工程力学M-第7章.ppt

? 作业 习题 7-1，7-2, 7-4，7-6，7-7 7-8, 7-10, 7-14 7-12进行拉伸实验，首先需要将被试验的材料按国家标准制成标准试样;然后将试样安装在试验机上，使试样承受轴向拉伸载荷。通过缓慢的加载过程，试验机自动记录下试样所受的载荷和变形，得到应力与应变的关系曲线，称为应力一应变曲线。不同的材料，其应力一应变曲线有很大的差异。 ? 材料拉伸时的应力一应变曲线 ? 拉伸与压缩时材料的力学性能为了得到应力一应变曲线，需要将给定的材料作成标准试样,在材料试验机上，进行拉伸或压缩实验。试验时，试样通过卡具或夹具安装在试验机上。试验机通过上下夹头的相对移动将轴向载荷加在试样上。 ? 材料拉伸时的应力一应变曲线 ? 拉伸与压缩时材料的力学性能 脆性材料拉伸时的应力－应变曲线 ? 材料拉伸时的应力一应变曲线 ? 拉伸与压缩时材料的力学性能 ? 材料拉伸时的应力一应变曲线 ? 拉伸与压缩时材料的力学性能 韧性金属材料材料拉伸时的应力－应变曲线 工程塑料拉伸时的应力－应变曲线 ? 材料拉伸时的应力一应变曲线 ? 拉伸与压缩时材料的力学性能 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 2 1 3 4 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能1 弹性阶段弹性模量应力一应变曲线中的直线段称为线弹性阶段。弹性阶段中的应力与应变成正比，比例常数即为材料的弹性模量E。对于大多数脆性材料，其应力－应变曲线上没有明显的直线段，铸铁的应力－应变曲线即属此例。因为没有明显的直线部分，常用割线的斜率作为这类材料的弹性模量，称为割线模量。 ?p 比例极限 ?e 弹性极限 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能比例极限与弹性极限应力一应变曲线上线弹性阶段的应力最高限称为比例极限，用 表示。线弹性阶段之后，应力－应变曲线上有一小段微弯的曲线，这表示应力超过比例极限以后，应力与应变不再成正比关系，但是，如果在这一阶段，卸去试样上的载荷，试样的变形将随之消失。这表明这一阶段内的变形都是弹性变形，因而包括线弹性阶段在内，统称为弹性阶段。弹性阶段的应力最高限称为弹性极限，用 表示。大部分韧性材料比例极限与弹性极限极为接近，只有通过精密测量才能加以区分。 ?s 屈服强度 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 2 屈服阶段屈服应力许多韧性材料的应力一应变曲线中，在弹性阶段之后，出现近似的水平段，这一阶段中应力几乎不变，而变形急剧增加，这种现象称为屈服，例如图7-15中所示曲线的BC段。这一阶段曲线的最低点的应力值称为屈服应力或屈服强度，用表示。对于没有明显屈服阶段的韧性材料，工程上则规定产生0.2％塑性应变时的应力值为其屈服应力，称为材料的条件屈服应力，用 表示。 ?0.2 条件屈服应力 —塑性应变 等于0.2％ 时的应力值 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 3 强化阶段强度极限应力超过屈服应力或条件屈服应力后，要使试样继续变形，必须再继续增加载荷。这一阶段称为强化阶段。这一阶段应力的最高限称为强度极限，用 表示。 应变硬化 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 4 破坏阶段颈缩与断裂某些韧性材料(例如低碳钢和铜)，应力超过强度极限以后，试样开始发生局部变形，局部变形区域内横截面尺寸急剧缩小，这种现象称为颈缩。出现颈缩之后，试样变形所需拉力相应减小，应力一应变曲线出现下降阶段，直至试样被拉断。 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能 ? 韧性材料拉伸时的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性能通过拉伸试验还可得到衡量材料韧性性能的指标一延伸率和截面收缩率 其中，l0为试样原长（规定的标距）；A0为试样的初始横截面面积；l1和A1分别为试样拉断后长度(变形后的标距长度)和断口处最小的横截面面积。延伸率和截面收缩率的数值越大，表明材料的韧性越好。工程中一般认为δ5％者为韧性材料； δ＜5％者为脆性材料。 ? 脆性材料拉伸时的力学性能 ? 拉伸与压缩时材料的力学性能对于脆性材料，从开始加载直至试样被拉断，试样的变形都很小。而且，大多数脆性材料拉伸的应力－应变曲线上，都没有明显的直线段，几乎没有塑性变形，也不会出现屈服和颈缩现象，因而只有断裂时的应力值－强度极限 。 ? 脆性材料拉伸时的力学性能 ? 拉伸与压缩时材料的力学性能拉伸与压缩时材料的力学性