CL3第六章-拉伸與壓縮時(shí)材料的力學(xué)性質(zhì)

1、6 -4 材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能力學(xué)性能指材料受力時(shí)在強(qiáng)度和變形方面表現(xiàn) 出來的性能。 塑性變形又稱永久變形或殘余變形 彈性變形塑性變形變形塑性材料：斷裂前產(chǎn)生較大塑性變形的材料,如低碳鋼 脆性材料：斷裂前塑性變形很小的材料，如鑄鐵、石料 一、材料的拉伸和壓縮試驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定金屬拉伸試驗(yàn)方法（GB2282002)LL=10d L=5d對(duì)圓截面試樣：對(duì)矩形截面試樣：AL3 .11AL65. 5萬能試驗(yàn)機(jī)二、低碳鋼在拉伸時(shí)的力學(xué)性能材料的拉伸實(shí)驗(yàn)材料的拉伸實(shí)驗(yàn) 應(yīng)力應(yīng)變圖應(yīng)力應(yīng)變圖低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)CL3TU1標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)距標(biāo)距 ，通常取，通常取 或或lldld510液壓

2、式萬能試驗(yàn)機(jī)液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)底座底座活動(dòng)試臺(tái)活動(dòng)試臺(tái)活塞活塞油管油管CL3TU5lPPAllOabcde1. 彈性階段彈性階段 oabOabcde彈性變形：彈性變形：外力卸去后能夠恢復(fù)的變形外力卸去后能夠恢復(fù)的變形塑性變形（永久變形）：塑性變形（永久變形）： 外力卸去后不能恢外力卸去后不能恢復(fù)的變形復(fù)的變形這一階段可分為：斜直線這一階段可分為：斜直線Oa和微彎曲線和微彎曲線ab。Oabcde比例極限比例極限p彈性極限彈性極限e屈服極限屈服極限2. 屈服階段屈服階段 bcOabcde上屈服極限上屈服極限下屈服極限下屈服極限s表面磨光的試件，屈服時(shí)可在試件表面看表面磨光的試件，屈服時(shí)可在試件表面看

3、見與軸線大致成見與軸線大致成45傾角的條紋。這是由于材傾角的條紋。這是由于材料內(nèi)部晶格之間相對(duì)滑移而形成的，稱為滑移料內(nèi)部晶格之間相對(duì)滑移而形成的，稱為滑移線。因?yàn)樵诰€。因?yàn)樵?5的斜截面上剪應(yīng)力最大。的斜截面上剪應(yīng)力最大。 強(qiáng)化階段的變形絕大部分是塑性變形強(qiáng)化階段的變形絕大部分是塑性變形Oabcde3. 強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段 cd強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限b4. 頸縮階段頸縮階段 deOabcdeCL3TU6POLALO p e s b abcde1oefg比例極限比例極限p 屈服極限屈服極限s 強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限bOabcde其中其中s和和b是衡量材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)是衡量材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)延伸率延伸率:l

4、ll1100%CL3TU6AAA1100%截面收縮率截面收縮率 :CL3TU6殘余變形 試件斷裂之后保留下來的塑性變形。L=L1-L0 延伸率：%100001LLL5塑性材料塑性材料 5脆性材料脆性材料 截面收縮率 %100010AAACL3TU7冷作硬化現(xiàn)象經(jīng)冷作硬化現(xiàn)象經(jīng)過退火后可消除過退火后可消除卸載定律：卸載定律：冷作硬化冷作硬化材料在卸載時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變成直線關(guān)系材料在卸載時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變成直線關(guān)系cdfpe三、其它材料的拉伸實(shí)驗(yàn)三、其它材料的拉伸實(shí)驗(yàn)對(duì)于在拉伸過程對(duì)于在拉伸過程中沒有明顯屈服階段中沒有明顯屈服階段的材料，通常規(guī)定的材料，通常規(guī)定以以產(chǎn)生產(chǎn)生0.2的塑性應(yīng)變的塑性應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的

5、應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為屈作為屈服極限，并稱為服極限，并稱為名義名義屈服極限屈服極限，用，用0.2來表來表示示0 2 .02%.OCL3TU3沒有屈服現(xiàn)沒有屈服現(xiàn)象和頸縮現(xiàn)象象和頸縮現(xiàn)象,只只能測出其拉伸強(qiáng)能測出其拉伸強(qiáng)度極限度極限bOCL3TU4灰口鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn)灰口鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn)b其他材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能錳鋼強(qiáng)鋁退火球墨鑄鐵四、四、 材料壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)材料壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)一般金屬材料的壓縮試件都做成圓柱形狀一般金屬材料的壓縮試件都做成圓柱形狀CL3TU8hd 1530.dLbbLL/d(b): 1-31、金屬材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定金屬壓縮試驗(yàn)方法（GB731487)低碳鋼壓縮壓

6、縮時(shí)由于橫截面面積不斷增加，試樣橫截面上的應(yīng)力很難達(dá)到材料的強(qiáng)度極限，因而不會(huì)發(fā)生頸縮和斷裂。低碳鋼壓縮時(shí)的低碳鋼壓縮時(shí)的-曲線曲線CL3TU9拉伸拉伸壓縮壓縮 o 鑄鐵壓縮鑄鐵拉伸鑄鐵壓縮時(shí)的鑄鐵壓縮時(shí)的-曲線曲線CL3TU4bbOO拉伸拉伸壓縮壓縮b拉b壓巖石的單向壓縮巖石的單向壓縮CL10TU50塑性材料和脆性材料的主要區(qū)別：塑性材料的主要特點(diǎn)：塑性指標(biāo)較高，抗拉斷和承受沖擊能力較好，其強(qiáng)度指標(biāo)主要是s，且拉壓時(shí)具有同值。脆性材料的主要特點(diǎn)：塑性指標(biāo)較低，抗拉能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓能力，其強(qiáng)度指標(biāo)只有b。六、六、 許用應(yīng)力許用應(yīng)力 安全系數(shù)的選擇安全系數(shù)的選擇拉壓強(qiáng)度條件：maxmax NA

7、uunn材料的極限應(yīng)力 大于 的安全系數(shù)1許用應(yīng)力就是桿件實(shí)際應(yīng)力允許達(dá)許用應(yīng)力就是桿件實(shí)際應(yīng)力允許達(dá)到的最高限度到的最高限度五、幾種非金屬材料的力學(xué)性能混凝土混凝土木材木材玻璃鋼玻璃鋼塑性材料冷作硬化后，材料的力學(xué)性能發(fā)生了變化。試判斷以下結(jié)論哪一個(gè)是正確的：（A）屈服應(yīng)力提高，彈性模量降低；（B）屈服應(yīng)力提高，塑性降低；（C）屈服應(yīng)力不變，彈性模量不變；（D）屈服應(yīng)力不變，塑性不變。正確答案是（ ）低碳鋼材料在拉伸實(shí)驗(yàn)過程中，不發(fā)生明顯的塑性變形時(shí)，承受的最大應(yīng)力應(yīng)當(dāng)小于的數(shù)值，有以下4種答案，請(qǐng)判斷哪一個(gè)是正確的：（A）比例極限；（B）屈服極限；（C）強(qiáng)度極限；（D）許用應(yīng)力。正確答案是

8、（ ）BB根據(jù)圖示三種材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，得出如下四種結(jié)論，請(qǐng)判斷哪一個(gè)是正確的：（A）強(qiáng)度極限 （1）（2） （3）； 彈性模量 E（1） E（2） E（3）； 延伸率 （1） （2） （3） ；（B）強(qiáng)度極限 （2） （1） （3）； 彈性模量 E（2） E（1） E（3）； 延伸率 （1） （2） （3） ；（C）強(qiáng)度極限 （3）（1） （2）； 彈性模量 E（3） E（1） E（2）； 延伸率 （3） （2） （1） ； （D）強(qiáng)度極限 （1）（2） （3）； 彈性模量 E（2） E（1） E（3）； 延伸率 （2） （1） （3）；正確答案是（ ）B關(guān)于低碳鋼試樣拉伸至屈服時(shí)，

9、有以下結(jié)論，請(qǐng)判斷哪一個(gè)是正確的：（A）應(yīng)力和塑性變形很快增加，因而認(rèn)為材料失效；（B）應(yīng)力和塑性變形雖然很快增加，但不意味著材料失效；（C）應(yīng)力不增加，塑性變形很快增加，因而認(rèn)為材料失效；（D）應(yīng)力不增加，塑性變形很快增加，但不意味著材料失效。正確答案是（ ）C關(guān)于 有如下四種論述，請(qǐng)判斷哪一個(gè)是正確的：（A）彈性應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力值；（B）總應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力值；（C）塑性應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力值；（D）塑性應(yīng)變?yōu)?.2時(shí)的應(yīng)力值。正確答案是（ ）2 . 0 C低碳鋼加載卸載 再加載路徑有以下四種，請(qǐng)判斷哪一個(gè)是正確的：（ ）（A）OAB BC COAB ；（B）OAB BD DO

10、AB ；（C）OAB BAOODB；（D）OAB BD DB。正確答案是（ ）D關(guān)于材料的力學(xué)一般性能，有如下結(jié)論，請(qǐng)判斷哪一個(gè)是正確的：（A）脆性材料的抗拉能力低于其抗壓能力；（B）脆性材料的抗拉能力高于其抗壓能力；（C）塑性材料的抗拉能力高于其抗壓能力；（D）脆性材料的抗拉能力等于其抗壓能力。正確答案是（ ）A3-4 蠕變及松弛現(xiàn)象蠕變及松弛現(xiàn)象固體材料在保持應(yīng)力不變的情況下，應(yīng)固體材料在保持應(yīng)力不變的情況下，應(yīng)變隨時(shí)間緩慢增長的現(xiàn)象稱為變隨時(shí)間緩慢增長的現(xiàn)象稱為蠕變?nèi)渥?。粘彈性材料在總?yīng)變不變的條件下粘彈性材料在總應(yīng)變不變的條件下,變變形恢復(fù)力（回彈應(yīng)力）隨時(shí)間逐漸降低的現(xiàn)形恢復(fù)力（回彈應(yīng)力）隨時(shí)間逐漸降低的現(xiàn)象稱為象稱為應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛。3-5 應(yīng)力集中的概念應(yīng)力集中的概念CL3TU10開有圓孔的板條開有圓孔的板條帶有切口的板條帶有切口的板條maxmax因桿件外形突然變化而引起局部應(yīng)力急劇增大的因桿件外形突然變化而引起局部應(yīng)力急劇增大的現(xiàn)象，稱為現(xiàn)象，稱為應(yīng)力集中應(yīng)力集中：發(fā)生應(yīng)力集中