塑性材料应力应变图(精)

工程力学
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d
（2）屈服阶段 (bc段)
当应力超过弹性极限后到达某一数值时，
应变 而应力 显著增加； 先是下降， 然后作微小波动，
σ
b a
e c
ε O
在曲线上出现接近水平线的小锯齿形线段。 屈服或流动： 应力基本保持不变，
而应变显著增加
试件开始出现塑性变形。 屈服极限 S 塑性材料的一个重要的强度指标
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（3）强化阶段 (cd段) 材料的强化:
过屈服强度以后， 材料又恢复了抵抗变形的能力; 要使它继续变形， 必须增大拉力。 强化阶段所发生的变形： 也有一小部分的弹性变形。
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塑性材料应力应变图
主 讲 人： 管 欣
黄河水利职业技术学院
2014.09
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低碳钢拉伸时的力学性能
低碳钢是指含碳量在0.30%以下的碳素钢。
由于F—ΔL曲线与 试样的尺寸有关， 为了消除试件尺寸 的影响，可采用应 力应变曲线，即σ －ε曲线来代替F— ΔL曲线。
形状为杯锥状。
断面
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位于横截面，
由最大正应力引起破坏
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（5）材料的塑形指标
①延伸率δ： 试件的变形量与原长的比值×100％；
l1 l 100 0 0 l
工程中 5% 称为塑性材料； 低碳钢的伸长率
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弹性阶段 在弹性阶段内有一段特殊的直线段 在该段内σ、ε之间呈线性关系,
称为比例阶段，也称为线弹性阶段； 在线弹性阶段内应力－应变之间满足
d
Oa段，
σ
b a
e c
ε O
E
（胡克定律）
Ｅ称为材料的弹性模量； E = tg σP 一般钢材 : E=200GPa 。 比例极限 p ａ点对应比例阶段的最高应力； 比例极限是应力-应变之间服从胡克定律的应力的最大值。
屈服阶段所发生的变形
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主要是塑性变形；
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屈服极限
S
d σ b a e c
上屈服极限、下屈服极限： 屈服阶段的最高应力，最低应力; 上屈服极限的数值： 与试件的形状、加载速度等因素有关， 一般是不稳定的。 下屈服极限较稳定，
5%
为脆性材料；
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平均值约为20％－30％；
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②截面收缩率ψ：
A A1 100% A

拉断后颈缩处最小横截面面积与试件原始截面面积的比值×100％。 Q235钢：≈60%
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注意
①只有工作应力
F P A
时，
E σ 、ε之间才服从胡克定律 P e 时， ② ab段内
、
胡克定律不再成立，但仍为弹性变形；
p 相差不大， ③ 由于 e 工程中并不严格区分。
σs
O
ε
能够反映材料的力学性能，
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定义为材料的屈服极限
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45°滑移线：
表面磨光的试件会看到 出现与轴线大约成45°角的斜线，称为滑移线； 这是由于晶粒之间发生相对错动而形成的, 由最大切应力引起。 45
注意： 当试件内的应力接近材料的屈服极限时，
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低碳钢拉伸破坏的四个阶段
d σ b a c e
ε O
1、弹性比例阶段ob
3、强化阶段cd
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2、屈服阶段bc
4、局部颈缩阶段de
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d
（1）弹性比例阶段 (oab段)
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颈缩阶段 （局部变形阶段）
由于横截面面积减小，
(de段)
σ b a c
d e
拉力也相应减小，
O
ε
曲线呈下降趋势;
到达ｅ点试件被拉断。
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拉断试件
σ
b a
e c
该段内变形在外力撤销后会完全消失; O 发生的变形均称为弹性变形。 而撤去外力后仍不会消失的变形成为残余变形或塑性变形。 弹性极限 e
ε
ｂ点所对应的应力是弹性阶段的最高值，
是材料只出现弹性变形的极限值； σe
Байду номын сангаас
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d σ b a e c
σ
O
b
ε
大部分为塑性变形，
强度极限
b
是衡量材料强度的另一个重要指标；
强化阶段中最高点d点所对应的应力, 材料在拉伸破坏之前所能承受的最大应力；
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（局部变形阶段） （4）颈缩阶段
试件内的应力超过强度极限后， 在试件的某局部范围内， 横向尺寸急剧缩小， 形成颈缩现象。