轴向拉伸与压缩2013-05.ppt

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1、第二章轴向拉伸和压缩拉伸试验与拉伸图(F-Dl曲线)变形传感器I、低碳钢(C≤0.3%)拉伸实验及力学性能σp----比例极限σe----弹性极限σs----屈服极限σb----强度极限*应变值始终很小*去掉荷载变形全部消失*变形为弹性变形斜直线OA’：应力与应变成正比变化—虎克定律直线最高点A’所对应的应力值--比例极限PA点所对应的应力值是材料只产生弹性变形的最大应力值—弹性极限e1、弹性阶段OA2、屈服阶段B’C应力超过A点后，-曲线渐变弯，到达B’点后，应力在不增加的情况下变形增加很快，-曲线上出现一条波浪线。变形大部分为不可

2、恢复的塑性变形屈服阶段对应的应力值—屈服极限SS：代表材料抵抗流动的能力。S=PS/A原对于没有明显屈服阶段的材料用名义屈服应力表示。?低碳钢屈服阶段试件表面与轴线成450方向出现的一系列迹线*该阶段的变形绝大部分为塑性变形。*整个试件的横向尺寸明显缩小。D点为曲线的最高点，对应的应力值—强度极限bb=Pb/A原b：材料的最大抵抗能力。3、强化阶段CD4、颈缩阶段（局部变形阶段）DE在此阶段内试件的某一横截面发生明显的变形，至到试件断裂。缩颈与断裂卸载与冷作硬化（概念）将试件拉伸变形超过弹性范围后任意点F，逐渐卸载，在卸载过程中，应力

3、、应变沿与OA线平行的直线返回到O1点,即当重新再对这有残余应变的试件加载，应力应变沿着卸载直线O1F上升，到点F后沿曲线FDE直到断裂。不再出现流动阶段。冷作硬化：在常温下，经过塑性变形后，材料强度提高、塑性降低的现象。O1F材料的塑性（概念）延伸率l－试验段原长（标距）Dl0－试验段残余变形塑性材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力断面收缩率塑性材料：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A－试验段横截面原面积A1－断口的横截面面积塑性与脆性材料对于低碳钢Ⅱ、测定灰铸铁拉伸机械性能sb强度极限：①sb—拉伸强度极限，脆

4、性材料唯一拉伸力学性能指标。②应力应变不成比例，无屈服、颈缩现象，拉断时变形很小且sb很低。脆性材料Ⅲ.金属材料压缩时的力学性能1.低碳钢压缩实验：s(MPa)200400e0.10.2O低碳钢压缩应力应变曲线低碳钢拉伸应力应变曲线压缩时的弹性模量E、比例极限p、弹性极限e、屈服极限s与拉伸时的完全相同。低碳钢压缩时没有强度极限压缩时由于横截面面积不断增加，试样横截面上的应力很难达到材料的强度极限，因而不会发生颈缩和断裂。低碳钢压缩对于低碳钢这种塑性材料，其抗拉能力比抗剪能力强，故而先被剪断。2、铸铁的压缩试验：铸铁拉应力图铸铁铸铁压缩的

5、--曲线与拉伸的相似，但压缩时的延伸率要比拉伸时大压缩时的强度限b是拉伸时的4—5倍。铸铁压缩铸铁拉伸铸铁抗压性能远远大于抗拉性能，断裂面为与轴向大致成50o～55o的滑移面破坏。塑性材料和脆性材料的主要区别：塑性材料的主要特点：塑性指标较高，抗拉断和承受冲击能力较好，其强度指标主要是σs，且拉压时具有同值。脆性材料的主要特点：塑性指标较低，抗拉能力远远低于抗压能力，其强度指标只有σb。低碳钢材料在拉伸实验过程中，不发生明显的塑性变形时，承受的最大应力应当小于()的数值，有以下4种答案，请判断哪一个是正确的：（A）比例极限；（B）屈服极限；（

6、C）强度极限；（D）许用应力。正确答案是（）B关于材料的力学一般性能，有如下结论，请判断哪一个是正确的：（A）脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力；（B）脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力；（C）塑性材料的抗拉能力高于其抗压能力；（D）脆性材料的抗拉能力等于其抗压能力。正确答案是（）A关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，请判断哪一个是正确的：（A）应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；（B）应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；（C）应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效；（D）应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效

7、。正确答案是（）C关于有如下四种论述，请判断哪一个是正确的：（A）弹性应变为0.2%时的应力值；（B）总应变为0.2%时的应力值；（C）塑性应变为0.2%时的应力值；（D）塑性应变为0.2时的应力值。正确答案是（）C§2–6失效、许用应力及强度条件一、失效与许用应力实验表明这两点，在构件工作中一般不允许出现破坏形式断裂屈服、显著塑性变形（广义破坏）极限应力：极限强度与屈服应力的统称。用表示二、许用应力和安全系数材料的许用应力：材料安全工作条件下所允许承担的最大应力，记为：（其中n为安全系数,值＞1）安全因数----极限强度与许用应力的比值，是构件

8、工作的安全储备。确定安全系数要兼顾经济与安全，考虑以下几方面：①理论与实际差别：材料非均质连续性、超载、加工制造不准确性、工作条件与实验