材料拉伸時的力學(xué)性能

材料拉伸時的力學(xué)性能工程機(jī)械運(yùn)用技術(shù)專業(yè)國家教學(xué)資源庫《機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用》課程問題導(dǎo)入構(gòu)件是否會破壞與構(gòu)件所用的材料的性能有關(guān)。材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的規(guī)律性和特征，稱為材料的力學(xué)性能，如彈性、塑性、強(qiáng)度、韌度、硬度等。學(xué)習(xí)內(nèi)容1、材料拉伸試驗(yàn)2、低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能3、灰鑄鐵拉伸時的力學(xué)性能材料拉伸時的力學(xué)性能一.材料拉伸試驗(yàn)分析討論1、試驗(yàn)條件：常溫(20℃)；靜載（及其緩慢地加載）。標(biāo)準(zhǔn)試件典型試驗(yàn)材料類型：

低碳鋼：灰鑄鐵：塑性材料的典型代表；脆性材料的典型代表；標(biāo)準(zhǔn)試件：標(biāo)距：用于測試的等截面部分長度；尺寸符合國標(biāo)GB228.1-2010的試件；圓截面試件標(biāo)距：l=10d

或5d標(biāo)點(diǎn)l標(biāo)距d2、試驗(yàn)儀器：萬能材料試驗(yàn)機(jī)；變形儀（常用引伸儀）。試件裝夾F--ΔL曲線R--ε曲線二.低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能A′ACDRεBEαRPReRmReOO1FH低碳鋼拉伸時的R-ε曲線1）彈性階段OA′段:彈性變形：Re稱為彈性極限；OA為直線段：R=Ｅε；tanα=Ｅ，Ｅ——材料的彈性模量；Rp，稱為比例極限。通常認(rèn)為比例極限等于彈性極限。A′ACDRεBEαRPReRmRelOO1FH低碳鋼拉伸時的R-ε曲線2）屈服階段BC段:塑性變形；應(yīng)力基本不變，應(yīng)變迅速增加；Rel，稱為屈服極限；45°的條紋：滑移線。二.低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能A′ACDRεBEαRPReRmRelOO1FH低碳鋼拉伸時的R-ε曲線3）強(qiáng)化階段CD段:Rm，稱為強(qiáng)度極限；冷作硬化：卸載后再加載，材料的彈性極限提高而塑性降低。二.低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能A′ACDRεBEαRPReRmRelOO1FH低碳鋼拉伸時的R-ε曲線4）頸縮階段DE段:截面尺寸顯著減小，出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象；試件在縮頸處被拉斷。頸縮：斷裂：二.低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能材料的拉伸力學(xué)性能指標(biāo)

1.材料的強(qiáng)度指標(biāo)

（1）屈服點(diǎn)Rel：表示材料產(chǎn)生屈服時對應(yīng)的應(yīng)力。屈服點(diǎn)也稱為屈服強(qiáng)度。Rel=Fs/S0

（MPa）

（2）抗拉強(qiáng)度Rm

：

指試樣在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力值。

Rm=Fb/S0

（MPa）

以上式子中，F(xiàn)s為試樣發(fā)生屈服變形時的載荷（N），F(xiàn)b是試樣斷裂前所承受的最大載荷(N),S0是試樣的原始橫截面積(㎜2)。

（1）彈性模量E：

表征了材料抵抗彈性變形的能力，也稱之為剛度。E=R/ε=tanα（MPa）式中，R為彈性變形階段的應(yīng)力，ε為相應(yīng)的應(yīng)變，tanα為拉伸曲線的斜率。

（2）彈性極限Re：指材料在彈性變形階段所能承受的最大應(yīng)力。

Re=Fe/S0

（Mpa）式中，F(xiàn)e是試樣發(fā)生所彈性變形時的最大載荷(N)。

2.材料的彈性指標(biāo)

（1）伸長率At

：是指試樣拉斷后，標(biāo)距伸長量與原始標(biāo)距的百分比。At=（l1-l0）/l0

×100%式中，l1是試樣斷裂后的標(biāo)距（㎜），l0是試樣的原始標(biāo)距（㎜）。（2）斷面收縮率Z：是指試樣拉斷后橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比。Z=（S0-S1）/S0

×100%

式中,S1是試樣斷裂處的最小橫截面積（㎜2），S0是試樣的原始橫截面積(㎜2)。

3.材料的塑性指標(biāo)

三.灰鑄鐵拉伸時的力學(xué)性能灰鑄鐵拉伸時的R-ε曲線變形不明顯；無屈服階段和縮頸現(xiàn)象；典型的脆性材料；斷裂總延伸率At<1%；Rm——強(qiáng)度極限。本知識點(diǎn)主要內(nèi)容：1.材料拉伸試驗(yàn)2.低碳鋼和灰鑄鐵拉伸試驗(yàn)分析3.材料拉伸力學(xué)性能分析總結(jié)應(yīng)用小結(jié)Q&A2、三根不同材料的試件尺寸相同，它們的R-ε曲線，如圖所示，哪一種材料強(qiáng)度高？在彈性階段內(nèi)，哪一種材料的