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材料力學性能及試驗簡述          

 

目錄

 

材料在單向靜拉伸載荷下的力學性能

材料在其他靜載荷下的力學性能

材料在沖擊載荷下的力學性能

材料在變動載荷下的力學性能

材料在環境條件下的力學性能

材料在高溫條件下的力學性能

材料的磨損性能

 

01材料在單向靜拉伸載荷下的力學性能

 

1.1 拉伸試驗

 

1.1.1 概述

拉伸試驗是標準拉伸試樣在靜態軸向拉伸力不斷作用下以規定的拉伸速度拉至斷裂，并在拉伸過程中連續記錄力與伸長量，從而求出其強度判據和塑性判據的力學性能試驗。

強度指標：彈性極限、屈服強度、抗拉強度；塑性指標：斷后伸長率、斷面收縮率。

1.1.2 概念

 

應力：應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。  

 

 

應變：是被測試材料尺寸的變化率，它是加載后應力引起的尺寸變化。由于應變是一個變化率，所以它沒有單位。

 

原始標距（Lo）：施力前的試樣標距。

斷后標距（Lu）：試樣斷裂后的標距。

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）：是斷后標距的殘余伸長（Lu-Lo）與原始標距（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。

屈服強度：當金屬材料呈現屈服現象時，在試驗期間達到塑性變形發生而力不增加的應力點。

上屈服強度：試樣發生屈服而力下降前的應力。

下屈服強度：在屈服期間，不計初始瞬時效應時的應力。

1.1.3 拉伸應力-應變曲線

 

以低碳鋼的拉伸應力—應變曲線為例。

 

OB—彈性階段，BC—屈服階段

CD—強化階段，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，其應力和應變成正比例關系，符合胡克定律，即 σ= E·ε，其比例系數E稱為彈性模量。

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

 

屈服階段

 

屈服強度：當金屬材料呈現屈服現象時，在試驗期間達到塑性變形發生而力不增加的應力點，應區分上屈服強度和下屈服強度。通常把下屈服點對應的應力值稱為屈服強度。

 

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