ASME标准讲解2(材料的力学性能和试验)专用课件.pptVIP

强度理论 4个涉及破坏的强度理论 三、材料的力学性能和试验 材料的力学性能 （机械性能） ASME SA370-2001 钢制品力学性能试验的标准试验方法和定义 （与ASTM标准A370-96完全等同） 1. 材料的强度 取样方向 各种类型锻件的取样部位 抗拉强度 拉伸试验ASTM E8 （１）屈服点：当试件拉力在 ＯＢ范围内时，如卸去拉力，试件能恢复原状，应力与应变的比值为常数，因此，该阶段被称为弹性阶段。当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段ＢＣ时，称屈服下限Ｃ下所对应的应力为屈服强度或屈服点，记做σs。设计时一般以σs作为强度取值的依据。对屈服现象不明显的钢材，规定以0.2％残余变形时的应力σ0.2作为屈服强度。 （２）抗拉强度：从图2－１中ＣＤ曲线逐步上升可以看出：试件在屈服阶段以后，其抵抗塑性变形的能力又重新提高，称为强化阶段。对应于最高点Ｄ的应力称为抗拉强度，用σb表示。 设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比σs／σb有一定意义。屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈高。但屈强比太小，则反映钢材不能有效地被利用。 (3) 伸长率：图2－１中当曲线到达Ｄ点后，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增加，产生“颈缩现象”而断裂。量出拉断后标距部分的长度Ll，标距的伸长值与原始标距L0的百分率称为伸长率。即： （L1-LO） δ=—————×100% L0 持久强度和蠕变强度 拉伸试验 长试样：δ10 简写为δ短试样：δ5 同一种材料的δ5 δ10 * （一）最大拉应力（第一强度）理论：认为构件的断裂是由最大拉应力引起的。当最大拉应力达到单向拉伸时的强度极限时 ，构件就断了。 1、破坏判据： 2、强度准则： 3、适用范围：适用于破坏形式为脆断的构件。 （二）最大伸长线应变（第二强度）理论：认为构件的断裂是由最大拉应变引起的。当最大伸长线应变达到单向拉伸试验下的 极限应变时，构件就断了。 1、破坏判据： 2、强度准则： 3、适用范围：适用于破坏形式为脆断的构件。 （三）最大剪应力（第三强度）理论：认为构件的屈服是由最大剪应力引起的。当最大剪应力达到单向拉伸试验的极限剪应力时，构件就破坏了。 1、破坏判据： 3、适用范围：适用于破坏形式为屈服的构件。 2、强度准则： （四）形状改变比能（第四强度）理论：认为构件的屈服是由形状改变比能引起的。当形状改变比能达到单向拉伸试验屈服时形状改变比能时，构件就破坏了。 1、破坏判据： 2、强度准则 3、适用范围：适用于破坏形式为屈服的构件。 强度理论的选用原则：依破坏形式而定。 1、脆性材料：一般使用第一或第二强度理论； 4、简单变形时：一律用与其对应的强度准则。如扭转，都用： 2、塑性材料：一般使用第三或第四理论。 5、破坏形式还与温度、变形速度等有关！ 3、特殊：三向受拉应力状态，用第一强度理论； 三向受压应力状态，用第三或第四强度理论； 拉伸试验机 液压式万能电子材料试验机 * 拉伸试样： 长试样：L0=10d0 短试样：L0=5d0 ASME：L0=4d0 d0 L0 力—伸长曲线 F e s b k L Fs Fb O 屈服 弹性变形 缩颈 断裂 塑性变形 塑性变形:外力去除后不能消失的变形 弹性( elasticity ):金属材料受外力作 用时产生变形,当外力去掉后能恢复 到原来形状及尺寸的性能。 弹性变形( elastic deformation ): 随载荷撤除而消失的变形。 弹性极限( elastic limit ): Fe 弹性极限载荷( N ) σe = ( M pa ) S0 试样原始横截面积( mm2) 拉伸试样的颈缩现象 力—伸长曲线 F e s b k L Fs Fb O 屈服 弹性变形 缩颈 断裂 塑性变形 强度(strength): 材料在力的作用下抵抗 变形和破坏的能力。 种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强 度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。 (2)屈服强度( yield strength): 屈服点 S Fs σs = —— ( M pa )