03-力学性能试验-第五章-其他静载试验PPT课件
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平面弯曲问题：三点弯曲、四点弯曲
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
三点弯曲试验示意图
四点弯曲试验示意图
1177
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
1188
第五章 其他静载下金属力学性能试验
（一）弯曲试样上的弯矩和剪力
试样弯曲时，一般承受弯矩和剪力。在试样的横截面上一般有弯矩产 生的正应力和剪力产生的切应力。由材料力学基础知识，得出：
弯曲试验时，试样横截面上的应力分布是不均匀的，表 面的应力应变最大，可较灵敏地反映材料的表面缺陷。
试验标准：YB/T 5349-2006 金属弯曲力学性能试验方 法（GB/T 14452-1993 金属弯曲力学性能试验方法调整为 YB/T 5349-2006） 。
2021/3/9
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二、弯曲试验时的受力分析
第五章 其他静载下金属力学性能试验
力学性能试验
第五章 其他静载下金属力学性能试验
包雪鹏 2013.04.07
2021/3/9
11
第五章 其他静载下金属力学性能试验
第一节 金属压缩试验
一、压缩试验的工程应用及特点
单向压缩试验，简称压缩试验，即试样或标准试样的压缩， 而非零部件的压缩试验。压缩试验的特点：
3 铸铁压缩时的应力-应变曲线（图 5-3）：铸铁压缩时的抗 压强度较拉伸时高。约为抗拉强度的2～5倍 。
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
四、压缩试样
试样形状与尺寸的设计应保证：在试验过程中标距内为均 匀单向压缩；引伸计所测变形应与试样轴线上标距段的变形相 等；端部不应在试验结束之前损坏。
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
二、金属压缩试验标准
GB/T 7314-2005 金属材料 室温压缩试验方法 → 标准替代 GB/T 7314-1987 金属压缩试验方法； → 修改采用ASTM E9-89a( 2000) 金属材料室温压缩试验 方法； → 修改了符号和说明；增加了塑性材料的抗压强度测定内 容。
→ 受力特点： → 变形特点： → 单向压缩应力状态的软化系数α＝2，很适合于脆性材料的 力学性能试验。如铸铁、铸铝合金、轴承材料等； → 对于塑性材料，只能被压扁，一般不会破坏； → 压缩试验时，试样端面存在很大的摩擦力，阻碍试样端面 的横向变形，影响结果的准确性。应该适当增加试样高度与直径 的比。
2 规定非比例压缩强度的测定：
3 规定总压缩强度的测定：
4 压缩弹性模的测定：
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
5 上压缩屈服强度和下压缩屈服强度的测定
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/9
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6 抗压强度的测定
第五章 其他静载下金属力学性能试验
进行脆性材料试验时，将试样罩在防护罩里，防止试样碎片飞出伤人 或损坏设备。
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
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六、压缩力学性能测定
第五章 其他静载下金属力学性能试验
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
压缩力学性能的测定
——允许使用自动装置或自动测试系统（如计算机数据采集系统）测定 压缩力学性能，可以不绘制力-变形曲线图。 1 试验条件（温度、试验速度等）
2 低碳钢压缩时的应力-应变曲线（图 5.2）：在屈服阶段以前，压缩曲线与拉 伸曲线基本重合，压缩时的屈服应力、 弹性模量与拉伸时的大致相同。但是， 随着压力继续增大，低碳钢试件将愈压 愈扁， 可以产生很大的塑性变形而不破 裂，故无法测出材料的抗压强度 。
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
侧向无约束试样（圆柱体、正方形柱体），板状试样（在 约束装置内试验）。
侧向无约束，试样一般：L=(2.5～3.5) d或L=(2.5～3.5) b。 L=(1～2) d或L=(1～2) b的试样仅适用于抗压强度。 → 灰铸铁压缩试样按 JB/T 7945-1999 灰铸铁 力学性能试 验方法，选用 d=6～25mm、 L=d的圆柱体试样。 → 烧结金属材料压缩试样选用d=13mm、 L=d的圆柱体 试样。
GB/T 7314-2005 标准适用于测定金属材料在室温下单向 压缩的规定非比例压缩强度、规定总压缩强度、上压缩屈服 强度、下压缩屈服强度、压缩弹性模量及抗压强度。
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
三、压缩试验时的受力分析
1 压缩试验时受力情况（图5-1），压缩应力为：试验过程 中试样的实际压缩力F与其原始横截面积的比值。
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
五、试验设备
1 试验机 试验机准确度应为1级或优于1级（常用万能材料试验机）；试验机上、
下压板的工作表面应平行（平行度要求）；试验过程中，压头与压板间不 应有侧向的相对位移和转动。
调平垫块 2 约束装置
板状试样压缩试验应使用约束装置。 3 引伸计 4 防护装置
三点弯曲试样的弯矩图和剪力图
2021/3/9
四点弯曲试样的弯矩图和剪力图
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
在四点弯曲试验的两弯曲力之间的各横截面上，只有弯 矩M而无剪力Q，称为纯弯曲。
在四点弯曲和三点弯曲试验的弯曲力与支点之间的各横 截面上，有弯矩M和剪力Q，称为剪切弯曲。
GB/T 4337-2008 金属材料 疲劳试验 旋转弯曲方法 QC/T 637-2000 汽车发动机曲轴弯曲疲劳试验方法
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
（二）弯曲试样的应力和分布 1 试样弯曲时的正应力：
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7 性能测定结果数值的修约
第五章 其他静载下金属力学性能试验
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七、压缩试验的破坏特征
第五章 其他静载下金属力学性能试验
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
第二节 金属弯曲试验
一、弯曲试验的工程应用及特点
弯曲试验适用于测定脆性和低塑性材料的强度指标，用 挠度表示塑性，能明显地显示脆性和低塑性材料的塑性。弯 曲试验适用于评定脆性和低塑性材料如铸铁、硬质合金、工 具钢等。
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
三点弯曲试验示意图
四点弯曲试验示意图
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
（一）弯曲试样上的弯矩和剪力
试样弯曲时，一般承受弯矩和剪力。在试样的横截面上一般有弯矩产 生的正应力和剪力产生的切应力。由材料力学基础知识，得出：
弯曲试验时，试样横截面上的应力分布是不均匀的，表 面的应力应变最大，可较灵敏地反映材料的表面缺陷。
试验标准：YB/T 5349-2006 金属弯曲力学性能试验方 法（GB/T 14452-1993 金属弯曲力学性能试验方法调整为 YB/T 5349-2006） 。
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二、弯曲试验时的受力分析
第五章 其他静载下金属力学性能试验
力学性能试验
第五章 其他静载下金属力学性能试验
包雪鹏 2013.04.07
2021/3/9
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
第一节 金属压缩试验
一、压缩试验的工程应用及特点
单向压缩试验，简称压缩试验，即试样或标准试样的压缩， 而非零部件的压缩试验。压缩试验的特点：
3 铸铁压缩时的应力-应变曲线（图 5-3）：铸铁压缩时的抗 压强度较拉伸时高。约为抗拉强度的2～5倍 。
2021/3/9
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
四、压缩试样
试样形状与尺寸的设计应保证：在试验过程中标距内为均 匀单向压缩；引伸计所测变形应与试样轴线上标距段的变形相 等；端部不应在试验结束之前损坏。
2021/3/9
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
二、金属压缩试验标准
GB/T 7314-2005 金属材料 室温压缩试验方法 → 标准替代 GB/T 7314-1987 金属压缩试验方法； → 修改采用ASTM E9-89a( 2000) 金属材料室温压缩试验 方法； → 修改了符号和说明；增加了塑性材料的抗压强度测定内 容。
→ 受力特点： → 变形特点： → 单向压缩应力状态的软化系数α＝2，很适合于脆性材料的 力学性能试验。如铸铁、铸铝合金、轴承材料等； → 对于塑性材料，只能被压扁，一般不会破坏； → 压缩试验时，试样端面存在很大的摩擦力，阻碍试样端面 的横向变形，影响结果的准确性。应该适当增加试样高度与直径 的比。
2 规定非比例压缩强度的测定：
3 规定总压缩强度的测定：
4 压缩弹性模的测定：
2021/3/9
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
5 上压缩屈服强度和下压缩屈服强度的测定
2021/3/9
1111
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/9
1122
6 抗压强度的测定
第五章 其他静载下金属力学性能试验
进行脆性材料试验时，将试样罩在防护罩里，防止试样碎片飞出伤人 或损坏设备。
2021/3/9
77
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
88
六、压缩力学性能测定
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
压缩力学性能的测定
——允许使用自动装置或自动测试系统（如计算机数据采集系统）测定 压缩力学性能，可以不绘制力-变形曲线图。 1 试验条件（温度、试验速度等）
2 低碳钢压缩时的应力-应变曲线（图 5.2）：在屈服阶段以前，压缩曲线与拉 伸曲线基本重合，压缩时的屈服应力、 弹性模量与拉伸时的大致相同。但是， 随着压力继续增大，低碳钢试件将愈压 愈扁， 可以产生很大的塑性变形而不破 裂，故无法测出材料的抗压强度 。
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
侧向无约束试样（圆柱体、正方形柱体），板状试样（在 约束装置内试验）。
侧向无约束，试样一般：L=(2.5～3.5) d或L=(2.5～3.5) b。 L=(1～2) d或L=(1～2) b的试样仅适用于抗压强度。 → 灰铸铁压缩试样按 JB/T 7945-1999 灰铸铁 力学性能试 验方法，选用 d=6～25mm、 L=d的圆柱体试样。 → 烧结金属材料压缩试样选用d=13mm、 L=d的圆柱体 试样。
GB/T 7314-2005 标准适用于测定金属材料在室温下单向 压缩的规定非比例压缩强度、规定总压缩强度、上压缩屈服 强度、下压缩屈服强度、压缩弹性模量及抗压强度。
2021/3/9
33
第五章 其他静载下金属力学性能试验
三、压缩试验时的受力分析
1 压缩试验时受力情况（图5-1），压缩应力为：试验过程 中试样的实际压缩力F与其原始横截面积的比值。
2021/3/9
66
第五章 其他静载下金属力学性能试验
五、试验设备
1 试验机 试验机准确度应为1级或优于1级（常用万能材料试验机）；试验机上、
下压板的工作表面应平行（平行度要求）；试验过程中，压头与压板间不 应有侧向的相对位移和转动。
调平垫块 2 约束装置
板状试样压缩试验应使用约束装置。 3 引伸计 4 防护装置
三点弯曲试样的弯矩图和剪力图
2021/3/9
四点弯曲试样的弯矩图和剪力图
1199
第五章 其他静载下金属力学性能试验
在四点弯曲试验的两弯曲力之间的各横截面上，只有弯 矩M而无剪力Q，称为纯弯曲。
在四点弯曲和三点弯曲试验的弯曲力与支点之间的各横 截面上，有弯矩M和剪力Q，称为剪切弯曲。
GB/T 4337-2008 金属材料 疲劳试验 旋转弯曲方法 QC/T 637-2000 汽车发动机曲轴弯曲疲劳试验方法
2021/3/9
2200
第五章 其他静载下金属力学性能试验
（二）弯曲试样的应力和分布 1 试样弯曲时的正应力：
2021/3/9
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7 性能测定结果数值的修约
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
1144
七、压缩试验的破坏特征
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
1155
第五章 其他静载下金属力学性能试验
第二节 金属弯曲试验
一、弯曲试验的工程应用及特点
弯曲试验适用于测定脆性和低塑性材料的强度指标，用 挠度表示塑性，能明显地显示脆性和低塑性材料的塑性。弯 曲试验适用于评定脆性和低塑性材料如铸铁、硬质合金、工 具钢等。