材料拉伸时的力学性能

1、2.4 2.4 材料拉伸时的力学性能材料拉伸时的力学性能 力学力学性能性能：材料在外力作用下材料在外力作用下, ,表现出的表现出的变变形形和和破坏破坏方方 面的特面的特性。性。承载能力承载能力（与什么有关？）（与什么有关？） 不仅与构件横截面的不仅与构件横截面的形状形状、尺寸尺寸有关，更与材料的有关，更与材料的力学性能力学性能有关有关试样和实验条件试样和实验条件试样标距：试样标距：塑性材料：低碳钢塑性材料：低碳钢常温、静载常温、静载脆性材料：铸铁脆性材料：铸铁在外力作用下，产生较显著变形而不破坏的材料，称为在外力作用下，产生较显著变形而不破坏的材料，称为塑性材料塑性材料在外力作用下，发生微小变

2、形就破坏的材料，称为在外力作用下，发生微小变形就破坏的材料，称为脆性材料脆性材料 试样材料：试样材料：实验设备：实验设备：一、低碳钢的拉伸一、低碳钢的拉伸曲线受试样的曲线受试样的横截面面积、长度横截面面积、长度影响影响曲线形状相同曲线形状相同应力应力-应变图应变图低碳钢的拉伸实验低碳钢的拉伸实验低碳钢拉伸破坏的四个阶段低碳钢拉伸破坏的四个阶段1 1、弹性阶段、弹性阶段oaboab发生的变形均为发生的变形均为弹性变形弹性变形弹性极限弹性极限是材料只出现弹性变形的极值是材料只出现弹性变形的极值b点点:a点：点：直线的斜率直线的斜率工程中不严格区分；工程中不严格区分；理论研究时要严格区分理论研究时要

3、严格区分2 2、 屈服阶段（塑性流动阶段）屈服阶段（塑性流动阶段）bcbc失去抵抗变形的能力失去抵抗变形的能力3 3、强化阶段、强化阶段cdcd4 4、局部变形阶段、局部变形阶段dede（颈缩阶段）（颈缩阶段）延伸率越大，延伸率越大，材料的塑性性能越材料的塑性性能越？断面收缩率越大，断面收缩率越大，材料的塑性性能越材料的塑性性能越?是一种塑性性能很好的材料是一种塑性性能很好的材料好好好好6 6、 卸载定律及冷作硬化卸载定律及冷作硬化为什么？为什么？试件在强化阶段出现了塑性变形试件在强化阶段出现了塑性变形k kg gh hm m与未卸载直接拉断的试样相比：与未卸载直接拉断的试样相比：比例极限比例

4、极限提高了提高了与未卸载的试样相比：与未卸载的试样相比：比例极限增加比例极限增加塑性性能降低，脆性增加塑性性能降低，脆性增加二、二、 其它塑性材料拉伸时的力学性质其它塑性材料拉伸时的力学性质铜铜黄铜黄铜高碳钢高碳钢2.5 2.5 材料压缩时的力学性能材料压缩时的力学性能试件试件粗短试件：粗短试件：避免被压弯避免被压弯一、一、 塑性材料（低碳钢）的压缩塑性材料（低碳钢）的压缩低碳钢被越压越扁，而且不会被压坏，低碳钢被越压越扁，而且不会被压坏，所以低碳钢压缩实验要及时卸载，以免机器破坏所以低碳钢压缩实验要及时卸载，以免机器破坏低碳钢的压缩曲线低碳钢的压缩曲线弹性模量弹性模量E、屈服极限、屈服极限相

5、同的相同的塑性材料的抗拉压强度相等塑性材料的抗拉压强度相等试件越压越扁，试件越压越扁，抗压能力继续增加，抗压能力继续增加，得不到强度极限得不到强度极限对于塑性材料：通过拉伸实验即可测得主要性能对于塑性材料：通过拉伸实验即可测得主要性能 不需要进行压缩实验不需要进行压缩实验二、二、 脆性材料（铸铁）的压缩脆性材料（铸铁）的压缩obtbc由由最大切应力最大切应力引起引起抗压不抗拉抗压不抗拉既然塑性材料的拉压强度相同，既然塑性材料的拉压强度相同，为什么一般只作为受拉构件，而为什么一般只作为受拉构件，而不作为受压构件使用呢？不作为受压构件使用呢？经济经济脆性材料价格低廉脆性材料价格低廉机床受压零部件：

6、床身机床受压零部件：床身椅子腿椅子腿2.5 2.5 材料压缩时的力学性能材料压缩时的力学性能塑性应变塑性应变脆性材料：强度极限塑性材料：屈服极限由交变载荷引起的疲劳失效2.7 2.7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算确定最小横截面确定最小横截面确定最大载荷确定最大载荷判断是否满足强度要求判断是否满足强度要求NFA AFNmax2 2、设计截面：、设计截面：例题例题2.42.4油缸盖与缸体采用油缸盖与缸体采用6 6个螺栓连接。已知油缸内径个螺栓连接。已知油缸内径D=350mmD=350mm，油压，油压p=1MPap=1MPa。螺栓许用应力。螺栓许用应力=40MPa=40MPa，

7、求螺栓的内径。求螺栓的内径。pDF24每个螺栓承受轴力为总压力的每个螺栓承受轴力为总压力的1/61/6解：解： 油缸盖受到的力油缸盖受到的力根据强度条件根据强度条件 AFNmax 22.6mmm106 .22104061035. 0636622pDd即螺栓的轴力为即螺栓的轴力为pDFFN2246 NFA得得 24422pDd即即螺栓的直径为螺栓的直径为Dp2.7 2.7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算例题例题2.52.5 ACAC为为505050505 5的等边角钢，的等边角钢，ABAB为为1010号槽钢，号槽钢，=120MPa=120MPa。确定许可载荷。确定许可载荷F F

8、。FFFN2sin/1解：解：1 1、计算轴力（设斜杆为、计算轴力（设斜杆为1 1杆，水平杆杆，水平杆为为2 2杆）用截面法取节点杆）用截面法取节点A A为研究对象为研究对象FFFNN3cos12 0yF 0 xF0cos21NNFF0sin1 FFN2 2、根据斜杆的强度，求许可载荷、根据斜杆的强度，求许可载荷 kN6 .57N106 .57108 . 4210120212134611AFA AF F1NF2NFxy查表得斜杆查表得斜杆ACAC的面积为的面积为A A1 1=2=24.8cm4.8cm2 2 1112NFFA2.7 2.7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算FFFNN3cos123 3、根据水平杆的强度，求许可载荷、根据水平杆的强度，求许可载荷 kN7 .176N107 .1761074.12210120732. 113134622AFA AF F1NF2NF