材料力学（第2版）课件：材料力学性能及实验应力分析基础.pptx

材料的力学性能MechanicalPropertiesofMaterials

材料的力学性能MechanicalPropertiesofMaterials5.1材料拉伸时的力学性能5.2材料压缩时的力学性能5.3材料的塑性性质与残余应力*5.4复合材料及其力学性能*5.5电测法的原理和应用

5.1材料拉伸时的力学性能

5.1材料拉伸时的力学性能材料的强度、刚度、稳定性与材料的力学性能有关力学性能(机械性质):材料在外力作用下表现出的变形和破坏等方面的特性。加载方式：常温静载(缓慢加载)试验仪器：万能试验机

5.1材料拉伸时的力学性能1、拉伸试验的目的A、测定低碳钢拉伸的力学性能。B、测定灰口铸铁的抗拉强度。2、试验仪器A、万能试验机C、观察低碳钢拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸曲线。B、游标卡尺C、试样刻线机

5.1材料拉伸时的力学性能试样的形状，加工精度，加载速度以及试验环境由国家标准《金属拉伸试验方法》有统一规定。标准拉伸试样：试验段的长度l称为标距对于试验段直径为d的圆截面试样，通常规定

5.1材料拉伸时的力学性能试验过程试样装卡，启动计算机软件及数据采集系统；开动试验机，缓慢加载；随着载荷F的增大，试样逐渐被拉长，直至拉断；计算机软件绘出拉力F和变形Dl的关系曲线；关闭试验机，整理试验数据。把拉力F除以试样原始横截面面积A得到正应力s把变形Dl除以标距原始长度l得到正应变eF~Dl关系曲线转换为s~e曲线

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能四个阶段弹性阶段屈服阶段强化阶段局部变形（颈缩）阶段屈服阶段强化阶段颈缩阶段弹性阶段

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能-弹性阶段Oa段应力与应变成正比弹性模量E是直线Oa的斜率Q235E≈200GPa直线部分的最高点a所对应的应力称为比例极限，spOa段材料处于线弹性阶段ab段不再为直线，但解除拉力后变形仍可完全消失（弹性变形），材料只出现弹性变形的极限值---弹性极限，se

5.1材料拉伸时的力学性能当应力大于弹性极限后，若再解除拉力，则试样会留下一部分不能消失的变形---塑性变形。由于弹性极限和比例极限极为接近，因此工程上并不对此严格区分。

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能-屈服阶段应力基本保持不变，应变显著增加?屈服/流动表面磨光的试样屈服时，表面将出现与轴线大致成45°倾角的条纹，这是由于材料内部相对滑移形成的，称为滑移线。

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能-屈服阶段上屈服极限的数值与试件形状、加载速度等因素有关，一般是不稳定的。下屈服极限则有比较稳定的数值，能够反映材料的性能通常把下屈服极限称为屈服极限或屈服强度材料屈服表现为显著的塑性变形，而零件的塑性变形将影响机器的正常工作，所以屈服极限是衡量材料强度的重要指标Q235ss≈235MPa

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能-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。最高点e所对应的应力：材料所能承受的最大应力，称为强度极限或抗拉极限，它是衡量材料强度的另一个重要指标。在强化阶段中，试样的横向尺寸有明显的缩小。Q235sb≈380MPa

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能-颈缩阶段粗糙平口光泽斜口约45°

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能-颈缩阶段

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能-塑性指标材料经受较大塑性变形而不被拉断的能力称为延性或塑性。材料的塑性用延伸率或断面收缩率度量。延伸率定义为：断面收缩率定义为：材料的延伸率和断面收缩率值越大，说明材料塑性越好。工程中:习惯上把d≥5%称为塑性材料d5%为脆性材料

5.1材料拉伸时的力学性能卸载和再加载性质如果把试件拉到超过屈服极限的d点:此时卸载应力应变关系沿dd’回到d’点dd’与Oa平行卸载过程中，应力和应变按照直线规律变化

5.1材料拉伸时的力学性能卸载和再加载性质卸载后短期内再次加载:再次加载时，直到d点以前的材料的变形都是弹性的，过了d点才开始出现塑性变形。第二次加载时，其比例极限得到了提高，但是塑性变形和延伸率却有所下降，这种现象称为冷作硬化

5.1材料拉伸时的力学性能低碳钢Q235拉伸时的力学性能-卸载和再加载性质工程中经常利用冷作硬化来提高材料的弹性阶段，如起重的钢