2、拉伸、压缩.ppt

正应力、切应力 平均应力Pm，如图所示，由于内力在街面上的分布是不均匀的，令△A趋近于零，由此得到平均应力的极限值，p=lim△F/△A=dF/dA,p称为该点的应力 △A-0 拉(压)杆横截面上的应力 §7–4 拉（压）杆的变形 · 胡克定律 材料的力学性能：材料在外力作用下，其强度和变形方面所表现出来的性能。它是通过试验的方法测定的，是进行强度、刚度计算和选择材料的重要依据。 一、低碳钢拉伸时的力学性能 2低碳钢 曲线分析（应力-应变曲线） (1)弹性阶段 比例极限σp oa段是直线，应力与应变在此段成正比关系，材料符合虎克定律，直线oa的斜率 就是材料的弹性模量，直线部分最高点所对应的应力值记作σp，称为材料的比例极限。曲线超过a点，图上ab段已不再是直线，说明材料已不符合虎克定律。但在ab段内卸载，变形也随之消失，说明ab段也发生弹性变形，所以ab段称为弹性阶段。b点所对应的应力值记作σe ，称为材料的弹性极限。 弹性极限与比例极限非常接近，工程实际中通常对二者不作严格区分，而近似地用比例极限代替弹性极限。 二、低碳钢压缩时的力学性能 三、铸铁拉伸时的力学性能 §7–6轴向拉(压)杆的强度计算 一、极限应力、许用应力和安全因数 二、拉(压)杆的强度条件 强度计算： §7-7拉压超静定问题简介 一、超静定的概念及其解法 二、装配应力与温度应力介绍 1、装配应力:在超静定结构中，由于装配而引起杆内产生的应力，称为装配应力。 装配应力是在载荷作用前结构中已经具有的应力，因而是一种初应力。 利用实例：机械制造中的紧密配合。 2、温度应力：在超静定结构中，因温度变化而引起的杆内应力称为温度应力。 温度应力也是一种初应力。 预防实例：铁道两段轨道预先留有适当空隙，钢桥桁架一端采用活动铰链支座。 O 比较低碳钢压缩与拉伸曲线,在直线部分和屈服阶段大致重合，其弹性模量比例极限和屈服点与拉伸时基本相同，因此低碳钢的抗拉性能与抗压性能是相同的。屈服阶段以后，试件会越压越扁，先是压成鼓形，最后变成饼状，故得不到压缩时的抗压强度。因此对于低碳钢一般不作压缩试验。 F O 铸铁是脆性材料的典型代表。曲线没有明显的直线部分和屈服阶段，无缩颈现象而发生断裂破坏，塑性变形很小，断口垂直于试样轴线。。断裂时曲线最高点对应的应力值称为抗拉强度 。铸铁的抗拉强度较低。 曲线没有明显的直线部分，应力与应变的关系不符合虎克定律。但由于铸铁总是在较小的应力下工作，且变形很小，故可近似地认为符合虎克定律。通常以割线Oa的斜率作为弹性模量E。 a 测定灰铸铁拉伸机械性能 s b O P D L 强度极限： Pb ① sb—拉伸强度极限，脆性材料唯一拉伸力学性能指标。 ② 应力应变不成比例，无屈服、颈缩现象，变形很小且sb很低。 在断裂前没有宏观塑性变形的断裂行为称之为脆性断裂。 图7-3 典型材料的拉伸破坏断口(a)平面界晶状断口?????? (b)(c)杯状断口(d)“星”状断口? (e)不规则韧状断口?? (f)板试样杯状断口 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。 四、铸铁压缩时的力学性能 曲线没有明显的直线部分，应力较小时，近似认为符合虎克定律。曲线没有屈服阶段，变形很小时沿与轴线大约成45°的斜截面发生破裂破坏。曲线最高点的应力值称为抗压强度 。 铸铁材料抗压性能远好于抗拉性能，这也是脆性材料共有的属性。因此，工程中常用铸铁等脆性材料作受压构件，而不用作受拉构件。 1 2 3 O s e A 0.2% S s0.2 4 10 20 30 e(%) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 s(MPa) 1、锰钢 2、硬铝 3、退火球墨铸铁 4、低碳钢 特点：d 较大，为塑性材料。 五、其它金属材料拉伸时的力学性能 无明显屈服阶段的，规定以塑性应变es=0.2%所对应的应力作为名义屈服极限（材料的规定非比例伸长应力），记作s0.2 极限应力 ：材料丧失正常工作能力时的应力。塑性变形是塑性材料破坏的标志。屈服点 为塑性材料的极限应力。断裂是脆性材料破坏的标志。因此把抗拉强度 和抗压强度 ，作为脆性材料的极限应力。 许用应力：构件安全工作时材料允许承受的最大应力。构件的工作应力必须小于材料的极限应力。 塑性材料： [ ] = 脆性材料： [ ] = n s、n b是安全系数