lzh8-力学性能-变形-2012.ppt

* 拉应力为正压应力为负 最大内力所在的 危险截面上的正应力为: 回顾：轴向拉压杆件横截面上各点的正应力 作业： 4.8, 4.9, 4.10, 4.11 ? FN 满足平面假设时，横截面上各点的正应力沿截面 均匀分布，计算公式为： ：横截面上的轴力 横截面面积 A: FN FN + - 3P P 轴力图 4.3 轴向载荷作用下材料的力学性能 钢材 铸铁 在同样的外力作用下 哪杆先破坏？ 成语：恨铁不成钢 钢和铁在力学性能上 有哪些差别？ 力学性能：在外力作用下材料在 变形和破坏方面所表现出的特性。 二、实验目的： 通过材料的拉伸、压缩实验， 测定材料的常规力学性能。 两种典型材料 低碳钢（含碳量0.3%以下） 铸铁 一、选标准试件 材料的力学性能分析方法？ 试验法 三、实验条件 常温、静载 试验方法与规定： 为了便于比较不同材料的试验结果，对试样的形状、加工精度、加载速度、试验环境等，国家标准都有统一的规定。 研究方法：一般用常温静载试验来测定材料的力学性能。 若试件的横截面为圆形，则 或 A为横截面面积 若试件的横截面为矩形，则 或 标准拉伸试件：试样的中间段为试验段，其长度 L 称为标距。 四、材料拉伸时的力学性质 (一）、低碳钢的拉伸 低碳钢拉伸曲线的4个阶段、3个特征点 ? ?P ?e ?s A B C C’ D E ? O ? 1.OB段：弹性阶段（卸载可逆） B点：弹性极限 ?e 2. BC’ 段：屈服阶段 （出现明显塑性变形） （两者很接近） ? =E? =E? ，胡克定律， 应力小于比例极限时成立 E=tan ?，E为弹性模量 C点：屈服极限 ?s A点：比例极限 ?P 3. C’D段:强化阶段－有弹塑性变形（恢复抵抗变形的能力） D点：强度极限?b 4. DE段：缩颈阶段（局部收缩阶段） ? ? ?P ?e ?s A B C C’ D E O ? ? =E? E点：断裂点 屈服极限 比例极限 弹性极限 E —— 弹性摸量 ?b —— 强度极限 低碳钢拉伸曲线有4个阶段、4个特征点 ?b 5、 低碳钢的拉伸——两个塑性指标 （1）伸长率 为塑性材料 为脆性材料 低碳钢的 为典型的塑性材料 (2).断面收缩率 ? ? ?P ?e ?s ?b A B C C’ D E O ? ? =E? 卸载曲线 卸载后再加载曲线 6、 卸载定律及冷作硬化 1)、弹性范围内卸载、再加载,遵循什么规律？ 2) 超过弹性范围后卸载,遵循什么规律？ 材料在卸载过程中应力和应变是线性关系. 这就是卸载定律。 d点卸载后，再加载，应力应变关系沿卸载时的斜直线变化。 d 在d点卸载后，短期内再加载，应力应变是什么关系？ O ?e:弹性应变 ， ?p:塑性应变 （不可恢复的应变） ? ?0 ?p ?e ?t 某点的应变包括两部分：卸载后，消失的为弹性应变，遗留下的为塑性应变。 再加载时，材料的比例极限提高，而其塑性降低的现象 ——称为冷作硬化 ?e ?p 再加载时，材料的力学性能有何变化？ ? ?P ?e ?s ?b A B C C’ D E O ? ? =Eε d 强度指标、塑性指标提高？降低？不变？ O 对于没有明显屈服阶段的塑性材料，国标规定：可以将产生0.2%塑性应变时的应力作为屈服指标。并用σ0.2来表示。 （二）其它塑性材料拉伸时的力学性质 哪点对应的值是 几种塑性材料拉断后的断口形状 低碳钢 高碳钢 硬 铝 软 铝 (灰口铸铁) 特点： 1、 s —e 曲线从很低应力 开始就是曲线；∴采用割线弹性模量。 2、没有屈服、强化、局部变形阶段，只有一个拉伸强度指标：强度极限sb 3、伸长率非常小(断后伸长率约为0.5%)。 典型的脆性材料 （三）、铸铁拉伸时的力学性质 为脆性材料 五、 材料压缩时的力学性质 §2-5 材料压缩时的力学性质 （一）、 试件和实验条件 常温、静载 屈服极限 比例极限 弹性极限 拉伸与压缩曲线在屈服阶段以前完全相同 E --- 弹性摸量 （二）、 塑性材料（低碳钢）的压缩 s e O sbL 灰铸铁的 拉伸曲线 sby 灰铸铁的 压缩曲线 sbysbL，铸铁抗压性能远远大于抗拉性能，断裂面为与轴向大致成45o～55o的滑移面破坏。 脆性材料的抗拉与抗压性质完全不同 （三）、 脆性材料（铸铁）的压缩 它是衡量脆性材料压缩的唯一强度指标。 σby—压缩强度极限。 六、塑性材料和脆性材料力学性能比较 塑性材料 脆性材料 断裂前有较大塑性变形 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 延伸率 δ 5% 伸长率（延伸率）δ 5% 可承受冲击载荷，