2拉压时材料的力学性质.ppt
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1、拉压时材料的力学性质,第一节 概述 第二节 材料的拉伸实验 应力应变图 第三节 材料的压缩实验 第四节 材料力学性质的综合评述,第一节 概述,二、研究材料力学性质的原因:量才使用,一、什么是材料的力学性质,材料在外力作用下表现出来的强度与变形方面的宏观性能,如:弹性、塑性、强度、刚度、断裂韧性等。,(3)为某一构件选择适当的材料、尺寸或计算变形等都要知道材料的力学性质。,(1)不同的材料,甚至同种材料的不同个体,也可能有不同的力学性质。,(2)不同的构件对材料的力学性能的要求不同,如:机械上的轴、齿轮要求材料的刚度要好,因此要选用一些优质合金钢;机器的底座主要承受压力,要求抗压能力要好,因此常
2、选用铸铁。,第一节 概述,2、实验分析的目的,三、研究材料的力学性质的方法:实验分析,1、材料的力学性质受很多因素影响,a. 受力方式:拉、压、弯、扭、剪,性质不同。,b. 受力性质:静载荷、动载荷,c. 受力状态:单向、二向、三向受力状态。,d. 受力环境:常温、低温、高温等。,*本节是研究轴向拉压构件在常温、常压、静载荷作用下的力学性质。,a. 测定材料的力学性质。,b. 验证理论,c. 解决某些复杂问题,如:飞行实验。,d. 培养科学工作的能力。,第二节 材料的拉伸实验 应力应变图,一、试件,试件形状的一般规定(中苏):,圆形:,任意形状:,二、实验仪器,万能实验机,l/d=510,第二
3、节 材料的拉伸实验 应力应变图,三、低碳钢的拉伸实验,b. 碳钢的分类,低碳钢:含碳量0.25%的结构钢 中碳钢: 含碳量 0.250.55%的结构钢 高碳钢: 含碳量 0.552.0%的结构钢,a.最早公布该实验结果的是一位法国音乐家、哲学家, 他做的是乐器的金属丝的拉伸实验。,c. 通过该实验可以绘出载荷变形图和应力应变图。,d. 应力应变图可以消除横截面面积A与标距l对载荷变形图的影响。,第二节 材料的拉伸实验 应力应变图,三、低碳钢的拉伸实验,1、低碳钢的拉伸实验四个阶段,s,a,b,c,d,e,a. 弹性阶段:,d. 局部变形阶段,oa段-,=E,E=tan,p: 比例极限,e: 弹
4、性极限,b. 屈服阶段:,s:屈服极限,c. 强化阶段:,b:强度极限,材料的伸长率:,截面收缩率:,卸载定律与冷作硬化,冷作硬化,卸载后,重新加载,加载路线沿卸载路线,这样,材料的比例极限有所提高,但塑性降低。这种现象叫做冷作硬化,冷作硬化,卸载后,重新加载,加载路线沿卸载路线,这样,材料的比例极限有所提高,但塑性降低。这种现象叫做冷作硬化.,例1:铁丝经多次弯曲,最后脆断。,例2:钢筋冷加工(冷拉),材料的比例极限有所提高,可因此节余钢材20%。但在加工的过程中,孔边出现硬化,易于引起应力集中而断裂。,其它塑性材料 在拉伸时的 机械性质,16Mn钢,低碳钢,Q235钢,黄铜,合金钢,T10
5、A高碳钢, 屈服行为,0.2,条件屈服应力 塑性应变 等于0.2 时的应力值,条件屈服应力,铸铁拉伸时的机械性质,第三节 材料的压缩实验,一、试件,试件形状的一般规定(中苏):,圆形:,l/d=1.53,第三节 材料的压缩实验,二、低碳钢的压缩实验,单向应力状态下 材料的力学行为, 单向压缩应力状态下 材料的力学行为,第三节 材料的压缩实验,二、低碳钢的压缩实验,1. E、s与拉伸时相似, e 、 p亦如此。,2. 屈服以后,试件越压越扁,横截面面积不断增大,试件不能被压断。,3. 测不到强度极限b和断裂极限k 。,4. 测低碳钢的力学性质时,一般不做压缩实验,而只做拉伸实验。,第三节 材料的
6、压缩实验,三、铸铁等脆性材料的压缩实验,单向应力状态下 材料的力学行为, 单向压缩应力状态下 材料的力学行为,第三节 材料的压缩实验,三、铸铁等脆性材料的压缩实验,1.脆性材料的应力与应变一般不成比例,即使在应力很小的时候,一般地:,2. 铸铁、砼、石料的 n1.,3. 材料最初被压鼓,后来沿450550方向断裂,主要是剪应力的作用.,第三节 材料的压缩实验,三、石料的压缩实验,两端不抹油则试件与实验机的压头之间有摩擦力仅有中间自由伸长,2. 若两端抹油则试件两端与实验机的压之间没有摩擦力(或很小)所以各处子方向伸长一样为直裂缝,3. 石料受压的曲线可以看出软化现象,第三节 材料的压缩实验,三
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