材料力学课件：材料在拉伸和压缩时的力学性能

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材料拉伸和压缩时的力学性能§3-1材料拉伸时的力学性能§3-2材料压缩时的力学性能§3-3许用应力§3-4应力集中2试验条件及测试系统1.试验条件：常温(20℃)；静载；标准试件。力学性能：材料在外力作用下表现出的变形、破坏特性。3.1材料拉伸时的力学性能

材料的力学性能←材料的相关力学性能试验。拉伸试件GB/T228-2002典型的塑性材料-低碳钢；典型的脆性材料-铸铁32.测试系统：材料试验机；引伸仪；数据采集与处理系统43.1.1

低碳钢的拉伸试验曲线起始加载试件破断全过程低碳钢：含碳量≤0.3％常温、准静态拉伸低碳钢的拉伸图5低碳钢的应力-应变曲线(

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图)低碳钢的应力-应变曲线低碳钢拉伸的四个阶段：I:弹性阶段II:屈服阶段III:强化阶段IV:局部变形阶段（颈缩）6低碳钢的应力-应变曲线(续)低碳钢的应力-应变曲线四个极限应力：比例极限弹性极限屈服极限强度极限7I弹性阶段

oA比例段:

AB--曲线段:

p--比例极限E--弹性模量

e--弹性极限近似地，

p=

e胡克定律8II屈服（流动）阶段(BC段）

s–屈服极限←塑性材料的失效应力拉伸过的铜-铝单晶体试件屈服强度-当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点，应区分上屈服强度和下屈服强度。ss9III强化阶段

b–强度极限-脆性材料的失效应力-主要的材料强度指标卸载规律HO1O210IV局部变形阶段（颈缩）

材料完全失效颈缩（较大塑性变形）断裂（韧性）低碳钢试件颈缩与断裂11εe–弹性应变εp–塑性应变ε–全应变拉伸应变

123.1.2

材料的两个塑性指标延伸率－脆性、塑性及其相对性截面收缩率－-脆性-塑性-相对性：加载速度、环境温度、应力状态

133.1.3

冷作硬化与冷作时效冷作硬化/冷作时效提高强度，节省材料，但降低塑性。冷作硬化-对加劲钢筋、枪管炮筒、水压机气缸等；

冷作硬化冷作时效冷作时效-建筑施工中钢筋的预应力处理等。143.1.4

其他塑性材料拉伸时的力学性能名义屈服极限－无明显屈服阶段的塑性材料，对应塑性应变为0.2%时的应力值。记作。

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灰口铸铁拉伸时的力学性能

ｂt-铸铁拉伸强度极限割线弹性模量延伸率16例

Q235钢拉伸试样，直径d=10mm，标距l=100mm。当荷载读数为F=10

kN时，测得工作段伸长为

l=0.0607mm，直径缩小为

d=0.0017mm。试求此时横截面上的正应力

，并求出材料的弹性模量E和泊松比

。已知Q235钢的比例极限为

P=200MPa。解：当F=10kN时，横截面上正应力故，材料在线弹性范围内。1718例

某材料拉伸试样的应力-应变曲线如图，试确定：

（1）材料的弹性模量和比例极限；

（2）当应力增加到MPa时，材料的正应变，以及相应的弹性应变和塑性应变。19第3章

材料拉伸和压缩时的力学性能§3-1材料拉伸时的力学性能§3-2材料压缩时的力学性能§3-3许用应力§3-4应力集中203.2

材料压缩时的力学性能低碳钢压缩应力-应变曲线低碳钢拉压性能相同压缩试件金属：圆柱体混凝土：立方体21灰口铸铁压缩应力-应变曲线3.2

材料压缩时的力学性能（续）铸铁拉、压性能不同

抗压能力高于抗拉

脆性材料宜承压脆性材料特性思考

-为何铸铁试件压缩破坏断面的法线与轴线大致成45~55夹角？22灰口铸铁压缩应力-应变曲线思考

-为何铸铁试件压缩破坏断面的法线与轴线大致成45~55夹角？低碳钢

铸铁23第3章

材料拉伸和压缩时的力学性能§3-1材料拉伸时的力学性能§3-2材料压缩时的力学性能§3-3许用应力§3-4应力集中243.3

许用应力安全系数的影响因素许用应力：n极限应力：安全系数：－实际结构与计算简图的差异；－载荷估计的准确性；－材料性质的差异；－计算理论的近似性，等等安全/经济25第3章

材料拉伸和压缩时的力学性能§3-1材料拉伸时的力学性能§3-2材料压缩时的力学性能§3-3许用应力§3-4应力集中263.4应力集中应力集中系数应力集中现象