第三章材料力学性能及指标

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第3章结构材料的力学性能及指标.

la
fy d ft
23
【小结】
1. 建筑用钢筋的种类、力学性能 2. 混凝土的力学性能 3. 混凝土的变形 4. 钢筋与混凝土的粘结锚固
24
The End
25
F
F=13.4KN 截面开裂并破坏
b. 钢筋混凝土梁：受拉区配220钢筋
F
300
200
f
t
200
300
220
Fcr=15 KN 截面开裂; Fu=87KN 截面破坏。
梁的承载力大大提高，梁的受力性能改善。
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2.1.2 钢筋
一、钢筋的种类及选用
HPB235
热轧钢筋
HRB335 HRB400
其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于某一相对的半径（相对板材厚度与钢筋直径）的弯曲角度。
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3. 钢材的加工性能
常见的建筑工程钢材加工有冷加工、热加工两类：
冷加工：板材、线材的冷弯；线材的冷拉、冷拔；
热加工：焊接。
冷拉
σ
A B
0
冷拉后的钢筋没有明显的屈服阶段，如
B图。
冷拉卸载后经过一段时间的停滞，再对
e
a—弹性极限fb
c—屈服强度fy
d—极限强度fu
sd
o
e
s0.2 c
0
0.2%
某些无明显屈服点的材料，以残余变形0.2%对应应力
作为名义屈服强度。
4
e
b. 弹性与塑性
材料在外力作用下产生变形，当外力除去后能完全恢复到原
始形状的性质，称为弹性。
s
f
弹性模量： Es s e
u
fbf a’
第三章结构材料的力学性能及指标

结构材料的力学性能资料

三、钢筋与混凝土相互作用
（一）. 粘结力
胶合力
钢
筋
摩擦力
机械咬合力
主要作用
带肋钢筋的机械咬合力 > 光圆钢筋的机械咬合力注意：钢筋表面的轻微锈蚀也增加它与混凝土的粘结力
（2）粘结应力分析 (以拉拔试验为例)
由试验可知：（1）最大粘结应力在离开端部的某一位置出现，且随拔出力的大小而变化，粘结应力沿钢筋长度是曲线分布； d P （2）钢筋的埋入长度越长，拔出力越大，但埋入长度过大时，则其尾部的粘结应力很小，基本不起作用；（3）粘结强度随混凝土强度等级的提高而增大；（4）带肋钢筋的粘结强度高于光圆钢筋，而在光圆钢筋末端做弯钩大大提高拔出力
P
土的应变随时间继续增
长的现象被称为徐变。
二、混凝土
2. 混凝土的变形
长期荷载作用下混凝土的变形性能----影响徐变的因素
•应力： c<0.5fc，徐变变形与应力成正比----线性徐变 0.5fc<c<0.8fc，非线性徐变 c>0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定 •加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大 •水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大 •骨料越硬，徐变越小
解：1、直径为28mm>25mm,锚固长度需乘以修正系数取1.1；
2、钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋，锚固长度需乘以修正系数取0.8；
3、实配钢筋较多，需乘以1/1.05
故：
la lab 1.1 0.8
fy ft
d
1 360 0.14 32 663m m 1.05 2.04
纵向受力钢筋为HRB400级，直径为28mm，求纵向受拉钢筋的锚固长度。

工程材料力学性能第三章资料

1.摆锤冲断试样失去的位能 Ak=GH1—GH2，试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功.单位为J。冲击韧性：指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功Ak 表示。 2.冲击吸收功Ak的大小并不能真正反映材料的韧脆程度, 部分功消耗于试祥扔出、机身振动、空气阻力以及轴承与测量机构的摩擦消耗。

三应变速率增加，抗拉强度增加，而且应变速率的强度关系随温度的增加而增加。
图应变速率对铜在各种温度下抗拉强度的影响
第二节

冲击弯曲和冲击韧性

不含切口零件的冲击：冲击能为零件的整个体积均匀地吸收，从而应力和应变也是均匀分布的；零件体积愈大，单位体积吸收的能量愈小，零件所受的应力和应变也愈小。含切口零件的冲击：切口根部单位体积将吸收更多的能量，使局部应变和应变速率大为升高。另一个特点是：承载系统中各零件的刚度都会影响到冲击过程的持续时间、冲击瞬间的速度和冲击力大小。这些量均难以精确测定和计算。且有弹性和塑性。因此，在力学性能试验中，直接用能量定性地表示材料的力学性能特征；冲击韧性即属于这一类的力学性能。
3.对于屈服强度大致相同的材料，根据Ak值评定材料对大能量冲击破坏的缺口敏感性。如弹壳、防弹甲板等，具有参考价值： 4.评定低合金高强钢及其焊缝金属的应变时效敏感性。
第三节低温脆性一、低温脆性低温脆性:一些具有体心立方晶格的金属，如Fe、 Mo 和W，当温度降低到某一温度时，由于塑性降低到零而变为脆性状态。从现象上看，是屈服强度随温度降低而急剧增加的结果倘若屈服强度随温度的下降而升高较快，而断裂强度升高较慢，则在某一温度Tc以下，σs>σc，金属在没有塑性变形的情况下发生断裂，即表现为脆性的；而在Tc以上，σs<σc，金属在断裂前发生塑性变形，故表现为塑性的。低温脆性对压力容器\桥梁和船舶结构以及在低温下服役的机件是非常重要的.

材料力学性能与指标

轧 HRB335(20MnSi)
335
钢筋
HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) RRB400(20MnSi)
400
HPB235级： fyk = 235 N/mm2 HRB335级： fyk = 335 N/mm2 HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2
（1）有明显屈服点的钢筋
（2）无明显屈服点的钢筋
s
塑性变形对工程结构有何意义？低强塑性材料好？还是高强弹性材料好？
e
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1.1.3有明显屈服点钢筋的应力－应变关系
s
fu
e
fy
b a
cd
cd段为屈服台阶 df段为强化段
s =Ese
f a为弹性极限 elastic limit
b为屈服上限upper yield strength
(2) 极限强度：fu 强屈比：反映钢筋的强度储备，fu/fy不小于1.25
？？ s fu fy
问题：
强屈比越大
越好吗？
e
1.1.3.2 双线性的理想弹塑性关系
Bilinear elasto-plastic relation
s
f
y
Es
1
e y
s Ese s fy
e
e ey e ey
¸¸¸¸¸¸¸(N/mm2) Ö àÀ
C50以上为高强混凝土
条件屈服强度设计中取残余应变为0.2%所对应的应力，作为钢筋的强度设计指标，称为“条件屈服强度”。
一般取σ0.2 = 0.85σb
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1.1.5 钢筋的冷拉加工
（一）冷拉
把有明显屈服点的钢筋应力拉到超过其原来的屈服点，然后放松，使钢筋应力重新恢复到零，钢筋发生了残余变形

第三章_材料在冲击载荷下的力学性能

⑵冲击载荷增加了位错密度和滑移系数目，出现孪晶，减小了位错运动自由行程平均长度，增加了点缺陷的浓度。
6
静载荷作用时：塑性变形比较均匀的分布在各个晶粒中；
冲击载荷作用时：塑性变形则比较集中于某一局部区域，反映了塑性变形不均匀。
这种不均匀限制了塑性变形的发展，导致了屈服强度、抗拉强度的提高，且屈服强度提高的较为明显，抗拉强度提高的较少。如图所示。
1
因加载速率提高，形变速率也随之增加，形变速率是单位时间的变形量。因此，用形变速率（又分绝对变形速率和相对变形速率）可以间接地反映加载速率的变化。相对变形速率又称应变率。
不同机件的应变速率范围大约为10-6～106s-1。静拉伸试验的应变速率为10-5～10-2s-1，冲击试验的应变速率为102～104s-1。试验表明，应变速率在10-4～ 10-2s-1内，金属的力学性能没有明显变化，可按静载荷处理。当应变速率大于10-2s-1时，力学性能将发生明显变化。
一、冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收（弹性变形功）塑性变形功和断裂功的能力。常用标准试样的冲击吸收功AK来表示。二、冲击试样如图所示 1、冲击弯曲试验试样的种类：
夏比v型缺口冲击试样（我国以前称夏氏试样）缺口试样夏比u型缺口冲击试样（我国以前称梅氏试样）
无缺口冲击试样：适用于脆性材料（球铁、工具钢、淬火钢等）
⑵较高强度水平时，以B下优于同等强度的淬火回火组织。
⑶在相同强度水平下，B上的韧脆转变温度高于B下。低碳钢低温B上的韧性高于M回。这是由于低温形成的B上中渗碳体沿奥氏体晶界析出受到抑制，减少了晶界裂纹所致。
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⑷在低合金钢中，经不完全等温处理获得B 和M混合组织，其韧性比单一M或B要好。这是由于B先于M形成，事先将奥氏体分成几部分，随后形成的M限制在较小范围内，获得组织单元极为细小的混合组织。裂纹在此种组织内扩展要多次改变方向，消耗的能量大，故钢的韧性较高。

第3-4章建筑结构材料的力学性能与设计原则

七,设计表达式——正常使用极限
S≤C
式中:C——结构或构件达到正常使用极限要求的限值裂缝—表5.2.5(P111),挠度—表5.2.6(P113)
1,裂缝验算——取荷载效应的标准组合
S=Sk S=Sq
S k = S Gk + S Q1k + ∑ψ ci S Qik
i =2
n
2,挠度验算——取荷载效应的准永久组合
第三章建筑结构材料的力学性能
3.1 材料的弹性,塑性和延性一,弹性弹性——材料受力后,当外力移去时,应力弹性和应变都可以完全恢复为零的特性. 二,塑性塑性——材料受力后,即使外力移去,应变塑性也不能完全恢复为零的特性,即有残余应变. 延性——材料超过弹性极限后直至破坏过程三,延性延性中的变形能力良好的性能. 四,脆性脆性——材料破坏前变形能力差的性能. 脆性
�
定义,表现
2,正常使用极限状态
定义,表现
4.2.3 建筑结构的设计状况
1,持久状况:如正常使用 2,短暂状况:如施工堆载 3,偶然状况:如爆炸
4.2.4 结构设计原理与方法
一,结构的可靠度建筑结构在规定的时间内? ←设计基准期,通常为50年规定的条件下? ←正常设计,正常施工,正常使用完成预定功能? ←安全性,适用性,耐久性, 的概率.
4.2.1 结构的功能要求 1,安全性——安全等级,表4.2.1 2,适用性——裂缝,挠度 3,耐久性——设计基准期 4,稳定性:整体稳定,局部稳定
4.2.2 结构的极限极限状态极限
一,定义:
由可靠向失效转变的临界状态. 是结构或其构件能够满足前述某一功能要求的临界状态.
二,分类:P43-44 1,承载能力极限状态

机械制造基础3_材料的力学性能指标

机械制造基础3_材料的力学性能指标材料的力学性能指标是指材料在力学加载下的表现和性能参数，用来评估材料的强度、刚度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。

以下将介绍常见的材料力学性能指标。

1.强度：材料的强度指的是其所能承受的最大应力。

常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。

屈服强度是材料在弹性阶段的抗拉、抗压应力，即在材料开始发生塑性变形之前所能承受的应力。

抗拉强度是材料在拉伸过程中所能承受的最大应力，抗压强度是材料在受压过程中的最大应力。

2.刚度：材料的刚度指的是其抵抗变形的能力。

常见的刚度指标有弹性模量、切变模量等。

弹性模量是材料在弹性阶段的刚度大小，可以描述材料在拉伸或压缩时的回复能力。

切变模量是材料在剪切变形时的刚度大小，可以衡量材料的抗扭转能力。

3.韧性：材料的韧性指的是其在断裂前能够吸收的能量。

常见的韧性指标有延伸率、冲击韧性、断裂伸长率等。

延伸率表示材料在受拉时能够延长的程度，冲击韧性表示材料在受冲击载荷下的抵抗性能，断裂伸长率是材料在断裂前拉伸的长度与初始长度之比。

4.耐磨性：材料的耐磨性指的是其抗磨损能力。

常见的耐磨性指标有硬度、摩擦系数等。

硬度表示材料抵抗表面划伤、模具磨损等形变的能力，摩擦系数表示材料表面与其他物体接触时的磨擦阻力。

5.抗疲劳性：材料的抗疲劳性指的是其抵抗循环加载下疲劳破坏的能力。

常见的抗疲劳性指标有疲劳极限、疲劳寿命等。

疲劳极限是材料在疲劳加载下所能承受的最大应力，疲劳寿命表示材料在循环加载下能够承受的加载次数。

除了上述指标外，材料还有其他性能指标，如导热性能、热膨胀系数、电导率等，这些性能指标主要用于材料的特殊应用领域。

总而言之，材料的力学性能指标是评估材料力学特性的重要依据，不同的材料具有不同的力学性能指标，根据具体应用需求选择合适的材料和合适的力学性能指标是非常重要的。

新03材料力学性能

b
o
残余变形
o'
冷拉率
冷拉的特点：冷拉经时效 1、可采用控制应力和控制 d' 冷拉率两种方法。 d 2、冷拉时应力值必须超过钢筋的屈服强度。 3、时效硬化(屈服点提高)。冷拉无时效 4、冷拉后可提高钢材的抗拉强度，但屈服台阶变短。不提高钢筋的抗压强度。 5、钢筋设计时仍采用冷拉前的截面。 6、焊接产生的高温使钢筋 e 软化(强度降低,塑性增加) 故需焊接的钢筋须先焊后拉; 另外冷拉只能提高抗拉强度。)
受力强度： s1, s2 (拉－压) 强度降低
2、三轴受压：(如图)
200
三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高。其原因：横向约束约束了横向变形，限制了内部裂缝的产生和发展。
150
s3= 50N/mm2 35N/mm2
s1
100
s3
10N/mm2
s3
50
0
5
抗压强度提高 : f c f c 4.1s 2 c
塑性变形的基础
一）混凝土的立方体抗压强度（fcu）
用边长为150mm的标准立方体试件，在标准养
护条件下（温度20±2℃，相对湿度大于95%或在水
中）养护28天后，按照标准试验方法（试件的承压
面不涂润滑剂，加荷速度约每秒0.15～0.3N/mm2）
测得的抗压强度值称为混凝土立方体试件抗压强度（简称立方体抗压强度），用符号fcu表示。（对某一试件）
s0.2
a
残余应变为0.2%所对应的应力 0.2
《规范》取s0.2 =0.8 fu
0.2%
有、无明显流幅钢筋的应力-应变图的比较
s(N/mm2)
ft
流幅极限强度

材料力学性能指标

材料力学性能指标
材料力学性能指标是用于描述材料力学性能的数值指标，它们是评价材料在外力作用下变形和破坏行为的重要参数。

常见的材料力学性能指标包括强度、韧性、硬度、刚度等。

强度是材料抵抗本体破坏的能力，通常用屈服强度、抗拉强度、抗压强度等来衡量。

屈服强度是材料开始变形的强度，抗拉强度是在拉伸过程中材料破坏前所能承受的最大拉力，抗压强度是材料在受到压缩作用下承受的最大压力。

强度的高低决定了材料在受力环境下是否会发生破坏。

韧性是材料抵抗塑性变形能力的指标，一般用断裂延伸率和断裂韧性来描述。

断裂延伸率是材料在断裂前所能承受的最大拉伸变形与原始尺寸的比值，反映了材料在拉伸过程中的延展性；断裂韧性是材料在断裂前所能吸收的单位体积的能量，反映了材料的抗冲击能力。

硬度是材料抵抗划痕或穿刺的能力，常用硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度等。

硬度的高低反映了材料的抗刮擦和抗磨损能力。

刚度是材料抵抗变形的能力，常用刚度系数衡量。

刚度系数是指材料在单位应力下的相对应变，刚度系数越大，材料的刚性越高，变形能力越小。

除了上述指标外，还有一些其他的材料力学性能指标，如耐疲劳性、蠕变性、弹性模量、破裂韧度等，这些指标可以根据具
体的材料性质和使用环境来选择。

综上所述，材料力学性能指标是评价材料性能的重要参数，不同的指标反映了材料在力学应力下的不同特性。

在工程设计和材料选择中，需要根据具体需求和使用环境来选择合适的材料力学性能指标，以保证材料在使用过程中具有良好的性能。

材料力学性能第三章

安徽工业大学材料科学与工程学院
12/15/2014
3
第一节冲击载荷下金属变形和断裂的特点

冲击载荷下，由于载荷的能量性质使整个承载系统承受冲击能，所以机件、与机件相连物体的刚度都直接影响冲击过程的时间，从而影响加速度和惯性力的大小。由于冲击过程持续时间短，测不准确，难于按惯性力计算机件内的应力，所以机件在冲击载荷下所受的应力，通常假定冲击能全部转换为机件内的弹性能，再按能量守恒法计算。
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冲击吸收功Ak的大小不能真正反映材料的韧脆程度：

这是由于缺口试样吸收的功没有完全用于试样变形和破断，一部分消耗于试样掷出、机身振动、空气阻力以及轴承与测量机构中的摩擦消耗等。通常试验时，这些功消耗可以忽略不计，但当摆锤轴线与缺口中心线不一致时，上述功消耗较大，不同试验机上测得的Ak值相差10-30%。
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第三节低温脆性

一、低温脆性现象定义：
体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金，特别是工程上常用的中、低强度结构钢（铁素体-珠光体钢），在试验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。
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低温脆性是材料屈服强度随着温度的降低急剧增加的结果。见右图，屈服点随着温度的下降而升高，但材料的解理断裂强度随着温度的变化很小，两线交点对应的温度就是tk。

材料的力学性能指标

材料的力学性能指标材料的力学性能指标是评价材料力学性能的重要标准，它直接影响着材料的使用性能和工程应用。

力学性能指标包括强度、韧性、硬度、塑性、疲劳性能等多个方面，下面将逐一介绍这些指标。

首先，强度是材料抵抗外部力量破坏的能力。

常见的强度指标包括拉伸强度、屈服强度、抗压强度等。

拉伸强度是材料在拉伸状态下抵抗破坏的能力，屈服强度是材料在受力到一定程度时开始产生塑性变形的能力，抗压强度是材料在受到压缩力作用下抵抗破坏的能力。

强度指标直接反映了材料的抗破坏能力，是衡量材料质量的重要标准之一。

其次，韧性是材料抵抗断裂的能力。

韧性指标包括断裂韧性、冲击韧性等。

断裂韧性是材料在受力作用下抵抗破坏的能力，冲击韧性是材料在受到冲击载荷时不发生破坏的能力。

韧性指标直接反映了材料的抗断裂能力，对于承受外部冲击载荷的材料尤为重要。

再次，硬度是材料抵抗局部变形的能力。

硬度指标包括洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等。

硬度指标直接反映了材料的抗变形能力，对于承受局部载荷的材料尤为重要。

此外，塑性是材料在受力作用下发生形变的能力。

塑性指标包括延伸率、收缩率、冷弯性等。

塑性指标直接反映了材料的可加工性和成型性，对于需要进行加工和成型的材料尤为重要。

最后，疲劳性能是材料在受到交变载荷作用下不发生破坏的能力。

疲劳性能指标包括疲劳极限、疲劳寿命等。

疲劳性能直接影响着材料在实际工程应用中的使用寿命，是衡量材料耐久性的重要标准之一。

综上所述，材料的力学性能指标是评价材料力学性能的重要标准，它直接影响着材料的使用性能和工程应用。

强度、韧性、硬度、塑性、疲劳性能等指标相互联系、相互影响，综合考虑这些指标可以全面评价材料的力学性能，为材料的选择和设计提供重要依据。

第三章结构材料的力学性能及指标

本章学习的目的：了解结构材料的基本要求。
第一节结构材料基本要求
一、结构材料力学性能的基本要求
工程结构对材料力学性能的要求是通过力学性能指标来实现的，而力学性能指标又是通过实验方法测定的。
结构材料主要力学性能指标有：强度、弹性、塑性、
冲击韧性与冷脆性、徐变和松弛等。
第一节结构材料基本要求
(一)强度
第一节结构材料基本要求
2．耐久性
耐久性是指材料长久在各种环境因素作用下不变质、不破坏，长期保持良好的物理力学性能的性质。
耐久性是材料的一种综合性质，如抗冻性、抗风化性、耐腐蚀性等均属于耐久性范畴，它对建筑物的使用寿命起到至关重要的决定作用。
所以，要根据材料所处的部位、使用环境等因素，综合考虑耐久性，合理选择结构材料或采取相应的保护措施。
弹性变形与塑性变形的区别：前者为可逆变形，后
者为不可逆变形。材料塑性性能是决定结构或构件是否安全长取断面收缩率或冷弯性能来确定材料的塑性性能。
第一节结构材料基本要求
(三)冲击韧性
冲击韧性是指钢材抗冲击而不破坏的能力。冲击韧性与材料的塑性有关，但是又不等同于塑性，它是强度和塑性的综合指标。材料的冲击韧性与其内在质量、宏观缺陷和微观组成有关。此外，冲击韧性易受温度影响，温度的下降将会明显的降低材料的冲击韧性，对结构的安全不利。
一、木材的性能指标
1．密度 3．湿胀干缩性
2．含水率 4．强度
二、木材的防护
1．木材的腐朽与防腐 2．木材的防虫 3．木材的防火
在规定的荷载循环次数和荷载变化幅度下，材料能够承担的最大动态应力称为材料的疲劳强度。
第一节结构材料基本要求
(二) 弹性与塑性弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后

材料的力学性能

第三章材料的力学性能第一节拉伸或压缩时材料的力学性能一、概述分析构件的强度时，除计算应力外，还应了解材料的力学性质（Mechanicaiproperty ），材料的力学性质也称为机械性质，是指材料在外力作用下表现出的变形、破坏等方面的特性。

它要由实验来测定。

在室温下，以缓慢平稳的方式进行试验，称为常温静载试验，是测定材料力学性质的基本试验。

为了便于比较不同材料的试验结果，对试件的形状、加工精度、加载速度、试验环境等，国家标准规定了相应变形形式下的试验规范。

本章只研究材料的宏观力学性质，不涉及材料成分及组织结构对材料力学性质的影响，并且由于工程中常用的材料品种很多，主要以低碳钢和铸铁为代表，介绍材料拉伸、压缩以及纯剪切时的力学性质。

二、低碳钢拉伸时的力学性质低碳钢是工程中使用最广泛的金属材料，同时它在常温静载条件下表现出来的力学性质也最具代表性。

低碳钢的拉伸试验按《金属拉伸试验方法》（GB/T228—2002）国家标准在万能材料试验机上进行。

标准试件（Standard specimen ）有圆形和矩形两种类型，如图3-1所示。

试件上标记A 、B 两点之间的距离称为标距，记作l 0。

圆形试件标距l 0与直径d 0有两种比例，即l 0=10d 0和l 0=5d 0。

矩形试件也有两种标准，即00l l ==其中A 0为矩形试件的截面面积。

试件装在试验机上，对试件缓慢加拉力F P ，对应着每一个拉力F P ，试件标距l 0有一个伸长量Δl o 表示F P 和Δl 的关系曲线，称为拉伸图或F P —Δl 曲线。

如图3-2a ，由于F P —Δl 曲线与试件的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，把拉力F P 除以试件横截面的原始面积A 0，得出正应力0P F A σ=为纵坐标；把伸长量Δl 除以标距的原始长度l 0，得出应变0l l ε∆=为横坐标，做图表示σ与ε的关系（图3-2b ）称为应力——应变图或σ—ε曲线（Stress-strain curve ）。

第三章结构材料的力学性能及选用

3.1 建筑钢材 3.2 混凝土 3.3 钢筋与混凝土的相互作用
－粘结力
3.1 建筑钢材一、钢材的力学性能
（一）应力-应变曲线 1. 有屈服点的钢材
有屈服点的钢材试件在试验机上进行拉伸试验得出的典型应力－应变曲线如图3.1所示。其中颈缩现象如图3.2。对于有明显屈服点的钢材取其屈服强度作为钢材强度限值（钢材强度的设计依据）—关键性的强度指标。
一、混凝土的强度
2.轴心抗压强度fc和fck
立方体抗压强度不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，只是作为在同一标准条件下比较混凝土强度水平和品质的标准。
试验表明：用高宽比为2~3的棱柱体测得的抗压强度与以受压为主的混凝土构件中的混凝土抗压强度基本一致。因此，棱柱体的抗压强度可以作为以受压为主的混凝土抗压强度，称为轴心抗压强度，用符号 fc和 fck表示。
图3-3 无明显屈服点钢材
反映钢材塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。伸长率是钢材试件拉断后的伸长值与原长的比率。应按下式计算：
l1 l2 100% l1
3.1 建筑钢材
（二）强度 1. 有屈服点的钢材
1) 屈服强度fy 到达屈服点后，产生很大的塑性变形，导致结构构件可能在钢材尚未进入强化阶段就发生破坏或产生很大的变形和过宽的裂缝，以致不能使用，所以对有明显流幅的钢材，在计算承载力时以屈服强度作为钢材强度限值。 2) 极限强度ft 在抗震结构设计中，要求结构在罕遇地震下“裂而不倒”，钢材应力可考虑进入强化段, 要求ft实≥1.25 fy实； (构件出现塑性铰时，塑性铰有足够的变形能力和耗能能力)，同时fy实≤1.3 fy标；（保证强柱弱梁、强剪弱弯能够实现）。
混凝土受压时典型的应力－应变曲线如图3.7所示，不同强度等级混凝土的应力－应变曲线如图3.8 所示。混凝土受拉时的应力－应变曲线的形状与受压时相似。对应于抗拉强度ft的应变εct很小，计算时可取εct=0.0015。

材料力学性能第三章

弹性变形以介质中的声速传播。 ●弹性变形以介质中的声速传播。而普通机械
冲击时的绝对变形速率在10 ／以下以下。冲击时的绝对变形速率在 3m／s以下。在弹性变形速率高于加载变形速率时，性变形速率高于加载变形速率时，则加载速率对金属的弹性性能没有影响。对金属的弹性性能没有影响。
●塑性变形发展缓慢，若加载速率较大，则塑塑性变形发展缓慢，若加载速率较大，性变形不能充分进行。性变形不能充分进行。 ●静载: 受的应力取决于载荷和零件的最小断面静载: 积。 ●冲击载荷具有能量特性，与零件的断面积、冲击载荷具有能量特性，与零件的断面积、形状和体积有关。
3.3 低温脆性
1.低温脆性概述 1.低温脆性概述金属材料的强度强度一般均随温度的降低而升强度高，而塑性塑性则相反。塑性一些具有体心立方晶格的金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，当温度降低到某一温度Tk时，由韧性状态变为脆性状态。这种现象称为低温脆性低温脆性。转变温度Tk称为韧脆转变低温脆性韧脆转变温度，又称冷脆转变温度冷脆转变温度。温度冷脆转变温度 Tk δ ψ Ak和NSR 被称为材料的安全性指标 NSR 而σs σb δ Ψ和Ak被称为材料常规力学性能的五大指标
低温脆性从现象上看，是屈服强度和断裂强度屈服强度和断裂强度随温度降低而变化的速率问题。随温度降低而变化的速率问题倘若屈服强度随温度的下降而升高较快，而断裂强度升高较慢，则在某一温度Tk以下， σs>σc，金属在没有塑性变形的情况下发生断裂，即表现为脆性的；而在Tk以上，σs<σc，金属在断裂前发生塑性变形，故表现为塑性的。
③将高阶能开始降低的温度定义为韧-脆转化温度。记为FTP ( Fracture Transition Plastic)．当温度高于FTP，试件的断口为100％的纤维状断口。

工程材料的基本力学性能

材料的屈服和强化都是材料微观组织发生变化，主要是晶体滑移产生的结果。由于这种滑移，经过抛光的试样表面在屈服阶段会出现许多与试样轴线约成４５°的条纹，称为滑移线（Ｌüｄｅｒ线），如图３－６所示。大批晶体滑移的结果改变了材料的微观组织，使产生进一步的晶体滑移更为困难，这就是强化现象。由于晶体滑移是不可逆的，所以在屈服和强化阶段由晶体滑移而产生的宏观变形即使在载荷完全卸去以后也不会消失，这种变形称为塑性变形。
在屈服阶段以后试样出现明显的变形变形量较大用试样的原始横截面面积a和标距长度l表示的名义应力和工程应变已经不能代表真实的应力和应变的大小应该用瞬时截面面积at和标距瞬时长度lt来表示这样得到的应力和应变称为真应力和真应变
第三章工程材料的基本力学性能
§ 3 －1 工程材料在常温静载下的拉压力学性能
一、常温静载拉压试验
了解材料基本力学性能的主要手段是在常温静载下对细长杆进行轴向拉伸
试验，或对短粗试样进行轴向压缩试验。常温即室温，静载则指加载速度极其平
稳缓慢。试验所用的试样的制备和形状尺寸，试验方法和测试要求，各国都制定
了相应的标准，我国的国家标准①中也作了详细规定。
拉压试验得到的是拉伸（压缩）图，即轴向载荷 F 与伸长（压缩）量 Δl 的关
（４）局部变形阶段：de 段。强度极限 σｂ是整个应力应变曲线的最高点的应力值。应力达到 σｂ以后，试样某一小段内的变形突然迅速增加，使该段横截面的尺寸急剧缩小，出现“ 缩颈” 现象，如图３－６所示。这一阶段试样的变形集中发生在缩颈区，故称为局部变形阶段。在该阶段由于截面减小，试样承载能力降低，F 随之减小，相应的名义应力 σ＝F ／A 也随之减小，σ－ε 曲线急剧下降。最后试样在缩颈区中部断裂。低碳钢断裂时的应变可达最大弹性应变的３００倍左右。

第三章材料力学性能及指标

第3章 结构材料的力学性能及指标.

结构材料的力学性能资料

工程材料力学性能第三章资料

材料力学性能与指标

第三章_材料在冲击载荷下的力学性能

第3-4章 建筑结构材料的力学性能与设计原则

机械制造基础3_材料的力学性能指标

新03材料力学性能

材料力学性能指标

材料力学性能第三章

材料的力学性能指标

第三章结构材料的力学性能及指标

材料的力学性能

第三章 结构材料的力学性能及选用

材料力学性能第三章

工程材料的基本力学性能

第3章结构材料的力学性能及指标.

第3-4章建筑结构材料的力学性能与设计原则

第三章结构材料的力学性能及选用