《材料力学性能04》PPT课件

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1、材料力学性能哈尔滨工业大学材料学院朱景川思考题（7）同一种材料的弯曲强度与拉伸强度有何关系？（9）同种材料拉伸屈服强度与压缩屈服强度是否一致？（8）为什么同一种材料b3>b4>b？（2）应力状态的软硬与材料的软硬有何关系？（3）扭转曲线之开始直线段斜率是切变模量吗？（1）如何根据拉伸塑性指标判断材料是否发生颈缩？（4）材料扭转应力状态有何特征？（5）扭转断裂强度的本质是什么？（10）smax和max是否真实存在的应力？（6）弯曲加载时应力状态软硬程度如何？第一章材料静载力学性能试验材料与状态b（MPa）s（MPa）（%）（%）b(

2、MPa%)30CrMnSi新工艺1205918049.62720022新工艺21736170712.43921521传统工艺113793010451136360Si2Mn新工艺1225918976.2914119新工艺21721164910.63118360传统工艺165515707.9—1307540SiMnCrNiMoV新工艺1239419507.22517237新工艺218921517192235494传统工艺189015878201568730CrMnSiNi2A新工艺11948177312.243.023766新工艺21644154617.442.828626

3、传统工艺152012688.2—12464低合金超高强度钢不同热处理状态的拉伸性能:应力状态对塑性变形难易的影响S1-5其它静载力学性能试验塑性成形工艺性最大切应力理论：最大正应变理论：2.应力状态(软性)系数应力状态系数:(3)扭转性能指标:(3)扭转性能指标:规定非比例扭转强度p0.015或p0.3上屈服强度eH和下屈服强度eL*扭转新国标(2)扭转应力状态扭转应力状态特点：1=-3=，2=0(取=0.25)(4)扭转试验特点及应用:①应力状态较软，适于拉伸脆性或低塑性材料；②轴向宏观塑性变形始终是均匀的，且无颈缩，可精确测定塑性变形应力应变关系；

4、③对材料表面缺陷敏感；④断口特征最明显，可准确测定切断强度。4.弯曲性能试验(1)弯曲试验方法：GB/T10128-1988典型塑性材料的弯曲图弯曲试样应力状态典型脆性材料的弯曲应力应变曲线:(2)弯曲试验特点及应用①试验简便，不受试样的偏斜影响，可稳定地测定脆性材料和低塑性材料的抗弯强度；②高塑性材料不能压断，仅用于弯曲成形工艺试验；③对材料表面缺陷敏感，常用于比较和判定结构件经表面强化处理后，表面渗碳层和淬火层的质量；④b3>b4>b?5.压缩性能试验(1)压缩试验方法：GB/T7314-2005试样：一般为圆柱，也有矩形，单向压缩典型材料压缩曲线1-高塑性

5、材料；2-低塑性材料(2)压缩应力状态1=2=0，3=-max=0.5(45截面)smax==2理想情况(端部无摩擦)实际情况(端部摩擦)端部约束变形鼓肚复杂应力状态(2)压缩断裂形式切断:碳纤维增强镁基复合材料压缩断裂正断:纵向裂纹，如陶瓷材料注意:高塑性材料压扁而不破坏(3)压缩性能指标与拉伸试验相仿：强度指标：pc、ec、sc、bc塑性指标：相对压缩率ck、相对断面扩展率ckaE=tgaO1O2f1(f)低碳钢拉伸应力应变曲线D(ss下)(se)BC(ss上)A(sp)E(sb)gas(MPa)200400e0.10.2O低碳钢压缩

6、应力应变曲线(4)材料拉伸与压缩力学行为对比塑性材料：seOsb灰铸铁的拉伸曲线sb灰铸铁的压缩曲线a=45o剪应力引起断裂低塑性及脆性材料：混凝土的拉伸与压缩行为混凝土的抗压强度要比抗拉强度大10倍左右热固性塑料：环氧树脂的室温拉伸与压缩行为(5)压缩试验特点及应用:①应力状态很软，适于低塑性及脆性材料；②一般不用于塑性材料；③试验时要减小端面摩擦；④一般规定h0/d0(h0/F0)为定值，以便试验结果能相互比较。习题1：试列表比较拉伸、扭转、弯曲、压缩试验方法、特点及应用。主应力的重要性质①客观性：不随参考坐标系而改变的不变量②实数性：③正交性：主坐标系中应力张

7、量退化为对角型④极值性：max=1,min=3⑤最大剪应力:max=(1-3)/2（1）三向等拉伸：σ1=σ2=σ3，α=0应力状态最硬，脆断（表现脆性）；（2）单向拉伸：σ1，σ2=σ3=0，应力状态较硬，α=0.5,适用于塑性材料的试验。（3）扭转：σ1=σ，σ2=0，σ3=-σ，α=0.8（4）单向压缩：σ1=σ2=0，σ3=-σ，α=2，应力状态较软，适用于脆性材料的试验，以揭示其塑性性能；（5）三向不等压缩：σ1=-σ，σ2=-2σ，σ3=-2σ，材料的硬度试验属于三向不等压缩，应力状态非常软，适合各种材料。小结：