02 材料的力学性能-强度与塑性（02） (1).ppt

敞肩石拱***二、强度2.测试方法（3）拉伸曲线（F—△L曲线）阶段Ⅲ（sb段）——强化阶段材料的塑性变形不断强化，材料的抗力不断增加。此阶段变形以塑性变形为主，弹性变形为辅。变形较弹性变形阶段较大。整个试样的横向尺寸在明显减小。二、强度2.测试方法（3）拉伸曲线（F—△L曲线）阶段Ⅳ（bk段）——局部变形阶段颈缩现象试样拉伸到一定程度后，荷载反而下降，试样上出现局部收缩——颈缩，并导致断裂。二、强度2.测试方法（3）拉伸曲线（F—△L曲线）低碳钢轴向拉伸至断裂的过程（4）拉伸曲线---应力应变曲线为消除试件尺寸的影响，将低碳钢试样拉伸图中的纵坐标和横坐标换算为应力s和应变e，即，，其中：A——试样横截面的原面积，l——试样工作段的原长。二、强度2.测试方法低碳钢s－e曲线上的几个特征点及其含义比例极限sp弹性极限se屈服极限ss(屈服的低限)强度极限sb(抗拉强度)对低碳钢而言，屈服极限ss和强度极限sb是衡量材料强度的两个重要指标。三、弹性与刚度1.弹性与刚度的定义（1）弹性定义：是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤销后能恢复原来大小和形状的性质。弹性极限：指材料在应力完全释放时能够保持没有永久应变的最大应力，用se表示，即：物体所承受的外力小于弹性极限时，发生弹性形变；物体所承受的外力大于弹性极限时，发生塑性形变。（2）刚度定义：是指材料抵抗弹性变形的能力，金属材料刚度的大小一般用弹性模量E表示。弹性模量：在拉伸曲线上，弹性模量就是直线（oe）部分的斜率。对于材料而言，弹性模量E越大，其刚度越大。三、弹性与刚度1.弹性与刚度的定义冷作硬化在常温下，将钢材拉伸至强化阶段后撤去外力。钢材经过这种加工后，长度增加，直径缩小，弹性极限上升至相当于原材料强化阶段，大大提升了材料的弹性极限，并且使应变率降低，提高了材料的刚度。（2）刚度1.弹性与刚度的定义三、弹性与刚度提问：下面几种物质那个刚度高？哪个弹性好？7.84MPa0.50×105MPa2830MPa2.刚度的影响因素三、弹性与刚度提问：下面几种物质哪个刚度高？三、弹性与刚度2.刚度的影响因素结构的刚度除取决于组成材料的弹性模量外，还同其几何形状、截面尺寸等因素以及外力的作用形式有关。对于一些须严格限制变形的结构（如机翼、高精度的装配件等），须通过刚度分析来控制变形。许多结构（如建筑物、船体结构等）也要通过控制刚度以防止发生振动、颤振或失稳。三、弹性与刚度2.刚度的影响因素四、强度指标1.屈服强度定义：拉伸试验时，力不增加而试样仍能继续伸长时的应力。Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N）S0：试样原始横截面积（mm）1.屈服强度四、强度指标脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象ΔLF01.屈服强度四、强度指标条件屈服强度对于高碳淬火钢、铸铁等材料，在拉伸试验中没有明显的屈服现象，无法确定其屈服强度。工程技术文件一般规定以试样塑性变形率为0.2%时对应的应力作为材料的屈服强度，称为条件屈服强度，通常记作σ0.2。式中：F0.2－试样塑性变形率达0.2％时的载荷（N）；

S0－试样原始横截面积（mm2）。σ0.2=F0.2/S0四、强度指标1.屈服强度ΔLF0F0.20.2%Lo屈服强度和条件屈服强度常作为零件选材和设计的依据。传统的强度设计方法，对韧性材料，以屈服强度为标准，规定许用应力[σ]=ReL/n，安全系数n一般取2或更大。条件屈服强度四、强度指标1.屈服强度计算公式:定义：材料在拉断前所能承受的最大应力，用符号表示。四、强度指标2.抗拉强度物理意义：塑性材料抵抗大量均匀塑性变形的能力。断裂是零件最严重的失效形式，所以，抗拉强度也是机械工程设计和选材的主要指标，特别是对脆性材料来讲。铸铁等脆性材料拉伸过程中一般不出现缩颈现象，抗拉强度就是材料的断裂强度。四、强度指标2.抗拉强度是指金属材料断裂前发生永久变形的能力。（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：试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量，与原始横截面积的百分比。金属材料的塑性的判据可通过拉伸实验（GB/T228-2002）测定。五、塑性1.定义2.衡量指标l1——试样拉断后的标距（mm）l0——试样的原始标距（mm）比例试样的尺寸越短，其断后伸长率越大，用短试样（L0＝5d0）测