材料变形的四个阶段

大学材料科学基础第八章材料的变形与断裂(1)

六方晶系则需画图判定。
滑移系数量与金属的塑性滑移系代表了晶体滑移时可能采取的空间取向，晶体中滑移系数量越多，滑移时可能采取的空间取向就越多，滑移就越容易进行，金属的塑性便越好。面心立方金属： Cu，Al，Au，Ag,，Ni，γ－Fe，奥氏体钢，体心立方金属α－Fe，铁素体，Mo，Nb的塑性很好，而密排六方金属Mg，Zr，Be，Zn的塑性则较差。当然滑移系数量并不是决定金属塑性高低唯一的因素，合金的成分、强度的高低、加工硬化的能力等也会影响到金属的塑性。试验表明，奥氏体钢的塑性要优于铁素体钢。
金属拉伸曲线分析。 1 弹性变形阶段：ζ－ε呈直线关系。
（弹）塑性变形阶段： ζ-ε不遵循虎克定律
2 均匀塑性变形阶段：屈服阶段：ε增加，ζ基本保持不变， ζ－ε呈非线性关系。 3 颈缩阶段（局部变形阶段）：变形集中在局部区域。 4 断裂阶段：从颈缩到断裂。
拉伸试验可以得到以下强度指标和塑性指标：
拉伸条件下滑移系上分切应力的计算。
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning ™ is a trademark used herein under license.
θ－滑移面法线与拉伸轴的夹角
4 力轴作用在任意方向
二、孪晶（孪生）变形
孪生也是金属塑性变形的一种形式，一般情况下，金属晶体优先以滑移的方式进行塑性变形，但是当滑移难以进行时，塑性变形就会以生成孪晶的方式进行，称为孪生。例如滑移系较少的密排六方晶格金属，当处于硬取向时，滑移系难以开动，就常以孪生方式进行变形。滑移系较多的fcc、bcc结构的金属一般不发生孪生变形，但在极低的温度下变形或是形变速度极快时，也会以孪生的方式进行塑性变形。定义：晶体在难以进行滑移时而发生的另一种塑性变形方式，其特点是变形以晶体整体切变的形式进行而不是沿滑移系发生相对位移。

混凝土应力应变曲线四个阶段

混凝土应力应变曲线四个阶段1. 嘿，各位小伙伴们！今天咱们来聊一个特别有意思的话题——混凝土的应力应变曲线！别被这个名字吓到，其实它就像是混凝土的"人生经历"，分成了四个精彩的阶段！2. 第一阶段可以说是混凝土的"童年时期"，也叫弹性阶段。

这时候的混凝土特别乖巧，你对它施加多少压力，它就变形多少，完全是个听话的好孩子。

压力一撤走，它立马就恢复原样，就像是橡皮筋一样有弹性！3. 到了第二阶段，这就是混凝土的"叛逆期"啦！这时候混凝土开始耍小性子，变形不再规规矩矩。

科学家们管这叫弹塑性阶段。

就像青春期的孩子，有点不听话，但还不算太离谱。

内部已经开始产生细小的裂缝，就像青春期长痘痘一样！4. 第三阶段可热闹了，这是混凝土的"成年危机期"！裂缝越来越多，越来越大，混凝土开始不堪重负。

就像是一个工作压力特别大的上班族，快要崩溃的感觉。

这时候的应力应变关系完全变样了，科学家们叫它塑性阶段。

5. 最后的第四阶段，就是混凝土的"生命尽头"。

破坏阶段来临，裂缝像蜘蛛网一样遍布全身，混凝土就快要说再见了。

这个阶段特别短，就像流星划过天际一样转瞬即逝。

6. 有意思的是，这条应力应变曲线画出来，就像是一个人的人生轨迹。

开始是平稳上升，然后慢慢弯曲，最后急转直下。

看着这条曲线，我都能感受到混凝土的"心路历程"！7. 在第一阶段，混凝土就像是个充满活力的少年，承受压力的能力特别强。

这时候的应力和应变之间的关系，简直比数学老师画的直线还要直！8. 第二阶段开始时，混凝土内部已经在默默承受着压力。

就像是你心里藏着小秘密，表面看起来还是那么坚强，但内心已经开始发生变化了。

9. 到了第三阶段，混凝土就像是快要被生活压垮的中年人，明显感觉吃不消了。

这时候再加一点点压力，变形就会变得特别大，就像是最后一根稻草压垮骆驼！10. 第四阶段来得特别突然，就像人生的终点一样让人措手不及。

低碳钢拉伸试验的四个阶段的受力形态和屈服阶段作为设计标志的原因

低碳钢拉伸试验的四个阶段的受力形态和屈服阶段作为设
计标志的原因
一、低碳钢的拉伸试验人为地可以划分为四个阶段：
1、弹性阶段：这一阶段试件的变形完全是弹性变形，可以测出材料的弹性模量。

2、屈服阶段：卸去外力后，变形不能立刻恢复，这一阶段中，应力和应变不再成正比。

3、强化阶段：试件主要发生塑性形变，其变形量比在弹性阶段大得多，试件的横向尺寸在变小。

4、颈缩阶段：变形集中在试件的某一局部，纵向变形量显著增加，横截面面积显著减小。

二、将屈服阶段作为设计标志的原因有以下几点：
1、有强化阶段作为安全储备。

2、不致产生工程中不允许的过大变形。

3、实测值较为可靠。

4、可以近似沿用胡克定律。

材料物理性能复习总结

1、⏹拉伸曲线：⏹拉伸力F－绝对伸长△L的关系曲线。

⏹在拉伸力的作用下，退火低碳钢的变形过程四个阶段：⏹1）弹性变形：O～e⏹2）不均匀屈服塑性变形：A～C⏹3）均匀塑性变形：C～B⏹4）不均匀集中塑性变形：B～k⏹5）最后发生断裂。

k～2、弹性变形定义：⏹当外力去除后，能恢复到原形状或尺寸的变形－弹性变形。

⏹弹性变形的可逆性特点：⏹金属、陶瓷或结晶态的高分子聚合物：在弹性变形内，应力－应变间具有单值线性关系，且弹性变形量都较小。

⏹橡胶态高分子聚合物：在弹性变形内，应力－应变间不呈线性关系，且变形量较大。

⏹无论变形量大小和应力－应变是否呈线性关系，凡弹性形变都是可逆变形。

3、弹性比功：（弹性比能、应变比能），用a e 表示，⏹表示材料在弹性变形过程中吸收弹性变形功的能力。

⏹一般用材料开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

⏹物理意义：吸收弹性变形功的能力。

⏹几何意义：应力σ-应变ε曲线上弹性阶段下的面积。

4、理想弹性材料：在外载荷作用下，应力-应变服从虎克定律，即σ＝Eε，并同时满足3个条件，即：⏹①应变对于应力的响应是线性的；⏹②应力和应变同相位；⏹③应变是应力的单值函数。

⏹材料的非理想弹性行为：⏹可分为滞弹性、伪弹性及包申格效应等几种类型5、滞弹性(弹性后效)⏹滞弹性：是指材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的现象。

6、实际金属材料具有滞弹性。

⏹1）单向加载弹性滞后环⏹在弹性区内单向快速加载、卸载时，加载线与卸载线会不重合（应力和应变不同步），形成一封闭回线，称为弹性滞后环。

⏹2）交变加载弹性滞后环⏹交变载荷时，若最大应力＜宏观弹性极限，加载速率比较大，则也得到弹性滞后环(图b)。

⏹3）交变加载塑性滞后环⏹交变载荷时，若最大应力＞宏观弹性极限，则得到塑性滞后环（图c）。

7、材料存在弹性滞后环的现象说明：材料加载时吸收的变形功> 卸载时释放的变形功，有一部分加载变形功被材料所吸收。

变形与断裂总结

第一章：单向静拉伸试验：是应用最广泛的力学性能试验方法之一。

1）可揭示材料在静载下的力学行为（三种失效形式）：即：过量弹性变形、塑性变形、断裂。

2）可标定出材料最基本力学性能指标：如：屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率等。

拉伸力－伸长曲线拉伸曲线：拉伸力F －绝对伸长△L 的关系曲线。

在拉伸力的作用下，退火低碳钢的变形过程四个阶段：1）弹性变形：O ～e2）不均匀屈服塑性变形：A ～C3）均匀塑性变形：C ～B4）不均匀集中塑性变形：B ～k5）最后发生断裂。

k ～第二章：弹性变形：当外力去除后，能恢复到原形状或尺寸的变形。

特点：可逆性、单值线性、同相位、变形量小本质：都是构成材料的原子(离子)或分子从平衡位置产生可逆位移的反映。

弹性模量E ：是表征材料对弹性变形的抗力，工程称材料的刚度.E 值越大，在相同应力下产生的弹性变形就越小。

弹性模量是结构材料的重要力学性能指标之一。

影响因素：1、键合方式 2、原子结构 3、晶体结构 4、化学成分 5.微观组织 6.温度弹性模量 E 与切变模量 G 关系：(其中： ν－泊松比。

)比例极限σp ：是材料弹性变形按正比关系变化的最大应力，即拉伸应力一应变曲线上开始偏离直线时的应力值。

弹性极限：材料由弹性变形过渡到弹－塑性变形时的应力，当应力超过弹性极限σe 后，便开始产生塑性变形。

（比例极限σp 和弹性极限σe 与屈服强度的概念基本相同，都表示材料对微量塑性变形的抗力，影响因素也基本相同。

）弹性比功ae ：（弹性比能、应变比能）表示材料在弹性变形过程中吸收弹性变形功的能力。

一般用材料开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

物理意义：吸收弹性变形功的能力。

几何意义：应力σ -应变ε曲线上弹性阶段下的面积。

欲提高材料的弹性比功：提高σe ，或降低 E2E G ν=（1＋）弹簧钢：含碳较高并添加Si 、Mn 等合金元素强化基体，经淬火＋中温回火获得回火托氏体组织及冷变形强化，以提高其弹性极限，使弹性比功ae 和弹性提高。

材料力学性能重点总结

名词解释：1加工硬化：试样发生均匀塑性变形，欲继续变形则必须不断增加载荷，这种随着随性变形的增大形变抗力不断增大的现象叫加工硬化。

2弹性比功：表示金属材料吸收弹性变形功的能力。

3滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随着时间延长产生附加弹性应变的现象。

4包申格效应：金属材料通过预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于1%-4%），而后再同向加载，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。

5塑性：金属材料断裂前发生塑性变形的能力。

常见塑性变形方式：滑移和孪生6弹性极限：以规定某一少量的残留变形为标准，对应此残留变形的应力。

7比例极限：应力与应变保持正比关系的应力最高限。

8屈服强度：以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%的残留变形的应力作为屈服强度。

9韧性断裂是材料断裂前发生产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的断裂过程，在裂纹扩展过程中不断的消耗能量。

韧性断裂的断裂面一般平行于最大切应力并于主应力成45度角。

10脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑形变形，没有明显征兆，危害性很大。

断裂面一般与主应力垂直，端口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。

11剪切断裂是金属材料在切应力作用下，沿着滑移面分离而造成的断裂，又分滑断和微孔聚集性断裂。

12解理断裂：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，总是脆性断裂。

13缺口效应：由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生变化，产生所谓“缺口效应“①缺口引起应力集中，并改变了缺口应力状态，使得缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或者三向应力状态。

②缺口使得材料的强度提高，塑性降低，增大材料产生脆断的倾向。

8缺口敏感度：有缺口强度的抗拉强度σbm与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值. NSR=σbn / σs NSR越大缺口敏感度越小9冲击韧性：Ak除以冲击式样缺口底部截面积所得之商10冲击吸收功：式样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功以Ak表示，单位J11低温脆性：一些具有体心立方晶格或某些秘排立方晶格的金属，当温度降低到、某一温度时，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变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，这种现象称为低温脆性12 脆性转变温度：当温度降低时，材料屈服强度急剧增加，而塑形和冲击吸收功急剧减小。

钢材拉伸试验的四个阶段

钢材拉伸试验的四个阶段第一阶段：线弹性阶段钢材拉伸试验是一种常见的力学测试方法，用于评估材料的力学性能。

在进行钢材拉伸试验时，通常可以观察到四个明显的阶段。

第一个阶段被称为线弹性阶段，也被称为“Hooke's Law”阶段。

在这个阶段，当施加一定的拉力时，钢材会发生弹性变形，即使去除拉力后，材料也能恢复到原始形状。

这是因为在线弹性阶段，钢材内部的原子和分子之间的键结构仍然保持稳定，所以钢材表现出弹性行为。

第二阶段：屈服点阶段当继续增加拉力时，钢材会进入第二个阶段，即屈服点阶段。

在这个阶段，钢材开始发生可见的塑性变形，也就是说，即使去除拉力，材料也无法完全恢复到原始形状。

屈服点是指钢材开始发生塑性变形的拉力阈值。

在屈服点之前，材料的应力和应变呈线性关系，而在屈服点之后，应力和应变的关系不再是线性的。

屈服点是评估钢材抗拉强度的重要指标之一。

第三阶段：塑性变形阶段第三个阶段是钢材的塑性变形阶段。

在这个阶段，钢材会继续发生塑性变形，而且变形速度会逐渐加快。

这是因为钢材内部的晶粒和晶界开始发生滑动和重新排列，从而使钢材能够承受更大的拉力。

在塑性变形阶段，钢材的应力和应变的关系变得非常复杂。

钢材的应力不仅受到拉力的影响，还受到材料的形状、尺寸和加载速率等因素的影响。

因此，在进行钢材拉伸试验时，需要仔细控制这些因素，以确保测试结果的准确性。

第四阶段：断裂阶段最后一个阶段是断裂阶段。

在这个阶段，钢材的应力达到极限值，无法再承受更大的拉力。

钢材会发生断裂，从而导致试验结束。

断裂阶段的发生取决于材料的强度和韧性。

强度是指材料能够承受的最大应力，而韧性是指材料在断裂之前能够吸收的能量。

钢材的强度和韧性是评估其可靠性和适用性的重要指标。

总结钢材拉伸试验是评估钢材力学性能的重要方法之一。

通过观察钢材在拉伸过程中的四个阶段，我们可以了解钢材的线弹性行为、屈服点、塑性变形和断裂特性。

这些信息对于设计和选择合适的钢材材料具有重要意义。

材料变形阶段图

塑性材料和脆性材料在拉伸试验中，显示出来的力学性能有显著的不同。

塑性材料在拉伸试验中会出现四个阶段：
第一阶段，图中为一斜直线——称为弹性阶段，与P成正比例关系。

通常说弹性范围内指的就是这一阶段。

第二阶段，图中出现平台或波动——屈服阶段。

即使不增加负荷它仍继续发生明显的塑性变形。

规定这一段首次下降的最小荷载荷与初始截面积之比称为屈服强度σs。

第三阶段，钢材内部组织发生变化，抵抗变形能力又重新提高，称为强化阶段。

第四阶段，图中表现从最高点下降，同时试件在某一处出现相对明显缩小部分——颈缩阶段，最后，出现断裂。

脆性材料则变形很小，没有四个阶段，是一条较短曲线。

自试验开始，在很小变形下就出现断裂。

故只有最大载荷，也就是说只有强度极限σb。

退火低碳钢在拉伸作用下变形5个过程。

在物理学中，退火低碳钢在拉伸作用下的变形过程是一个非常重要且有趣的研究课题。

通过对这个主题进行全面评估，我们可以更深入地了解材料在外力作用下的行为，并且为材料工程和相关领域的发展提供重要的参考和指导。

下面，我将从简到繁，由浅入深地探讨退火低碳钢在拉伸作用下的变形5个过程，以便更好地理解这一主题。

一、应力集中与初期变形退火低碳钢在拉伸作用下的变形过程首先涉及到应力集中与初期变形。

在外力作用下，材料内部会产生一些微观缺陷，如晶界、位错等，这些缺陷会导致应力集中，从而引发初期变形。

初期变形主要表现为材料局部区域的拉伸和压缩，这一阶段的变形过程对于后续的塑性变形具有重要影响。

二、应变硬化与屈服点随着外力的增加，退火低碳钢会进入应变硬化阶段，并最终到达屈服点。

在这一阶段，材料会出现塑性变形，晶粒内部的位错密度和运动增加，从而导致材料的硬度和强度增加。

这个阶段的变形过程对于材料性能的改变具有重要意义，也是材料本身逐渐失去原有形状和结构的开始。

三、颈缩与断裂当材料达到一定的应变程度后，会出现颈缩现象，即材料开始在局部区域发生收缩，而其他区域则继续拉伸。

这一过程导致应力的集中和增大，最终引发断裂。

颈缩和断裂的发生是材料在拉伸作用下的一个重要特征，也是材料性能衰减和失效的重要标志。

四、变形韧性与韧窗效应退火低碳钢在拉伸过程中还会表现出一定的变形韧性和韧窗效应。

变形韧性是材料在断裂前能够吸收的塑性变形能量，而韧窗效应则是指在一定应变速率范围内，材料的变形韧性显著增加。

这些特性对于材料在实际应用中的可靠性和安全性具有重要意义。

五、残余应力和变形结构退火低碳钢在拉伸作用下的变形过程还会导致残余应力和变形结构的形成。

残余应力是指在材料外部去除外力后，材料内部仍然存在的应力状态，而变形结构则是指材料在变形过程中形成的晶粒取向和位错排列结构。

这些残余应力和变形结构会对材料的后续加工和使用产生影响，需要引起重视。

总结回顾通过对退火低碳钢在拉伸作用下的变形5个过程进行全面评估，我们可以更深入地了解材料在外力作用下的行为。

拉伸试验的四个阶段-概述说明以及解释

拉伸试验的四个阶段-概述说明以及解释1.引言1.1 概述拉伸试验是材料力学性能测试中常见的一种方法，通过施加外力使材料发生变形，从而研究材料的力学特性。

拉伸试验通常包括四个阶段，分别是弹性阶段、屈服阶段、屈服后延展阶段和断裂阶段。

这四个阶段在拉伸试验过程中展示了材料的不同力学特性和变化规律。

本文将深入探讨拉伸试验的四个阶段，分析每个阶段的特点和意义，以期为读者提供更深入的了解和认识。

1.2 文章结构文章结构部分主要围绕拉伸试验的四个阶段展开，包括弹性阶段、屈服阶段、屈服后延展阶段和断裂阶段。

通过对这四个阶段的分析，我们可以更全面地了解材料在受力过程中的行为特征和性能表现。

文章将逐一介绍各个阶段的特点、变化规律和影响因素，以及其在工程应用和科学研究中的重要性，旨在为读者提供对拉伸试验的全面理解和深入认识。

1.3 目的:拉伸试验是一种常见的材料力学试验，通过在材料上施加拉伸力来研究其力学性能。

本文旨在深入探讨拉伸试验的四个阶段，即弹性阶段、屈服阶段、屈服后延展阶段和断裂阶段。

通过对每个阶段的特点、机制和表现进行详细解析，旨在帮助读者更深入地理解拉伸试验在材料研究中的重要性和意义。

同时，通过对拉伸试验中不同阶段的分析，可以为工程设计、材料选型和质量控制提供重要参考，从而推动材料科学和工程领域的发展。

2.正文2.1 第一阶段- 弹性阶段在拉伸试验的过程中，第一阶段是弹性阶段。

这个阶段是材料在受力后表现出的线性弹性行为。

在这个阶段，材料会根据胶量的增加而产生应力，但是当受力作用停止后，材料会完全恢复原有形状和尺寸，不会留下任何永久形变。

弹性阶段的特点是应力与应变成正比，符合胡克定律。

也就是说，当外力施加在材料上时，材料会按照一定比例产生应变，而这个比例的比率就是弹性模量。

通过弹性阶段可以得出材料的弹性模量，这对于材料的工程设计和应用具有重要意义。

此外，弹性阶段还可以帮助我们了解材料的特性和性能，为后续的试验提供参考依据。

材料力学性能复习提纲（答案）

材料⼒学性能复习提纲（答案）⼀、名词解释弹性：指物体在外⼒作⽤下发⽣形变，当外⼒撤消后能恢复原来⼤⼩和形状的性质塑性：指⾦属材料断裂前发⽣塑性变形（不可逆永久变形）的能⼒。

弹性模量：单纯弹性变形过程中应⼒与应变的⽐值，表⽰材料对弹性变形的抗⼒。

（⼯程上弹性模量被称为材料的刚度，表征⾦属材料对弹性变形的抗⼒，其值越⼤，则在相同应⼒下产⽣的弹性变形就越⼩）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，规定残余延伸强度（或屈服强度）增加；反向加载，规定残余延伸强度降低的现象。

滞弹性：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。

河流花样：是判断是否为解理断裂的重要微观证据。

解理⾯：指⾦属材料在⼀定条件下（如低温），当外加正应⼒达到⼀定数值后，以极快速率沿⼀定晶体学平⾯产⽣的穿晶断裂；因与⼤理⽯的断裂相似，所以称这种晶体学平⾯为解理⾯。

断裂韧度：在弹塑性条件下，当应⼒场强度因⼦增⼤到某⼀临界值，裂纹便失稳扩展⽽导致材料断裂，这个临界或失稳扩展的应⼒场强度因⼦即断裂韧度。

韧脆转变：（体⼼⽴⽅合⾦随着温度的降低表现出从延性到脆性⾏为的转变。

该转变发⽣的温度范围可以通过摆锤式或悬臂梁式冲击实验来确定。

【材科定义】）当温度低于某⼀数值时，某些⾦属的塑性（特别是冲击韧性）会显著降低⽽呈现脆性的现象。

缺⼝敏感度：⾦属材料的缺⼝敏感性指标⽤缺⼝试样的抗拉强度σbn与等截⾯尺⼨光滑试样的抗拉强度σb的⽐值表⽰，称为缺⼝敏感度，记为NSR。

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，⽤标准试样的冲击吸收功A k表⽰。

应⼒松弛：在⾼温保证总应变不变的情况下，会发⽣应⼒随着时间延长逐渐降低的现象．该现象叫应⼒松弛。

疲劳贝纹线：贝纹线是疲劳区的最⼤特征，⼀般是由载荷变动引起的。

⾼周疲劳：指材料在低于其屈服强度的循环应⼒作⽤下，经10000-100000 以上循环次数⽽产⽣的疲劳。

材料力学中的四种基本变形举例

材料力学中的四种基本变形举例
1.拉伸变形：
拉伸变形是指在外力的作用下，物体的长度增加或变长的过程。

这种
变形常见于拉伸试验中的拉力加载中，例如在拉伸试验机上施加外力，拉
伸材料直至材料的断裂点。

一个常见的例子是橡皮筋，当我们拉伸橡皮筋时，它的长度会增加。

2.压缩变形：
压缩变形是指在外力的作用下，物体的长度减少或变短的过程。

这种
变形常见于承受压力的构件中，例如梁柱结构承受竖向荷载时会产生压缩
变形。

一个典型的例子是弹簧，当我们用力将弹簧压缩时，它的长度会变短。

3.剪切变形：
剪切变形是指在外力的作用下，物体的平行侧面发生相对位移的过程。

这种变形常见于切削和金属加工中，例如在使用剪切机切割金属板材时，
金属板材的平行侧面会产生相对的移动。

另一个例子是在泥土工程中，当
土壤受到剪切力时，会发生剪切变形。

4.扭转变形：
扭转变形是指在外力作用下，物体沿纵轴发生旋转的过程。

这种变形
常见于旋转机械中，例如在使用螺旋桨驱动船只前进时，船体会发生扭转
变形。

另一个例子是在汽车悬挂系统中，当车辆转弯时，车身会发生扭转
变形。

这四种基本变形在材料力学中都具有重要的意义，并广泛应用于工程设计和材料选型过程中。

通过对这些变形的认识和理解，我们能够更好地预测和控制材料的行为和性能。

材料拉伸过程

力-伸长曲线是指在拉伸试验中外力与试样伸长量之间的关系曲线，曲线的纵坐标为拉力 F ，横坐标为绝对伸长△L。

若将力-伸长曲线图纵坐标F除以试样的原始横截面积，横坐标△L除以试样的标距L，即可得到材料的应力-应变曲线，该图形不再与试样的几何尺寸有关，因而具有更加广泛的意义。

由于退火低碳钢在拉伸试验过程中各个变形阶段表现得最为明显，所以一般用退火低碳钢作为力-伸长曲线及应力-应变曲线的典型来分析。

低碳钢力-伸长曲线图整个拉伸过程中的变形可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部塑性变形阶段。

Oe阶段：弹性阶段。

此阶段试样变形为弹性变形，外力卸除后试样可以完全恢复原貌。

拉伸开始后，试样的伸长随力的增加而增大。

在P点以下拉伸力F和伸长量△L呈直线关系。

当拉伸力超过 Fp后， F-△L呈非线性关系，直至最大弹性力Fe。

P点的应力称为比例极限。

e点应力则称为弹性极限。

eC阶段：屈服阶段。

当外力超过最大弹性力Fe之后，试样便产生不可恢复的永久变形，即出现塑性变形。

当外力增加一定值之后，力-伸长曲线出现锯齿状的峰和谷，这种外力不增加或者减少的条件下试样仍然伸长的现象称为屈服现象。

这个阶段的外力称为屈服力，首次下降前的屈服力称为上屈服力，即A点外力。

屈服阶段最小的外力称为下屈服力。

屈服阶段过后，金属材料发生明显塑性变形。

C点应力称为屈服强度或屈服点，对于无明显屈服的塑性材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，又叫名义屈服极限或δ0.2。

CB阶段：强化阶段。

屈服阶段过后，外力与变形不成比例增加。

力-伸长曲线中B点即为材料在拉伸时的最大力。

B点的应力称为抗拉强度或者强度极限。

BK阶段：局部塑性变形阶段。

外力超过最大值Fb之后，材料某一部分横截面发生收缩，即“缩颈”现象。

试样抵抗变形能力下降，外力随之下降而变形继续增加。

至K处，试样断裂。

K点的应力称为断裂强度。

但对于工程使用的金属而言，大部分没有明显的屈服现象。

低碳钢拉伸试验时变形发展的四个阶段

低碳钢拉伸试验时变形发展的四个阶段低碳钢拉伸试验是一种重要的材料力学实验方法，通过在材料上施加拉力，可以观察和研究其变形行为。

在低碳钢拉伸试验过程中，材料的变形可以分为四个阶段，每个阶段都具有独特的特征和意义。

第一个阶段是弹性变形阶段。

在拉伸开始的最初阶段，材料会出现弹性形变，即恢复力将材料拉伸过的原始形状重新恢复。

这是由于材料内部的原子结构变化引起的。

在这个阶段，拉伸应力和应变呈线性关系，称为胡克定律。

通过测量这个阶段的拉伸应力和应变，可以计算材料的弹性模量，评估材料的弹性性质。

第二个阶段是屈服点前的塑性变形阶段。

在材料继续被拉伸之后，当拉伸应力超过一定阈值时，材料会发生塑性变形。

在这个阶段，材料开始产生可观测的塑性变形，也就是材料的形状发生了可见的变化。

这是由于材料晶格内部滑移和位错运动引起的。

在这个阶段，拉伸应力不再和应变呈线性关系，材料开始表现出非线性的变形特性。

屈服点是指这个阶段开始的点，表示材料不能恢复到初始形状的应力值。

屈服点也是评估材料塑性特性的重要指标之一。

第三个阶段是再结晶结构形成前的应变硬化阶段。

在材料继续受到拉伸力的作用下，塑性变形会逐渐增加，材料表面会出现更多的变形痕迹。

这个阶段被称为应变硬化阶段，因为材料的抵抗外部力的能力会逐渐增强，也就是材料变得更加坚硬。

这是由于位错密度的增加和相互作用引起的。

在这个阶段，拉伸应力和应变之间的关系会变得更为复杂，可能需要使用更加复杂的数学模型来描述。

第四个阶段是再结晶结构形成阶段。

当材料继续受到拉伸力的作用时，位错密度逐渐达到一个临界值，再结晶过程开始发生。

在这个阶段，材料的塑性变形会减少，但是内部结构会重新排列并形成新的晶粒结构。

这个阶段的特征是塑性变形减小、材料表面痕迹消失。

再结晶过程可以使材料恢复其原始晶粒状态，从而改善其力学性能。

通过对低碳钢拉伸试验中的四个阶段进行观察和分析，可以了解材料的力学性质以及其变形行为的演变过程。

低碳钢应力应变曲线四个阶段

低碳钢应力应变曲线四个阶段低碳钢应力应变曲线通常可以分为四个主要阶段：弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。

下面将对每个阶段进行详细讨论。

1.弹性阶段：弹性阶段是低碳钢应力应变曲线的初始阶段。

在该阶段，钢材受到外部应力作用时，会发生弹性变形，即钢材会在应力的作用下产生应变，但是当外部应力消失时，钢材能够恢复原来的形状和尺寸。

弹性阶段的特点是应力与应变成正比关系，并且应力-应变曲线是一条直线，即呈线性关系。

2.屈服阶段：屈服阶段是低碳钢应力应变曲线的第二个阶段。

在该阶段，随着外部应力的增加，钢材会出现塑性变形。

在某一特定应力水平下，钢材的应变会急剧增加，此时称为屈服点。

屈服点是低碳钢材发生塑性变形的临界点，一旦超过该点，钢材会继续发生塑性变形，而不会恢复原状。

3.塑性阶段：塑性阶段是低碳钢应力应变曲线的第三个阶段。

在该阶段，钢材发生了持续的塑性变形，应变随着应力的增加而增加，但是应变速率逐渐变缓。

这是因为材料的内部结构开始发生变化，晶体滑移和晶界滑移等塑性形变机制开始发挥作用。

在塑性阶段，钢材会发生塑性壁变和缩颈等现象，导致材料断面的减小。

4.断裂阶段：断裂阶段是低碳钢应力应变曲线的最后一个阶段。

在该阶段，钢材受到的应力超过其承受能力，导致断裂发生。

这一阶段的特点是应变速率急剧增加，应力随着应变的增加而迅速下降。

断裂阶段可以分为两个子阶段：颈缩阶段和断裂阶段。

在颈缩阶段，钢材会出现局部收缩，断面减小；在断裂阶段，钢材会发生完全断裂。

综上所述，低碳钢的应力应变曲线可以分为四个主要阶段。

在弹性阶段，钢材可以恢复原状；在屈服阶段，钢材发生了塑性变形；在塑性阶段，钢材继续发生塑性变形，而应变速率逐渐变缓；最后，在断裂阶段，钢材承受的应力超过其承受能力，导致断裂发生。

这些阶段的理解对于材料的力学性能和工程应用具有重要意义。

低碳钢受拉直至破坏所经历的四个阶段

低碳钢受拉直至破坏所经历的四
个阶段
低碳钢在拉伸过程中经历四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。

弹性阶段为一直线，说明应力和应变成正比关系。

如卸去拉力，试件能恢复原状，这种性质即为弹性，该阶段为弹性阶段屈服阶段，应力应变不再成正比关系，开始出现塑性变形，该阶段的应力最低点称为屈服强度或屈服点，用fy表示。

强化阶段，曲线逐步上升，表示试件在屈服阶段以后，其抵抗塑性变形的能力又重新提高，这一阶段称为强化阶段。

对应于最高点c的应力值称为极限抗拉强度，简称抗拉强度，用fu表示。

颈缩阶段，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增加，产生“颈缩现象”，直到断裂。

材料应变曲线

材料应变曲线材料应变曲线是材料力学性能的重要参数之一，它描述了材料在受力作用下的应变随应力变化的规律。

通过分析材料应变曲线，可以深入了解材料的力学性能，为工程设计和材料选择提供重要参考依据。

材料应变曲线通常可以分为弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段四个阶段。

在弹性阶段，材料受到外力作用时会产生弹性变形，其应变与应力成正比，且在去除外力后能够完全恢复原状。

屈服阶段是材料开始发生塑性变形的阶段，此时材料的应力达到一定数值后会出现应力不再增加而应变继续增加的现象，这个应力值被称为屈服点。

在塑性阶段，材料会继续发生塑性变形，应力和应变之间的关系变得更为复杂。

最后，在断裂阶段，材料会因为应力过大而发生断裂。

材料应变曲线的形状受到多种因素的影响，包括材料的组织结构、成分、加工工艺等。

不同材料的应变曲线形状也会有所差异，比如金属材料的应变曲线通常呈现出明显的屈服平台和后续的硬化现象，而塑料材料的应变曲线则可能呈现出更为复杂的形态。

通过对材料应变曲线的分析，可以得到材料的一些重要参数，比如弹性模量、屈服强度、延伸率、断裂强度等。

这些参数对于工程设计和材料选择都具有重要的指导意义。

比如，弹性模量可以反映材料的刚度，屈服强度可以反映材料的抗拉性能，延伸率可以反映材料的延展性能，断裂强度可以反映材料的抗压性能。

在工程实践中，通过对材料应变曲线的分析，可以选择合适的材料，设计出更加安全可靠的工程结构。

比如，在设计承受大变形的零部件时，需要选择具有良好塑性的材料，而在设计承受高强度要求的零部件时，则需要选择具有高屈服强度和断裂强度的材料。

此外，对于材料的加工工艺也有重要的指导意义，比如在冷加工金属材料时，需要考虑材料的硬化特性，以避免出现过度变形或断裂。

总之，材料应变曲线是材料力学性能的重要指标，通过对其分析可以深入了解材料的力学性能，为工程设计和材料选择提供重要参考依据。

在工程实践中，合理利用材料应变曲线的信息，可以设计出更加安全可靠的工程结构，提高工程的整体性能和可靠性。

低碳钢拉伸实验四个阶段特点

一.低碳钢拉伸实验四个阶段特点是什么？
答：低碳钢拉伸实验四个阶段特点是：1、弹性阶段随着荷载的增加，应变随应力成正比增加。

如卸去荷载，试件将恢复原状，表现为弹性变形，与A点相对应的应力为弹性极限。

2、屈服阶段应力与应变不成比例，开始产生塑性变形，应变增加的速度大于应力增长速度，钢材抵抗外力的能力发生“屈服”了。

3、强化阶段抵抗塑性变形的能力又重新提高，变形发展速度比较快，随着应力的提高而增强。

4、颈缩阶段材料变形迅速增大，而应力反而下降。

试件在拉断前，于薄弱处截面显著缩小，产生“颈缩现象”，直至断裂。

低碳钢应力应变四个过程

低碳钢应力应变过程四个阶段低碳钢在整个拉伸试验过程中，其应力~应变关系大致分为以下四个阶段，见图1。

（1）弹性阶段（ob ）。

此阶段中材料的变形完全是弹性的，即完全卸载后试件将恢复原长，所以称之为弹性阶段。

这一阶段中的oa 段为直线，说明应力与应变成正比例关系，故称为比例阶段，此阶段中的最高点a 对应的应力值称为比例极限，用P σ表示。

过了a 点以后到b 点这一段虽然应力、应变不再成正比例关系，但是从此阶段最高点b 卸载后试件将恢复原长，证明整个ob 段为弹性阶段，此段中最高点b 对应的应力值称为弹性极限，用e σ表示。

图1比例极限P σ与弹性极限e σ二者虽意义不同，但二者数值接近，在实际测量过程中很难区分，因此，实际应用中常把它们统称为弹性极限。

在弹性阶段中，从开始加载到点a ，oa 是一条直线，表明应力与应变成正比，即εσE =式中E 为直线OA 的斜率，E 称材料的弹性模量，即αtan =E由材料的单向拉伸试验表明，在正应力σ作用下，材料沿正应力作用方向发生正应变ε，而且在正应力不超过材料的比例极限P σ时，正应力与正应变成正比。

上述关系称为胡克定律。

胡克定律是具有普遍性的，对于其它变形固体材料同样适用。

（2）屈服阶段（bc ）。

应力超过弹性极限e σ后应变不断增加，应力则在很小的范σε图上为一段接近水平的锯齿形线段bc，表示试件横截面上的应力几乎围内波动，~不增加，但应变迅速增加，好像材料失去抵抗变形的能力。

这一现象称为屈服或流动，σε图中，屈服阶段bc 范围内最高点的应力这一阶段称为屈服阶段或流动阶段。

在~值称为屈服高限，最低点的应力值称为屈服低限。

由于屈服高限受很多因素影响不够稳σ表示。

定，而屈服低限较稳定，故常将屈服低限称为材料的屈服极限或屈服点，用sσεbσPa。

低碳钢的屈服点约240M~（4）局部变形阶段（de）。

当应力达到强度极限后，可以看到试件工作段上某一局部的横截面显著收缩，如图2所示，称这一现象为“颈缩”现象。