版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、第十四讲课题:第四章 轴向拉伸与压缩44 材料拉伸和压缩时的力学性能目的任务:理解材料拉伸和压缩时的力学性能重点:低碳钢拉伸时的力学性能难点:屈服阶段教学方法:多媒体第四章 轴向拉伸与压缩44 材料拉伸和压缩时的力学性能材料的力学性能Material Properties材料在外力作用下,其强度和变形方面所表现出来的性能(也称机械性能)。 通过试验揭示材料在受力过程中所表现出的与试件几何尺寸无关的材料本身特性。如变形特性,破坏特性等。 研究材料的力学性能的目的是确定在变形和破坏情况下的一些重要性能指标,以作为选用材料,计算构件强度、刚度的依据。塑性材料Ductile Materials:低碳钢
2、等脆性材料Brittle Materials:铸铁等 本节主要介绍低碳钢和铸铁在常温(指室温)、静载(指加载速度缓慢平稳)下的力学性能。441低碳钢拉伸时的力学性能1.试件和设备标准试件:圆截面试件,标距L与直径d的比例分为,L=10d,L=5d;试验设备:拉力机 简图 实验2.低碳钢拉伸时的力学性能低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢,如A3钢、16Mn钢。拉伸试验(The Tensile Test):绘出F-L 曲线(载荷变形) 由于F-L 曲线与试样的尺寸有关,为了消除试件尺寸的影响,常采用应力应变曲线,即s-e曲线来代替F-L曲线。s-e曲线(Stress-Strain Diagra
3、m):低碳钢试件拉伸时的s-e曲线1弹性阶段 比例极限pElastic deformationoa段:在拉伸的初始阶段应力s与应变e为直线关系直至a点,此时a点所对应的应力值称为比例极限,用sp表示。虎克定律Hookes Law: 当ssp,有它表示应力与应变成正比,即有E为弹性模量Modulus of Elasticityaa段,已不再是直线,说明材料已不符合虎克定律。但在aa段内卸载,变形也随之消失,说明aa段也发生弹性变形,oa段称为弹性阶段。a点所对应的应力值记作se 弹性极限elastic limit弹性极限与比例极限非常接近,近似地用比例极限代替弹性极限。2屈服yield阶段 屈服
4、点ss(屈服极限)bc段:屈服应力超过弹性极限后继续加载,会出现一种现象,即应力增加很少或不增加,应变会很快增加,这种现象称之。屈服极限开始发生屈服的点所对应的应力,又称屈服强度yield stress。 在屈服阶段应力不变而应变不断增加,材料似乎失去了抵抗变形的能力,因此产生了显著的塑性变形。此时若卸载,应变不会完全消失,而存在残余变形,也称塑性变形。所以ss是衡量材料强度的重要指标。3强化strain hardening阶段 抗拉强度sbcd段:越过屈服阶段后,如要让试件继续变形,必须继续加载,材料似乎强化了,cd 段即强化阶段。强度极限应变强化阶段的最高点(d 点)所对应的应力。它表示材
5、料所能承受的最大应力。 过d点后,即应力达到强度极限后,试件局部发生剧烈收缩的现象,称为颈缩necking,进而试件内部出现裂纹,名义应力下跌,至e点试件断裂rupture。变形过程: 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段重要指标: 比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限5塑性指标 试件拉断后,弹性变形消失,但塑性变形仍保留下来。工程上用试件拉断后遗留下来的变形表示材料的塑性指标。(1) 伸长率(2) 断面收缩率式中,L1为试件拉断后的标距,L是原标距;A1为试件断口处的最小横截面面积,A为原横截面面积。显然d、y 值越大,其塑性越好。d5的材料称为塑性材料,如钢材、铜、铝等; d5的材料称
6、为脆性材料,如铸铁、混凝土、石料等。442低碳钢压缩时的力学性能 认为低碳钢的抗拉性能与抗压性能是相同的。屈服阶段以后,试件会越压越扁,先是压成鼓形,最后变成饼状,故得不到压缩时的抗压强度。443其他塑性材料拉伸时的力学性能 对于没有明显屈服阶段的塑性材料,常用其产生0.2%塑性应变所对应的应力值作为名义屈服点,称为屈服强度,用 s0.2表示。444铸铁拉(压)时的力学性能铸铁拉伸1抗拉强度sb实验演示 曲线没有明显的直线部分和屈服阶段,无缩颈现象而发生断裂破坏,塑性变形很小。把断裂时曲线最高点所对应的应力值记作sb ,称为抗拉强度。铸铁的抗拉强度较低。 由于铸铁总是在较小的应力下工作,且变形
7、很小,故可近似地认为符合虎克定律。通常在s-e 曲线上用割线oa近似地代替曲线oa,并以割线oa的斜率作为弹性模量E。2抗压强度sby实验演示 曲线没有明显的直线部分,在应力较小时,可以近似地认为符合虎克定律。曲线没有屈服阶段,变形很小时沿与轴线大约成45的斜截面发生破裂破坏。把曲线最高点的应力值称为抗压强度,用sby 表示。 与拉伸时的 曲线(虚线)比较可见,铸铁材料的抗压强度约是抗拉强度的45倍。其抗压性能远好于抗拉性能,反映了脆性材料共有的属性。因此,工程中铸铁等脆性材料常用作受压构件,而不用作受拉构件。常用工程材料的力学性能见表。45拉(压)杆的强度计算451许用应力和安全系数任何工程
8、材料能承受的应力都是有限度的。极限应力材料丧失正常工作能力时的应力。塑性材料:当应力达到屈服点后,将发生明显的塑性变形,从而影响构件安全正常地工作,所以塑性变形是塑性材料破坏的标志。极限应力:屈服强度ss (或屈服强度s0.2 )脆性材料:没有明显的塑性变形,断裂是脆性材料破坏的标志。极限应力:抗拉强度sb 和抗压强度sby构件的工作应力必须小于材料的极限应力。许用应力s构件安全工作时,材料允许承受的最大应力。许用应力等于极限应力除以大于l的系数n塑性材料的安全系数取 1.22.5,脆性材料的安全系数取2.03.5。452强度计算强度条件最大工作应力不超过材料的许用应力。 强度计算应用强度条件式计算(1)校核强度已知外力F、横截面积A和许用应力s,计算出最大工作应力,检验是否满足强度条件,从而判断构件是否能够安全可靠地工作。(2)设计截面已知外力F、许用应力s,由AFNs计算出截面面积A,然后根据工程要求的截面形状,设计出构件的截面尺寸。(3)确定许可载荷已知构件的截面面积A、许用应力s,由FNmaxAs计算出构件所能承受的最大内力FNmax,再根据内力与外力的关系,确定出构件允许的许可载荷值F。 工程实际中,进行构件的强度计算时,根据有关设计规范,最
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 【正版授权】 ISO/TS 20939:2024 EN Footwear - Performance requirements for components for footwear - Outsoles
- 七年级上册课件英语
- 教案-金属及其化合物,预习
- win7操作系统课件
- 建筑色彩教案
- 玉溪师范学院《素描人像》2022-2023学年第一学期期末试卷
- 我爱刷牙课件小班
- 别丢掉林徽因课件
- 2024年电力保护设备项目综合评估报告
- 2024年硬币清分机项目评估分析报告
- 生产部管理人员考试题(新进转正)范本
- 高中研究性学习如何选择、确立研究性学习课题PPT通用PPT课件
- 6S管理知识图解
- 高速铁路ZPW-2000轨道电路
- 县国家税务局文件材料归档范围及文书档案保管期限表
- 儿童消化道出血诊疗(课堂PPT)
- 桥梁荷载试验讲座
- 医师定期考核表格参考模板
- 英语人教版三年级上册(教具)动物图卡
- 泥水平衡顶管施工方案
- 民办非企业单位(法人)登记申请表08669
评论
0/150
提交评论