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2.2材料的力学性能化工设备机械基础第一篇力学基础CHAPTERⅠMECHANICALBASIS§2.2材料的力学性能1

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能材料的性能包括：物理性能，力学性能，化学性能，和加工工艺性能。材料的力学性能：指材料在外力作用下在强度和变形方面所表现出的性能。材料的力学性能是通过力学实验得到的。四种力学实验：拉伸（压缩）实验；金属的缺口冲击实验；硬度实验；弯曲实验；2

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能1.低碳钢拉伸时的力学性能GB/T228.1-2010：《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》代替了GB/T228-2002

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能1.低碳钢拉伸时的力学性能电子拉伸试验机适用标准：GB/T228测量对象：金属、非金属、高分子材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等曲线：力-位移、力-时间、位移-时间、应力-应变曲线4

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能1.低碳钢拉伸时的力学性能低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢。两端粗—便于装夹、防止在装夹部分破坏。试验段—中间较细等截面部分。5

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能

标准试件圆截面试件:标距l与直径d的比例为，L＝10d，L=5d；d=10mm矩形截面:标距l与横截面面积A的比例为，，6

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能1.低碳钢拉伸时的力学性能实验过程：将试件装到试验机上，开动机器，使之受到从零开始逐渐增加的拉力P，自动绘图仪便绘出P—ΔL曲线：拉伸曲线或拉伸图。7

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能1）拉伸图（P－ΔL）PΔL由于P—ΔL曲线与试样的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，采用应力应变曲线，即σ－ε曲线来代替P—ΔL曲线。8

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能2）应力-应变曲线（σ－ε）弹性阶段（ob）屈服阶段（bc）强化阶段（cd）颈缩阶段（df）9

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能弹性变形阶段（ob段）：oa段：应力与应变为直线关系，a点所对应的应力值称为比例极限σ。它是应力与应变成正比例的最大极限。此段写p成等式为：即胡克定律，它表示当工作应力小于σ时，应力与应变成正p比。10

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能当应力增加到b点时，再将其降为零，应变随之消失；一旦应力超过b点，卸载后，有一部分应变不能消除；b点的应力定义为弹性极限σ。e11

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能E值的大小反应材料抵抗弹性变形能力的高低。不同材料的E值不同。虎克定律的又一形式。可用于计算纵向变形量。EA——抗拉抗压刚度。012

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能E值的大小反应材料抵抗弹性变形能力的高低。不同材料的E值不同。钢的E值为2×1055MPa，MPa，铜的E值为1×10哪个抵抗变形能力强？E值大抵抗材料弹性变形能力就大。13

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能设d—杆件拉（压）后的直径；d—原来的直径。1则：横向变形量：横向应变：——横向变形系数（泊松比）14

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能屈服阶段（bc段）：?继续对材料加载，会出现一种现象，即在应力增加很少或不增加时，应变会很快增加，这种现象叫屈服。?开始发生屈服的点对应的应力叫屈服极限σ。s?在屈服阶段应变不断增加，而应力不变；当屈服时，材料产生显著的塑性变形，是衡量材料强度的重要指标。15

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能强化阶段（cd段）：l经过屈服阶段以后，材料又具有了较弱的抵抗变形的能力，要使材料继续变形必须增加拉力，这种现象称为材料的强化。16

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能强化阶段（cd段）：Q235钢：l变形特点：大比例的塑性变形伴有少量的弹性变形。lσ－强度极限。强化阶段最高点d点所对应的应力。为材b料所能承受的最大应力。为塑性材料重要强度指标。l此阶段试件横向尺寸有明显缩小。17

2.2材料的力学性能化工设备机械基础§2.2材料的力学性能颈缩阶段（df段）：?过d点后，局部截面急剧缩小，出现”颈缩”现象，因此试件继续伸长所需拉力也相应减小，降至f点试件被拉断。断后弹性变形消失，塑性变形依然保留，标距由原长l变为l，横截面积由原始