河海大学 材料力学 第六章 材料力学性能及实验应力分析基础第一节

二、 低碳钢拉伸
s
强化阶段 k
b
颈缩阶段
四个阶段
四个指标 一个概念
屈服阶段 弹 性 1 2 阶 段 e s p
g
sb
sp se
ss
O
O1 O2
h O3 e
三、其它塑性材料拉伸
青铜拉伸应力—应变图(无明显屈服阶段)
s sp 0.2
a p
s’
b
g
ห้องสมุดไป่ตู้
sb
sp se
O
0.2%
e
四、铸铁拉伸(cast iron)
sb
无
四个指标
两个强度指标： (1)屈服极限 ss 两个塑性指标：
(2)强化极限 sb
l1 l 0 100% (1)断后伸长率： l0
l1——试样拉断后标距的长度； l0——原标距长度。 塑性材料与脆性材料的量化标准：
A0 A1 100% (2)断面收缩率： A0
塑性材料: δ>5％的材料。（低碳钢、低合金钢和青铜等） 脆性材料: δ<5％的材料。（铸铁、混凝土、石料等）
(4)实验设备： 对试件施加载荷的电子万能材料试验机；
测量试样变形的引伸仪。
(5)实验记录： 拉伸图：横坐标——Dl，纵坐标——F； 应力—应变图：横坐标——e ，纵坐标——s 。
FN F s A A
拉伸图
e
Dl
l
应力—应变图(s—e 图) 应力—应变图(曲线) stress−strain curve
二、 低碳钢拉伸 低碳钢(low-carbon steel)： 含碳量低于0.3%的碳素钢材 (拉伸力学性能最具典型性)
二、 低碳钢拉伸
s
强化阶段 k
b
颈缩阶段
四个阶段
屈服阶段 弹 性 1 2 阶 段 e s p
g
sb
sp se
ss
O
h O3 e
实验表象 (1)只有弹性变形； 弹性阶段 (2)有线性阶段 s=Ee； (3)试样无明显表象。
(非线性形式)
s
sb
O
e
五、其它脆性材料拉伸
玻璃钢拉伸应力—应变图 (线性形式)
s
sb
O
e
实验表象
(1)以弹性变形为主，且很小；
参考值
(2)有线性和非线性两种。
非线性可由线性近似代替；
sb
(3)断裂时，断口处的横截面积几乎没有变化。
四个阶段
参考值
s p， s e ss
(1)同时存在塑性和弹性变形； 屈服阶段 (2)应力小幅波动，应变快速增加； (3)试样表面出现与轴线成45度角滑移线 。 (1)同时存在塑性和弹性变形； 强化阶段 (2)应力随应变非线性增长； (3)试样被明显强化。 (1)同时存在塑性和弹性变形； 颈缩阶段 (2)应力随应变非线性减少； (3)变形多集中在横截面积迅速收缩的某一 小段范围内，直至试样最后断裂。
第六章
材料力学性能及实验应力分析基础
构件的强度、刚度、稳定性，不仅与构件的形状、 尺寸及所受外力有关，而且与材料的力学性能有 关。
§6-1 材料拉伸时的力学性能
一、实验方法和设备 (1)实验标准： 国家标准《金属拉伸试验方法》 (GB 228—87)； (2)实验条件： 常温（室温）、静载(加载的速度要平稳缓慢)； (3)实验试样：圆柱形长试祥l0=10d0或短试样l0=5d0；
A0——试样原横截面面积； A1——试样断裂处的横截面面积 。
一个概念 (冷作硬化)
s
强化阶段 k
b
颈缩阶段
屈服阶段 弹 性 1 2 阶 段 e s p
g
sb
sp se
ss
O
O1 O2
h O3 e
冷作硬化: 用冷加工的方法来提高材料的强度。 利：
提高了材料在弹性阶段内的承载能力。
利之用：
弊：
降低了材料的塑性。 弊之屏：进行退火处理 。