材料力学课件：材料轴向拉压试验（第一章）.ppt

1、计算简图杆件受力特点： 外力或其合力的作用线沿杆件轴线杆件变形特点： 轴向伸长或缩短轴向拉伸或压缩拉压杆：以轴向拉压为主要变形的杆件轴向拉伸轴向载荷轴向压缩拉（压）杆横截面上的应力分析观察拉压杆受力时的变形特点：FF观察结果： 1. 纵线与横线仍为直线，横线仍垂直于纵线； 2. 横线沿轴线方向平移。假设： 横截面仍保持为平面，且仍垂直于杆件轴线；平面假设正应变沿横截面均匀分布横截面上没有切应变符号规定：拉应力为正，压应力为负平面假设0const0constNFA AFN 1、横截面上的内力思考：取左段轴力向右，右段轴力向左，不是相反吗？轴力的符号规定：拉力为正，压力为负。内力：相互作用力，作用

2、线与杆件轴线重合，称轴力由截面法得：FFN2-32-3材料在拉伸与压缩时的力学性能材料在拉伸与压缩时的力学性能实验标准：国家标准金属拉力试验法 (GB 22887)；实验条件：常温（室温）、 静载（加载的速度要平稳缓慢）； 实验设备：对试件施加载荷的万能材料试验机； 测量试样变形的引伸仪。实验记录：拉伸图：横坐标l，纵坐标P； 应力应变图：横坐标 ，纵坐标 。材料的力学性能材料在外力作用下表现出来的变形、破坏等方面的特性。实验试件：(a)圆截面标准试件： 或dl10dl5(b)矩形截面标准试件(截面积为A）： 或Al3 .11Al65. 5实验原理：1、低碳钢的拉伸实验低炭钢含炭量在0.25%

3、以下的碳素钢。bacfdeb s e p a o1o2o3o4o实验表象参考值四个阶段屈服阶段1、同时存在塑性和弹性变形；2、应力小幅波动，应变快速增加；3、试样表面出现与轴线成45度角滑移线屈服极限：s或或0.21、只有弹性变形；2、有符合虎克定理=EE的线性阶段；3、试样无明显表象。比例极限：p p弹性极限： e e弹性阶段（ 段）oa（ 段）ac1、同时存在塑性和弹性变形；2、应力随应变非线性减少；3、变形多集中在横截面积迅速收缩的某一小段范围内，直至试样最后断裂。强化阶段颈缩阶段强度极限：b b1、同时存在塑性和弹性变形；2、应力随应变非线性增长；3、试样被明显强化。（ 段）ce（ 段

4、）ef滑移线颈缩四个阶段试件的变化：两个塑性指标1、延伸率： 式中： 试样拉断后标距的长度； 试样原标距的长度；塑性材料与脆性材料的量化标准： 的材料称为塑性材料。如低碳钢和青铜等； 的材料称为脆性材料。如铸铁、混凝土等。 2、截面收缩率： 式中： 试样原横截面面积； 试样断裂处的横截面面积 。%1001lll 1ll%5 %5 %1001 AAA 1AA 一个概念冷作硬化：应力超过屈服极限后卸载，再次加载，材料的比例极限提高，而塑性降低的现象。 利： 提高了材料在弹性阶段内的承载能力。利之用：用冷加工的方法来提高材料的强度 。弊： 降低了材料的塑性。卸载定律：在卸载过程中，应力和应变按直线规

5、律变化。OO2、其它塑性材料拉伸时的力学性能 oa ab 2 . 0 e p b%2 . 0ef这些材料与低碳钢相同之处是断裂前要经历大量塑性变形，不同之处是没有明显的 屈服阶段。 。 名义屈服极限：对于没有。明显屈服阶段的塑性材料，通常以产生 塑性应变。时的应力作为屈服极限。用 表示。 。%2 . 02 . 0 3、塑性材料在压缩时的力学性能实验标准 、实验条件 、实验设备、实验记录同拉伸试验。 实验试样：高度约为直径的 倍的圆柱体或立方体。35 . 1bacfdeb s e p a 低碳钢压缩时的应力-应变曲线铸铁拉伸应力应变图实验表象1、以弹性变形为主，且很小；2、应力-应变曲线近似符合

6、虎克定律，并以割线的斜率作为弹性模量；3、断裂时，断口处的横截面积几乎没有变化。参考值强度极限：o b b 5、脆性材料在压缩时的力学性能 c o b 实验表象1、同时存在弹性和塑性变形，塑性变形较大；2、应力随应变非线性增长。非线性不可由线性虎克定理近似代替；3、破坏形式为出现与轴线成45度角的裂纹。参考值强度极限：实验结论不可用拉伸实验代替压缩实验来测出所需的参考值，因为c bc 52 2-5 2-5 拉伸或压缩时的变形拉伸或压缩时的变形1、纵向变形F纵向的相对变形纵向的绝对变形lll 1ll 纵向线应变，拉应变为正，压应变为负。b1bl1lF2、虎克定律式中： 表示材料弹性性质的一个常数，称为E拉压弹性模量，亦称杨氏模量。EAlFlN 实验证明：EA反映杆件抵抗拉伸（或压缩）变形的能力，称为杆件的抗拉（压）刚度。 虎克定律的适用条件：（1）材料在线弹性范围内工作，即 。P （2）在计算杆件的伸长 时，长度内其 均应为常数，否则应分段计算或进行积分。ll AEFN，3、横向变形横向的绝对变形：横向的相对变形（横向线变形）：b1b1bbb bb 横向变形系数或称泊松比，其值随材料而异。实验证明：或