Ch02-6节轴向拉压-2003.ppt

材料力学
第二章轴向拉伸和压缩
(Ch2. Axial Tension pression)
§2-6材料在拉伸和压缩时的力学性能Mechanical Property of Materials
材料在外力作用下所呈现的有关强度和变形方面的特性,称为材料的力学性能。
材料力学性能是构件强度、刚度和稳定计算的重要组成部分,也是合理选用材料和从事新材料研究的重要依据。
材料的力学性能都要通过试验来测定。
本节主要介绍工程中常用材料在拉伸和压缩时的力学性能。
材料的力学性能除因材料不同而不同以外,还受试验条件、加力方式等很多因素的影响。同一材料在常温、高温和低温的不同条件下测得的力学性能各不相同;在快速加载下测得的力学性能与缓慢加载条件下测得的力学性能也有显著差别;同一材料在拉、压、扭转和弯曲不同变形形式下表现出不同的力学性能。因此应针对不同情况,分别试验,以确定不同情况下的力学性能。为了使测得的材料力学性能可以互相对比,应严格按照有关试验规范的要求进行测定。
§2-6材料在拉伸和压缩时的力学性能Mechanical Property of Materials
Ⅰ. 材料的拉伸和压缩试验
(Tensile Test pression Test of Materials)
Ⅱ. 低碳钢试样的拉伸图及其力学性能
(Load ——deflection diagram in tension about mild steel)
Ⅲ. 其它金属材料在拉伸时的力学性能
(Mechanical property of others metal materials in tension )
Ⅳ. 金属材料在压缩时的力学性能
(Mechanical property of metal materials pression)
Ⅴ. 几种非金属材料的力学性能
(Mechanical property of some nonmetal materials)
§2-6材料在拉伸和压缩时的力学性能 Ⅰ. 材料的拉伸和压缩试验
试验条件:常温、静载(under gradually
applied lood at room temperature)
试验标准:GB228-87。
标准试件(Standard specimen) :
如图,圆形试件,板形试件
使用Standard specimen 便于相互比较
圆形试件又分长试件(l=10d)和短试件(l=5d)两种
标距(Gage Length)l
压缩试件: 短圆柱体,短棱柱体
试验设备:
万能试验机
变形仪
mild steel(软钢)=低碳钢
(low-carbon steel)
如Q235号钢
Characteristic:
1,弹性阶段Elastic range;
2,屈服阶段Yield range;
3,强化阶段Hardening range;
4,颈缩阶段Necking range
§2-6材料在拉伸和压缩时的力学性能 Ⅱ. 低碳钢试样的拉伸图及其力学性能
l
l
A
P
D
=
=
e
s
1,Load ——deflection diagram in tension about mild steel:
tensile diagram(P——△L)
diagram:
§2-6材料在拉伸和压缩时的力学性能 Ⅱ. 低碳钢试样的拉伸图及其力学性能
P∝Δl σ∝εσ= Eε( )
1,弹性阶段Elastic range
sp:比例极限proportional limit
se:弹性极限 elastic limit
ep = 0 ( )
工程上常认为为同一点
2,屈服阶段Yield range
(流动阶段Slip range)
P基本不变,ΔL却不断增加,对抛光的试件,可以看到与杆轴线约成45度方向上的条纹(滑移
线 slip lines),表明材料此时的塑性变形由剪应力(tmax =s/2)引起。
Yieldpoint (以下屈服点为准)
ss:屈服极限 Yielding limit 或流动极限 Silde limit
§2-6材料在拉伸和压缩时的力学性能 Ⅱ. 低碳钢试样的拉伸图及其力学性能
4,颈缩阶段Necking range
(局部变形阶段
Localized deformation range)
此时在某一较弱的横截面
及其附近横向尺寸显著缩小,出
现所谓“颈缩”现象。
breaking point(f): 在F点拉断后,
弹性变形 ee 部分恢复,剩下塑
性变形 ep (plastic strain)
物体进入塑性阶段后,总变形 e= ee + ep
3,强化阶段Hardening r