材料和改善其力學(xué)性能時 ，都要測定材料的拉伸性能 。 單 向 靜拉伸試驗 11 單 向 靜拉伸試驗 12 單 向 靜拉伸試驗 13 可移動橫梁 試樣 載荷與位移讀數(shù) 載荷和運動控制 ?試驗條件和樣品要符合標(biāo)準(zhǔn) ?工程應(yīng)力： σengstress = P/A0 A0 ? 原始截面積 ?真應(yīng)力： σtruestress = P/A A = 實時截面積 單 向 靜拉伸試驗 單 向 靜拉伸試驗 美特斯工業(yè)系統(tǒng) (中國 )有限公司 CMT5105 系列微機控制電子萬能試驗機 試驗機的結(jié)構(gòu)及零部件（外部） 15 A B F A 工程應(yīng)力 ―― 載荷除以試件的原始截面積即得工程應(yīng)力 s s = F/A0 式中 F為載荷， A0為原始截面積 。 無單位 (m/m， mm/mm) 單向靜拉伸試驗：應(yīng)變 17 拉伸力 伸長曲線 18 拉伸力 伸長曲線 19 拉伸力 伸長曲線 20 彈性變形階段 21 屈服點 22 屈服發(fā)生后的卸載 23 均勻塑性變形階段 24 頸縮階段 25 ?材料分類： 按材料在拉伸斷裂前是否發(fā)生塑性變形 ， 將材料分為脆性材料和塑性材料兩大類 。 高塑性材料： 在拉伸斷裂前不僅產(chǎn)生均勻的伸長 ， 而且發(fā)生頸縮現(xiàn)象 ， 且塑性變形量大 。 拉伸力 伸長曲線： 26 ?原子間的距離發(fā)生伸長和縮短，但原子間的結(jié)合鍵并沒有發(fā)生破壞 ?卸載后變形迅速恢復(fù) 加載 卸載 拉伸力 伸長曲線： 彈性變形 27 ?相鄰原子改變，改變后又會迅速產(chǎn)生新的平衡 ?卸載后產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久變形 加載 卸載 拉伸力 伸長曲線： 塑性變形 28 塑性變形一定導(dǎo)致斷裂嗎？ ?一些材料可以承受一定的塑性變形而不破壞。 wire 29 基本設(shè)計準(zhǔn)則 ? 施加的應(yīng)力必須小于材料的強度 ? 強度就是材料變形和斷裂的臨界應(yīng)力 30 應(yīng)力 應(yīng)變曲線 31 ?脆性材料的應(yīng)力－應(yīng)變曲線： ?典型材料：玻璃、多種陶瓷、巖石，低溫下的金屬材料、淬火狀態(tài)的高碳鋼和普通灰鑄鐵等。 ?斷口特征：平斷口，斷口平面與拉力軸線垂直 。 典型材料有調(diào)質(zhì)鋼、黃銅和鋁合金。 典型材料：退火低碳鋼和某些有色金屬。 典型材料：鋁青銅和高錳鋼。 典型材料：低溶質(zhì)固溶體鋁合金和含雜質(zhì)鐵合金。 ?真實應(yīng)變可以疊加，可以不計中間的加載歷史，只需要知道試樣的初始長度和最終長度。 ?在彈 塑性變形階段 ， 只有真應(yīng)力 真應(yīng)變曲線才能描述材料的力學(xué)形為 。 ?st a n???E
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