[理学]材料力学性能第二章.pdf

第二章材料在其他静载下的力学性能 Mechanical properties of materials 1 第二章材料在其他静载下的力学性能 本章的意义： 材料在实际服役中的受力形式和受力 状态十分复杂，单向拉伸得到的性能数 据不能完全反映材料的变形、断裂等特 点。为了充分揭示材料的力学行为和性 能特点，常采用扭转、弯曲、压缩以及 带有台阶、孔洞、螺纹等与实际受力相 似的加载方式进行性能实验，为合理选 材和设计提供充分的实验依据。 2 第二章材料在其他静载下的力学性能 本章的内容： 介绍扭转、弯曲、压缩以及带缺 口试样的静拉伸以及材料硬度试验 等试验方法的特点、应用范围及其 所测定的力学性能指标。 3 第二章材料在其他静载下的力学性能 本章涉及到了实际受力状态，必须了解一些 物体在受力时应力状态分析的力学基础知 识，因为力学性能是研究材料受力以后的行 为，首先要知道材料的受力状态已经不是简 单的一维应力状态（如单向拉伸），而要扩 展到二维、三维。一些简单的公式、定律也 要扩展到二维、三维。 4 第 一 节 应力状态软性系数 应力状态软性系数 一、主应力概念 对于任意应力状态，总可以找到这样一 组互相垂直的平面，在这组平面上，只 有正应力，没有切应力，这样的平面叫 主平面，主平面上的应力叫主应力。 , σ , σ σ 1 2 3 用 表示。 σ1 σ2 σ3 5 第 一 节 应力状态软性系数 应力状态软性系数 根据这三个主应力， 按最大切应力理论（第三强度理论），可以计算 最大切应力 ( ) τ σ −σ / 2 max 1 3 按相当最大正应力理论（第二强度理论），可 以计算最大正应力 σ σ −ν σ +σ( ) max 1 2 3 ν为泊松比 6 第 一 节 应力状态软性系数 应力状态软性系数 二、应力状态软性系数 在三向应力状态下，最大切应力与最大正应力的比 值称为应力状态软性系数，用 α表示。 τ σ −σ max 1 3 α σ σν σ− 2 σ +[ ( )] max 1 2 3 α越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软， 材料越易于产生塑性变形。反之，α越小，表示应 力状态越硬 ，材料越容易产生脆性断裂。