材料力学性能塑性变形课件.ppt

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1、《材料力学性能》第三章塑性变形§3.1金属材料塑性变形机制及特点3.1.1金属塑性变形的机制常见的塑性变形方式为滑移和孪生滑移是金属材料在切应力作用下,沿滑移面和滑移方向进行的切变过程。滑移面ⅹ滑移方向=滑移系滑移系越多,塑性↑孪生是金属材料在切应力作用下的一种塑性变形方式,孪生变形可以调整滑移面的方向,使新的滑移系开动,间接对塑性变形有贡献。(滑移受阻→孪生,变形速度加快)3.1.2多晶体材料塑性变形的特点1、各晶粒塑性变形的非同时性和不均一性2、各晶粒塑性变形的相互制约性与协调性《材料力学性能》第三章

2、塑性变形§3.2屈服现象及其本质《材料力学性能》第三章塑性变形3.2.1物理屈服现象3.2.2屈服现象的本质位错增殖理论低碳钢的物理屈服点及屈服传播3.2.3应变时效《材料力学性能》第三章塑性变形如果在屈服后一定塑性变形处卸载，随即再拉伸加载，则屈服现象不再出现，若在卸载后在室温或较高温度停留较长时间后再拉伸，即物理屈服现象重现、且新的屈服平台高于卸载时应力—应变曲线。这种现象称为应变时效。§3.3真应力－应变曲线及形变强化规律真应力—真应变加线可用Hollomon方程来表示：K－－强化系数；n－－应变强

3、化指数。由上式可知，n值越大，材料对继续塑性变形得抗力愈高。大多数金属材料的应变硬化系数为0.05～0.5之间。应变强化速率与n意义的区别：《材料力学性能》第三章塑性变形《材料力学性能》第三章塑性变形应变硬化速率在相同变形量ε的情况下，n越大，加工硬化速率也高。3.3.2颈缩条件分析颈缩是预示材料断裂的危险信号。《材料力学性能》第三章塑性变形出现颈缩时正是负荷－－变形曲线上的最大载荷处。应有：又按体积不变定理：故有：《材料力学性能》第三章塑性变形上式就是颈缩条件。当加工硬化速率等于该处的真应力时，就开始颈

4、缩。dS/dε>S时，硬化作用明显；dS/dε

5、化的材料。《材料力学性能》第三章塑性变形3.3.4韧性的概念及静力韧度分析定义：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。《材料力学性能》第三章塑性变形静力韧度表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。《材料力学性能》第三章塑性变形计算得：提高屈服强度将导致材料韧性降低，材料强度得提高是以牺牲韧性为代价。§3.4应力状态对塑性变形的影响3.4.1应力状态柔度系数为了表示应力状态对材料塑性变形的影响，引入了应力状态柔度系数a，它的定义为：应力状态柔度系数a，表征应力状态的软硬。《材料力学性能》

6、第三章塑性变形3.4.2扭转试验1、应力－应变分析《材料力学性能》第三章塑性变形2、扭转试验及测定的力学性能《材料力学性能》第三章塑性变形根据扭转图，利用材料力学公式,可以计算出:切变模量扭转比例极限截面系数扭转屈服强度条件抗扭强度真实抗扭强度《材料力学性能》第三章塑性变形《材料力学性能》第三章塑性变形扭转切应变对于塑性材料，因塑性变形很大，弹性变形可忽略，上式求出的总应变看作残余切应变；对于脆性材料和低塑性材料，弹性变形不能忽略，残余切应变还应减去弹性切应变γy。3、扭转试验的特点及应用测定拉伸时表现为

7、脆性材料的有关塑性变形抗力指标。精确测定高塑性材料的变形能力和抗力指标。不能显示材料的体积缺陷，对表面缺陷及硬化层的性能敏感。明确区分金属材料最终断裂方式。《材料力学性能》第三章塑性变形3.4.3弯曲试验《材料力学性能》第三章塑性变形1、弯曲试验分为三点弯曲和四点弯曲，试样主要有矩形截面和圆形截面。试验时，在试件跨距的中心测定绕度，绘成P～fmax关系曲线，即弯曲图。《材料力学性能》第三章塑性变形由左图可知，塑性材料的力学性能由拉伸试验测定，而不采用弯曲试验；脆性材料根据弯曲图求得：2、弯曲试验的应用《材

8、料力学性能》第三章塑性变形1、用于测定灰铸铁的抗弯强度2、用于测定硬质合金的抗弯强度3、用于陶瓷材料的抗弯强度的测定3.4.4压缩试验《材料力学性能》第三章塑性变形公式σbc是条件抗压强度。真抗压强度小于或等于条件抗压强度。《材料力学性能》第三章塑性变形3.4.5硬度《材料力学性能》第三章塑性变形硬度不是金属独立的基本性能，它是指金属在表面上的不大体积内抵抗变形或者破裂的能力。硬度试验按其试验方法的物理意义可分为刻划硬度、回跳