材料的力學(xué)性能(2)-在線瀏覽
2025-06-18 01:12本頁面
【正文】 均勻延伸率 δb:發(fā)生頸縮前的延伸率 總延伸率 δk：斷裂后總的延伸率 00100%kk lll? ???延伸率測量值與試樣尺寸有關(guān) RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 00Al0000 0 0buk b umn mnl AAlll l l? ? ????? ? ? ? ? ??必須取常數(shù)， (1/ 1/) 00100%kAAA? ???(2) 斷面收縮率 ψ RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 脆性材料的拉伸性能 脆性材料（玻璃、巖石、陶瓷、淬火高碳鋼及鑄鐵等材料 ）在拉伸變形時只產(chǎn)生彈性變形 (a)，一般不產(chǎn)生或產(chǎn)生很微量的塑性變形。 在工程上使用的脆性材料并非都屬于完全的脆性，尤其是金屬材料，絕大多數(shù)都有些塑性，在拉伸變形后，即便是脆性材料，也或多或少會產(chǎn)生一些塑性變形 .(c) RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 脆性材料的斷裂強(qiáng)度等于甚至低于彈性極限，因此斷裂前不發(fā)生塑性變形，其抗拉強(qiáng)度比較低，但是這種材料的抗壓強(qiáng)度比較高，一般情況下，脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大幾倍，理論上可以達(dá)到抗拉強(qiáng)度的 8倍。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 塑性材料的拉伸性能 塑性較好的工程材料曲線大致可分為 彈性變形 、 塑性變形 和 斷裂三個階段。 ③ 頸縮開始后，塑性變形集中在頸縮區(qū)，試樣的橫截面面積急劇減小，雖然工程應(yīng)力隨應(yīng)變增加而減少，但真應(yīng)力仍然增大，真應(yīng)力－應(yīng)變曲線顯示出與工程應(yīng)力－應(yīng)變曲線不同的變化趨勢。 （退火低碳鋼等） （ b） 均勻屈服型應(yīng)力－應(yīng)變曲線，試樣受力產(chǎn)生彈性變形后，出現(xiàn)了明顯上、下屈服點。） （ c） 彈性變形之后，有一系列的鋸齒疊加于拋物線型的塑性流變曲線上。 （多是由于孿生或者溶質(zhì)原子與位錯的交互作用） RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 切應(yīng)力和正應(yīng)力對材料的變形和斷裂起著不同的作用： 切應(yīng)力是位錯運動的推動力，只有切應(yīng)力，才能引起塑性變形，而正應(yīng)力主要決定斷裂的發(fā)展過程，因為只有拉應(yīng)力，才能促使裂紋的擴(kuò)展。 不同的加載方式?jīng)Q定了不同的應(yīng)力狀態(tài)，不同的應(yīng)力狀態(tài)對材料的變形和斷裂性質(zhì)產(chǎn)生不同的影響。 弗里德曼統(tǒng)一考慮了不同應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度極限與失效形式，用圖解的方法把它們的關(guān)系作了概括－－力學(xué)狀態(tài)圖 。 彈性變形區(qū) 彈塑性變形區(qū) 切斷區(qū) 正斷區(qū) 對于不同的材料，其力學(xué)性能指標(biāo) τs,τK和 σK也各不相同，只有選擇與應(yīng)力狀態(tài)相適應(yīng)的試驗方法進(jìn)行試驗時，才能顯示出不同材料性能上的特點。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 扭轉(zhuǎn) M ??pp WM? ? WM? ?曲線 扭轉(zhuǎn)圖 bb WM? ?扭轉(zhuǎn)屈服強(qiáng)度 扭轉(zhuǎn)條件強(qiáng)度極限 扭轉(zhuǎn)比例極限 －扭矩； －扭轉(zhuǎn)角 (標(biāo)距 l0上兩個截面間的相對扭轉(zhuǎn)角 ) M ?W － 樣截面系數(shù) RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 扭轉(zhuǎn) 切斷 （塑性材料） 正斷 （脆性材料） 組合切斷 （在鍛造或軋制過程中使夾雜或偏析物沿軸向分布，降低了軸向切斷抗力 τ K，形成縱向和橫向的組合切斷斷口。 ② 用圓柱形試樣進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗時，從試驗開始到試樣破壞為止，試樣沿整個長度上的塑性變形始終是均勻發(fā)生的，不出現(xiàn)靜拉伸時所出現(xiàn)的頸縮現(xiàn)象，因此，對于那些塑性很好的材料，用這種試驗方法可以精確地測定其應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系。 ④ 扭轉(zhuǎn)試驗時，試樣橫截面上沿直徑方向切應(yīng)力和切應(yīng)變的分布是不均勻的，表面的應(yīng)力和應(yīng)變最大。還可以用扭轉(zhuǎn)試驗的這種特點對表面淬火、化學(xué)熱處理等表面強(qiáng)化工藝進(jìn)行研究。對顯示材料體積性缺陷，特別是靠近心部的材質(zhì)缺陷不敏感。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 彎曲 通過彎曲試驗，可以測量： ① 規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力 ② 抗彎強(qiáng)度 ③ 從彎曲載荷－撓度曲線上還可測出彎曲彈性模量、斷裂撓度及斷裂能力 (曲線下面所包圍的面積 )等性能指標(biāo)。所以，這種試驗很適于評定脆性和低塑性材料的性能； ? 彎曲試驗不能使塑性很好的材料斷裂破壞，不能測定其彎曲斷裂強(qiáng)度，但是，可以比較一定彎曲條件下不同材料的塑性； ? 彎曲試驗時，試驗截面上的應(yīng)力分布是不均勻的，表面應(yīng)力最大，可以較靈敏地反映材料的表面缺陷情況。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 壓縮 ① 對于脆性或低塑性的材料，為了解其塑性指標(biāo)，可以采用壓縮試驗。例如灰鑄鐵在拉伸試驗時，表現(xiàn)為垂直于載荷軸線的正斷，塑性變形幾乎為零；而在壓縮試驗時，則能產(chǎn)生一定的塑性變形，并能沿與軸線成 45176。 ②拉伸時所定義的各種性能指標(biāo)和相應(yīng)的計算公式在壓縮試驗中仍適用。 ③對于塑性材料，只能壓扁，不能壓破，試驗只是測得彈性模量、比例極限和彈性極限等指標(biāo)，而不能測得壓縮強(qiáng)度極限。一般認(rèn)為，硬度表示材料表面抵抗局部壓入變形或刻劃破裂的能力。 在壓入法中，根據(jù)加載速度不同，又分為靜載壓入法和動載壓入法 (彈性回跳法 )。 試驗方法不同，硬度值的物理意義也不同。 因此，硬度值實際上不是一個單純的物理量，它是表征材料的彈性、塑性、形變強(qiáng)
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