aAAA第二章 拉伸压缩、剪切.ppt

二、拉伸试验 3、铸铁压缩时的σ-ε曲线 常用材料的许用应力约值(适用于常温、静荷载和一般工作条件下的拉杆和压杆） ——应变能密度 ∵ ∴ （线弹性范围内） 单位：应变能密度的单位为：J/m3 由于整个杆件内各点的受力是均匀的，故每单位体积内储存的变形能都相同，即应变能密度相等，应变能密度用 表示。 4、应变能密度 §2.5 拉压杆的应变能 解： 例2-10 求图示杆系的应变能，并按弹性体的功能原理求结点A的位移?A 。已知 F =10 kN, 杆长 l =2 m，杆径 d =25 mm , ? =30°，材料的弹性模量 E =210 GPa。 F A B C a a 1 2 §2.5 拉压杆的应变能 而 F A B C a a 1 2 §2.5 拉压杆的应变能 1、试验条件 一、实验方法 (1) 常温: 室内温度； (2) 静载: 以缓慢平稳的方式加载； (3)标准试件：采用国家标准统一规定的试件。 §2-6 材料在拉伸和压缩时的力学性能 2. 试验设备 (1) 万能材料试验机   (2) 游标卡尺 §2.6 材料的力学性能 §2.6 材料的力学性能 先在试样中间等直部分上划两条横线这一段杆称为标距 l 。 l = 10 d 或 l =5 d 1、 低碳钢拉伸时的力学性质 (1)拉伸试件 §2.6 材料的力学性能 §2.6 材料的力学性能 (2) 拉伸图 (F - ? l 曲线 ) 拉伸图与试样的尺寸有关。 为了消除试样尺寸的影响， 把拉力F除以试样的原始面积A， 得正应力；同时把? l 除以标 距的原始长度l ,得到应变。 表示F和? l关系的曲线， 称为拉伸图。 F O Δl e f h a b c d d ′ g f ′ Δl0 §2.6 材料的力学性能 ? p (3) 应力-应变图 表示应力和应变关系的曲线，称为应力-应变图。 (a) 弹性阶段 试样的变形完全弹性的. 此阶段内的直线段材料满足 胡克定律。 比例极限 ? f O f ′ h ? a §2.6 材料的力学性能 b点是弹性阶段的最高点. 弹性极限 (b) 屈服阶段 当应力超过b点后，试样的荷载基本不变而变形却急剧增加，这种现象称为屈服。 ? p ? f O f ′ h ? a b ? e §2.6 材料的力学性能 ? s ? b c点为屈服低限 屈服极限 (c) 强化阶段 过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力， 要使它继续变形必须增加拉力。这种现象称为材料的强化。 e点是强化阶段的最高点。 强度极限 ? e ? p ? f O f ′ h ? a b c e §2.6 材料的力学性能 (d) 局部变形阶段 过e点后，试样在某一段内的横截面面积显著地收缩，出现 颈缩 现象， 一直到试样被拉断。 ? s ? b ? e ? p ? f O f ′ h ? a b c e §2.6 材料的力学性能 §2.6 材料的力学性能 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 断后伸长率 ? ≧5%的材料，称作塑性材料， ? 5%的材料，称作脆性材料。 (4)断后伸长率和截面收缩率 §2.6 材料的力学性能 (5) 卸载定律及冷作硬化 卸载定律： 若加栽到强化阶段的某一点d停止加载，并逐渐卸载， ? a b c e f O g f ′ h ε d ′ d §2.6 材料的力学性能 在卸载过程中，荷载的减小量与试样变形的减小量之间遵循直线关系，这个规律称为材料的卸载定律。 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，这种现象称为冷作硬化。 冷作硬化： ?e - 弹性应变 ?p - 塑性应变 ? a b c d e f O d ′ g f ′ h ? ?e ?p d §2.6 材料的力学性能 Ⅲ. 其他金属材料在拉伸时的力学性能 §2.6 材料的力学性能 由s－e曲线可见： 伸长率 √ √ × 局部变形阶段 √ √ √ 强化阶段 × × × 屈服阶段 √ √ √ 弹性阶段 退火球墨铸铁 强铝 锰钢 材料 §2.6 材料的力学性能 sp0.2( 规定非比例延伸强度， 屈服强度 ) 用于无屈服阶段的塑性材料。 §2.6 材料的力学性能 割线弹性模量 用于基本上无线弹性阶段的脆性材料。 脆性材料拉伸时的唯一强度指标： sb_-- 基本上