同济大学材料力学课件-第二章 拉伸与压缩 (中)

1、材 料 力 学讲授:顾志荣 材料的力学性质一 概述二 塑性材料在拉压时的力学性能三 脆性材料在拉压时的力学性能四 塑性、脆性材料的强度指标(失效应力)五 其它材料在拉压时的力学性能六 几种非金属材料的力学性能 1 为什么要研究材料的力学性质 为构件设计提供合理选用材料的依据。 强度条件： 理论计算求解 通过试验研究材料力学性质得到 2 何谓材料的力学性能 材料在受力、变形过程中所表现的行为及特征指标。AFN工作应力 3 材料的力学性质与哪些因素有关 与材料的组成成分、结构组织（晶体或非晶体）、应力状态、温度和加载方式等诸因素有关。 4 塑性材料与脆性材料 断裂前产生较大塑性变形的材料(如低碳钢

2、)称为塑性材料。 断裂前塑性变形很小的材料(如铸铁、石材)称为脆性材料。 1低碳钢在拉伸时的力学性能低碳钢含碳量在0.25%以下的碳素钢。低碳钢拉伸时的应力应变图低碳钢拉伸时的应力-应变图弹性阶段弹性阶段比例极限比例极限pe弹性极限弹性极限弹性模量弹性模量 E力与变形成正比的规律AB屈服阶段屈服阶段s屈服极限低炭钢拉伸时的应力-应变图材料暂时失去抵抗变形的能力。屈服现象：应力应变曲线上的锯齿线试件表面的滑移线强化阶段强化阶段材料又恢复并增强了抵抗变形的能力。卸载规律冷作（应变）强化现象：材料比例极限提高，塑性降低b强度极限低碳钢拉伸时的应力-应变图sbpe11EEAABep颈缩阶段颈缩阶段断裂

3、断裂低碳钢拉伸时的应力-应变图试件断裂过程图试件断裂过程图塑性性能指标（1）延伸率%1001lll5%的材料为塑性材料； 5%的材料为脆性材料。（2）截面收缩率%1001AAA低碳钢拉伸时的力学性能小结一条应力-应变曲线二个规律（F与l成正比规律，卸载规律）三个现象(屈服、冷作强化、颈缩)四个阶段(弹性、屈服、强化、颈缩) 五个性能指标( 、 、 、 、 )bsE二、低碳钢压缩时的力学性能试件：短柱试件：短柱l=(1.03.0)d(1)弹性阶段与拉伸时相同，杨氏模量、比例极限相同；(2)屈服阶段，拉伸和压缩时的屈服极限相同,即ss(3)屈服阶段后，试样越压越扁，无颈缩现象，测不出强度极限 。b

4、拉伸：拉伸：与无明显的线性关系，拉断前应变很小.只能测得。抗拉强度差。弹性模量E以总应变为0.1%时的割线斜率来度量。破坏时沿横截面拉断。b脆性材料脆性材料b拉伸拉伸1 铸铁拉伸时的应力-应变曲线脆性材料脆性材料bb压缩：压缩： ，适于做抗压构件。破坏时破裂面与轴线成45 55。bb)0 .50 .4(1 铸铁压缩时的力学性能强度指标强度指标脆性材料韧性金属材料塑性材料塑性材料s脆性材料脆性材料b锰钢强铝退火球墨铸铁ob0.2%2 . 0o确定的方法是:在轴上取0.2的点,对此点作平行于曲线的直线段的直线（斜率亦为E）,与曲线相交点对应的应力即为0.2.名义屈服极限0.2的确定混凝土混凝土木材

5、木材玻璃钢塑性材料冷作硬化后，材料的力学性能发生了变化。试判断以下结论哪一个是正确的：（A）屈服应力提高，弹性模量降低；（B）屈服应力提高，塑性降低；（C）屈服应力不变，弹性模量不变；（D）屈服应力不变，塑性不变。正确答案是（ ）低碳钢材料在拉伸实验过程中，不发生明显的塑性变形时，承受的最大应力应当小于的数值，有以下4种答案，请判断哪一个是正确的：（A）比例极限；（B）屈服极限；（C）强度极限；（D）许用应力。正确答案是（ ）BB关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，请判断哪一个是正确的：（A）应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；（B）应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；（C）应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效；（D）应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效。正确答案是（ ）C关于 有如下四种论述，请判断哪一个是正确的：（A）弹性应变为0.2%时的应力值；（B）总应变为0.2%时的应力值；（C）塑性应变为0.2%时的应力值；（D）塑性应变为0.2时的应力值。正确答案是（ ）2 . 0 CD关于材料的力学一般性能，有如下结论，请判断哪一个是正确的：（A）脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力；（B）脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力；（C）塑性材料的抗拉能力高于其抗压能力；（D）脆性材料的抗拉能力等于其抗压能力。正确答案是（ ）A低碳钢加载卸