材料的力学性能 应力应变关系课件.ppt

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1、第4章材料的力学性能应力应变关系4-1材料的力学性能与基本实验试验时首先要把待测试的材料加工成试件，试件的形状、加工精度和试验条件等都有具体的国家标准或部颁标准规定。例如，国家标准GB6397—1986《金属拉伸试验试样》中规定拉伸试件截面可采用圆形和矩形两种。拉伸试件压缩试件短圆柱试件第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验将试件装卡在材料试验机上进行常温、静载拉伸试验，直到把试件拉断为止，试验机的绘图装置会把试件所受的拉力F与试件的伸长量l之间的关系自动记录下

2、来，绘出一条曲线F-l曲线，称为拉伸图。除去尺寸因素，变为应力-应变曲线。即s-e曲线。第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验分析曲线，有几个特征点，把曲线分成四部分，说明低碳钢拉伸时，变形分为四个阶段。将试件装卡在材料试验机上进行常温、静载拉伸试验，直到把试件拉断为止，试验机的绘图装置会把试件所受的拉力F与试件的伸长量l之间的关系自动记录下来，绘出一条曲线F-l曲线，称为拉伸图。第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验

3、第一阶段——弹性变形阶段（曲线ob段）在此阶段任一时刻时，将载荷慢慢减少（称卸载）为零，变形会消失。b点对应的应力称材料的弹性极限。即，材料处于弹性变形阶段时所能承受的最大应力，用表示，即第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验第一阶段——弹性变形阶段（曲线ob段）该阶段，曲线有很大一段是直线段（oa直线段），说明应力应变成正比关系，即E为比例常数，是材料的弹性模量，它反映了材料抵抗弹性变形的能力。胡克定律第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1

4、）低碳钢的拉伸试验第一阶段——弹性变形阶段（曲线ob段）a点对应的应力称材料的比例极限。即，材料应力应变处于正比例关系阶段时所能承受的最大应力，用表示，即第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验第二阶段——屈服（流动）阶段（曲线bc段）外力在小范围内波动，但变形显著增加。即，材料暂时失去了抵抗变形的能力。在此阶段某一时刻卸载为零，弹性变形消失，而还有一部分变形被永久地保留下来，称此变形为塑性变形。试件表面出现滑移线（与试件轴线成45度角度）。第4章材料的力学性能应力

5、应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验第二阶段——屈服（流动）阶段（曲线bc段）曲线最低点所对应的应力，称为材料的屈服点，用表示，即第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验第三阶段——强化阶段（曲线ce段）过了屈服阶段，材料又恢复了抵抗变形的能力，称为强化。曲线最高点所对应的应力，称为材料的强度极限，用表示。强度极限是材料在整个拉伸过程中所能承受的最大应力，即第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验第四阶段——颈

6、缩破坏阶段（曲线ef段）过了强化阶段，试件某一局部处直径突然变小，称此现象为颈缩。此后，试件的轴向变形主要集中在颈缩处。颈缩处试件横截面面积急剧减小，试件所承受的载荷也迅速降低，最后在颈缩处试件被拉断。第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验延伸率其中，是试件试验前的横截面面积;是颈缩处的最小横截面面积。其中，是试件包括塑性变形的长度，是试件试验前的长度。断面收缩率第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验冷作硬化现象经过弹性阶段

7、以后，若从某点（例如d点）开始卸载，则力与变形间的关系将沿与弹性阶段直线大体平行的dd线回到d点。若卸载后从d点开始继续加载，曲线将首先大体沿dd线回至d点，然后仍沿未经卸载的曲线def变化，直至f点发生断裂为止。可见，在再次加载过程中，直到d点以前，试件变形是弹性的，过d点后才开始出现塑性变形。第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（1）低碳钢的拉伸试验冷作硬化现象比较这两个图形中的曲线，说明在第二次加载时，材料的比例极限得到提高（），而塑性变形和伸长率有所降低。在常温下，材

8、料经加载到产生塑性变形后卸载，由于材料经历过强化，从而使其比例极限提高、塑性降低的现象称为冷作硬化。第4章材料的力学性能应力应变关系4-2轴向拉伸与压缩实验（2）铸铁的拉伸试验铸铁拉伸时，没有屈服阶段，也没有颈缩现象。铸铁的应力应变曲线没有明显的直线段，通常在应力较小时，取图上的弦线近似地表示铸铁拉伸时的应力应变关系，并按弦线的斜率近似地确定弹性模量E。反映强度的力学性能只能测得强度极限，而且拉伸时强度极限的值较低。由于铸铁的抗拉强度较差，