材料在拉伸时的力学性能材料在压缩时的力学性能.pptVIP

§2-4 材料在拉伸时的力学性能 二、低碳钢试件的拉伸图 （2）屈服阶段或流动阶段 (region of yielding ) （3）强化阶段 G点是强化阶段的最高点 （6）卸载定律 三、其他塑性材料拉伸时的力学性能 §2-5 材料在压缩时的力学性能 §2-7 失效、安全因数、强度计算 1、失效 不能正常工作 断裂、塑性变形… 例题2.3（课本P30） 确定安全因数应考虑的因素：1）材料的素质（均匀程度，质地好坏，塑性还是脆性）；2）载荷情况（估算的准确度，静载还是动载）；3）实际构件简化过程和计算方法的精确程度；4）零件在设备中的重要性；5）对减轻设备自重和提高设备机动性的要求。 一般在静载情况下，对塑性材料ns=1.2-2.5，对于脆性材料nb=2-3.5，甚至取到3-9。 * 力学性能：材料在外力作用下在变形、破坏方面的特性。 一、试验条件及试验仪器 1、试验条件：常温(20℃)；静载（缓慢地加载）； 标准试件。 拉伸试件： 2、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。 2 1 3 4 ?l F O 1 (P—?L图) 2、应力-应变图 (stress-strain diagram) （1）弹性阶段 （elastic region) 试样的变形完全是弹性的。此阶段内的直线段材料满足胡克定律 1 2 4 3 A B D G e 比例极限 (Proportional limit) 胡克定律 --曲线段:?e -- 弹性极限 1 2 4 3 A B D G e 试样的荷载基本不变而变形却急剧增加 ?s ---屈服极限 1 2 4 3 A B D G e 滑移线 强度极限 (ultimate Strength) 1 2 4 3 A B D G e （5）延伸率断、面收缩率 试样拉断后，弹性变形消失，塑性变形保留，试样的长度由 l 变为 l1，横截面积原为 A ，断口处的最小横截面积为 A1 。 断面收缩率 (percent reduction in area )： 延伸率 (percent elongation) ： ?≧5%的材料，称作塑性材料(ductile materials)。 ?5%的材料，称作脆性材料 (brittle materials) （4）局部变形阶段 2 1 3 4 ?l F O C 卸载定律：若到强化阶段的某一点停止加载，并逐渐卸载，在卸载过程中，荷载与试样伸长量之间遵循直线关系的规律称为材料的卸载定律。 冷作硬化：在常温下把材料预拉到强化阶段然后卸载，当再次加载时，试样在线弹性范围内所能承受的最大荷载将增大。 0.2 s 0.2 名义屈服应力: ?0.2 ?ｂ—铸铁拉伸强度极限（失效应力） 四、铸铁拉伸时的力学性能 铸铁压缩强度极限是拉伸强度的4-6倍；延伸率也大得多。 塑性材料没有压缩强度极限,拉伸和压缩时的弹性模量,比 例极限,屈服极限差别不大。 塑性材料 脆性材料 安全因数 n 1 工作应力 强度校核 (check the intensity) 设计截面 (determine the required dimensions) 确定许可核载 (determine the allowable load) 强度计算 例：某压力机的曲柄滑块机构如图所示，且 l =2r。工作压力 F=3274kN，连杆 AB 横截面为矩形，高与宽之比 h/b =1.4，材料为45号钢，许用应力[σ]=90MPa。试设计截面尺寸h和b。 F 解：连杆 AB 为二力杆，工作中受轴载作用 A B ω r l b h θ B F FN FB θ 计算 AB 杆的轴力： 当曲柄为铅直位置时轴力(值)最大 (受压) 确定连杆截面尺寸： θmax 例：图示三角托架。在节点A受铅垂载荷F作用，其中钢拉杆AC由两根№6.3（边厚为6mm）等边角钢组成，AB杆由两根№10工字钢组成。材料为Q235钢，许用拉应力[σt]=160MPa，许用压应力[σc]=90MPa ，试确定许用载荷[ F ]。 2 1 F B C A 30o 1m 解：求各杆内力与载荷 F 的关系 F A 30o FN1 FN2 x y 根据强度条件确定许用载荷 AC杆： AB杆： 许用载荷 (拉) (压) 查表得：