材料力学第22-1.ppt

通过拉伸与压缩实验，可以测得材料在轴向载荷作用下，从开始受力到最后破坏的全过程中应力和变形之间的关系曲线，称为应力－应变曲线。应力－应变曲线全面描述了材料从开始受力到最后破坏过程中的力学性态。从而确定不同材料发生强度失效时的应力值，称为强度指标，以及表征材料塑性变形能力的塑性指标。 ;? 应力——应变曲线 ;? 应力—应变曲线 ; 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(standard specimen);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(stress-strain curve)。 ; 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（specimen）,在材料试验机上，进行拉伸或压缩实验（tensile test,compression test）。;脆性材料拉伸时的应力－应变曲线;塑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;? 弹性力学性能 ;? 弹性模量; 切线模量（tangent modulus），即曲线上任一点处切线的斜率，用Et表示。;? 弹性模量;? 比例极限与弹性极限;? 比例极限与弹性极限;? 比例极限与弹性极限;? 极限应力值－强度指标 ; 许多塑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(yield) 。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(yield stress)，用σs表示。;?0.2;应变硬化;? 强度极限;? 颈缩与断裂;? 颈缩与断裂; 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。 ;? 极限应力值－强度指标 ;? 塑性指标 ;? 塑性指标 ;? 单向压缩时材料的力学行为 ; 材料压缩实验，通常采用短试样。低碳钢压缩时的应力一应变曲线。与拉伸时的应力一应变曲线相比较，拉伸和压缩屈服前的曲线基本重合，即拉伸、压缩时???弹性模量及屈服应力相同，但屈服后，由于试样愈压愈扁，应力一应变曲线不断上升，试样不会发生破坏。 ;? 单向压缩时材料的力学行为 ; 铸铁压缩时的应力一应变曲线，与拉伸时的应力一应变曲线不同的是，压缩时的强度极限氏却远远大于拉伸时的数值，通常是拉伸强度极限的4－5倍。对于拉伸和压缩强度极限不等的材料，拉伸强度极限和压缩强度极限分别用和表示。这种压缩强度极限明显高于拉伸强度极限的脆性材料，通常用于制作受压构件。 ;? 单向压缩时材料的力学行为 ;? 结论与讨论;? 结论与讨论;? 失效原因的初步分析 ; 低碳钢试样拉伸至屈服时，如果试样表面具有足够的光洁度，将会在试样表面出现与轴线夹角为45o的花纹，称为滑移线。通过拉、压杆件斜截面上的应力分析，在与轴线夹角为45o的斜截面上切应力取最大值。 ;? 卸载、再加载时的力学行为 ;卸载;再加载; 卸载再加载曲线与原来的应力一应变曲线比较(图中曲线OAKDE上的虚线所示)，可以看出：K点的应力数值远远高于A点的应力数值，即比例极限有所提高；而断裂时的塑性变形却有所降低。这种现象称为应变硬化。工程上常利用应变硬化来提高某些构件在弹性范围内的承载能力。 ;课外作业