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材料力學(xué)性能及試驗(yàn)簡述          

 

目錄

 

材料在單向靜拉伸載荷下的力學(xué)性能

材料在其他靜載荷下的力學(xué)性能

材料在沖擊載荷下的力學(xué)性能

材料在變動(dòng)載荷下的力學(xué)性能

材料在環(huán)境條件下的力學(xué)性能

材料在高溫條件下的力學(xué)性能

材料的磨損性能

 

01材料在單向靜拉伸載荷下的力學(xué)性能

 

1.1 拉伸試驗(yàn)

 

1.1.1 概述

拉伸試驗(yàn)是標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣在靜態(tài)軸向拉伸力不斷作用下以規(guī)定的拉伸速度拉至斷裂，并在拉伸過程中連續(xù)記錄力與伸長量，從而求出其強(qiáng)度判據(jù)和塑性判據(jù)的力學(xué)性能試驗(yàn)。

強(qiáng)度指標(biāo)：彈性極限、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度；塑性指標(biāo)：斷后伸長率、斷面收縮率。

1.1.2 概念

 

應(yīng)力：應(yīng)力是在它所作用面積上的力，用N/mm2表示，在米制單位中，用千帕（kPa）或兆帕（MPa）表示。  

 

 

應(yīng)變：是被測試材料尺寸的變化率，它是加載后應(yīng)力引起的尺寸變化。由于應(yīng)變是一個(gè)變化率，所以它沒有單位。

 

原始標(biāo)距（Lo）：施力前的試樣標(biāo)距。

斷后標(biāo)距（Lu）：試樣斷裂后的標(biāo)距。

平行長度（Lc）：試樣兩頭部或兩夾持部分（不帶頭試樣）之間平行部分的長度。

斷后伸長率（A）：是斷后標(biāo)距的殘余伸長（Lu-Lo）與原始標(biāo)距（Lo）之比的百分率。

斷面收縮率（Z）：斷裂后試樣橫截面積的縮減量（So-Su）與原始橫截面積（So）之比的百分率。

力（Fm）：試樣在屈服階段之后所能抵抗的力。

屈服強(qiáng)度：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，在試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)。

上屈服強(qiáng)度：試樣發(fā)生屈服而力下降前的應(yīng)力。

下屈服強(qiáng)度：在屈服期間，不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)的應(yīng)力。

1.1.3 拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線

 

以低碳鋼的拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線為例。

 

OB—彈性階段，BC—屈服階段

CD—強(qiáng)化階段，DE—頸縮階段

 

試樣在各階段變化的示意圖

 

彈性階段

 

金屬材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系，符合胡克定律，即 σ= E·ε，其比例系數(shù)E稱為彈性模量。

彈性極限σp與比例極限σe非常接近，工程實(shí)際中近似地用比例極限代替彈性極限。

 

屈服階段

 

屈服強(qiáng)度：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，在試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)，應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。通常把下屈服點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力值稱為屈服強(qiáng)度。

 

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