材料力学(刘鸿文)第02章02、材料力学性能

1、1第二章第二章轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩上节重点上节重点你还记得吗？你还记得吗？n1、截面法求解内力2本节重点本节重点你准备好了吗？你准备好了吗？n1、低碳钢和铸铁的力学性能有何区别？342-4 2-4 材料在拉伸时的力学性能材料在拉伸时的力学性能n弹簧弹簧: : 力小时力小时, ,正比关系正比关系 力过大力过大, ,失去弹性失去弹性 胡克定律胡克定律 反映的只是一个阶段的受力性能反映的只是一个阶段的受力性能n现在要研究材料的整个力学性能（应力现在要研究材料的整个力学性能（应力 - -应变关系）应变关系）：从受力很小从受力很小破坏破坏5 一、一、 低碳钢拉伸时的力学性能低碳钢拉伸时的力学性能

2、 （含碳量（含碳量0.3%的碳素钢）的碳素钢）n要反映同试件几何尺寸无关的特性要反映同试件几何尺寸无关的特性n要标准化要标准化 形状尺寸形状尺寸 试件的试件的 加工精度加工精度 试验条件试验条件国家标准规定国家标准规定金属拉伸试验方法金属拉伸试验方法（GB228-87） 6 ddl105试验方法试验方法 拉力拉力 P P 从从 0 0 渐增渐增 ll 标距标距 的伸长的伸长 随之渐增随之渐增lp 得得 曲线（拉伸图）曲线（拉伸图）7为使材料的性能同几何尺寸无关：为使材料的性能同几何尺寸无关： 将将 p 除以除以 A = 名义应力名义应力 将将伸长伸长 除以除以标距标距 = 名义应变名义应变从而

3、得从而得 应力应变图，即应力应变图，即 曲线曲线 8试验仪器：万能材料试验机；试验仪器：万能材料试验机；9es1011n弹性阶段弹性阶段 tan E,pEs b 延伸率延伸率 %1001 AAA % 1001 lll n强化阶段强化阶段 n局部变形阶段局部变形阶段 截面收缩率截面收缩率 n屈服阶段屈服阶段 12n这两个值这两个值材料塑性标志材料塑性标志 卸载定律卸载定律冷作硬化冷作硬化 值越大，塑性越强值越大，塑性越强 对于低碳钢对于低碳钢% 5 塑性塑性 % 3020 % 8060 % 5 脆性脆性 13卸载与重新加载行为卸载与重新加载行为卸载卸载卸载定律：在卸载过程中，应力与应变满足线性关

4、系。卸载定律：在卸载过程中，应力与应变满足线性关系。14卸载与再加载行为卸载与再加载行为再加载再加载E断裂断裂冷作冷作( (应变应变) )硬化现象：应力超过屈服极限后卸载，再次加载，材料硬化现象：应力超过屈服极限后卸载，再次加载，材料的比例极限提高，而塑性降低的现象。的比例极限提高，而塑性降低的现象。1516三、其它材料拉伸时的力学性能三、其它材料拉伸时的力学性能1、塑性材料塑性材料看书看书 P23，观察各有几个阶段？，观察各有几个阶段？没有明显屈服阶段的没有明显屈服阶段的 把塑性应变把塑性应变 0.2%对应的应力对应的应力称为名义屈服称为名义屈服极限，表示为极限，表示为2 . 0 172、脆

5、性材料、脆性材料（铸铁）铸铁）18铸铁拉伸时的力学性能铸铁拉伸时的力学性能1）应力）应力应变关系微弯曲线，没有直线阶段应变关系微弯曲线，没有直线阶段2）只有一个强度指标）只有一个强度指标 结论结论脆性材料脆性材料 处理处理以以 O-A 割线的斜率作为弹性模量割线的斜率作为弹性模量 A为曲线上为曲线上1/4点点b b 3）拉断时应力、变形较小）拉断时应力、变形较小192-5材料在压缩时的力学性能材料在压缩时的力学性能n避免被压弯，试件一般为很短的圆柱避免被压弯，试件一般为很短的圆柱 高度高度/直径直径 =1.5 31低碳钢压缩时的曲线低碳钢压缩时的曲线n屈服前与拉伸时大致相同屈服前与拉伸时大致相同n只会压扁，不会压断。只会压扁，不会压断。20212铸铁压缩时的曲线铸铁压缩时的曲线较小变形下突然破坏，破坏断面约较小变形下突然破坏，破坏断面约45度度2223几个补充问题几个补充问题: :1. 1. 圣维南原理圣维南原理(p16)(p16)mkmax如用与外力系等效的合力代替原力系,则除在原力系作用区域内横截面上的应力有明显差别外,在离外力作用区域略远处（距离约等于截面尺寸）, 上述代替的应力影响就非常小,可以略去不计.2