压缩弯曲及剪切试验新.ppt

由上式可知，横截面上的正应力σ与弯矩、y成正比，与惯性矩I成反比；y为正值时受拉，y为负值时受压，试样最外层的正应力最大（见图9），其计算式： 式中：W——截面系数，mm3； 对于圆截面试样: 对于矩形截面试样： 第二十九页，共五十五页，2022年，8月28日 弯曲试验通常只测定正应力，为了减小切应力对试验结果的影响，弯曲试验跨距Ls要取得足够长，当取Ls=16d（或16h）时，对三点弯曲，切应力的影响小于5%。 第三十页，共五十五页，2022年，8月28日 （4）挠度：试样的弯曲在弹性范围内，忽略剪力的影响时，由材料力学可推导出三点弯曲的挠度计算公式，其最大挠度由下式计算： 第三十一页，共五十五页，2022年，8月28日 （5）弯曲曲线（M-f曲线或F-f曲线）：试验时，测定施加在试样上的弯矩M（或F）及对应的挠度f（试样中点最大挠度处），然后将弯矩M（或F）与挠度f在直角坐标系上用曲线表示出来，即为弯曲曲线，或自动记录F-f曲线。见图10。 第三十二页，共五十五页，2022年，8月28日 2. 试样 弯曲试样采用圆形截面试样和矩形截面试样两类，试样形状、尺寸可根据材料及产品尺寸参照GB/T14452-1993中表2确定。 3. 试验设备 （1）试验机： 1） 万能试验机、压力机（达到1级精度）； 2） 由国家计量部门定期进行检定； 3）应能在规定的速度范围内控制试验速度，加卸力应平稳，无振动，无冲击； 4) 配备F-f曲线记录装置。 第三十三页，共五十五页，2022年，8月28日 （2）弯曲试验装置：三点弯曲和四点弯曲试验装置，见图6、图7。 （3）挠度计：应根据所测的力学性能按有关标准规定选用相应精度的挠度计。挠度计应定期参照GB/T12160-2002《单轴试验用引伸计的标定》的规定进行标定。 （4）安全防护装置 第三十四页，共五十五页，2022年，8月28日 4. 弯曲力学性能的测定 （1）试验条件： 1） 试验应在室温10~35℃下进行； 2） 应力速率应控制在3~30MPa·s-1范围内； （2）规定非比例弯曲应力σpb的测定 规定非比例弯曲应力σpb通常采用图 解法测定。 第三十五页，共五十五页，2022年，8月28日 第三十六页，共五十五页，2022年，8月28日 三点弯曲试验： 四点弯曲试验： 第三十七页，共五十五页，2022年，8月28日 （3）规定残余弯曲应力σrb的测定 试验时，将试样对称地安放于弯曲试验装置上，并对其施加相应于预期σrb0.01的10%的预弯曲力F0，测量跨距中点的挠度，记取此时挠度计的读数作为零点。对试样连续或分级施加弯曲力，并将其卸除至预弯曲力F0，测量残余挠度。反复递增施力和卸力，直至测量的残余挠度达到或稍超过规定残余弯曲形变相应的挠度。用线性内插法按公式（17）求出相应于规定残余弯曲形变的弯曲力Frb。 第三十八页，共五十五页，2022年，8月28日 式中的残余挠度frb按公式计算： 三点弯曲试验： 四点弯曲试验： 规定残余弯曲应力 按公式计算： 三点弯曲试验： 四点弯曲试验： 第三十九页，共五十五页，2022年，8月28日 第一页，共五十五页，2022年，8月28日 与拉伸试验相比 压缩试验有下述特点： 单向压缩的应力状态软性系数α=2。因此，通常适用于脆性材料和低塑性材料，以显示其在拉伸、扭转和弯曲试验时所不能反映的材料在韧性状态下的力学行为。特别是拉伸时呈脆性的材料，是比较其塑性的较好方法。 塑性较好的材料只能被压扁，一般不会破坏。 第二页，共五十五页，2022年，8月28日 脆性材料压缩破坏的形式有剪坏和拉坏两种。剪坏的断裂面与底面约呈45°角；拉坏是由于试样的纤维组织与压应力方向一致，横向纤维伸长超过一定限度而破坏。 压缩试验时，试样端面存在很大的摩擦力，这将阻碍试样端面的横向变形，影响试验结果的准确性。试样高径比越小，端面摩擦力对试验结果的影响越大，为了减小其影响，可适当提高高径比 第三页，共五十五页，2022年，8月28日 2. 试样 压缩试验用试样有圆柱体、正方形柱体、矩形板和带凸耳状试样四种形式，其中圆柱体试样、正方形柱体试样是两种常用的侧向无约束试样，其尺寸见图1。 第四页，共五十五页，2022年，8月28日 第五页，共五十五页，2022年，8月28日 试样长度由试验目的确定： L=（2.5~3.