材料在拉伸和压缩时的力学性能

工程材料复习资料

§2-6 材料在拉伸和压缩时的力学性能力学性能 ——材料受力时在强度和变形方面所表 材料受力时在强度和变形方面所表 现出来的性能。 现出来的性能。 力学性能 取决于 内部结构 外部环境

本节讨论的是常温、静载、轴向拉伸(或压缩) 本节讨论的是常温、静载、轴向拉伸(或压缩) 变形条件下的力学性能。 变形条件下的力学性能。

工程材料复习资料

Ⅰ 、材料的拉伸和压缩试验 拉伸试样

圆截面试样： 圆截面试样：

l = 10d

或 或

l = 5dl = 5.65 A

矩形截面试样： 矩形截面试样： l = 11.3 A

工程材料复习资料

试验设备： 试验设备：

工程材料复习资料

Ⅱ、低碳钢试样的拉伸图及低碳钢的力学性能 拉伸图荷载

伸长量

工程材料复习资料

应变曲线图

FN σ= AA — 原始横截面面积

σ — 名义应力

l ε= ll — 原始标距

ε — 名义应变

工程材料复习资料

拉伸过程四个阶段的变形特征及应力特征点： 拉伸过程四个阶段的变形特征及应力特征点： 弹性阶段OB Ⅰ、弹性阶段

σ = EεE — 线段 的斜率 线段OA的斜率 比例极限σp — 对应点A 对应点 对应点B 弹性极限σe — 对应点

工程材料复习资料

Ⅱ、屈服阶段

此阶段应变显著增加，但应力基本 此阶段应变显著增加， 不变—屈服现象。 屈服现象 不变 屈服现象。 产生的变形主要是塑性的。 产生的变形主要是塑性的。 抛光的试件表面上可见 大约与轴线成45° 的滑移 大约与轴线成 线。 屈服极限 σ s — 对应点 D(屈服低限) (屈服低限)

工程材料复习资料

Ⅲ、强化阶段

此阶段材料抵抗变形的能力有所增强。 此阶段材料抵抗变形的能力有所增强。 此阶段如要增加应 变，必须增大应力 材料的强化 强度极限σb —对应 对应 拉伸强度) 点G (拉伸强度), 最大名义应力

工程材料复习资料

强化阶段的卸载及再加载规律 若在强化阶段卸载， 若在强化阶段卸载， 则卸载过程为直线。 则卸载过程为直线。

ε = εe + εp卸载后再加载 冷作硬化

σp εe_— 弹性应变 εp — 残余应变(塑性) 残余应变(塑性) σb 不变 εp

工程材料复习资料

Ⅳ、局部变形阶段

颈缩现象 伸长率

l1 l δ= ×100% l(平均塑性伸长率) 平均塑性伸长率) 断面收缩率： 断面收缩率：

A A1 ψ= ×100% A

工程材料复习资料

Q235钢的主要强度指标： 钢的主要强度指标： 钢的主要强度指标

σ s = 240MPa σ b = 390MPaQ235钢的弹性指标： 钢的弹性指标： 钢的弹性指标

E = 200 ~ 210GPaQ235钢的塑性指标： δ = 20% ~ 30% 钢的塑性指标： 钢的塑性指标 的材料称为塑性材料 塑性材料； 通常 δ > 5% 的材料称为塑性材料； δ < 5% 的材料称为脆性材料。 的材料称为脆性材料 脆性材料。

ψ ≈ 60%

工程材料复习资料

无屈服阶段的塑性材料

σ0.2 称为名义屈服极限时的应力值 对应于εp=0.2%时的应力值

工程材料复习资料

灰口铸铁在拉伸时的σ —ε 曲线 特点： 特点： 1、 σ

—ε 曲线从很低应力 、 水平开始就是曲线； 水平开始就是曲线；采用割 线弹性模量 2、没有屈服、强化、局部变 、没有屈服、强化、 形阶段， 形阶段，只有唯一拉伸强度 指标σb 典型的脆性材料 3、伸长率非常小，拉伸强 、伸长率非常小， 度σb基本上就是试件拉断时 横截面上的真实应力

工程材料复习资料

铸铁试件在轴向拉伸时的破坏断面： 铸铁试件在轴向拉伸时的破坏断面：

工程材料复习资料

Ⅳ、金属材料在压缩时的力学性能 压缩试样

l =1~ 3 圆截面短柱体 d l =1~ 3 正方形截面短柱体 b

工程材料复习资料

低碳钢压缩时σ —ε 的曲线

压缩 拉伸

低碳钢拉、 低碳钢拉、压时的σs 以及弹性模量E基本相同 基本相同。 以及弹性模量 基本相同。