材料軸向拉壓試驗(yàn)

1、計(jì)算簡(jiǎn)圖桿件受力特點(diǎn)： 外力或其合力的作用線(xiàn)沿桿件軸線(xiàn)桿件變形特點(diǎn)： 軸向伸長(zhǎng)或縮短軸向拉伸或壓縮拉壓桿：以軸向拉壓為主要變形的桿件軸向拉伸軸向載荷軸向壓縮拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力分析觀察拉壓桿受力時(shí)的變形特點(diǎn)：FF觀察結(jié)果： 1. 縱線(xiàn)與橫線(xiàn)仍為直線(xiàn)，橫線(xiàn)仍垂直于縱線(xiàn)； 2. 橫線(xiàn)沿軸線(xiàn)方向平移。假設(shè)： 橫截面仍保持為平面，且仍垂直于桿件軸線(xiàn)；平面假設(shè)正應(yīng)變沿橫截面均勻分布橫截面上沒(méi)有切應(yīng)變符號(hào)規(guī)定：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)平面假設(shè)0const0constNFA AFN 1、橫截面上的內(nèi)力思考：取左段軸力向右，右段軸力向左，不是相反嗎？軸力的符號(hào)規(guī)定：拉力為正，壓力為負(fù)。內(nèi)力：相互作用力，作用

2、線(xiàn)與桿件軸線(xiàn)重合，稱(chēng)軸力由截面法得：FFN2-32-3材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)金屬拉力試驗(yàn)法 (GB 22887)；實(shí)驗(yàn)條件：常溫（室溫）、 靜載（加載的速度要平穩(wěn)緩慢）； 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：對(duì)試件施加載荷的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)； 測(cè)量試樣變形的引伸儀。實(shí)驗(yàn)記錄：拉伸圖：橫坐標(biāo)l，縱坐標(biāo)P； 應(yīng)力應(yīng)變圖：橫坐標(biāo) ，縱坐標(biāo) 。材料的力學(xué)性能材料在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的變形、破壞等方面的特性。實(shí)驗(yàn)試件：(a)圓截面標(biāo)準(zhǔn)試件： 或dl10dl5(b)矩形截面標(biāo)準(zhǔn)試件(截面積為A）： 或Al3 .11Al65. 5實(shí)驗(yàn)原理：1、低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)低炭鋼含炭量在0.25%

3、以下的碳素鋼。bacfdeb s e p a o1o2o3o4o實(shí)驗(yàn)表象參考值四個(gè)階段屈服階段1、同時(shí)存在塑性和彈性變形；2、應(yīng)力小幅波動(dòng)，應(yīng)變快速增加；3、試樣表面出現(xiàn)與軸線(xiàn)成45度角滑移線(xiàn)屈服極限：s或或0.21、只有彈性變形；2、有符合虎克定理=EE的線(xiàn)性階段；3、試樣無(wú)明顯表象。比例極限：p p彈性極限： e e彈性階段（ 段）oa（ 段）ac1、同時(shí)存在塑性和彈性變形；2、應(yīng)力隨應(yīng)變非線(xiàn)性減少；3、變形多集中在橫截面積迅速收縮的某一小段范圍內(nèi)，直至試樣最后斷裂。強(qiáng)化階段頸縮階段強(qiáng)度極限：b b1、同時(shí)存在塑性和彈性變形；2、應(yīng)力隨應(yīng)變非線(xiàn)性增長(zhǎng)；3、試樣被明顯強(qiáng)化。（ 段）ce（ 段

4、）ef滑移線(xiàn)頸縮四個(gè)階段試件的變化：兩個(gè)塑性指標(biāo)1、延伸率： 式中： 試樣拉斷后標(biāo)距的長(zhǎng)度； 試樣原標(biāo)距的長(zhǎng)度；塑性材料與脆性材料的量化標(biāo)準(zhǔn)： 的材料稱(chēng)為塑性材料。如低碳鋼和青銅等； 的材料稱(chēng)為脆性材料。如鑄鐵、混凝土等。 2、截面收縮率： 式中： 試樣原橫截面面積； 試樣斷裂處的橫截面面積 。%1001lll 1ll%5 %5 %1001 AAA 1AA 一個(gè)概念冷作硬化：應(yīng)力超過(guò)屈服極限后卸載，再次加載，材料的比例極限提高，而塑性降低的現(xiàn)象。 利： 提高了材料在彈性階段內(nèi)的承載能力。利之用：用冷加工的方法來(lái)提高材料的強(qiáng)度 。弊： 降低了材料的塑性。卸載定律：在卸載過(guò)程中，應(yīng)力和應(yīng)變按直線(xiàn)規(guī)

5、律變化。OO2、其它塑性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 oa ab 2 . 0 e p b%2 . 0ef這些材料與低碳鋼相同之處是斷裂前要經(jīng)歷大量塑性變形，不同之處是沒(méi)有明顯的 屈服階段。 。 名義屈服極限：對(duì)于沒(méi)有。明顯屈服階段的塑性材料，通常以產(chǎn)生 塑性應(yīng)變。時(shí)的應(yīng)力作為屈服極限。用 表示。 。%2 . 02 . 0 3、塑性材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 、實(shí)驗(yàn)條件 、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)記錄同拉伸試驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)試樣：高度約為直徑的 倍的圓柱體或立方體。35 . 1bacfdeb s e p a 低碳鋼壓縮時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)鑄鐵拉伸應(yīng)力應(yīng)變圖實(shí)驗(yàn)表象1、以彈性變形為主，且很?。?、應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)近似符合

6、虎克定律，并以割線(xiàn)的斜率作為彈性模量；3、斷裂時(shí)，斷口處的橫截面積幾乎沒(méi)有變化。參考值強(qiáng)度極限：o b b 5、脆性材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能 c o b 實(shí)驗(yàn)表象1、同時(shí)存在彈性和塑性變形，塑性變形較大；2、應(yīng)力隨應(yīng)變非線(xiàn)性增長(zhǎng)。非線(xiàn)性不可由線(xiàn)性虎克定理近似代替；3、破壞形式為出現(xiàn)與軸線(xiàn)成45度角的裂紋。參考值強(qiáng)度極限：實(shí)驗(yàn)結(jié)論不可用拉伸實(shí)驗(yàn)代替壓縮實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)出所需的參考值，因?yàn)閏 bc 52 2-5 2-5 拉伸或壓縮時(shí)的變形拉伸或壓縮時(shí)的變形1、縱向變形F縱向的相對(duì)變形縱向的絕對(duì)變形lll 1ll 縱向線(xiàn)應(yīng)變，拉應(yīng)變?yōu)檎?，壓?yīng)變?yōu)樨?fù)。b1bl1lF2、虎克定律式中： 表示材料彈性性質(zhì)的一個(gè)常數(shù)，稱(chēng)為E拉壓彈性模量，亦稱(chēng)楊氏模量。EAlFlN 實(shí)驗(yàn)證明：EA反映桿件抵抗拉伸（或壓縮）變形的能力，稱(chēng)為桿件的抗拉（壓）剛度。 虎克定律的適用條件：（1）材料在線(xiàn)彈性范圍內(nèi)工作，即 。P （2）在計(jì)算桿件的伸長(zhǎng)