金属材料力学性能第一章单向静拉伸.pptVIP

第一章材料的拉伸性能;第一节 应力-应变曲线;图1-2 低碳钢的拉伸图;图1-3 低碳钢的工程应力一应变曲线;工程应力――载荷除以试件的原始截面积即得工程应力，σ=F／A0 工程应变――伸长量除以原始标距长度即得工程应变ε，ε=ΔL／L0 真应力――载荷除以试件的瞬时截面积即得真应力，S=F／A 真应变――瞬时伸长量除以瞬时标距长度即得真应变e，de=dL／L;三、真应力、真应变与工程应力、工程应变之间的关系： ;三、 典型的拉伸曲线 1、材料分类： 脆性材料：在拉伸断裂前不产生塑性变形, 只发生弹性变形 塑性材料：在拉伸断裂前会发生不可逆塑性变形。 ;2、典型的拉伸曲线 ;一 概念及实质： 1 .概念：金属在外力作用下的可逆性变形。即金属在一定外力作用下，产生变形，这种变形在外力去除时随即消失而恢复原状。 2. 特性： 1）? 可逆性：外力去除时，变形消失，恢复原状。 2）? 单值线性关系：应力与应变呈单值线性关系。（OE段） 3）? 弹性变形量比较小，一般小于1%。 3. 实质： 金属材料弹性变形是其晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。 ; 弹性变形涉及构件刚度——构件抵抗弹性变形的能力。与两个因素相关： 构件的几何尺寸 材料弹性模量 塑性变形的不同工程要求： 加工过程中降低塑变抗力 服役过程中提高塑变抗力;1、固体中一点的应力应变状态;2 广义虎克定律;1 弹性模量E: 单纯弹性变形过程中应力与应变的比值。;2 弹性极限;3、弹性比功 We（弹性应变能密度）;1、滞弹性 (弹性滞后);加载和卸载时的应力应变曲线不重合形成一封闭回线 ------ 弹性滞后环;3、内耗 Q-1;4、包申格效应（概念、机理、、应用、消除措施）;第三节 塑性变形;2）各晶粒塑性变形的相互制约与协调;二 屈服现象 与屈服强度;屈服强度?s： 对于拉伸曲线上有明显的屈服平台的材料，塑性变形硬化不连续，屈服平台所对应的应力即为屈服强度，记为?s ?s = Fs / A0; 抗拉强度?b： 定义为试件断裂前所能承受的最大工程应力，以前称为强度极限。取拉伸图上的最大载荷，即对应于b点的载荷除以试件的原始截面积，即得抗拉强度之值，记为σb σb = Pmax／A0 ;断面收缩率ψ： 断面收缩率ψ是评定材料塑性的主要指标。;2、屈服现象的解释;3、屈服强度和条件屈服强度;4、影响屈服强度的因素?s ;B、位错交互作用阻力;C、晶界阻力----Hall—Petch公式：;D、固溶强化;E、第二项强化;2）外因;三 应变硬化（形变强化）;2、形变强化容量： eb;四、缩颈现象 概念：缩颈是韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象，是应变硬化和截面减小共同作用的结果。 B点：最大力点 局部塑性变形开始点 拉伸失稳点 塑性失稳点。;缩颈判据 dF=0 1) dF=Ads+SdA=0 所以dA/A=-dS/S AdS0，应变硬化使承载能力增加， SdA0，截面收缩使承载能力下降。 2）塑性变形体积不变 dV=0 dA/A=-dL/L S=dS/de;五、塑性 1 概念：金属材料断裂前发生塑性变形的能力 2 塑性指标： 1）断后伸长率：试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。;2）断面收缩率ψ： 断面收缩率ψ是评定材料塑性的主要指标。;3）断后伸长率与断面收缩率之间关系：;例题： 光滑圆柱形拉伸试样，直径为10mm，标距长30mm，进行拉伸试验断裂时标距长37mm，求下列两种情况下的延伸率和截面收缩率。 1）没有发生颈缩； 2）发生颈缩，断面直径为8mm。;3 塑性意义： *安全性能指标 *金属压力加工重要影响因素 *评定材料质量;4）最大力下总伸长率;4 脆性材料的拉伸力学行为 脆性材料在拉伸载荷下的力学行为可用虎克定律来描述。在弹性变形阶段，应力与应变成正比，即 ? =E·e 无机玻璃、陶瓷以及一些处于低温下的脆性金属材料，在拉伸断裂前只发生弹性变形，而不发生塑性变形，其拉伸曲线如图1-3(a)所示。; 在拉伸时，试件发生轴向伸长，也同时发生横向收缩。将纵向应变el 与横(径)向应变er之负比值表示为υ，即υ=-er/el，υ称为波桑比(Poisson’s ratio), 它也是材料的弹性常数。 脆性材料在拉伸载荷下的力学性能可用两个力学参数表征：即弹性模量和脆性断裂强度。 ;5 塑性材料的拉