材料性能：1.1材料的常规力学性能

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1.1.2. 拉伸曲线 1.1.2.1 �载荷（力）--伸长曲线和 �应力--应变曲线
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1）P点以下，F和ΔL呈线性关系； 2）PE段：伸长开始偏离直线关系； 但卸载后可完全恢复；弹性变形 3）A点：出现塑性变形；在这一阶 段的变形过程中，最初试样局部区 域产生不均匀的塑性变形，曲线上 出现平台式锯齿（屈服平台），直 至C点结束； 4）CB：均匀塑性变形阶段； 5）B点：达到最大拉伸力； 6）BK：不均匀塑性变形阶段，局 部区域产生缩颈； 7）K点：试样断裂。
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一、真实应力的推导 实际拉伸过程中，瞬时截面积A除其相应的拉伸力F。
S= σT=F瞬时/A瞬时
真应力和工程应力的关系：
假设材料的拉伸变形是等体积变化过
=
程，根据体积不变条件：
lA = l0 A0
（1）
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∆l l = l0 + ∆l = l0 (1+ l0 ) = l0 (1+ ε )
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Introduction
�拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切 �单向静拉伸试验 � --拉伸曲线 σP: 比例极限 σe: 弹性极限 σs：屈服极限 σb：抗拉强度
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拉伸曲线
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材料性能学 －力学性能
1.1 单向静拉伸试验及性能
力-伸长曲线和应力-应变曲线 一、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 韧度等重要的材料基本力学性能。
•真实应力：S= σT=P瞬时/A瞬时
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1.1.2.2 真应力-真应变曲线-P.13
工程应力σ=P/A0 工程应变ε=Δl/l0 真实应力S= σT；真实应变e= εT
它们与应力σ、应变ε之间有如下关系：
( ) 真实应力：S= σT = σ 1+ ε
( ) 真实应变：e= εT = ln 1+ ε
铝合金、含间隙
杂质铁合金、低
温下某些体心立
方金属等
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书P.12，表1-1-1 拉伸应力-应变曲线-典型材料举例
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拉伸应力-应变曲线-典型材料举例
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考虑：实际拉伸过程
•试样的截面积和长度会随着拉伸力的增加而 不断变化。 •工程应力--应变曲线并不能完全反映试验过程 中瞬时的真实情况。 •18分钟后的拉伸情况再以18分钟前的A0和l0 做依据，时间再长呢？这样的应力真实吗？
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材料的力学性能---材料力学
� 材料的力学性能学习重点：
� 弹性、塑性、韧性、断裂、硬度、脆性
� 材料力学： 构件承载后---应力分布---变形 强度、刚度、稳定性
� 学习重点：杆件的受力分析及计算。
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不同形状的应力—应变曲线
(a)室温的玻璃、 陶瓷、岩石, 热固性聚合物, 低温下的体心 立方金属等。
Δl：伸长量；l0 ：原始长度
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1.1.1 单向静拉伸试验
环材学院 耐热合金试验机 型号：WDW3200
拉力：200KN 20吨载荷
重力： G=mg(g=9.8N/kg)
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单向静拉伸试验
� 单向静拉伸
——最广泛的力学性能试验方法之一。
� 揭示: 过量弹变——塑变——断裂
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力--伸长曲线 应力--应变曲线13
典型的低碳钢拉伸曲线
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环材学院试验机45#碳钢 拉伸曲线
40000
35000
30000
25000
F(N)
20000
15000
10000
5000
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
纵轴：力（N）；X横Axis轴Title ：碳钢伸长
（2）
A
=
A0
−
∆A
=
A0 (1 −
∆A) A0
=
A0 (1 −ψ
)
（3）
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把2，3代入1得
1 1+ε =
1−ψ
（4）
或： ε = ψ 1−ψ
Ψ：断面收缩率，书 P.17
根据真应力的定义： 而且F瞬时=F 是恒力
F
F
S = σT = A = A0 (1−ψ ) = σ (1+ ε )
S =σT =σ(1+ε) 真应力大于工程应力
1 材料的常规力学性能
强度、弹性、塑性、韧性、硬度 � 试验方法：
拉伸变形、压缩变形、弯曲变形、 剪切变形、扭转变形、冲击变形、 硬度试验。 � 试样类型： 圆柱试样、片状试样； 缺口试样。
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材料的常规力学性能
1.1 单向静载荷试验与性能 1.2 其他静载荷下的力学试验及性能 1.3 缺口效应 1.4 硬度 1.5 冲击韧度
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(b)调质钢、 有色金属
(c)铝青铜、 高锰钢、
硬玻璃态聚合物、 高温下的陶瓷
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（d）正火、调质、退火态低碳钢， 低合金结构钢，工业纯铁等
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（e）软玻璃态 聚合物
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（f）橡胶、高 弹态聚合物
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（g）结晶态聚合物
（h）低溶质固溶体
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环材学院试验机 铸铁 拉伸曲线
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F(N)
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
S(mm)
位移
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退火低碳钢拉伸时的力学响应：
� 弹性变形、 � 塑性变形、 � 断裂三个主要阶段。 塑性变形阶段还可以分为： � 微塑性变形阶段、（不均匀的塑性变形） � 屈服阶段、（均匀、不均匀塑性变形） � 应变加工硬化阶段、 （不均匀塑性变形） � 颈缩阶段。 （不均匀的塑性变形）
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二、真应变的推导
试样瞬时长度L为L+dL
应变的微分增量： de = dL L
工程应变ε=Δl/l0
试样自L0伸长至L后，总的应变量为
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5来自百度文库
力-伸长曲线和应力-应变曲线
二、拉伸性能的作用 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。
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工程应力、应变的定义（P.10）
� 工程应力σ=F/A0
F：载荷；A0：原始截面积
� 工程应变ε=Δl/l0