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[工學]第二章軸向拉壓應力與材料的力學性能(編輯修改稿)

2026-03-16 06:01 本頁面

　

【文章內容簡介】 b??o??167。材料拉伸時的力學性能局部徑縮階段 ef ??oABcef?P?e? s?b?目錄經過強度極限后，試樣的某一局部顯著收縮 ,產生頸縮 .當出現頸縮后 ,使試樣繼續變形所需要的拉力減小 ,相應的曲線呈下降 ,最終在頸縮處斷裂 . 在拉伸階段 ,材料經歷了線性 ,屈服 ,硬化與頸縮四個階段 ,存在三個特征點 ,相應的應力依次為比例極限 ,屈服應力和強度極限 . 167。材料拉伸時的力學性能卸載與再加載規律 ??oABDE?P?e? s?b?在 OB階段，如果停止加載，并逐漸卸載，則卸載過程應力與應變仍保持正比關系，并沿直線 BO回到 O點。變形完全消失（彈性變形）。 B點：使材料發生彈性變形的最大正應力，稱為材料的彈性極限。目錄 e? ?? 彈性極限一般金屬材料，彈性極限與比例極限非常接近，常常認為比例極限等于彈性極限，并稱線性階段為線彈性階段。 167。材料拉伸時的力學性能卸載與再加載規律 ??oABDE?P?e? s?b?C1O 2O hf?在超過彈性極限后，例如在硬化階段 C點逐漸減小載荷，則卸載過程曲線為CO1，線段 O1O2表示隨卸載而消失的應變（彈性應變），而線段 OO1則表示應力減小至零時殘留的應變，即塑性應變（殘余應變）。目錄 167。材料拉伸時的力學性能冷作硬化 ??oABDE?P?e? s?b?C1O 2O hf?目錄如果卸載至 O1點后立即重新加載，則加載時曲線沿O1C變化，過 C點后仍沿原曲線 CDE變化。意味著比例極限提高，而斷裂時的殘余變形則減小。由于預加塑性變形，使材料的比例極限提高的現象，稱為冷作硬化。 167。材料拉伸時的力學性能延伸率為塑性材料低碳鋼的 %3020 —?? %60?? 為塑性材料目錄材料的塑性材料斷裂時的殘余變形最大。材料能經受較大塑性變形而不破壞的能力，稱為材料的塑性或延性。 %5??設斷裂時試驗段的殘余變形為 0l?%0 100ll? ???而試驗段斷裂后的橫截面面積與橫截面原面積之比： %1 100AAA? ???斷面收縮率兩個塑性指標 : 則其與原長 l 之比： 167。材料拉伸時的力學性能四其它材料拉伸時的力學性質對于沒有明顯屈服階段的塑性材料，用名義屈服極限 σ 表示。 o??%?目錄 167。材料拉伸時的力學性能 o??bt? 對于脆性材料（鑄鐵），拉伸時的應力應變曲線為微彎的曲線，沒有屈服和頸縮現象，試件突然拉斷。斷后伸長率約為 %。為典型的脆性材料。 σbt—拉伸強度極限（約為 140MPa）。它是衡量脆性材料（鑄鐵）拉伸的唯一強度指標。目錄 167。應力集中概念常見的油孔、溝槽等均有構件尺寸突變，突變處將產生應力集中現象。即 m a xnK ???應力集中因數目錄由于截面急劇變化所引起的應力局部增大現象，稱為應力集中。 ()nFbd? ?? ?名義應力 max? 最大局部應力 167。應力集中概念形狀尺寸的影響：材料的影響：應力集中對塑性材料的影響不大；應力集中對脆性材料的影響嚴重，應特別注意。目錄尺寸變化越急劇、角越尖、孔越小，應力集中的程度越嚴重。交變載荷的影響：應力集中會促使疲勞裂紋的形成與擴展，因而對構件（無論是塑性還是脆性材料）的疲勞強度影響極大。因此在工程設計中，要特別注意減小構件的應力集中。 167。許用應力與強度條件一、失效與許用應力目錄正應力達到屈服應力時，產生屈服或顯著的塑性變形（不可恢復）；正應力達到強度極限時，斷裂。以上兩種現象，均不能使構件正常工作。因此，構件的失效形式：斷裂、屈服。將強度極限與屈服應力統稱為材料的極限應力。 u?脆性材料：無明顯的屈服現象，強度極限作為極限應力；塑性材料：先屈服后斷裂，以屈服應力作為極限應力。 167。許用應力與強度條件工作應力：根據分析計算所得構件的應力。目錄理想情況下，可使工作應力等于極限應力，但實際不能如此，原因如下：作用在構件上的外力常常估計不準確；構件的外形和所受外力往往比較復雜，計算所得應力不準確；實際材料的組成與品質存在差異，不能保證與標準試樣具有完全相同的力學性能。因此，構件的實際工作條件比理想的要偏于不安全，且為確保安全，構件需具有一定的強度儲備。 167。許用應力與強度條件許用應力：工作應力的最大容許值。必須低于極限應力。目錄 n —安全因數 —許用應力 ? ??? ? un?? ?167。許用應力與強度條件一、失效與許用應力工作應力 AFN??? ???? ?? nu極限應力塑性材料脆性材料）（ ??? ?）（ bcbtu ??? ??塑性材料的許用應力 ? ??????????spssnn???? 脆性材料的許用應力 ? ? ?????????bbcbbtnn???目錄 n —安全因數 —許用應力 ? ??167。許用應力與強度條件二、拉壓桿的強度條件 ? ?m a x m a x()NFA????? ??? ?? AF Nm a x根據強度條件，可以解決三類強度計算問題強度校核： ? ??NFA ?設計截面： ? ??AF N ?確定許可載荷：目錄 167。許用應力與強度條件例題目錄已知 A1= 200 mm2， A2= 500mm2 ， A3= 600mm2

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