第三章压缩弯曲剪切.ppt

第三章 金属和高分子材料的压缩、弯曲、和剪切试验 §3.1 金属材料的压缩试验（GB/T7314－2005） 一、压缩试验的特点及应用 1、单向轴向压缩和拉伸一样，其45°方向切应力最大τ=σ/2，应力状态的软性系数α= σ / τ =2，很适合于脆性材料的力学性能试验，如铸铁、铸铝合金 轴承合金，建筑材料，烧结金属材料等。 2、常用于测定塑性材料的屈服点ReHc、ReLc,弹性模量Ec、及脆性材料的抗压强度Rmc。 二、压缩时的力学分析 图 3－1是两种材料的σ?ε曲线，塑性材料越压越扁， 不会压坏，测不出抗压强度极限。脆性材料的弹性模量，只能测其弦线模量；可测抗压强度，其抗压强度远高于抗拉强度。 第三章 压缩、弯曲、和剪切 §3.1 .1金属压缩试验 三、压缩试样 常用圆截面试样和正方形截面。脆性材料测抗压强度时，试样的高度一般取 L=(1～2)d ；塑性材料测力学性能指标时，可取L=（2.5～3.5）d,测弹性模量时L=(5～8)d。试样两端面应平行，棱边无毛刺、无倒角。此外，对于板材可采用约束型试样 ，如右图，除脆性材料外，它不能测抗压强度。 四、设备及试验 （一 ）试验设备 1、试验机 上下压头表面平行度不低于1：0.0002； 有必要时采用力导向装置。最好用计算机屏显或计 算机控制的试验机。 2、测弹性模量或规定非比例应力的引伸计应不劣于1级。 3、要有安全防护装置。 （二）试验 1、 弹性范围内的应力速率1～10MPa/s； 在明显塑性变形范围，应变速率0.0005～0.0001/s。 试验时试样两端面应涂以润滑脂，以使能自由 膨胀，减少端面约束。 五、测试结果数值的修约 力导向装置 第三章 压缩、弯曲、和剪切 §3.1 .1金属压缩试验 （二）试验 2、负荷—变形曲线 对塑性材料用负荷—变形曲线 可以判断屈服载荷。 （三）强度及其他计算 强度 σbc=Fbc/S0 相对压缩率 εc=(h0-hk)/h0 ×100% 相对断面扩展率 xc=（Sk-S0）/S0 ×100% 式中 Fbc—压缩破坏载荷（N） S0、Sk —试样原始和破坏时的断面积（mm2) h0、hk —试样原始和破坏时的高度（mm) (四）压缩试样的破坏形式 塑性材料压缩不含破坏，越压越扁，不存在 抗压强度； 脆性材料有端面约束时，沿大致与轴线成 45 °方向裂开，是属于剪应力引起的破坏，两端 受到约束，中间鼓出成腰鼓形； 脆性材料无端面约束时，破坏呈纵向破裂， 此为纵向压缩横向膨胀的结果。 §3.1.2 高分子非金属材料的压缩试验 （一）试样 基本同金属材料，有矩形和圆截面两种。测抗压强度时，高度长细比约为10；测弹性模量长细比为15. 第三章 压缩、弯曲、和剪切 §3.1 .2 高分子非金属材料压缩试验 （二）试验条件 温度（23±2）℃；测强度时，压板移动速度 1.5～6mm/min; 测压缩弹性模量加载速度为2mm/min. （三）试验步骤 1）面积测量：取三个位置面积的平均值；2）加载至破坏，记录破坏载荷；3）测弹性模量需在高度中间安装引伸计或贴电阻应变计，施加5%的破坏载荷，至少分五级加载，加至破坏载荷的50%，取增量计算弹性模量。 (四）计算 抗压强度 σc=Fbc/S 压缩弹性模量 Ec=(ΔF×L0)/(S×ΔL) 其中 Fbc—压缩破坏载荷（N） S—三个位置面积的平均值(mm2) Ec—5个试样结果的平均值，MPa. 测试结果取三位有效数。 五、应力结果修约