金属在单向静拉伸载荷下的力学性能.pptxVIP

金属在单向静拉伸载荷下的力学性能 2 1.1.2 拉伸曲线种类（kinds of tensile curves） 拉伸曲线根据表达方式不同可分为三种： （1） 载荷（力）－伸长曲线 （见图1.1） （F－ΔL）。 （2）(工程)应力－应变曲线（见图1.2）常简称为应力－应变曲线（σ-ε）。 （3）真应力－真应变曲线（见图1.3）(s－e)。 第1页/共56页 3 图1-1 低碳钢力-伸长曲线 图1-2 低碳钢应力-应变曲线 图1-3 真应力-应变曲线 第2页/共56页 4 三种曲线的关联： 载荷－伸长曲线与（工程）应力－应变曲线在形状是很相似的。这是因为应力－应变曲线来源为： σ=F/A0 ε=ΔL/L0 （1） 式中： A0 ：拉伸试样原始横截面积（m2） L0 ：拉伸式样原始标距（m） 第3页/共56页 5 真应力－真应变曲线来源： S＝F(t)/A(t) de=dl/l(t) （2） 式中： F（t）、A（t）、l（t）分别为t时刻载荷（力）、试样横截面积及长度。 de、dl分别为试样在t时刻的真应变和伸长量。 第4页/共56页 6 应力－真应变与应力－应变曲线之间关系 在均匀塑变之前，有如下关系： S=σ·(1+ε) （3） e=∫de=㏑(1+ε) (4) 上式中 Lf分别表示试样断裂后的长度。 课堂作业：推导（3）、（4）式 Lf L0 第5页/共56页 7 常用拉伸曲线   由于σ-ε曲线结合了以上两种曲线的优点，且摒去了相应的缺点，因此是工程上常用的拉伸曲线。下面以该曲线为例说明相应的力学性能指标定义、本质及测定方法概况。 第6页/共56页 8 第7页/共56页 9 1.1.3 常见静拉伸力学性能参数定义（Definition of common mechanical properties under static tensile load） 图1-2 低碳钢应力-应变曲线 第8页/共56页 10 从图1－2可知，该曲线可分为以下四个部分： 1）     Oe：弹性变形阶段； 2）     eC：屈服阶段（不均匀塑性变形）； 3）     CB：均匀塑性变形阶段； 4）     Bk：不均匀塑性变形阶段（缩颈）。 第9页/共56页 11 弹性变形（Elastic Deformation）—— 当外力去除后，形变可以完全恢复的变形称为弹性变形。如橡皮筋变形。 塑性变形（Plastic Deformation）—— 当外力去除后，形变不能恢复的变形称为塑性变形。如湿面变形。 比例极限σp（Proportional Limit）——能够维持应力与应变成直线关系（正比）的最大应力。 第10页/共56页 12 ◆弹性极限σe（Elastic Limit）——材料能够维持弹性变形所能承受的最大应力 ◆屈服强度（σs）（Yield Strength）——试样在外力不增加情况下仍能继续伸长（变形）时的应力称为屈服强度。 σs=Ps/A0 (5) ◆抗拉强度（Tensile Strength）——试样所能承受最大力（载荷）与其原始横截面积之比，即 σb=Pmax/A0 (6) 第11页/共56页 13 断裂强度σk（Fracture、break or rupture Strength）——试样断裂时所承受的载荷与试样原始横截面积之比，即： σk=Ff/A0 （7） 比强度（Ratio of yield strength to density）——材料的屈服强度与其密度之比，即 比强度＝σs/ρ （8） 延伸率δ（Elongation）： δ＝(Δlf/L0)×100% （9） 式中Δlf：试样断裂后的总伸长。L0：试样原始标距长度。 面缩率Ψ（Reduction in Area）： Ψ=(A0-Af)/A0×100% （10） 第12页/共56页 14 两种标准的拉伸试样。   形状：矩形与圆形。           尺寸： a）长试样 L0 / （A0）1/2= 11.3 对于圆形试样有： L0=10 D0， 故称为δ10 b）短试样 L0