材料的拉伸和压缩力学性能课件.ppt

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1、第5章材料的拉伸和压缩力学性能5.1概述5.2材料在拉伸时的力学性能5.3材料在压缩时的力学性能5.4轴向拉伸或压缩时的强度计算5.1概述1.材料的力学性能：材料在外力作用下所呈现的有关强度、变形方面的特性。或者是指材料(试样)在外力作用下表现出的变形、破坏等方面的特性(行为)。一般由实验测定。强度特性，变形特性，塑性特性试验条件：常温(20℃)；静载（及其缓慢地加载）；　　标准试件。GB228－2002《金属材料室温拉伸试验方法》GB1586－79《金属材料杨氏模量测量方法》5.2材料在拉

2、伸时的力学性能5.2材料在拉伸时的力学性能一、拉伸试验试件标准试件：横截面直径d标距l5.2材料在拉伸时的力学性能试验仪器：万能材料试验机5.2材料在拉伸时的力学性能二低碳钢拉伸时的力学性能拉伸图应力应变曲线图5.2材料在拉伸时的力学性能拉伸图5.2材料在拉伸时的力学性能1、弹性阶段ob①弹性变形：弹性极限σe②斜直线oa:E─弹性模量比例极限σp2、屈服阶段bc屈服极限σs②出现450条纹：滑移线③主要为塑性变形。①应力不增加，应变不断增加。3、强化阶段ce：强度极限σb4、局部径缩阶段ef5

3、.2材料在拉伸时的力学性能两个塑性指标:伸长率:截面收缩率:为塑性材料,为脆性材料低碳钢的为塑性材料5.2材料在拉伸时的力学性能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性关系，这就是卸载定律。材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。5.2材料在拉伸时的力学性能三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，用名义屈服极限σ0.2来表示。5.2材料在拉伸时的力学性能1.没有明显的直线阶段，应力应变曲线为微弯的曲线

4、。四、铸铁拉伸时的力学性能2.没有明显的塑性变形，变形很小，为典型的脆性材料。3.没有屈服和颈缩现象，试件突然拉断。强度极限σb:拉断时的最大应力。5.3材料在压缩时的力学性能5.3材料在压缩时的力学性能一、压缩试验试件标准试件：横截面直径d柱高h5.3材料在压缩时的力学性能①比例极限σp、屈服极限σs、弹性模量E与拉伸时相同②强度极限σb测不出。O二、低碳钢压缩时的力学性能5.3材料在压缩时的力学性能三、铸铁压缩时的力学性能铸铁的抗压强度比它的抗拉强度高4-5倍。450斜截面破坏。5.3材料在

5、压缩时的力学性能5.3材料在压缩时的力学性能讨论题强度高的曲线为刚度大的曲线为塑性好的曲线为1231235.4轴向拉伸或压缩时的强度计算极限应力(ultimatestress):构件失效时的应力。一、许用应力失效：构件在外力作用下不能正常安全地工作。{强度破坏刚度破坏稳定性破坏塑性材料：脆性材料：许用应力极限应力安全因数。5.4轴向拉伸或压缩时的强度计算5.4轴向拉伸或压缩时的强度计算2设计截面：1强度校核：3确定许可载荷：应用：二、强度条件等直杆：安全经济的原则：σmax不超过[σ]的5%。5

6、.4轴向拉伸或压缩时的强度计算[例5-1]铸工车间吊运铁水包的吊杆的横截面为矩形，尺寸b=50mm，h=25mm，如图所示，吊杆的许用应力为80MPa。铁水包自重为8kN，最多能容30kN重的铁水。试校核吊杆的强度。解:1计算吊杆的轴力:2校核强度所以吊杆满足强度条件。5.4轴向拉伸或压缩时的强度计算[例5-2]已知一圆杆受拉力P=25kN，直径d=14mm，许用应力[]=160MPa，试校核此杆是否满足强度要求。解：1轴力：FN=P=25KN2应力：3强度校核：4结论：此杆满足强度要求，能够

7、正常工作。5.4轴向拉伸或压缩时的强度计算[例5-3]如图为简易吊车，AB和BC均为圆形钢杆，已知d1=36mm,d2=25mm,钢的许用应力[σ]=100MPa。试确定吊车的最大许可起重量。解：1计算杆AB、BC的轴力2求许可载荷5.4轴向拉伸或压缩时的强度计算按AB杆的强度进行计算按BC杆的强度进行计算因此该吊车的最大许可载荷只能为W=28.3kN。5.4轴向拉伸或压缩时的强度计算[例5-4]D=350mm，p=1MPa。螺栓[σ]=40MPa，求直径d。每个螺栓承受的轴力为总压力的1/6解

8、：油缸盖受到的力根据强度条件即螺栓的轴力为得即螺栓的直径[例5-5]图示三角形托架,其杆AB是由两根等边角钢组成。已知P=75kN,[σ]=160MPa,试选择等边角钢的型号。解：5.5拉(压)杆的弹性应变能一、弹性应变能在外力作用下，弹性体因变形而储存的能量，　　称为应变能（StrainEnergy），用“U”表示。二、拉压杆的应变能计算－功能原理不计能量损耗时，外力功等于应变能变形能：外力功=功能原理当时三、拉压杆的比能u单位体积内的应变能四.利用功能原理求杆件的变形或某点的位移适用于：1