材料在拉伸和压缩时的力学性能课件

2-62-6材料在拉伸和压缩时的力学性能材料在拉伸和压缩时的力学性能一、试验条件及试验仪器一、试验条件及试验仪器1 1、试验条件：常温、试验条件：常温(20)(20)；静载（极其缓慢地加载）；静载（极其缓慢地加载）；标准试件。标准试件。dh力学性能：材料在外力作用下表现的有关强度、变形方面的特性。力学性能：材料在外力作用下表现的有关强度、变形方面的特性。6/18/202412-6材料在拉伸和压缩时的力学性能一、试验条件及试验仪器12 2、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。仪）。6/18/202422、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。8/9/二、低碳钢试件的拉伸图二、低碳钢试件的拉伸图(F-(F-L L图图)三、低碳钢试件的应力三、低碳钢试件的应力-应变曲线应变曲线(-图图)6/18/20243二、低碳钢试件的拉伸图(F-L图)三、低碳钢试件的应力6/18/202448/9/20234(一一)低碳钢拉伸的弹性阶段低碳钢拉伸的弹性阶段(oe段段)1 1、oP-比例段比例段:P-比例极限比例极限2 2、Pe-曲线段曲线段:e-弹性极限弹性极限6/18/20245(一)低碳钢拉伸的弹性阶段(oe段)1、oP-比例(二二)低碳钢拉伸的屈服低碳钢拉伸的屈服(流动）阶段流动）阶段(es 段段)e s-屈服屈服段段:s-屈服极限屈服极限滑移线：材料内部的相对滑移形成的，屈服现象与最大切应力有关。滑移线：材料内部的相对滑移形成的，屈服现象与最大切应力有关。塑性材料的失效应力塑性材料的失效应力:s s 。6/18/20246(二)低碳钢拉伸的屈服(流动）阶段(es 段)e s、卸载定律：卸载、卸载定律：卸载时荷载和伸长量之间时荷载和伸长量之间遵循直线关系的规律遵循直线关系的规律、-强度强度极限极限、冷作硬化：（弹性、冷作硬化：（弹性阶段提高，塑性变形和阶段提高，塑性变形和伸长率降低。）伸长率降低。）(三三)、低碳钢拉伸的强化阶段、低碳钢拉伸的强化阶段(段段)4 冷拉时效（卸载一段冷拉时效（卸载一段时间后再加载）时间后再加载）6/18/20247、卸载定律：卸载时荷载和伸长量之间遵循直线关系的规律、屈服极限屈服极限强度极限强度极限A3 钢：钢：235 MPa372-392 MPa 35 钢：钢：31452945 钢：钢：353598 16Mn：3435106/18/20248屈服极限强度极限A3 钢：235 MPa372-392 MP1 1、延伸率、延伸率:2 2、面缩率：、面缩率：3 3、脆性、塑性及相对性、脆性、塑性及相对性(四四)、低碳钢拉伸的颈缩（断裂）阶段、低碳钢拉伸的颈缩（断裂）阶段(b f (b f 段段)6/18/202491、延伸率:2、面缩率：3、脆性、塑性及相对性(四)、低伸长率伸长率 为塑性材料如低碳钢、铝、铜为塑性材料如低碳钢、铝、铜 为为脆脆性性材材料料如如铸铸铁铁、高高碳碳钢钢、岩石、玻璃岩石、玻璃 6/18/202410伸长率 为塑性材料如低碳钢、铝、铜 为脆性材料如铸铁、高碳钢四、无明显屈服现象的塑性材料四、无明显屈服现象的塑性材料 0.20.2 0.2名义屈服应力名义屈服应力:0.20.2 ，塑性应变塑性应变的的0.20.2对应的对应的应力即此类材料的失效应力。应力即此类材料的失效应力。五、铸铁拉伸时的机械性能五、铸铁拉伸时的机械性能 L L-铸铁拉伸强度铸铁拉伸强度极限（失效应力）极限（失效应力）无明显的屈服阶段无明显的屈服阶段,只测出断裂时的强度极限只测出断裂时的强度极限6/18/202411四、无明显屈服现象的塑性材料 0.2s 0.2名义屈服应力:六、材料压缩时的机械性能六、材料压缩时的机械性能低碳钢压缩时的拉伸与压缩的对比低碳钢压缩时的拉伸与压缩的对比 y-铸铁压缩强度铸铁压缩强度极限；极限；y （4 64 6）L 6/18/202412六、材料压缩时的机械性能低碳钢压缩时的拉伸与压缩的对比a aE=tga aO1O2f1(f)低碳钢拉伸低碳钢拉伸应力应变曲线应力应变曲线D(s下下)(e)BC(s上上)A(p)E(b)ga aEy=tga a (MPa)200400e e0.10.2O低碳钢压缩低碳钢压缩应力应变曲线应力应变曲线6/18/202413aE=tgaO1O2f1(f)低碳钢拉伸D(ss下)(se)O bL灰铸铁的灰铸铁的拉伸曲线拉伸曲线 by灰铸铁的灰铸铁的压缩曲线压缩曲线a aa a=45o55o剪应力引起断裂剪应力引起断裂6/18/202414seOs bL灰铸铁的s by灰铸铁的aa=45o55低低 碳碳 钢钢 压压 缩缩 实实 验验6/18/202415低 碳 钢 压 缩 实 验8/9/202315七七 轴向拉压破坏现象分析轴向拉压破坏现象分析:观察拉、压破坏试件的断口方向：观察拉、压破坏试件的断口方向：拉伸拉伸 压缩压缩低碳钢低碳钢与轴线成与轴线成45斜面斜面轴向拉压轴向拉压横截面上横截面上 最大最大与轴线成与轴线成45斜面上斜面上 最大最大剪断！剪断！剪断！剪断！拉断！拉断！拉断！拉断！剪断！剪断！剪断！剪断！铸铁铸铁与轴线垂直与轴线垂直与轴线成与轴线成45斜面斜面6/18/202416七 轴向拉压破坏现象分析:观察拉、压破坏试件的断口方向：拉低碳钢的特点：抗拉能力低碳钢的特点：抗拉能力抗剪能力抗剪能力铸铁的特点：抗拉能力铸铁的特点：抗拉能力抗剪能力抗剪能力抗剪能力铸铁的特点：抗拉能力 5%E和强度极限和强度极限延伸率延伸率 5%可承受冲击载荷，适合于可承受冲击载荷，适合于锻压和冷加工锻压和冷加工承承,受动荷受动荷载的能力强载的能力强适合于做基础构件或外壳适合于做基础构件或外壳材料的塑性和脆性会因为制造方法工艺条件材料的塑性和脆性会因为制造方法工艺条件的改变而改变的改变而改变6/18/202419九 塑性材料和脆性材料力学性能比较塑性材料脆性材料断裂前有很