1材料的拉伸性能.pptVIP

3、本章内容 实验条件：光滑试件/室温大气介质/单向单调拉伸载荷 研究内容： 测定不同变形和硬化特性的材料的应力-应变曲线和拉伸性能参数。了解不同材料的性质。 拉伸图 拉伸曲线 拉伸图----加载后标距间的长度变化量?l ? 载荷P关系曲线 拉伸曲线----工程应力?应变曲线(应力?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=P／A0 工程应变――伸长量除以原始标距长度即得工程应变e，e=Δl／l0 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称为波松比(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。 真应力—真应变曲线 断裂强度： 拉伸断裂时的真应力称为断裂强度，记为σf 。试验时测出断裂点的截荷Pf，试件的最小截面积Af，则 σf = Pf / Af 通常在拉伸试验中，不测定断裂强度。可以根据下列经验公式估算断裂强度 σf =σb（1+Ψk） 断裂延性： 拉伸断裂时的真应变称为断裂延性，记为εf，或称断裂真应变。 断裂延性之值不能由实验直接测定，但可由下式求得 εf =–ln(1–Ψ) 韧度Ut： 单位体积材料在断裂前所吸收的变形和断裂能。 1.4 塑性材料的拉伸曲线及性能 1.4 塑性材料的拉伸曲线及性能 《工程材料力学性能》 第一章材料的拉伸性能 1、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力学性能指标，它是材料的基本力学性能。 2、拉伸性能的作用、用途： 　　 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。 （研究新材料，或合理使用现有材料和改善其力学性能时，都要测定材料的拉伸性能） 1.1 前言 1.1 前言 ★ 拉伸试件 标距长度 l0 =5d0 （d0-原始直径） l0 =10d0 1.2 拉伸试验 ★ 拉伸试件 l0 =5.65 1.2 拉伸试验 ★ 拉伸试验中注意的问题 1.2 拉伸试验 拉伸加载速率较低，俗称静拉伸试验。 严格按照国家标准进行拉伸试验，其结果方为有效，由不同的实验室和工作人员测定的拉伸性能数据才可以互相比较。 ★ 拉伸试验装置和过程 1.2 拉伸试验 试验通常在室温、轴向和缓慢加载(10-4~10-2 /s)条件 下进行，记录或绘制试件所受的载荷P和伸长量Δl之间的关系曲线。 万能材料试验机 1.2 拉伸试验 低碳钢拉伸图 低碳钢拉伸曲线 （工程应力应变曲线） 1.2 拉伸试验 ? ?s e ★典型的拉伸曲线 1.2 拉伸试验 碳素结构钢、低合金结构钢 (a) 淬火高碳钢、玻璃、陶瓷等 (b) 有色金属、回火的结构钢、经冷变形的钢等 (c) 高锰钢、铝青铜、锰青铜等 (d) 冷拔钢丝、受过强烈硬化的材料 (e) 纯铜、纯铝等 1.2 拉伸试验 ★典型的拉伸曲线 按材料在拉伸断裂前是否发生塑性变形，将材料分为脆性材料和塑性材料两大类。 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。 高塑性材料：在拉伸断裂前不仅产生均匀的伸长，而且发 生颈缩现象，且塑性变形量大。 低塑性材料：在拉伸断裂前只发生均匀伸长，不发生颈 缩，且塑性变形量较小。 1.3 脆性材料的拉伸性能 1.3 脆性材料的拉伸性能 ★典型材料：玻璃、多种陶瓷、岩石、低温下的金属材 料、淬火状态的高碳钢、普通灰铸铁等。 ★曲线特征：在拉伸断裂前，只发生弹性变形，不发生塑性变 形，在最高载荷点处断裂。 ★断口特征：平断口，断口平面与拉力轴线垂直。 ★描述参数：弹性模量E 虎克（Hook）定律： σ= Ee （E=tanα） 1.3 脆性材料的拉伸性能 脆性材料：抗压强度抗拉强度 应用于承受压缩载荷的构件 1.4 塑性材料的拉伸曲线及性能 （1）最常见的金属材料应力-应变曲