力学性能基础知识.
力学基础知识
工程单位制
大小
单位制
国际单位制
物理量
类别
量纲
英
制
基本量纲
导出量纲 量纲幂次式
常用量 速度，加速度 体积流量，质量流量 密度，重度 力，力矩 压强，压力，弹性模量
粘度，运动粘度
其他量 角速度，角加速度 应变率
第三节 变形体力学基础
一、材料力学的任务 二、关于变形固体及其基本假设 三、内力、截面法、轴力及轴力图
光滑辊轴而成． 约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力．
5.平面固定端约束
=
=
≠
=
四.物体的受力分析和受力图
第二节 平面力系和平衡方程
一.平面力系的简化 二.平面力系的平衡方程
三.力学单位制与量纲 物理量的量纲
基本量纲dim m = M , dim l = L , dim t = T
导出量纲：用基本量纲的幂次表示。
二、关于变形固体及其基本假设
1.可变形固体
关于变形的基本概念和名词 弹性 ––– 物体在引起变形的外力被除去以后，
能即刻恢复它原有形状和尺寸的性质。
弹性变形 ––– 变形体在外力被除去后能 完全消失的变形。
塑性变形 ––– 变形体在外力被除去后不能 消失的变形。
2. 基本假设
• 连续性假设
认为组成物体的物质毫无空隙地充满了整个 物体的几何体积。
•小变形 假设物体产生的变形与整个物体的原始尺寸
相比是极其微小的。
PP
L
理论力学与材料力学的研究对象在模型上的区别。 理论力学：刚体 材料力学：变形固体完全弹性体
三.内力、截面法、轴力及轴力图
（一）内力的概念 它是由于外力的作用而使物体的各部分之间
材料力学概念及基础知识
一、基本概念1 材料力学的任务是：研究构件的强度、刚度、稳定性的问题，解决安全与经济的矛盾。
2 强度：构件抵抗破坏的能力。
3 刚度：构件抵抗变形的能力。
4 稳定性：构件保持初始直线平衡形式的能力。
5 连续均匀假设：构件内均匀地充满物质。
6 各项同性假设：各个方向力学性质相同。
7 内力：以某个截面为分界，构件一部分与另一部分的相互作用力。
8 截面法：计算内力的方法，共四个步骤：截、留、代、平。
9 应力：在某面积上，内力分布的集度(或单位面积的内力值)、单位Pa。
10 正应力：垂直于截面的应力(σ)11 剪应力：平行于截面的应力()12 弹性变形：去掉外力后，能够恢复的那部分变形。
13 塑性变形：去掉外力后，不能够恢复的那部分变形。
14 四种基本变形：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
二、拉压变形15 当外力的作用线与构件轴线重合时产生拉压变形。
16 轴力：拉压变形时产生的内力。
17 计算某个截面上轴力的方法是：某个截面上轴力的大小等于该截面的一侧各个轴向外力的代数和，其中离开该截面的外力取正。
18 画轴力图的步骤是：①画水平线，为X轴，代表各截面位置；②以外力的作用点为界，将轴线分段；③计算各段上的轴力；④在水平线上画出对应的轴力值。
（包括正负和单位）19 平面假设：变形后横截面仍保持在一个平面上。
20 拉（压）时横截面的应力是正应力，σ=N/A21 斜截面上的正应力：σα=σcos²α22 斜截面上的切应力：α=σSin2α/223 胡克定律：杆件的变形时与其轴力和长度成正比，与其截面面积成反比，计算式△L=NL/EA（适用范围σ≤σp）24 胡克定律的微观表达式是σ=Eε。
25 弹性模量（E）代表材料抵抗变形的能力（单位Pa）。
26 应变：变形量与原长度的比值ε=△L/L（无单位），表示变形的程度。
27 泊松比（横向变形与轴向变形之比）μ=∣ε1/ε∣28 钢（塑）材拉伸试验的四个过程：比例阶段、屈服阶段、强化阶段、劲缩阶段。
工程力学知识点详细总结
工程力学知识点详细总结工程力学是研究物体受力和变形规律的学科，它是工程学的基础学科之一。
在工程实践中，我们经常需要对结构物体的力学特性进行分析和计算，以保证结构的安全可靠。
因此，工程力学的理论和方法在工程设计和施工中起着不可替代的作用。
本文以静力学、动力学和固体力学为主要内容，详细总结了工程力学的相关知识点。
一、静力学1.力的概念和分类力是引起物体产生加速度的原因，根据力的性质和来源可以将力分为接触力和场力。
接触力是通过物体的静止接触面传递的力，包括摩擦力、正压力和剪切力等；场力是由物体之间的相互作用所产生的力，包括重力、电磁力和引力等。
2.受力分析受力分析是研究物体受力情况的一种分析方法，通过分析物体受力的大小、方向和作用点，可以确定物体的平衡条件和受力状态。
在受力分析中，可以应用力矩平衡、受力图和自由体图等方法来分析物体的受力情况。
3.力的合成和分解力的合成和分解是将若干个力按照一定规律合成为一个合力，或者将一个力分解为若干个分力的方法。
通过力的合成和分解，可以简化受力分析的过程，求解物体的受力情况。
4.平衡条件平衡是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
根据平衡的要求，可以得出物体的平衡条件，包括受力平衡和力矩平衡。
在分析物体的平衡条件时，可以应用力的合成和分解、力矩平衡等方法进行求解。
5.杆件受力分析杆件受力分析是研究杆件受力情况的一种分析方法，通过分析杆件受力的大小、方向和作用点，可以确定杆件的受力状态。
在杆件受力分析中，可以应用正压力、拉力和剪力等概念进行求解。
6.梁的受力分析梁是一种常见的结构构件，受到外部加载作用时会产生弯曲变形。
梁的受力分析是研究梁受力情况的一种分析方法，通过分析梁受到的弯矩和剪力的分布规律，可以确定梁的受力状态。
在梁的受力分析中，可以应用梁的静力平衡和弯矩方程等方法进行求解。
7.静力学原理静力学原理是研究物体力学特性的基本原理，包括牛顿定律、平衡条件和力的合成分解定理等。
金属材料基础知识,金属材料的力学性能
金属材料基础知识，金属材料的力学性能金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料。
一般分为黑色金属和有色金属两种。
黑色金属包括铁、铬、锰等。
其中钢铁是基本的结构材料，称为“工业的骨骼”。
由于科学技术的进步，各种新型化学材料和新型非金属材料的广泛应用，使钢铁的代用品不断增多，对钢铁的需求量相对下降。
但迄今为止，钢铁在工业原材料构成中的主导地位还是难以取代的。
任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用，这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力就是材料的力学性能。
一、力学性能--强度强度——金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。
1．拉伸测试拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。
利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。
2．力－伸长曲线弹性变形阶段--屈服阶段--强化阶段--缩颈阶段3．强度指标（1）屈服强度：当金属材料出现屈服现象时，在实验期间发生塑性变形而力不增加的应力点。
（2）抗拉强度Rm ：材料在断裂前所能承受的最大的应力。
二、力学性能--塑性塑性——材料受力后在断裂前产生塑性变形的能力。
1．断后伸长率A ：试样拉断后，标距的伸长量与原始标距之比的百分率。
2．断面收缩率Z ：试样拉断后，缩颈处面积变化量与原始横截面面积比值的百分率三、力学性能--硬度硬度——材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
硬度是通过在专用的硬度试验机上实验测得的。
1．布氏硬度：用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位为Pa，但一般均不标出：表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、实验力及实验力保持时间表示。
当保持时间为10～15s时可不标。
应用范围：主要用于测定铸铁、有色金属及退火、正火、调质处理后的各种软钢等硬度较低的材料。
金属材料-力学性能及金相检验基础知识
拉伸曲线的类型
不同类型曲线上的上屈服强度和下 屈服强度（ReH和ReL）
塑性
• 是指在外力作用下，能引起金属永久变形而不发 生破断，在外力取消后仍能保持变形后的形状的 能力。 • 材料的塑性值也可以通过拉伸试验，在测得金属 材料强度的同时确定出来。通常塑性的高低用伸 长率（A、δ）和断面收缩率（Z、ψ）来衡量，其 单位为%。 • 伸长率表示拉断后试样的伸长量与原来标距长度 相比的百分数。 • 截面收缩率表示拉断后试样在断裂处的收缩面积 与原来横截面积相比的百分数。
压缩、弯曲、剪切试验
• 压缩试验与拉伸试验相似，只是受力方向相反。通常只用 于生铁、水泥等较脆的材料。抗压强度的符号是σbc ，单 位也是MPa（N/mm2）。 • 弯曲试验主要用于测定材料在弯曲力矩作用下的强度和塑 性，通常有两种加载方法：三点加载和四点加载，弯曲试 验的对象主要是对塑性变形很小或较脆的材料，在拉伸时 不易进行塑性变形测量的材料，如铸铁、硬质合金、工具 钢等，测量指标是抗弯强度和挠度。弯曲强度的符号是 σbb ，单位也是MPa（N/mm2），挠度符号是f，单位mm。 对于塑性很好的材料，弯曲试验没有什么意义，只在评定 材料工艺性能时进行冷弯试验，以观察其在弯曲到规定角 度时有无裂缝或断裂，借此评定材料的工艺质量，不进行 应力计算。试验方法是GB/T232《金属材料 弯曲试验方 法》。 • 剪切试验的对象是铆钉、销子等，其试验材料为塑性很好 的金属。剪切试验的目的是测出材料的最大错动力和相应 的应力，即剪切强度。
维氏硬度
• 表示方法：如，225HV1/20表示用1kgf（9.807N）试验力 保持20秒，测定的维氏硬度值为225。 • 对试样要求：试验面的制备要求较高，一般要求粗糙度不 大于0.2μm，但对于小负荷和显微维氏硬度试验，则要求 在0.1μm以下；而且试验面的加工也必须确保使表面产生 形变硬化。 • 优点：试验力可任意选择，可测厚薄不同的试样的厚度， 是测量最精确的一种试验方法。 • 缺点：试样制备与压痕测量较费时间，工作效率较低，只 适用于在试验室中进行，不适用大批量生产中的常规检验， 压痕较小，代表性差，受成分偏析和组织不均匀等缺陷影 响较大，因此所测硬度值的重复性差，分散度大。 • 虽然试验力可任意选择，硬度值可任意比较，但因压痕大 小不同，测量误差也不同，因此，在进行硬度值比较时， 应尽可能选择与原先测试那些试样硬度时相同的试验力。
考研机械设计必考知识点
考研机械设计必考知识点一、力学基础知识1.1 力的基本概念力是物体之间相互作用的结果，具有大小和方向。
1.2 力的合成与分解力的合成是指多个力同时作用于物体时，其合力的求解。
力的分解是指把一个力分解为多个合力的过程。
1.3 牛顿三定律牛顿第一定律：一个物体如果受到合力为零的作用，则物体保持静止或匀速直线运动。
牛顿第二定律：物体的加速度与作用在物体上的合力成正比，与物体的质量成反比。
牛顿第三定律：任何两个物体之间存在相互作用力，且大小相等、方向相反。
1.4 力矩和力矩平衡力矩是描述力偶对物体产生的转动效果的物理量。
力矩平衡是指物体受到的合力矩为零，物体处于平衡状态。
二、材料力学2.1 应力与应变应力是物体单位面积上的内力，应变是物体长度或体积的变化与原长或原体积的比值。
2.2 弹性力学性能弹性力学性能包括弹性模量、屈服强度、延伸率等。
2.3 薄壁压力容器薄壁压力容器是指壁厚相对于容器直径或高度较小的容器，其设计与分析需要考虑安全性能及适应力。
三、机械设计3.1 齿轮传动齿轮传动是机械传动中常用的一种形式，包括直齿轮传动、斜齿轮传动、蜗轮传动等。
3.2 轴的设计轴是机械传动中承受扭矩的重要零件，其设计需要考虑强度和刚度。
3.3 联轴器联轴器用于连接两个轴，传递功率和扭矩。
各类联轴器的特点和选用原则。
3.4 轴承的种类和选用轴承用于支撑转轴并减小摩擦，常见的有滚动轴承和滑动轴承。
四、机械制图4.1 国家标准图形符号机械制图中的常用符号，如直线、圆、孔、螺纹等。
4.2 投影方法机械制图中的常用投影方法，包括主视图、俯视图、侧视图等。
4.3 三维建模软件常用的三维建模软件，如SolidWorks、Pro/E等。
五、数值计算和优化设计方法5.1 数值计算基础数值计算方法的基本原理和常用的数值计算方法，如牛顿法、二分法等。
5.2 优化设计方法优化设计方法的基本原理和常用的优化算法，如遗传算法、粒子群算法等。
六、机械振动与噪声控制6.1 机械振动基础机械振动的基本概念和分类，如自由振动、受迫振动等。
材料力学的基本知识与基本原理
材料力学的基本知识与基本原理材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和力学行为的学科。
它是材料科学与工程中的重要基础学科，对于材料的设计、制备和应用具有重要意义。
本文将介绍材料力学的基本知识与基本原理，帮助读者更好地理解材料的力学性质。
一、材料力学的基本概念材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为的学科，它主要包括静力学、动力学和弹性力学等内容。
静力学研究材料在力的作用下的平衡状态，动力学研究材料在力的作用下的运动状态，而弹性力学则研究材料在外力作用下的弹性变形。
二、材料力学的基本原理1. 牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，它指出物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动。
在材料力学中，这一定律可以解释材料在没有外力作用下的静力平衡状态。
2. 牛顿第二定律牛顿第二定律是描述物体受力后的运动状态的定律，它表明物体所受合力与物体的加速度成正比。
在材料力学中，牛顿第二定律可以用来描述材料在外力作用下的运动状态，从而研究材料的力学性能。
3. 弹性力学原理弹性力学原理是研究材料在外力作用下的弹性变形的原理。
它基于胡克定律，即应力与应变成正比。
应力是单位面积上的力，应变是单位长度上的变形量。
弹性力学原理可以用来计算材料在外力作用下的应力和应变，从而研究材料的弹性性能。
4. 应力与应变的关系应力与应变的关系是材料力学中的重要内容，它可以通过应力-应变曲线来描述。
应力-应变曲线是材料在外力作用下的应力和应变之间的关系曲线，它可以反映材料的力学性能和变形特性。
在应力-应变曲线中，通常有线弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段等不同的阶段。
5. 杨氏模量和泊松比杨氏模量和泊松比是材料力学中的两个重要参数。
杨氏模量是描述材料在拉伸或压缩时的刚度的参数，它越大表示材料越硬。
泊松比是描述材料在拉伸或压缩时的体积变化与形变的比值，它越小表示材料越不易变形。
三、材料力学的应用材料力学的研究成果广泛应用于材料科学与工程领域。
工程力学知识总结
工程力学知识总结工程力学是研究物体受力和运动规律的一门学科，它对于工程领域的发展和实践具有重要的作用。
在工程力学中，有许多基本概念和原理需要我们理解和掌握，下面我将就几个关键点进行总结。
一、静力学静力学是工程力学的基础，主要研究物体在平衡状态下受力的情况。
其中，最为重要的概念是力的平衡和向量的分解。
在工程实践中，我们经常需要分析物体受力平衡的问题，例如悬臂梁的计算、弹簧的力学特性等。
了解静力学原理，可以帮助我们更准确地预测物体在受力下的变形和破坏情况，从而做出合理的设计和决策。
二、动力学动力学是研究物体在受力下运动情况的学科。
在工程实践中，我们经常需要分析物体的加速度、速度和位移等动力学参数，来评估物体的运动特性和受力情况。
同时，动力学也与工程设计密切相关，例如汽车的制动距离计算、电梯的速度限制等都需要基于动力学原理进行分析和计算。
三、材料力学材料力学是研究材料受力和变形规律的学科。
在工程中，我们经常需要对各种材料的力学性能进行评估和分析。
例如，钢材的强度、混凝土的抗压能力、塑料的形变特性等都属于材料力学的范畴。
了解材料力学原理，可以帮助我们选择合适的材料，从而提高工程的可靠性和安全性。
四、结构力学结构力学是研究物体构件之间力学相互作用和受力特性的学科。
在工程设计中，往往需要设计各种强度合适、刚度满足要求的结构，而结构力学能够提供必要的分析工具和方法。
例如，房屋结构、桥梁设计、机械零部件等都需要依靠结构力学原理进行计算和分析。
了解结构力学原理，可以帮助我们做出合理的结构设计和优化。
五、流体力学流体力学是研究流体运动和受力规律的学科。
在工程领域中，流体力学的应用非常广泛，例如水力学、空气动力学等都属于流体力学的范畴。
在设计水利、空调、风力发电等工程时，我们需要对流体的流动特性和受力情况进行分析和计算。
熟悉流体力学原理，可以帮助我们更好地理解和控制流体的运动，从而提高工程的效率和可靠性。
综上所述，工程力学涵盖了静力学、动力学、材料力学、结构力学和流体力学等多个领域，它们共同构成了工程力学的基础和核心。
材料力学基础知识PPT课件
3
材料力学的建立
强度。（屈服强度，抗拉强度，抗弯强度， 抗剪强度），如钢材Q235，屈服强度为 235MPa
塑性。一般用伸长率或断面收缩率表示。 如Q235伸长率为δ5=21-26
表示轴力沿杆轴变化情况的图线，称为轴力图。 例如上图中的坐标图即为杆的轴力图。
31
4.2轴力与轴力图
例1 图中所示为右端固定梯形杆，承受轴向载荷F1与F2作 用，已知F1=20KN（千牛顿），F2=50KN，试画杆的轴力 图，并求出最大轴力值。
解：（1）计算支反
力
A F1
B F2
设杆右端的支反力为
12
3.3外力与内力
内力与截面法
内力：物体内部的相互作用力。由于载荷作用引起的内力称为附加内 力。简称内力。内力特点：引起变形，传递外力，与外力平衡。 截面法：将杆件假想地切成两部分，以显示内力，称为截面法。
13
3.3外力与内力
应用力系简化理论，将上述分布内力向横截面的形心简化，得
轴力 ：Fx沿杆件轴线方向内力分量，产生轴向（伸长，缩短）
C FR
FR，则由整个杆的平 F1
FN1 FN2
FR
衡方程
FN
20kN
ΣFx=0，F2-FR=0 得
+ 0
30kN
FR=F2-F1=50KN-20KN
=30KN
32
4.2轴力与轴力图
(2)分段计算轴力
设AB与BC段的轴力
A
均为拉力，并分别用FN1 F1
与FN2表示,则可知
金属材料的基础知识
抗拉强度: 在拉断前试样所能承受的最大应力 为该试样的抗拉强度，用符号σb 表示，计算公式为。
σb=
Fb So
二、 塑性
➢概念
塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久性变形而不断裂的能 力。
➢ 衡量指标
伸长率：试样被拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比 称为伸长率，用符号δ表示。计算公式为：
δ= l1 l0 ×100% l0
δ ψ
性能指标
名称
抗拉强度 屈服点 规定残余伸长应力
伸长率 断面收缩率
硬度 冲击韧性
HBS(HBW) HRC HRB HRA 标尺洛氏硬度值 A标尺洛氏硬度值 维氏硬度值
冲击韧度
疲劳强度 σ-1
疲劳极限
单位 MPa MPa MPa
J/cm2 MPa
含义
试样拉断前所能承受的最大应力 拉伸过程中，力不增加（保持恒定）试 样仍能继续伸长时的应力 规定残余伸长率达0.2%时的应力
部永久性积累损伤经一定循环次数后产生裂纹或突发完全断 裂的过程称为金属疲劳。
五、疲劳强度
➢疲劳破坏可分为微观裂纹、宏 观裂纹和瞬时断裂三 个过程。
五、疲劳强度
➢疲劳曲线 ：疲劳曲线是指交变应力σ与循 环次数N的关系曲线，如下图所示。
常用金属材料的力学性能指标及其含义
力学性能
符号
强度 塑性
σb σs σ0.2
0.1
e 0.2
一、强度—拉伸曲线
1.弹性变形阶段 2.屈服阶段 3.强化阶段 4.缩颈阶段
低碳钢的应力-应变曲线
一、强度—衡量指标
屈服点： 用符号σs表示，计算公式为
σs=
Fs So
式中：Fb——试样断裂前所承受的最大拉力， 单位为N；
公共基础知识材料力学基础知识概述
《材料力学基础知识综合性概述》一、引言材料力学作为工程力学的一个重要分支，主要研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性等问题。
它在工程设计、机械制造、土木工程、航空航天等众多领域都有着广泛的应用。
了解材料力学的基础知识，对于从事相关工程领域的专业人员以及对力学感兴趣的人士都具有重要意义。
本文将从基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面对材料力学进行全面的阐述与分析。
二、基本概念1. 应力与应变- 应力：物体由于受到外力作用而产生的内部抵抗力。
应力分为正应力和切应力。
正应力是垂直于作用面的应力，切应力是平行于作用面的应力。
应力的单位为帕斯卡（Pa）。
- 应变：物体在应力作用下产生的相对变形。
应变分为正应变和切应变。
正应变是长度的相对变化，切应变是角度的变化。
应变是无量纲的量。
2. 弹性与塑性- 弹性：材料在去除外力后能够完全恢复其原来形状和尺寸的性质。
弹性变形是可逆的，符合胡克定律。
- 塑性：材料在去除外力后不能完全恢复其原来形状和尺寸的性质。
塑性变形是不可逆的，材料会产生永久变形。
3. 强度与刚度- 强度：材料抵抗破坏的能力。
强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
强度的单位为帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa）。
- 刚度：材料抵抗变形的能力。
刚度与材料的弹性模量和截面形状有关。
刚度的单位为牛顿/米（N/m）或千牛/米（kN/m）。
4. 稳定性- 稳定性是指材料或结构在受到外力作用时，保持其原有平衡状态的能力。
对于细长杆件或薄壁结构，稳定性问题尤为重要。
三、核心理论1. 胡克定律- 胡克定律是材料力学中的基本定律之一，它表明在弹性范围内，应力与应变成正比。
即σ=Eε，其中σ为应力，ε为应变，E 为弹性模量。
- 胡克定律适用于各种材料，如金属、塑料、橡胶等。
它是材料力学中进行应力分析和变形计算的重要依据。
2. 梁的弯曲理论- 梁是工程中常见的结构元件，其主要承受横向载荷。
力学性能教案
力学性能教案引言：力学性能是研究物体在外力作用下的变形、运动、力的大小和方向等物理量的学科。
力学性能的学习对于理解和应用力学原理具有重要的意义。
本教案将介绍力学性能的基本概念和相关实验内容，旨在培养学生对力学性能的理解和应用能力。
一、教学目标：1. 理解力学性能的基本概念和分类；2. 掌握力学性能实验的基本步骤和方法；3. 培养学生对力学性能的观察、分析和判断能力；4. 培养学生的团队协作和实验操作技能。
二、教学重点和难点：1. 力学性能的基本概念和分类；2. 力学性能实验的基本步骤和方法。
三、教学内容：1. 力学性能的基本概念力学性能是指物体在外力作用下的响应和性能表现。
主要包括以下几个方面：1.1 强度：物体在外力作用下抵抗破坏的能力。
常用强度指标有极限强度、屈服强度和抗拉强度等；1.2 刚度：物体在受力后产生的变形与受力之间的关系。
常用刚度指标有弹性模量和切割模量等；1.3 韧性：物体在断裂前可以吸收的能量。
常用韧性指标有断裂韧性和冲击韧性等；1.4 疲劳性能：物体在循环载荷作用下耐久性能的指标。
常用疲劳性能指标有疲劳寿命和循环载荷下的变形等。
2. 力学性能实验2.1 实验目的通过实验，观察、测量和分析不同材料和结构的力学性能，加深对力学性能的理解。
2.2 实验仪器和材料（根据实际情况列举相关的实验仪器和材料）2.3 实验步骤（根据实验的具体内容列举相关的实验步骤）2.4 实验数据处理和分析根据实验数据，计算和比较不同材料和结构的力学性能指标，探讨其差异和原因。
四、教学方法：1. 讲授法：通过教师讲解的方式，介绍力学性能的基本概念和实验内容；2. 实验操作法：组织学生进行力学性能实验，培养学生的实验操作技能；3. 案例分析法：通过分析实际案例，帮助学生更好地理解力学性能的应用和意义；4. 讨论交流法：组织学生进行小组讨论，共同解决实验中的问题和困惑。
五、教学评估：1. 实验报告：学生根据实验结果撰写实验报告，评估学生对力学性能实验的理解和应用能力；2. 课堂讨论：评估学生对力学性能概念和实验内容的理解程度；3. 学习反馈：通过问卷调查等方式，评估学生对教学内容和教学方法的反馈意见。
材料的力学性能和弹性模量
材料的力学性能和弹性模量材料的力学性能和弹性模量是材料科学中非常重要的参数，它们与材料的力学行为和性能密切相关。
本文将对材料的力学性能和弹性模量进行详细介绍和分析。
一、力学性能1. 强度：材料的强度是指材料在受力情况下能够承受的最大应力。
强度高的材料具有较高的抗拉、抗压等能力，常用来制造承重结构或需要抗外力作用的零部件。
2. 韧性：材料的韧性是指材料在受力情况下能够吸收能量的能力。
韧性高的材料能够在受到冲击或弯曲时发生塑性变形而不易断裂，常用于制造需要抗冲击或吸能的零部件。
3. 延展性：材料的延展性是指材料在受力情况下能够发生塑性变形的能力，即能够被拉长或压扁。
延展性高的材料具有较好的可加工性和适应性，常用于制造需要复杂形状或变形的零部件。
4. 脆性：材料的脆性是指材料在受力情况下发生断裂的倾向。
脆性高的材料容易发生断裂，常用于制造需要刚性和脆性的结构或零部件。
二、弹性模量弹性模量是材料在弹性阶段的应力和应变之间的比例关系。
常用的弹性模量包括杨氏模量、剪切模量和泊松比。
1. 杨氏模量：杨氏模量是指材料在拉伸或压缩过程中单位面积的应力与应变之间的比值。
杨氏模量越大，材料的刚度越高，即抵抗外力变形的能力越强。
2. 剪切模量：剪切模量是指材料在剪切过程中单位面积的剪应力与剪应变之间的比值。
剪切模量描述了材料在剪切应力作用下的变形特性。
3. 泊松比：泊松比是指材料在受力方向上的拉伸或压缩与垂直方向上的应力变形之间的比值。
泊松比描述了材料在受力作用下的变形特性，对材料的破坏和失效具有重要的影响。
三、材料选择和应用材料的力学性能和弹性模量是根据具体应用需求进行选择的。
不同的材料在力学性能和弹性模量上具有各自的优势和适用范围。
1. 金属材料：金属材料具有优异的强度和韧性，常用于制造机械零件、建筑结构和汽车零件等需要抗拉、抗压和抗冲击能力的领域。
2. 高分子材料：高分子材料具有良好的延展性和可加工性，常用于制造塑料制品、橡胶制品和纤维材料等需要复杂形状和变形能力的领域。
材料力学概念及基础知识
材料力学概念及基础知识材料力学是一门研究构件承载能力的科学，其任务是在保证安全和经济的前提下，研究构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度是指构件抵抗破坏的能力，刚度是指构件抵抗变形的能力，稳定性是指构件保持初始直线平衡形式的能力。
为了研究这些问题，材料力学假设构件内均匀充满物质，并且在各个方向力学性质相同。
在材料力学中，内力是指构件内由于发生变形而产生的相互作用力。
计算内力的方法是通过截面法，包括四个步骤：截、留、代、平。
应力是在某个面积上内力分布的集度，单位为Pa。
正应力是垂直于截面的应力，而剪应力是平行于截面的应力。
材料力学研究的基本变形包括拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
拉压变形发生在外力的作用线与构件轴线重合时，此时会产生轴力。
计算某个截面上轴力的大小等于该截面的一侧各个轴向外力的代数和，其中离开该截面的外力取正。
轴力图的绘制步骤是先画出水平线作为X轴，然后以外力的作用点为界将轴线分段。
最后，材料力学的研究对象包括杆件、板壳和块体等构件。
为了完成材料力学的任务，理论分析和实验研究都是必不可少的手段。
材料力学主要研究构件的强度、刚度和稳定性理论。
其中，杆件包括直杆（轴线为直线）和曲杆（轴线为曲线）。
杆件受到大小相等、方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用时，杆件的横截面会产生相对转动。
变形性质可以分为弹性变形和塑性变形。
研究内力的方法是截面法，而表示内力密集程度的指标是应力。
基本变形有轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
轴力图可以表示轴力与横截面积的关系。
平面假设是指受轴向拉伸的杆件，在变形后横截面积仍保持不变的情况下，两平面相对位移了一段距离。
应力集中是指在某些局部位置，应力骤然增大的现象。
低碳钢的四个表现阶段是弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。
材料强度性能的主要指标是屈服强度和抗拉强度，而塑性指标主要是伸长率和断面收缩率。
材料的脆性和塑性可以通过延伸率来区分。
连接杆主要有铆钉链接、螺栓链接、焊接、键连接和销轴链接。
结构力学知识点总结大全
结构力学知识点总结大全结构力学是研究结构的力学性能和变形规律的学科。
它主要涉及静力学、动力学、损伤和断裂力学等方面的知识。
以下是结构力学的一些基本知识点总结：1.力学基础知识力学基础知识主要包括质点静力学、刚体静力学、力的合成与分解、力矩、杠杆原理等内容。
了解这些基础知识是掌握结构力学的基础。
2.静力学静力学研究物体处于静定平衡状态下的力学性质。
常见的内容包括力的平衡、支持反力的计算、摩擦力等。
3.结构受力分析结构受力分析是指对结构中各个零件所受到的力进行分析和计算，以确定结构的受力情况。
常见的方法有力的平衡法、截面法、力法等。
4.杆件受力分析杆件受力分析是指对杆件在外力作用下的受力情况进行分析和计算。
常见的情况有轴向受力、剪力、弯矩等。
5.梁的受力分析梁是指在跨越两个或多个支点的情况下承受外力的杆件，梁的受力分析主要包括计算梁的弯曲力、剪力和挠度。
6.桁架分析桁架是由多个杆件和节点组成的结构体系，桁架分析主要研究桁架受力分析。
常见的分析方法有截面法、节点反力法等。
7.变形分析变形分析是指对结构在受力作用下的变形情况进行分析和计算。
常见的变形形式有轴向变形、剪切变形、弯曲变形和挠度等。
8.动力学动力学是研究结构在受到外力作用下的运动规律和响应情况。
常见的内容有弹性振动、阻尼振动和地震反应等。
9.材料力学性能材料力学性能是指材料在受力下所表现出的力学特性，包括材料的强度、刚度、蠕变性能等。
10.损伤和断裂力学损伤和断裂力学研究结构中的损伤和断裂行为，包括材料的疲劳断裂、断裂韧性等。
总之，结构力学是研究结构的力学性能和变形规律的学科，涵盖了静力学、动力学、损伤和断裂力学等方面的知识。
掌握这些知识对于设计和分析工程结构至关重要。
材料力学性能
材料力学性能材料力学性能是指材料在受力作用下所表现出来的性能，包括强度、刚度、韧性等指标。
材料力学性能的好坏直接影响到材料在工程应用中的可靠性和安全性。
本文将介绍材料力学性能的相关概念和测试方法，并分析其对材料应用的影响。
一、强度强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度指标包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
抗拉强度是指材料在拉伸力作用下，抗拉破坏的能力。
抗压强度是指材料在受压力作用下，抗压破坏的能力。
抗弯强度是指材料在受弯力作用下，抗弯曲破坏的能力。
强度的测试方法主要包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
材料的强度往往与其成分、结构和加工工艺有关。
例如，金属材料中添加合适的合金元素，可以提高其强度；陶瓷材料中控制晶粒尺寸和界面结合情况，可以提高其抗压强度；纤维增强复合材料中，纤维的分布和取向对抗弯强度有重要影响。
在工程设计中，需要根据具体应用情况选择合适的材料强度指标，并保证其符合设计要求，以确保结构的稳定性和安全性。
二、刚度刚度是指材料抵抗形变的能力，也可以理解为材料对外力作用下的变形程度。
常见的刚度指标包括弹性模量、切变模量等。
弹性模量是指材料在弹性变形范围内，单位应力下的应变，反映了材料的抗弹性变形能力。
刚度的测试方法主要包括拉伸试验、扭转试验等。
材料的刚度与其物理性质和结构密切相关。
高弹性模量的材料具有较高的刚度，其在受力下变形较小；而低弹性模量的材料具有较低的刚度，其在受力下变形较大。
在工程设计中，需要根据结构的刚度要求选择合适的材料，以确保结构的稳定性和正常运行。
三、韧性韧性是指材料抵抗断裂的能力，反映了材料在受力下的变形能力和吸能能力。
常见的韧性指标包括断裂韧性、冲击韧性等。
断裂韧性是指材料在断裂前所能吸收的能量。
冲击韧性是指材料在受冲击载荷下，能够抵抗破坏的能力。
韧性的测试方法主要包括冲击试验、拉伸试验等。
材料的韧性与其断裂机制和微观结构有关。
例如，金属材料中的晶界和位错可以有效地阻止裂纹扩展，提高韧性；聚合物材料中的交联结构和链段运动可以吸收能量，提高韧性。
材料力学知识点总结
材料力学知识点总结材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为的一门学科，它是材料科学和工程学中的重要基础学科。
在材料力学中，我们需要了解一些基本的知识点，这些知识点对于理解材料的性能和行为具有重要意义。
本文将对材料力学的一些重要知识点进行总结，希望能够帮助读者更好地理解材料力学的基本概念。
1. 应力和应变。
在材料力学中，应力和应变是两个基本的概念。
应力是单位面积上的力，它描述了材料受力的程度。
而应变则是材料在受力作用下的变形程度。
应力和应变之间存在着一定的关系，这种关系可以通过杨氏模量和泊松比来描述。
了解应力和应变的概念对于分析材料的力学性能非常重要。
2. 弹性模量。
弹性模量是描述材料在受力后能够恢复原状的能力的一个重要参数。
不同材料的弹性模量是不同的，它反映了材料的硬度和脆性。
了解材料的弹性模量有助于我们选择合适的材料，并且在工程设计中能够更好地预测材料的性能。
3. 屈服强度和抗拉强度。
材料在受力作用下会发生塑性变形，而屈服强度和抗拉强度则是描述材料抵抗塑性变形的能力。
屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值，而抗拉强度则是材料抵抗拉伸破坏的能力。
这两个参数对于材料的强度和韧性具有重要意义。
4. 疲劳强度。
在实际工程中，材料往往需要承受交变载荷，这就会导致材料的疲劳破坏。
疲劳强度是描述材料在交变载荷作用下能够承受的最大应力值，了解材料的疲劳强度有助于我们预防材料的疲劳破坏。
5. 断裂韧性。
材料在受到外力作用下会发生断裂，而断裂韧性则是描述材料抵抗断裂的能力。
了解材料的断裂韧性有助于我们预测材料的寿命，并且在工程设计中能够更好地选择合适的材料。
总结。
材料力学是材料科学和工程学中的重要学科，它对于理解材料的力学性能具有重要意义。
本文对材料力学的一些重要知识点进行了总结，希望能够帮助读者更好地理解材料力学的基本概念。
通过了解应力和应变、弹性模量、屈服强度和抗拉强度、疲劳强度以及断裂韧性等知识点，我们可以更好地选择合适的材料，并且预测材料的性能和寿命，从而更好地应用于工程实践中。
公共基础知识力学性能测试基础知识概述
《力学性能测试基础知识概述》一、引言力学性能测试是材料科学、工程学等领域中至关重要的环节。
通过对材料的力学性能进行测试，可以了解材料在不同条件下的强度、刚度、韧性等特性，为材料的选择、设计和应用提供科学依据。
本文将对力学性能测试的基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、基本概念1. 力学性能的定义力学性能是指材料在受力作用下所表现出的各种性能，主要包括强度、刚度、韧性、硬度、疲劳性能等。
强度是材料抵抗外力破坏的能力，通常用屈服强度、抗拉强度等指标来衡量。
刚度是材料抵抗变形的能力，通常用弹性模量来表示。
韧性是材料在断裂前吸收能量的能力，通常用冲击韧性、断裂韧性等指标来衡量。
硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力，通常用布氏硬度、洛氏硬度等指标来衡量。
疲劳性能是材料在循环载荷作用下的抵抗破坏的能力。
2. 力学性能测试的目的力学性能测试的目的主要有以下几个方面：（1）评估材料的质量和性能，为材料的选择和验收提供依据。
（2）为材料的设计和应用提供科学依据，确保材料在使用过程中的安全性和可靠性。
（3）研究材料的力学性能与微观结构之间的关系，为材料的改进和优化提供指导。
（4）为工程结构的设计和分析提供必要的参数。
3. 力学性能测试的方法力学性能测试的方法主要包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、疲劳试验等。
不同的测试方法适用于不同类型的材料和不同的力学性能指标。
例如，拉伸试验主要用于测定材料的强度和刚度，冲击试验主要用于测定材料的韧性，硬度试验主要用于测定材料的硬度。
三、核心理论1. 材料力学理论材料力学是研究材料在受力作用下的变形和破坏规律的学科。
材料力学的核心理论包括应力、应变、弹性模量、屈服强度、抗拉强度等概念。
应力是材料内部单位面积上所承受的力，应变是材料在受力作用下的变形量与原始尺寸的比值。
弹性模量是材料在弹性变形范围内应力与应变的比值，反映了材料的刚度。
材料力学性能基础知识
材料力学性能基础知识一、力学性能的定义下面这些名词的定义是什么,? 脆性脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。
它与韧性和塑性相反。
脆性材料没有屈服点，有断裂强度和极限强度，并且二者几乎一样。
铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。
与其他许多工程材料相比，脆性材料在拉伸方面的性能较弱，对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。
? 韧性韧性是指金属材料在拉应力的作用下，在发生断裂前有一定塑性变形的特性。
金、铝、铜是韧性材料，它们很容易被拉成导线。
? 弹性弹性是指金属材料在外力消失时，能使材料恢复原先尺寸的一种特性。
钢材在到达弹性极限前是弹性的。
? 延展性延展性是指材料在压应力的作用下，材料断裂前承受一定塑性变形的特性。
塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。
钢材既是塑性的也是具有延展性的。
? 塑性变形塑性变形发生在金属材料承受的应力超过塑性极限并且载荷去除之后，此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形。
? 弹性变形弹性变形是金属材料的一种特性，它允许金属材料承受一个较大的冲击载荷，但不能超出它的弹性极限。
? 刚性刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。
刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。
E为206700MPa的钢为刚性材料，E为6890MPa的木材不是刚性材料。
? 强度强度是材料在没有破坏之前所能承受的最大应力。
同时，它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。
没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。
因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。
强度是一个很常用的术语。
? 韧性韧性是指金属材料承受快速施加或冲击载荷的能力。
? 屈服点或屈服应力屈服点或屈服应力是金属的应力水平，用MPa度量。
在屈服点以上，当外来载荷撤除后，金属的变形仍然存在，金属材料发生了塑性变形。
二、应力和应变2.1 应力1、什么是虎克定律,罗伯特?虎克(1635,1703)发现，在物体的弹性极限内，弹性物体的变形与所受外力成正比(见图1)。
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ReL FeL S0
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力学检验知识
应区分上下屈 服一般选用下 屈服点作为标 准值，因为下 屈服点是一个 稳定屈服过程 ， 但包括船板在 内的一些钢种 已经以上屈服 为标准
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力学检验知识
规定非比例延伸强度
在曲线上，作一条与 曲线的弹性直线段部 分平行的直线，在延 伸轴上，此直线与弹 性直线段的距离为OC。 做出的直线与曲线的 交截点即为所求的规 定非比例延伸强度的 力值 ，将它除以试 样的原始截面积,就得 到规定的非比例延伸 强度如济钢技术监督处中心物理室 Rp0.2 。
均匀变形阶段 （de段） 屈服后继续变形，必须不断增加载 荷。此阶段的塑性变形是均匀的， 称为均匀变形阶段。 这种随塑性变形增大，变形抗力不 断增加的现象称为应变硬化，也叫 做加工硬化。 当载荷达到最高点e时，所对应的应 力称为强度极限或抗拉强度
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拉伸曲线
断裂阶段ef 当载荷达到最高点后， 试样的一部分截面开始 急剧缩小，出现了“缩 颈”现象，载荷下降， 变形增大直至断裂。 变形主要集中在缩颈附 近，称为局部变形阶段。
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力学检验基础知识
概
述
金属材料具有各种不同的使用性能，在工业 生产中得到广泛的应用。 金属材料的力学性能是指材料在外加载荷 （外力或能量）作用下或载荷与环境因素 （温度、介质和加载速率）联合作用下所表 现的行为。 最常用、最基本的力学性能试验方法是拉伸 试验、冲击试验和弯曲试验。
裂过程中吸收 能量的能力
强度 ,是由应力值来量化表示的
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应力与应变
拉伸力与试样原始截面积的比值被定义为工 程应力，即：
F S0
所谓的屈服强度和抗拉 强度就是一个应力值
拉伸时试样长度方向特定标距下的伸长量与 原始标距的比值定义为应变，即：
L L0
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测量原始横截面积
圆形横截面面积
矩形横截面面积
1 S0 d 2 4
S0 ab
宽厚都取最小 值
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强度指标的测定
材料的实际使
用极限
屈服强度: 对有明显屈服现象的材料，应 测定其上、下屈服强度；无明显屈服现象的 材料，按要求（一般为0.2%）测定规定非 比例延伸强度或规定残余延伸强度。
Ag Lg Le 100%
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力学检验知识
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力学检验知识
钢筋最大力总延伸率的测定方法
L L0 Rm Agt 100 E L0
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力学检验知识
数据修约
数据的进舍规则可概括为“四舍六入五单双”。具体说明 如下： 8.1 在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字小于5（不包 括5）时，则舍去，即所拟保留的末位数字不变。 例如，将13.346修约到保留一位小数，得13.3。 8.2 在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字大于5(不包括 5)时，则进1，即拟保留的末位数字加1。 例如，将52.463修约到只保留一位小数，得52.5。 8.3 在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字等于5，其右 边的数字并非全部为零时，则进1，即所拟保留的末位数 字加1。 例如，将2.1502修约到只保留一位小数，得2.2。
极限。
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拉伸曲线
屈服阶段cd 超过弹性极限，有的材料在塑性变 形的初期产生明显的塑性流动。 即力不增加、增加很小或略有下降 的情况下变形大量产生，拉伸图上 出现平台或锯齿形，试样表向出现 滑移带，这种现象叫做屈服。 屈服阶段的最小应力称为屈服应力
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拉伸曲线
Rp 0.2 Fp 0.2 S0
力学检验知识
抗拉强度
从拉伸图上找出试验过程中的最大力值 （对于有屈服的材料屈服阶段之前不计）， 如图所示；或是得出最大力后将其除以试 样截面积即得到抗拉强度。
Rm Fm S0
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力学检验知识
塑性指标的测定
断面收缩率将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其 轴线处于同一直线上。对于圆形横截面试样，在颈缩 最小处相互垂直的方向测量直径，取其算数平均值计 算最小横截面积；对于矩形横截面试样，测量颈缩处 的最大宽度和最小厚度，两者乘积为断后最小横截面 积。原始横截面积与断后最小横截面积之差除以原始 横截面积得到的百分比即为断面收缩率。
断后伸长率
移法位
本质就是把长断样部分的伸长，等效到短 断样一端
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力学检验知识
最大力总伸长率和最大力非比例延伸率
在力-延伸曲线图上测定最大力时的总延伸， 见图所示，将总延伸除以引伸计标距即得 到最大力总伸长率。
Agt Lm Le 100%
从最大力总延伸中扣除弹性延伸部分，即 得到最大力时的非比例延伸率，将其除以 引伸计标距就得到最大力非比例伸长率。
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第1章 金属拉伸试验
拉伸试验是材料力学性能中最常见最典型的 外力去除后，能恢复的变形称 试验方法。 为弹性变形，不能恢复的为塑 材料变形的能力 形变形 试验中的弹性变形、塑形变形、断裂等阶段 真实地反映了材料抵抗外力作用的全过程。 它可以测定金属材料的弹性、塑形、强度、 韧性及硬化指数等许多重要性能指标，其中 屈服强度、抗拉强度、断后伸长率是评定金 材料在弹性变形、 属材料及加工工艺的重要参数。 塑形变形、断 外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为
Z (S0 Su ) S0 100%
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力学检验知识
，K取11.3为长比例试样
K 值
L0 K S0
国标规定只有断在原始标距1/3以内才有效， 但断后伸长率附和规定值要求的不管断在 何处都有效。
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力学检验知识
各种拉伸曲线
高强钢：没有明显屈服如
JB700 JB800
低碳钢、低 合金钢
没有颈缩，在均匀变形 程中断裂，如铝
拉伸过程不稳定材料： 材料内部杂质或夹头打 滑造成
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拉伸曲线
认识弹性段的一个目 的在于找到正确的弹性 断起始点，以便准确的 找到规定非比例强度， Rp0.2
弹性变行阶段oc oa符合虎克定律，即应力和应变成线性 关系。保持直线关系的最大应力称为比 例极限。 ab段应力和应变不完全成正比，但变形 仍是弹性的。 超过b点后，出现微量的塑性变形。 开始产生微量塑性变形的应力称为弹性