材料力学第一章(二)拉伸过程中的变形及力学性能指标概要.ppt

3/10/2011刘桂武，材料科学与工程学院， 10/01/2010 3/10/2011刘桂武，材料科学与工程学院， 10/01/2010 * 第一章、材料在单向静拉伸载荷下的力学性能 主讲人：刘桂武 江苏大学材料学院 Email: gwliu76@mail.ujs.edu.cn 电话* 1、拉伸过程中的弹性变形 2、拉伸过程中的塑性变形 3、相应的力学性能指标 第一章(二) 知识要点 * 一、基本概念 （1）弹性（elasticity）：是指物体（材料）本身的一种特性，发生形变后可以恢复原来的状态的一种性质。 （2）弹性变形（elastic deformation）：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后恢复其原来形状，这种随外力消失而消失的变形。 （3）弹性模量（?elastic modulus，modulus?of?elasticity）：是表征材料弹性的物理参数，是指材料在弹性变形范围内，应力和对应的应变的比值E=σ/ε，也是材料内部原子之间结合力强弱的直接量度。 * 一、基本概念 （4）刚度（?stiffness）：指物体（固体）在外力作用下抵抗变形的能力，可用使产生单位形变所需的外力值来量度。刚度越高，物体表现越硬。 （5）弹性比功（elastic specific work）： 表示材料吸收弹性变形功的能力，弹性比能、应变比能，决定于弹性模量和弹性极限（即材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力）。 （6）滞弹性（anelasticity）：在弹性范围内加快加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。 * 一、基本概念 （7）循环弹性（cyclic elasticity）：在交变载荷（振动）下材料吸收不可逆变形功的能力。 （8）包申格效应（Bauschinger′s?effect，Bauschinger effect）: 简单地说，就是经过预先加载产生少量塑性变形后的金属材料，再次进行同向或反向加载，会产生残余伸长应力（弹性极限或屈服极限）增加或降低的现象。其基本定量指标是包申格应变，与金属材料中位错运动所受的阻力变化有关。 （9）塑性变形（plastic?deformation）：材料在外力作用下产生的永久不可恢复的变形。方式：滑移和孪生。 * 一、基本概念 （10）屈服现象和屈服点/屈服极限（yield?point/yield limit）： 屈服现象：拉伸试验过程中，外力不增加（恒定）试样仍能继续伸长，或外力增加到一定数值时突然下降，随后在外力不增加或上下波动情况下，试验继续伸长变形的现象 屈服点/屈服极限：呈现屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不增加（保持恒定） 仍然能继续伸长的应力。 （11）应变硬化/形变强化（strain hardening，strain?strengthening）： 在材料的拉伸/压缩实验中，材料经过屈服阶段之后，又增强了抵抗变形的能力。这时，要使材料继续变形需要增大应力。经过屈服滑移之后，材料重新呈现抵抗继续变形的能力，称为应变硬化。 应变硬化特性：金属材料有一种阻止继续塑性变形的能力。 塑性应变是硬化的原因，硬化是塑性变形的结果。 * 一、基本概念 （12）塑性（ plasticity ）：材料断裂前发生塑性变形（不可逆永久变形）的能力 ，也即固体材料在外力作用下能稳定地产生永久变形而不破坏其完整性(不断裂、不破损）的能力。 延展性（ ductility）：材料经受塑性变形而不破坏的能力。 金属材料断裂前的所产生的塑性变形由均匀塑性变形和集中塑性变形两部分构成（没有不均匀屈服塑性变形，因为只有低碳钢才是那种应力-应变曲线）。 塑性指标（ plasticity?index?）： 断后伸长率（δ） 断面收缩率（ ψ） * 一、基本概念 （12）韧度/韧性： 韧度（ tenacity/toughness ）: 是度量材料韧性的力学性能指标，其中又分为静力、冲击和断裂韧度（static?、impact、fracture toughness ）。 韧性（ toughness ）：是材料的力学性能，它是材料断裂前吸收塑性功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能