材料力学第二章演示文稿.pptVIP

4.胡克定律 式中 E 称为弹性模量 ，EA称为抗拉（压）刚度. 实验表明工程上大多数材料都有一个弹性阶段，在此弹性范围内，正应力与线应变成正比. 上式改写为 由 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第30页\共有73页\编于星期三\3点 [例4]钢制阶梯轴如图a所示，已知轴 向外力F1=50kN;F2=20kN；各段杆长为 l1=l2=0.24m，l3=0.3m；直径d1=d2=25mm， d3=18mm；钢的弹性模量E=200GPa，试 求各段杆的纵向变形和线应变。 解：(1)求如图a所示截面l-1、 2-2、3-3的轴力，得到 FNl=-30kN， FN2=FN3=20kN 画轴力图，如图b所示。 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第31页\共有73页\编于星期三\3点 (2)计算各段杆的纵向变形 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第32页\共有73页\编于星期三\3点 (3)计算各段杆的线应变 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第33页\共有73页\编于星期三\3点 当前第34页\共有73页\编于星期三\3点 当前第35页\共有73页\编于星期三\3点 讨论题 如图：A、B是两根材料相同，截面积相等的直杆，LA＞LB，两杆承受相同的轴向拉力，问A、B二杆绝对变形是否相等？相对变形是否相等? 当前第36页\共有73页\编于星期三\3点 2.3 材料在轴向拉伸和压缩时的力学性能 1.拉伸试验简介 试验标准： 标准拉伸试样： 规定标距: 或者 GB/T 228－2002 金属材料室温拉伸试验方法 标距： 试样工作段的原始长度 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第37页\共有73页\编于星期三\3点 试验设备 （1）微机控制电子万能 试验机 （2）游标卡尺 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第38页\共有73页\编于星期三\3点 试验设备 液压式 电子式 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第39页\共有73页\编于星期三\3点 第二章 轴向拉伸与压缩 拉伸试验 当前第40页\共有73页\编于星期三\3点 2.低碳钢拉伸 曲线 线弹性阶段（Ob 段） 性能特点—— ⑴ 弹性变形 弹性变形：卸载后会消失的变形 ⑵ 应力与应变成正比（Oa 段） 性能参数—— ⑴ 比例极限 ?p 胡克定律适用范围：? ≤ ? p ⑵ 弹性模量 E 弹性模量 E 就等于 Oa 直线段的斜率，即 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第41页\共有73页\编于星期三\3点 屈服阶段（bc 段） 性能特点—— ⑴ 塑性变形 塑性变形：卸载后不会消失 ⑵ 屈服现象 性能参数—— 屈服极限 ?s ：下屈服点的应力，发生屈服现象的最小应力。 是工程中大多数构件衡量材料是否失效的强度指标。 屈服现象：材料暂时丧失了 的变形 变形抗力 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第42页\共有73页\编于星期三\3点 强化阶段（ ce 段） 性能特点—— ⑴ 弹塑性变形 ⑵ 强化现象 性能参数—— 强度极限 ? b ：? —? 曲线最高点的应力，即断裂前所能承受 强化现象：材料恢复了变形 抗力。 的最大应力。也是一个重要的强度指标。 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第43页\共有73页\编于星期三\3点 缩颈阶段（ef 段） 缩颈现象： 变形抗力急剧下降，直至断裂 变形局部化 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第44页\共有73页\编于星期三\3点 第二章 轴向拉伸与压缩 缩颈与断裂 当前第45页\共有73页\编于星期三\3点 3.卸载规律与冷作硬化现象 冷作硬化现象： 卸载规律： 线性卸载，如图中 dd′直线段 材料预加塑性变形后重新加载， 比例极限提高，塑性变形降低。 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第46页\共有73页\编于星期三\3点 卸载与再加载规律 e p－塑性应变 s e－弹性极限 e e －弹性应变 冷作硬化：由于预加塑性变形, 使s e 或s p 提高的现象 第二章 轴向拉伸与压缩 当前第47页\共有73页\编于星期三\3点 4.材料的塑性指标 （1）伸长率 l 为标距； l1 为试件拉断后工作段的长度 （2）断面收缩率 A 为原始横截面积； A1 为试件拉断后断口处的最小横截面积 工程中通常将材料划分为两类： 第二章 轴向拉伸与压缩 塑性材料： d ≥ 5 % 例如结构钢与硬铝等 脆性材料： d 5 % 例如灰口铸铁与陶瓷等 当前第48页\共有73页