材料力学性能

材料力学性能材料力学性能（materials,mechanical properties of）是指材料在常温、静载作用下的宏 观力学性能。是确定各种工程设计参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料试 验机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应力-应变曲线。材料力学性能对于韧性材料，有弹性和塑性两个阶段。弹性阶段的力学性能有： 比例极限。应力与应变保持成正比关系的应力最高限。当应力小于或等于比例 极限时，应力与应变满足胡克定律，即应力与应变成正比。 弹性极限。弹性阶段的应力最高限。在弹性阶段内，载荷除去后，变形全部消 失。这一阶段内的变形称为弹性变形。绝大多数工程材料的比例极限与弹性极限极为接 近，因而可近似认为在全部弹性阶段内应力和应变均满足胡克定律。 弹性模量。弹性阶段内，法应力与线应变的比例常数（E）。 剪切弹性模量。弹性阶段内，剪应力与剪应变的比例常数（G）。 泊松比。垂直于加载方向的线应变与沿加载方向线应变之比（V ）。上述3种 弹性常数之间满足 G=E/2（1+v）。塑性阶段的力学性能有： 屈服强度。材料发生屈服时的应力值。又称屈服极限。屈服时应力不增加但应 变会继续增加。 条件屈服强度。某些无明显屈服阶段的材料，规定产生一定塑性应变量（例如 0.2%）时的应力值，作为条件屈服强度。应力超过屈服强度后再卸载，弹性变形将全部 消失，但仍残留部分不可消失的变形，称为永久变形或塑性变形。 强化与强度极限。应力超过屈服强度后，材料由于塑性变形而产生应变强化， 即增加应变需继续增加应力。这一阶段称为应变强化阶段。强化阶段的应力最高限，即 为强度极限。应力达到强度极限后，试样会产生局部收缩变形，称为颈缩。 延伸率（0 ）与截面收缩率（屮）。试样拉断后长度与横截面积的改变量与加 载前比值的百分数，即& = （lb 10） /I0X100%,屮=（AOAb） /A0X100%。式中 10、 A0分别为试样的标距和标距内的面积；lb、Ab分别为拉断后的标距长度和断口处的最 小横截面积。对于脆性材料 W5%）,没有明显的屈服与塑性变形阶段，试样在变形很小时即被拉 断，这时的应力值称为强度极限。某些脆性材料的应力-应变曲线上也无明显的直线阶段， 这时，胡克定律是近似的。弹性模量由应力-应变曲线的割线的斜率确定。压缩时，大多数工程韧性材料具有与拉伸时相同的屈服强度与弹性模量，但不存在强度 极限。大多数脆性材料，压缩时的力学性能与拉伸时有较大差异。例如铸铁压缩时会表现出 明显的韧性，试样破坏时有明显的塑性变形，断口沿约 45斜面剪断，而不是沿横截面断 裂；强度极限比拉伸时高45倍。