工程材料力学性能第2章.ppt

二、扭转试验 扭转试验主要采用直径 ＝10mm、标矩长度 分别为50mm或100mm的圆柱形试样。试验时，对试样施加扭矩 ，随扭矩增加，试样标距 间的两个横截面不断产生相对转动，其相对扭角以 (单位为rad)表示。金属扭转时的扭矩-扭角( )曲线(扭转曲线)如图2-8所示。 第五节 缺口试样静载荷试验 一、缺口效应 二、缺口试样静拉伸试验 三、缺口试样静弯曲试验 一、缺口效应 实际生产中的机件，往往存在截面的急剧变化，这种截面变化的部位可视为“缺口”。由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓“缺口效应”，从而影响金属材料的力学性能。 （一） 缺口试样在弹性状态下的应力分布 当板材处于弹性范围内时，其缺口截面上的应力分布如图2-10所示。 缺口的第一个效应是引起应力集中，并改变了缺口前方的应力状态，使缺口试样或机件中所受的应力，由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态。 （二） 缺口试样在塑性状态下的应力分布 缺口使塑性材料强度增高，塑性降低，这是缺口的第二个效应。 二、缺口试样静拉伸试验 缺口试样静拉伸试验分为轴向拉伸和偏斜拉伸两种。 缺口拉伸试样的形状及尺寸如图2- 13所示。 三、缺口试样静弯曲试验 缺口静弯曲试验也可显示材料的缺口敏感性，由于缺口和弯曲所引起的应力不均匀性叠加，使试样缺口弯曲的应力应变分布的不均匀性较缺口拉伸时更甚，但应力应变的多向性则减少。 缺口静弯曲试验可采用图2-16所示的试样及装置。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 金属在其它载荷下的力学性能 第二章 第一节 应力状态软性系数 第二节 压缩 第三节 弯曲 第四节 扭转 第五节 缺口试样静载荷试验 第六节 硬度 第一节 应力状态软性系数 塑性变形和断裂是金属材料在静载荷下失效的主要形式，它们是金属所承受的应力达到其相应的强度极限而产生的。 与 的比值表示它们的相对大小，称为应力状态软 性系数，记为 。对于金属材料，υ取0.25，则 值为 值越大的试验方法，表示应力状态越“软”，金属越易于 产生塑性变形和韧性断裂。 值越小的试验方法，应力状态越“硬”，金属越不易产生 塑性变形而易于产生脆性断裂。 第二节 压缩 一、压缩试验的特点 二、压缩试验 通过压缩试验主要测定脆性材料的抗压强度 。如果在试验时金属材料产生明显屈服现象，还可测定压缩屈服点。 试样压至破坏过程中的最大应力称为抗压强度。 一、压缩试验的特点 1.单向压缩试验的应力状态软性系数 ＝2，主要用于拉伸时呈脆性的金属材料力学性能测定(图2-1)。 2.拉伸时塑性很好的材料在压缩时只发生压缩变形而不会断裂(图2-2)。 二、压缩试验 第三节 弯曲 一、弯曲试验的特点 与拉伸试验相比弯曲试验还有以下特点: 1）弯曲试验的试样形状简单、操作方便，常用于测定铸铁、铸造合金、工具钢及硬质合金等脆性与低塑性材料的强度和显示塑性的差别。 2）弯曲试验时，试样表面应力最大，可较灵敏地反映材料表面缺陷。因此，常用来比较和鉴别渗碳层和表面淬火层等表面热处理机件的质量和性能。 二、 弯曲试验 弯曲试验时，将圆柱形或矩形试样放置在一定跨距 的支座上，进行三点弯曲(图2-4a)或四点弯曲(图2-4b)加载，通过记录弯曲力 F 和试样挠度 之间的关系曲线，确定金属在弯曲力作用下的力学性能。 第四节 扭 转 一、扭转试验的特点 当圆柱试样承受扭矩T进行扭转时，试样表面的应力状态如图2-6a。 在弹性变形阶段，试样横截面上的切应力和切应变沿半径方向的分布是线性的(图2-6b)。 当表层产生塑性变形后，切应变的分布仍保持线性关系，但切应力则因塑性