材料拉伸实验-3解析.ppt

第二章 轴向拉伸与压缩 * §2-6材料在拉伸和压缩时的力学性能 一、试验条件及试验仪器 1、试验条件：常温(20℃)；静载（极其缓慢地加载）； 标准试件。 d h 力学性能：材料在外力作用下表现的有关强度、变形方面的特性。 2、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。 二、低碳钢试件的拉伸图(F-- ?L图) 三、低碳钢试件的应力--应变曲线(? --? 图) (一) 低碳钢拉伸的弹性阶段 (oe段) 1、oP -- 比例段:  ?P -- 比例极限 2、Pe --曲线段: ?e -- 弹性极限 (二) 低碳钢拉伸的屈服(流动）阶段 (es 段) e s --屈服段: ?s ---屈服极限 滑移线：材料内部的相对滑移形成的，屈服现象与最大切应力有关。 塑性材料的失效应力:?s 。 ２、卸载定律：卸载时荷载和伸长量之间遵循直线关系的规律 １、?ｂ---强度极限 ３、冷作硬化：（弹性阶段提高，塑性变形和伸长率降低。） (三)、低碳钢拉伸的强化阶段 (ｓｂ 段) 4 冷拉时效（卸载一段时间后再加载） 屈服极限 强度极限 A3 钢： 235 MPa 372-392 MPa 35 钢： 314 529 45 钢： 353 598 16Mn： 343 510 1、延伸率:? 2、面缩率：? 3、脆性、塑性及相对性 (四)、低碳钢拉伸的颈缩（断裂）阶段 (b f 段) 伸长率 为塑性材料如低碳钢、铝、铜 为脆性材料如铸铁、高碳钢、岩石、玻璃 四、无明显屈服现象的塑性材料 0.2 s 0.2 名义屈服应力: ? 0.2 ，塑性应变的0.2％对应的应力即此类材料的失效应力。 五、铸铁拉伸时的机械性能 ?ｂL ---铸铁拉伸强度极限（失效应力） 无明显的屈服阶段,只测出断裂时的强度极限 六、材料压缩时的机械性能 低碳钢压缩时的拉伸与压缩的对比?ｂy ---铸铁压缩强度极限； ?ｂy ?（4 — 6） ?ｂL a E=tga O1 O2 f1(f) 低碳钢拉伸 应力应变曲线 D(ss下) (se) B C(ss上) A(sp) E(sb) g a Ey= tga s (MPa) 200 400 e 0.1 0.2 O 低碳钢压缩 应力应变曲线 s e O s bL 灰铸铁的 拉伸曲线 s by 灰铸铁的 压缩曲线 a a = 45o~55o 剪应力引起断裂 低 碳 钢 压 缩 实 验 七 轴向拉压破坏现象分析: 观察拉、压破坏试件的断口方向： 拉伸 压缩 低碳钢 与轴线成45o斜面 轴向拉压 横截面上 ? 最大 与轴线成45o斜面上 ? 最大 剪断！ 拉断！ 剪断！ 铸铁 与轴线垂直 与轴线成45o斜面 低碳钢的特点：抗拉能力抗剪能力 铸铁的特点：抗拉能力抗剪能力抗压能力 （常用于拉杆） （常用于压杆） 八 影响材料力学性质的因素 1 温度 2 变形速率(冲击,静力) 3荷载长时间作用的影响 (蠕变与松弛) 4 应力性质的影响(交变应力,高压等等) 九 塑性材料和脆性材料力学性能比较 塑性材料 脆性材料 断裂前有很大塑性变形 断裂前变形很小 抗压能力与抗拉能力相近 抗压能力远大于抗拉能力 ?e ,?s ,?b,?,E ,? 延伸率 δ 5% E和强度极限 延伸率 δ 5% 可承受冲击载荷，适合于锻压和冷加工承,受动荷载的能力强 适合于做基础构件或外壳 材料的塑性和脆性会因为制造方法工艺条件的改变而改变