材料的拉伸性能2

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材料力学性能-第2版课后习题答案

第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。

2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。

3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。

4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。

11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变2、说明下列力学性能指标的意义。

答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数【P15】3、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：主要决定于原子本性和晶格类型。

合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。

组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏感。

【P4】4、现有45、40Cr 、35 CrMo 钢和灰铸铁几种材料，你选择哪种材料作为机床起身，为什么？选灰铸铁，因为其含碳量搞，有良好的吸震减震作用，并且机床床身一般结构简单，对精度要求不高，使用灰铸铁可降低成本，提高生产效率。

5、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。

为什么脆性断裂最危险？【P21】答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。

6、何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。

材料力学性能(2)应力应变曲线

拉伸试验得到的应力应变，通常是指工程应力和工程应变，用于计算应力应变的横截面积和长度，是未变形的初始横截面积和初始长度（便于测量）。

与之对应的，还有真应力和真应变，用于计算应力应变的横截面积和长度，是变形后的横截面积和长度。

在应力低于比例极限的情况下，应力σ与应变ε成正比，即σ=Εε；式中E为常数，称为弹性模量或杨氏模量，是正应力与正应变的比值，弹性模量的单位与应力的单位相同。

剪切模量的定义与之类似，是切应力与切应变的比值。

金属的应力应变曲线，通常分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、应变硬化阶段和颈缩断裂阶段。

注意：不同的材料，应力应变曲线会有差异，并不是每种材料都会表现出上述四个阶段。

屈服强度材料的屈服强度，是指材料开始发生塑性变形时所对应的应力。

由于不同材料应力应变曲线变化各异，通常很难确定在多大的应力下，材料开始屈服。

实际应用中，也会用到以下几种定义屈服点的方式：弹性极限（Elastic Limit）The lowest stress at which permanent deformation can be measured. 能检测到塑性变形的最小应力。

比例极限（Proportional Limit）The point at which the stress-straincurve becomes nonlinear. 应力-应变曲线开始出现非线性的应力。

很多金属材料的弹性极限和比例极限几乎是一样的。

偏移屈服点（Offset Yield Point 或 Proof Stress）有些材料的应力应变曲线，弹性阶段和塑性阶段之间没有明显的分界点。

可以采用某个指定的很小的塑性应变，通常是0.2%，对应的应力作为屈服点。

真应力和真应变前面拉伸试验得到的工程应力（σ）和工程应变（ε），是基于试件未变形的初始横截面积（A0）和初始长度（L0）计算的。

而实际中，随着载荷的变化，横截面积和长度都是在发生变化的。

(完整版)高分子材料的拉伸性能

《高分子材料的拉伸性能测试》实验指导书一、实验目的1、测试热塑性塑料拉伸性能。

2、掌握高分子材料的应力—应变曲线的绘制。

4、了解塑料抗张强度的实验操作。

二、实验原理拉伸试验是材料最基本的一种力学性能试验方法，可以得到材料的各种拉伸性能，包括拉伸强度、弹性模量、泊松比、伸长率、应力-应变曲线等。

拉伸试验是指在规定的温度、湿度和试验速度下，在试样上沿纵轴方向施加拉伸载荷使其破坏，此时材料的性能指标如下：1.拉伸强度为：(1)式中σ--拉伸强度，MPa;P---破坏载荷（或最大载荷)，N;b---试样宽度，cm;h---试样厚度，cm.2.拉伸破坏(或最大载荷处)的伸长率为： (2)式中ε---试样拉伸破坏(或最大载荷处)伸长率，%;ΔL0-破坏时标距内伸长量，cm;L0---测量的标距，cm,3.拉伸弹性模量为：(3)式中E t---拉伸弹性模量，MPa；ΔP—荷载-变形曲线上初始直线段部分载荷量，N；ΔL0—与载荷增量对应的标距内变形量，cm。

4.拉伸应力-应变曲线如果材料是理想弹性体，抗张应力与抗张应变之间的关系服从胡克定律，即：σ = Eε式中: E－杨氏模量或拉伸模量；σ－应力；ε－应变聚合物材料由干本身长链分子的大分子结构持点，使其具有多重的运动单元，因此不是理想的弹性体，在外力作用下的力学行为是一个松弛过程，具有明显的粘弹性质。

拉伸试验时因试验条件的不同，其拉伸行为有很大差别。

起始时，应力增加，应变也增加，在A点之前应力与应变成正比关系，符合胡克定律，呈理想弹性体。

A点叫做比例极限点。

超过A点后的一段，应力增大，应变仍增加，但二者不再成正比关系，比值逐渐减小；当达到Y点时，其比值为零。

Y点叫做屈服点。

此时弹性模最近似为零，这是一个重要的材料持征点。

对塑料来说，它是使用的极限。

如果再继续拉伸，应力保持不变甚至还会下降，而应变可以在一个相当大的范围内增加，直至断裂。

断裂点的应力可能比屈服点应力小，也可能比它大。

实验一、二拉伸和压缩实验

实验一拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本的实验。

工矿企业、研究所一般都用此类方法对材料进行出厂检验或进厂复检，通过拉伸和压缩实验所测得的力学性能指标，可用于评定材质和进行强度、刚度计算，因此，对材料进行轴向拉伸和压缩试验具有工程实际意义。

不同材料在拉伸和压缩过程中表现出不同的力学性质和现象。

低碳钢和铸铁分别是典型的塑性材料和脆性材料，因此，本次实验将选用低碳钢和铸铁分别做拉伸实验和压缩实验。

低碳钢具有良好的塑性，在拉伸试验中弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段尤为明显和清楚。

低碳钢在压缩试验中的弹性阶段、屈服阶段与拉伸试验基本相同，但最后只能被压扁而不能被压断，无法测定其压缩强度极限bc σ值。

因此，一般只对低碳钢材料进行拉伸试验而不进行压缩试验。

铸铁材料受拉时处于脆性状态，其破坏是拉应力拉断。

铸铁压缩时有明显的塑性变形，其破坏是由切应力引起的，破坏面是沿45︒～55︒的斜面。

铸铁材料的抗压强度bc σ远远大于抗拉强度b σ。

通过铸铁压缩试验观察脆性材料的变形过程和破坏方式，并与拉伸结果进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响。

一、实验目的1．测定低碳钢的屈服极限s σ（包括sm σ、sl σ），强度极限b σ，断后伸长率δ和截面收缩率ψ；测定铸铁拉伸和压缩过程中的强度极限b σ和bc σ。

2．观察低碳纲的拉伸过程和铸铁的拉伸、压缩过程中所出现的各种变形现象，分析力与变形之间的关系，即P —L ∆曲线的特征。

3．掌握材料试验机等实验设备和工具的使用方法。

二、实验设备和工具1．液压摆式万能材料试验机。

2．游标卡尺(0.02mm)。

三、拉伸和压缩试件材料的力学性能sm s σσ(、sl σ）、b σ、δ和ψ是通过拉伸和压缩试验来确定的，因此，必须把所测试的材料加工成能被拉伸或压缩的试件。

试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有一定影响。

为了减少这种影响和便于使各种材料力学性能的测试结果可进行比较，国家标准对试件的尺寸和形状作了统一的规定，拉伸试件应按国标GB ／T6397—1986《金属拉伸试验试样》进行加工，压缩试件应按国标GB ／T7314—1987《金属压缩试验方法》进行加工。

金属材料的拉伸与压缩试验2

碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验（实验一）一、实验目的1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限s σ，强度极限b σ，延伸率δ和断面收缩率ψ，测定铸铁拉伸时的强度极限b σ。

2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象，并进行比较，使用绘图装置绘制拉伸图（P-ΔL 曲线）。

二、实验设备微机控制电子万能材料试验机、液压式万能材料试验机、游标卡尺。

三、实验试祥1. 为使各种材料机械性质的数值能互相比较，避免试件的尺寸和形状对试验结果的影响，对试件的尺寸形状GB6397-86作了统一规定，如图1所示：图1用于测量拉伸变形的试件中段长度（标距L 0）与试件直径d 。

必零满足L 0／d 0=10或5，其延伸率分别记做和δ10和δ52、压缩试样：低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般做成很短的圆柱形，避免压弯，一般规定试件高度h 直径d 的比值在下列范围之内：1≤d h≤3为了保证试件承受轴向压力，加工时应使试件两个端面尽可能平行，并与试件轴线垂直，为了减少两端面与试验机承垫之间的摩擦力，试件两端面应进行磨削加工，使其光滑。

四、实验原理图2为试验机绘出的碳钢拉伸P-△L 曲线图，拉伸变形ΔL 是整个试件的伸长，并且包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动，故绘出的曲线图最初一段是曲线，流动阶段上限B ‘受变形速度和试件形式影响，下屈服点B 则比较稳定，工程上均以B 点对应的载荷作为材料屈服时的载荷P S ，以试样的初始横截面积A0除PS ，即得屈服极限：0A Ps S =σ图2屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值P b ，时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这时示力盘的从动针停留在P b 不动，主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。

以试样的初始横截面面积A 。

除P b 得强度极限为0A P b b =σ延伸率δ及断面收缩率φ的测定，试样的标距原长为L 0拉断后将两段试样紧密地对接在一起，量出拉断后的标距长为L 1延伸率应为 %100001⨯-=l l l δ断口附近塑性变形最大，所以L 1的量取与断口的部位有关，如断口发生于L ο的两端或在L ο之外，则试验无效，应重做，若断口距L 。

材料在拉压时的力学性能

8
曲线
（4）颈缩阶段DE 应力达到强度极限后，试件的变形开始集中在最弱横截面
附近的局部区域内，出现颈缩现象。
由于局部区域横截面面积显著减小，使试样继续伸长所需的载荷也随之下降，应力-应变关系曲线中用F / A 表示的应力也随之下降，到E 点，试件在颈缩处断裂。试件拉断后，断口呈杯锥状。
试件与设备
压缩标准试件拉伸标准试样
d h
h = (1.5—3.0)d
l 10d 或 l 5d
2
试验设备——万能试验机
变形传感器
工程上材料的品种很多，下面以低碳钢和铸铁为主要代表，介绍材料在拉伸时的力学性能
3
一、材料在轴向拉伸时的力学性能低碳钢轴向拉伸时的力学性能拉伸试验与拉伸图 ( F-Dl 曲线 )
压
拉
b
o

铸铁压缩时的曲线和破坏形状
15
总
结
衡量材料的力学性能的指标主要有：
p , e, s , b , E , ,
衡量材料强度的指标：
s, b
对塑性材料，把屈服极限 s 作为材料的极限应力对脆性材料，把强度极限 b 作为材料的极限应力衡量材料塑性的指标：
,
17
13
二、材料在轴向压缩时的力学性能
1、低碳钢轴向压缩时的力学性能低碳钢是典型的塑性材料,其压缩时的曲线如图所示。最初阶段应力与应变成正比关系，其压缩时的弹性模量、比例极限及屈服极限都与拉伸时基本相同。当应力超过屈服极限后，试件产生显著的横向塑性变形，试件越压越扁，横截面面积不断增大，试样的抗压能力也持续增强，如果材料 o 塑性好的话，可被压成扁圆盘而仍不断裂，因此得不到压缩时的强度极限。

BS EN ISO 527-2-1996 塑料拉伸性能的测定第2部分模压和挤压塑料试验条件

塑料的拉伸性能的测定第二部分：模压和挤压塑料的测试条件具有与英国标准等同地位的欧洲标准EN ISO 527-2:1996。

重要备注：在阅读本方法之前，请务必先阅读BS 2782-0标准，介绍，分别发行。

委员会对于英国标准的责任本版本的英国标准的修订，是委托给塑料橡胶委员会（PRM/-）和科技委员会PRM/21，因此，此版本的英国标准代表了下面成员体：英国塑料联合会英国纺织品同盟环境部（建筑研究机构）工业贸易部（国家物理研究所中心）电子电气协会（BEAMA有限公司）GAMBICA(BEAMA有限公司)材料协会国防部包装和工业薄膜协会PIRA国际组织Pipra科技有限公司在塑料橡胶标准委员会的指导下，英国标准已经修订就绪并在标准化董事会的主持下已经出版，将于1994年1月15日正式生效。

BS EN ISO 527-2:1996 委员会责任封面内页国家前言Ⅱ目录页码前言------------------------------------------------------------------------21 范围---------------------------------------------------------------------32 引用标准---------------------------------------------------------------33 原理---------------------------------------------------------------------34 定义---------------------------------------------------------------------35 装置---------------------------------------------------------------------36 试样---------------------------------------------------------------------37 测试样品数量---------------------------------------------------------48 测试环境---------------------------------------------------------------49 过程---------------------------------------------------------------------410 计算结果及总结----------------------------------------------------411 精度-------------------------------------------------------------------412 实验报告-------------------------------------------------------------4 附录A（规范）小型样片----------------------------------------------6 附录ZA（标准）国际出版物与欧洲相关出版物引用标准-------------------------------------------------------------------------------8 图一---测试样片外形1A和1B---------------------------------------5 图A.1---测试样片的外形1BA和1BB-----------------------------6 图A.2---测试样片的外形5A和5B----------------------------------7 参考文献------------------------------------------------------------内封底国家前言这个英国标准为技术委员会PRI/21所修订，为EN ISO 527-2:1996的官方英语版本，名为：塑料-拉伸性能的测定，第二部分：模压和挤压塑料实验条件。

金属材料拉伸试验第2部分

金属材料拉伸试验第2部分拉伸试验是金属材料力学性能测试中最常用的一种试验方法。

在拉伸试验中，金属试样在一定的载荷下被拉伸，以测定其在不同应变下的应力变化情况，从而得出其力学性能参数。

本文将继续介绍拉伸试验的相关内容。

1. 试验方法拉伸试验通常采用万能试验机进行，试样的形状和尺寸应符合标准规定。

试样应在试验机上夹紧，以保证试样在拉伸过程中不会滑动或扭曲。

试验时应控制试样的变形速率，通常为每分钟1-5mm。

试验过程中应记录试样的载荷和变形量，并绘制载荷-变形曲线。

2. 试验结果拉伸试验的主要结果包括屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率等。

屈服强度是指试样开始出现塑性变形时的应力值，抗拉强度是指试样断裂时的最大应力值。

伸长率是指试样在断裂前的长度与断裂后长度之比，反映了金属材料的延展性能。

断面收缩率是指试样断裂后断面收缩的程度，反映了金属材料的收缩性能。

3. 影响因素拉伸试验结果受多种因素影响，其中最主要的因素是试样的材料和形状。

不同材料的金属试样在拉伸试验中表现出不同的力学性能。

试样的形状和尺寸也会影响试验结果，通常采用标准试样以保证试验结果的可比性。

试验条件如变形速率、试验温度等也会对试验结果产生影响。

4. 应用领域拉伸试验是金属材料力学性能测试中最常用的一种试验方法，广泛应用于金属材料的研究和生产中。

拉伸试验结果可以用于材料的质量控制、产品设计和材料选择等方面。

在航空航天、汽车、建筑等领域中，拉伸试验也是必不可少的一项测试。

总之，拉伸试验是金属材料力学性能测试中最常用的一种试验方法，通过测定金属试样在不同应变下的应力变化情况，得出其力学性能参数。

拉伸试验结果可以用于材料的质量控制、产品设计和材料选择等方面，是金属材料研究和生产中必不可少的一项测试。

材料拉伸试验

材料拉伸试验
材料拉伸试验是一种常见的材料力学性能测试方法，通过对材料进行拉伸加载，来研究材料的拉伸性能和力学行为。

这种试验方法可以帮助工程师和研究人员了解材料的强度、韧性、延展性等重要性能指标，对于材料的选用、设计和加工具有重要意义。

在进行材料拉伸试验时，需要准备一根标准试样，通常为圆形或矩形截面的试样。

试样的两端分别固定在拉伸试验机的上下夹具上，施加拉力使试样产生拉伸变形。

在试验过程中，可以通过测试软件实时记录试样的载荷-位移曲线，从而得到
材料在拉伸过程中的力学性能参数。

拉伸试验的结果通常包括材料的屈服强度、抗拉强度、断裂强度、断裂伸长率
等指标。

其中，屈服强度是材料在拉伸过程中开始发生塑性变形的临界点，抗拉强度是材料抵抗拉伸破坏的能力，断裂强度是材料在拉伸过程中最大的抗拉应力，断裂伸长率是材料在拉伸破坏前的延展性能指标。

通过材料拉伸试验可以得到材料的力学性能参数，帮助工程师和研究人员了解
材料的力学行为和应用特性。

在工程设计中，合理选择材料并了解其力学性能是至关重要的，可以有效避免因材料强度不足或延展性能不佳而导致的工程事故。

总之，材料拉伸试验是一种重要的材料力学性能测试方法，通过对材料进行拉
伸加载，可以得到材料的力学性能参数，为工程设计和材料选用提供重要参考。

希望工程师和研究人员能够充分利用这一方法，深入研究材料的力学行为，推动材料科学与工程领域的发展。

材料拉伸、压缩时的力学性能-2详解

1 哪种强度最好？ 2
哪种刚度最好？ 3
哪种塑性最好？
请说明理论依据？
用这三种材料制成同尺寸拉杆，请回答如下问题：
失效、安全因素和强度计算
• 由上节的试验可知，对于脆性材料，当应力达到其强度极限时，构件会断裂而破坏；对于塑性材料，当应力达到屈服极限时，将产生显著的塑性变形，常会使构件不能正常工作。工程中，把构件断裂或出现显著的塑性变形统称为破坏。材料破坏时的应力称为极限应力
失效：由于材料的力学行为而使构件丧失正常功能的现象。
拉压构件材料的失效判据：
塑性材料
max= u= s
脆性材料拉
max= u拉= b拉
脆性材料压
max= u压= b压
I. 材料的拉、压许用应力
塑性材料： [ ] s 或 [ ] 0.2 ,
ns
ns
其中，ns——因数对应于屈服极限的安全
FN A
得
A
FN
即
d 2
4
D2 p24 来自螺栓的直径为d
D2 p
6
3502 1 22.6mm 6 40
A
(2) 截面选择： A FN,max
[ ]
(3) 许可荷载的确定:FN,max=A[]
例2-7-1 已知一圆杆受拉力P =25 k N ，许用应力
[]=170MPa ，直径 d =14mm，校核此杆强度。
解：① 轴力：FN = P =25kN
②应力： max
FN A
4 25 103 3.14 14 2
第三节材料拉伸、压缩时的力学性能
国家标准《金属拉伸试验方法》（GB228-2002）
一
试件和实验条

材料力学实验指导书

材料力学实验指导书目录序言0 实验一金属材料拉伸实验 2 实验二金属材料扭转实验9 实验三纯弯曲梁正应力电测实验16 附件：1、实验报告册封面2、材料力学实验要求3、实验报告要求序言材料力学实验是材料力学的重要支柱之一。

材料力学从理论上研究工程结构构件的应力分析和计算，并对构件的强度、刚度和稳定性进行设计或校核其可靠性。

材料力学实验从实验角度为材料力学理论和应用提供实验支持。

一、材料力学实验由三部分组成：1、材料的力学性能测定。

材料的力学性能是指在力的作用下，材料的变形、强度等方面表现出的一些特征，如弹性模量、弹性极限、屈服极限、强度极限、疲劳极限、冲击韧度等。

这些强度指标或参数是构件强度、刚度和稳定性计算的依据，而他们一般通过实验来测定。

此外，材料的力学性能测定又是检验材质、评定材料热处理工艺、焊接工艺的重要手段。

随着材料科学的发展，各种新型材料不断涌现，力学性能测定是研究新型材料的重要手段。

材料的力学性能测定一般是通过对标准试样加载至破坏，记录其应力-应变关系曲线（扭转破坏时记录其扭矩-扭转角或剪应力-剪应变曲线），测定材料的一些力学性能特征指标，如弹性模量、弹性极限、屈服极限、强度极限、冲击韧度等；因此，学会记录材料的应力-应变关系曲线成为材料力学性能实验的一项重要任务。

2、验证已建立的理论。

材料力学的一些理论是以某些假设为基础的，例如杆件的弯曲理论是以平面假设为基础。

用实验验证这些理论的正确性和适用范围，有助于加深对理论的认识和理解。

实验是验证、修正、发展理论的必要手段，是揭示材料受力、变形过程本质的重要方法。

3、应力分析实验。

某些情况下，如因构件形状不规则、受力复杂或精确地边界条件难以确定等，应力分析计算难以获得准确结果。

这时，采用如电测实验应力分析方法可以直接测定构件的应力。

应力分析实验主要是对构件形状不规则、受力复杂或边界条件很难确定、计算法难以得到准确结果的情况，用实验方法测定构件的应力。

实验5 拉伸性能测定 (2)

试验五拉伸性能测定一、目的要求1. 明确试验条件。

2. 测试热塑性塑料和玻璃纤维增强塑料拉伸性能。

二、原理拉伸试验是最基本的一种力学性能试验方法。

测定塑料、玻璃纤维织物增强塑料板材和短切玻璃纤维增强塑料的拉伸性能，包括拉伸强度、弹性模量、泊松比、伸长率、应力－应变曲线等。

拉伸试验是指在规定的温度、湿度和试验速度下，在试样上沿纵轴方向施加载荷使其破坏，此时材料的性能指标如下：1. 拉伸强度为hb P t ⋅=σ 式中 t σ——拉伸强度，Mpa ；P ——破坏载荷（或最大载荷），N ；b ——试样宽度，cm ；h ——试样厚度，cm 。

2. 拉伸破坏（或最大载荷处）的伸长率为1000⨯∆=L L b t ε 式中 t ε——试样拉伸破坏（或最大载荷处）伸长率，％；b L ∆——试样破坏时（或最大载荷处）标距0L 内伸长量，cm ； 0L ——测量的标距，cm 。

3．拉伸弹性模量为t E ＝L h b PL ∆⋅⋅∆⋅0式中 t E ——拉伸弹性模量，Mpa ；P ∆——载荷－变形曲线上初始直线段的载荷增量，N ；L ∆ ——与载荷增量P ∆对应的标距0L 内的变形增量，cm 。

4. 泊松比为μ ＝12εε-式中 μ——泊松比；21,εε ——分别为载荷增量P ∆对应的纵向应变和横向应变。

222111/,/L L L L ∆=∆=εε式中 21,L L ——分别为纵向和横向的测量标距，cm21,L L ∆∆——分别为与载荷增量P ∆对应的标距21,L L 的变形增，cm5. 拉伸应力－应变曲线图玻璃纤维增强塑料拉伸应力－应变曲线由折线组成，折线的拐点出现在强度极限的三分之一处附近，试样拉伸过程达到此处时，可听到有开裂声，并伴随在试样表面上出现白斑。

由于折线的存在，就形成了所谓第一弹性模量和第二弹性模量问题。

形成第二弹性模量是复合材料的特点，这主要是由于在受力状况下树脂和纤维延伸率不同，在界面处出现开裂（热固性树脂延伸率仅1％左右，玻璃纤维延伸率：有碱纤维为2.7％，无碱纤维为3％），此时复合材料中有缺陷的纤维先行断裂，致使纤维总数少于起始状态，相应每根纤维上受力增加，形变也就增加，这是弹性模量降低的缘故。

材料拉伸知识点总结

材料拉伸知识点总结一、材料拉伸的概念材料的拉伸是指将材料沿着其长度方向施加外力，使其受到拉力而发生变形的过程。

在拉伸过程中，材料会发生延伸、变形和断裂等现象。

材料的拉伸性能直接影响到材料的工程应用，因此对材料的拉伸性能进行研究具有重要的意义。

二、材料拉伸的力学性质1. 弹性模量弹性模量是材料在受到拉力时，在弹性范围内所表现的抗拉性能。

它是材料在拉伸过程中产生弹性变形的能力的量度。

弹性模量越大，材料的抗拉性能越好。

2. 屈服强度材料受到拉力作用时，在允许弹性变形的情况下所能承受的最大拉力。

超过这一点之后，材料将出现塑性变形，即产生塑性流动。

屈服强度是材料抗拉性能的一个重要指标。

3. 断裂强度材料在拉伸过程中最终发生断裂的强度。

断裂强度是材料抗拉性能的一个重要指标，可以用来评估材料的结构强度和安全性。

4. 延伸率材料在拉伸过程中产生塑性变形的能力。

通常用百分数来表示，即拉伸前后的长度差除以拉伸前的长度乘以100%。

延伸率越大，材料的抗拉性能越好。

5. 断裂伸长率材料在拉伸断裂之前的延伸率。

断裂伸长率是一个重要的拉伸性能指标，反映了材料的延伸性能。

三、材料拉伸的影响因素1. 材料的组织结构材料的晶粒大小、晶粒形状、晶粒方向等组织结构对材料的拉伸性能有重要影响。

通常情况下，晶粒越小、结构越致密，材料的拉伸性能越好。

2. 材料的成分材料的化学成分对其拉伸性能有很大的影响。

不同的合金元素、杂质元素会改变材料的晶体结构、力学性能和抗拉性能。

3. 加工工艺材料的热处理、冷加工、热轧、冷轧等加工工艺会影响材料的晶粒大小、晶格位错密度以及晶粒形状，进而影响材料的拉伸性能。

4. 温度温度对材料的塑性变形、断裂性能、晶界强度等方面都有影响。

通常情况下，升高温度会使材料的延伸性能增加，但断裂性能降低。

5. 拉伸速度拉伸速度会影响材料的延伸率、延伸速度敏感性、屈服强度等性能。

通常情况下，拉伸速度越大，材料的延伸率越小，延伸速度敏感性越大。

材料力学2 拉伸

2
2
FN1 1
F, 3
FN2 1
F 3
FN1 1 23 F,
FN2

2 1
3
F
第二章拉伸、压缩与剪切
按AC
FN1

A1

1

200160

32kN

F

1

1

2
3

FN1

1

2
3

32

61.8kN
按BC
FN2

A2

2

300100

30kN
# 应力－应变图
e
F
e
d
d c
f
c
f
b a
ab
O F-Dl曲线
Dl O
– 曲线
Dl l
第二章拉伸、压缩与剪切
变形的四个阶段
① 弹性阶段 oa ab
滑移线

② 屈服阶段
c
屈服现象：应力不增加， b
应变不断增加的现象
a
e f
③ 强化阶段 ce
④ 局部变形阶段 ef
O
弹性屈服强化
F l l1
b1 b
# 横向应变 Db
b
# 试验结果表明，当 < p 时，

称为泊松比，是一个材料常数，无量纲
或写成（负号表示横向与轴向变形的方向相反）
第二章拉伸、压缩与剪切
E 最重要的两个材料弹性常数
几种常用材料的 E 和的值
材料名称

材料的拉伸性能2..

材料的拉伸性能
1.1 前言 1、拉伸性能: 通过拉伸试验可测材料的弹性、强度、延性、应变硬化和韧度等重要的力学性能指标，它是材料的基本力学性能。
2、拉伸性能的作用、用途： a.在工程应用中，拉伸性能是结构静强度设计的主要依据之一。 b.提供预测材料的其它力学性能的参量，如抗疲劳、断裂性能。（研究新材料，或合理使用现有材料和改善其力学性能时，都要测定材料的拉伸性能）
图1-2 低碳钢的工程应力一工程应变曲线
拉伸图
拉伸曲线
拉伸图----加载后标距间的长度变化量l 载荷P关系曲线拉伸曲线----应力应变曲线工程应力――载荷除以试件的原始截面积即得工程应力，σ=P／A0 工程应变――伸长量除以原始标距长度即得工程应变e，e=Δl／l0
Stress (MPa)
ss 92.9arcsinh(2.81103 Z 0.179 )
ds 92.9arcsinh(9.14 104 Z 0.208 )
103 0.195 exp(2.021104 / RT )
Predicted Data Experimental Data
半组合式曲轴的制造工艺过程：
曲拐的制造
浇铸钢锭
顶锻镦粗
拔长
开坯成型
弯锻曲拐
压扁精整
热处理
轴颈的制造浇铸钢锭
机加工
开坯成型
曲拐毛坯
锻造
机加工
主轴毛坯
曲拐毛坯曲拐的组合主轴毛坯
加热红套
精加工
曲轴锻造的核心技术曲拐形状复杂，尺寸大，是生产曲轴的关键，实际上，半组合曲轴毛坯的制造关键就是曲拐毛坯的锻造成形技术。
2.拉伸实验中注意的问题
a. 拉伸加载速率较低,俗称静拉伸试验。 d / dt 1 ~ 10 MPa / s

各种拉伸试样尺寸

课题组常用的几种拉伸试样形状与尺寸图1焊缝纵向拉伸试样尺寸，用于测试焊缝纵向拉伸性能，厚度可根据实验情况改动，标距15mm适用于一楼检测中心的拉伸实验机,图2焊区接头大拉伸试样尺寸，用于测试焊区横向宏观拉伸性能，标距30, 适用于一楼检测中心的拉伸实验机1.5mm/min图3搅拌区横向拉伸试样尺寸，用于测试搅拌区内材料的拉伸性能，标距2mm,适用于本实验室的微型拉伸实验机图4焊缝纵向拉伸试样尺寸，用于测试焊缝纵向拉伸性能，标距为7mm, 适用于本实验室的微型拉伸试验机注：对于微型拉伸实验机来说，所列试样尺寸只是相对于卡头而言，其具体厚度要结合材料的力学性能和实验机的量程灵活制定.图5镍铝青铜母材室温拉伸样品尺寸二、关于室温拉伸应变速度的确定对于要求伸长率大于5%的材料，当只要求测试抗拉强度时，试验机的速度应设定在每分钟缩减部分长度0.05到0.5m/m之间，换句话说可用引伸计或应变速度仪设定在0.05-0.5m/m/min之间。

三、对于实验结果的修约：（1）小于500MPa的修约至1MPa；（2）500－1000MPa之间的修约到5MPa；（3）大于1000MPa的修约到10MPa；四、关于面积收缩的修约（1）没有特殊规定的，建议0-10%范围内修至0.5%；（2）大于10%的修至1%；五、伸长率的测试（1）对于标距小于50mm时，精确到0.25mm，大于50mm时，精确到0.5mm,精确度0.5%（2）对于要求小于3%的，试验之前后标距精确到0.05mm，以0.2%报镍铝青铜室温拉伸试样倪丁瑞，镍铝青铜搭接区域拉伸试样尺寸，以黑线部分为平行段纵向中线。

倪丁瑞北航Al-Mg-Er材料, 4mm厚母材与焊接试样均采用该尺寸试样2009-9-29。

薄膜双向拉伸实验 (2)

薄膜双向拉伸实验实验背景薄膜双向拉伸实验是材料科学研究中常用的一种方法。

薄膜的双向拉伸性能对其在各种应用中的稳定性和可靠性起着重要作用。

通过对薄膜进行双向拉伸实验可以获得其在不同应变条件下的力学特性，从而评估其性能并优化材料设计。

实验目的本实验旨在通过双向拉伸实验，对薄膜的力学性能进行研究和评估。

具体目标如下： 1. 测试薄膜在不同拉伸应变下的力学性能。

2. 分析薄膜在拉伸过程中的应力-应变关系。

3. 评估薄膜的机械性能，如拉伸强度、断裂伸长率等。

实验原理薄膜双向拉伸实验是通过拉伸薄膜样品来产生应变，然后测量样品在不同应变下的负载力，从而得出应力-应变关系曲线。

一般情况下，实验会采用拉伸机进行测试。

实验步骤如下： 1. 准备薄膜样品：根据实验要求，切割薄膜样品，并确保其尺寸和形状符合要求。

2. 安装样品：将样品夹持在拉伸机上，确保其固定，并调整好距离和角度。

3.拉伸实验设定：根据实验要求，设置拉伸速率、加载范围等参数。

4. 进行实验：启动拉伸机，开始进行拉伸实验。

实时监测和记录拉伸过程中的负载力和伸长量。

5. 结束实验：当样品达到破断点或实验结束条件时，停止拉伸机，完成实验。

数据处理与分析完成实验后，我们可以得到一组实验数据，包括负载力和伸长量的变化。

根据这些数据，我们可以进行如下的数据处理和分析： 1. 绘制应力-应变曲线：根据实验数据，绘制薄膜在拉伸过程中的应力-应变曲线。

横轴为应变，纵轴为应力。

2. 计算拉伸强度：从应力-应变曲线中读取最大应力值，即可得到薄膜的拉伸强度。

3. 计算断裂伸长率：从应力-应变曲线中读取样品断裂点的应变值，即可计算出薄膜的断裂伸长率。

4. 分析材料性能：根据实验结果，评估薄膜的机械性能，如韧性、弹性模量等，并与其他材料进行比较。

实验注意事项在进行薄膜双向拉伸实验时，需要注意以下几点： 1. 样品的制备应精确控制尺寸和形状，以确保实验结果的准确性和可重复性。