材料力学课件PPT.ppt

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1、主要内容第一章绪论第二章内力及内力图第四章应力和变形第三章截面的几何参数第五章应力状态分析主要内容第六章强度计算第七章刚度计算第九章能量法和简单超静定问题第八章轴心压杆的稳定性计算第十章动荷载作用下的动应力计算§6-1材料拉压时的力学性质力学性质：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的力学性能一试件和实验条件常温、静载材料拉伸时的力学性质材料拉伸时的力学性质二低碳钢的拉伸材料拉伸时的力学性质二低碳钢的拉伸（含碳量0.3%以下）明显的四个阶段1、弹性阶段ob比例极限弹性极限2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力）屈服极限3、强化阶段ce（恢复抵抗变形的能力）强度极限4、局部径

2、缩阶段ef材料拉伸时的力学性质二低碳钢的拉伸（含碳量0.3%以下）两个塑性指标断后伸长率断面收缩率为塑性材料为脆性材料低碳钢的为塑性材料材料拉伸时的力学性质三卸载定律及冷作硬化1、弹性范围内卸载、再加载2、过弹性范围卸载、再加载即材料在卸载过程中应力和应变是线形关系，这就是卸载定律。d点卸载后，弹性应变消失，遗留下塑性应变。d点的应变包括两部分。d点卸载后，短期内再加载，应力应变关系沿卸载时的斜直线变化。材料的应力应变关系服从胡克定律，即比例极限增高，伸长率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。材料拉伸时的力学性质四其它材料拉伸时的力学性质对于没有明显屈服阶段的塑性材料国标规定：可

3、以将产生0.2%塑性应变时的应力作为屈服指标。并用σp0.2来表示。材料拉伸时的力学性质四其它材料拉伸时的力学性质对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩现象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%。为典型的脆性材料。σbt—拉伸强度极限（约为140MPa）。它是衡量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标。材料压缩时的力学性质一试件和实验条件常温、静载材料压缩时的力学性质二塑性材料（低碳钢）的压缩屈服极限比例极限弹性极限拉压在屈服阶段以前完全相同。E---弹性摸量材料压缩时的力学性质三脆性材料（铸铁）的压缩脆性材料的抗拉与抗压性质完全不同对于脆性材料（

4、铸铁），压缩时的应力应变曲线为微弯的曲线，试件压断前。出现明显的屈服现象（鼓形），并沿着与轴线45—55度的斜面压断。σbc—压缩强度极限（约为800MPa）。它是衡量脆性材料（铸铁）压缩的唯一强度指标。远大于拉伸时的强度极限其他材料拉伸时力学性能塑性材料共同点：延伸率较大脆性材料割线弹性模量衡量指标:强度极限b名义屈服极限0.2：对应s=0.2%时应力两种材料力学性能的比较强度方面塑性材料:屈服前抗拉和抗压性能基本相同，有屈服现象脆性材料:抗压强度高于抗拉强度，无屈服现象变形方面塑性材料:延伸率和截面收缩率较大，塑性好脆性材料:和较小，塑性差一、材料的破坏

5、形式无数实验证明，材料的破坏主要有两种形式：a．脆性断裂——材料破坏时无明显的塑性变形，断口粗糙。脆性断裂是由拉应力所引起的。例如：铸铁试件在简单拉伸时沿横截面被拉断；铸铁试件受扭时沿方向破裂破裂面就是最大拉应力作用面。6.2材料的破坏和强度理论b．塑性流动（剪切型）——材料有显著的塑性变形（即屈服现象），最大剪应力作用面间相互平行滑移使构件丧失了正常工作的能力。塑性流动主要是由剪应力所引起的。例如：低碳钢试件在简单拉伸时与轴线成方向上出现滑移线就属这类形式。按破坏方向可分为断裂破坏（沿法向）和剪切破坏（沿切向）长期以来，人们根据对材料破坏现象的分析，提出过各种各样的假说，认

6、为材料的某一类型的破坏是由某种因素引起的，这种假说就称为强度理论。比如铸铁，其拉伸试样是沿横截面断裂的，扭转圆试样则沿斜截面断裂，两者都是在无明显变形的情况下发生脆性断裂而破坏的。又如低碳试样受拉伸和压缩时，通常会有显著的塑性变形，当构件变形过大时，就失去了正常工作和承载能力。二、强度理论对于低碳钢这类塑性材料，其拉伸和压缩试样都会发生显著的塑性变形，有时并会发生屈服现象，构件也因之而失去正常工作能力，变得失效。由是观之，材料破坏按其物理本质而言，可分为脆断破坏和屈服失效两种类型。同一种材料在不同的应力（受力）状态下，可能发生不同类型的破坏。如有槽和无槽低碳钢圆试样；圆柱形大

7、理石试样有侧压和无侧压下受压破坏。四种常用的强度理论（一）关于脆性断裂的强度理论1．第一强度理论（最大拉应力理论）这一理论认为最大拉应力是引起材料脆性断裂破坏的主要因素，即不论材料处于简单还是复杂应力状态，只要最大拉应力达到材料在单向拉伸时断裂破坏的极限应力，就会发生脆性断裂破坏。实践证明，该理论适合脆性材料在单向、二向或三向受拉的情况。此理论不足之处是没有考虑其它二个主应力对材料破坏的影响。2．第二强度理论（最大伸长线应变理论）这一理论认为最大伸长线应变是引起材料脆性断裂破坏的主要因素，即材料在复杂应