工程力學(xué)第八章

1、 第八章第八章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮8 81 1直桿軸向拉壓的應(yīng)力和強(qiáng)度條件直桿軸向拉壓的應(yīng)力和強(qiáng)度條件軸向拉壓的外力特點(diǎn)：外力的合力作用線與桿的軸向拉壓的外力特點(diǎn)：外力的合力作用線與桿的軸線重合。軸線重合。一、概念一、概念軸向拉壓的變形特點(diǎn)：桿的變形主要是軸向伸軸向拉壓的變形特點(diǎn)：桿的變形主要是軸向伸縮，伴隨橫向縮擴(kuò)。縮，伴隨橫向縮擴(kuò)。軸向拉伸：桿的變形是軸向伸長，橫向縮短。軸向拉伸：桿的變形是軸向伸長，橫向縮短。軸向壓縮：桿的變形是軸向縮短，橫向變粗。軸向壓縮：桿的變形是軸向縮短，橫向變粗。軸向壓縮，對(duì)應(yīng)的力稱為壓力。軸向壓縮，對(duì)應(yīng)的力稱為壓力。軸向拉伸，對(duì)應(yīng)的力稱為拉力。軸向拉伸

2、，對(duì)應(yīng)的力稱為拉力。力學(xué)模型如圖力學(xué)模型如圖PPPP二、工程實(shí)例二、工程實(shí)例三、截面法三、截面法軸力及軸力圖軸力及軸力圖求內(nèi)力的一般方法求內(nèi)力的一般方法截面法截面法（1）截：截：（3 3）代：）代：（4）平：）平：步驟：步驟：F F mm(d) FN(a) F F mm(c) mmFNx（2）取：）?。?b) mmF x可看出：桿件任一橫截面上的內(nèi)力，其作用線均與可看出：桿件任一橫截面上的內(nèi)力，其作用線均與桿件的軸線重合，因而稱之為桿件的軸線重合，因而稱之為軸力軸力，用記號(hào)，用記號(hào)FN表示。表示。 FFNF F mm(c) FN(a) F F mm(b) mmFNx引起伸長變形的軸力為正引起伸

3、長變形的軸力為正拉力（背離截面）；拉力（背離截面）；引起壓縮變形的軸力為負(fù)引起壓縮變形的軸力為負(fù)壓力（指向截面）。壓力（指向截面）。軸力的符號(hào)規(guī)定軸力的符號(hào)規(guī)定:FFNF F mm(c) FN(a) F F mm(b) mmFNxFFNFN mm(c) FN(a) F F mm(b) mmFxF若用平行于桿軸線的坐標(biāo)表示橫截面的位置，用若用平行于桿軸線的坐標(biāo)表示橫截面的位置，用垂直于桿軸線的坐標(biāo)表示橫截面上軸力的數(shù)值，垂直于桿軸線的坐標(biāo)表示橫截面上軸力的數(shù)值，所繪出的圖線可以表明軸力與截面位置的關(guān)系，所繪出的圖線可以表明軸力與截面位置的關(guān)系，稱為稱為軸力圖軸力圖。 F F FN圖FF F FN

4、圖F 用截面法法求內(nèi)力的過程中，在截面取分離體用截面法法求內(nèi)力的過程中，在截面取分離體前，作用于物體上的外力（荷載）不能任意移動(dòng)或前，作用于物體上的外力（荷載）不能任意移動(dòng)或用靜力等效的相當(dāng)力系替代。用靜力等效的相當(dāng)力系替代。注意：注意：(a) F F F F (b)FN=F mmnn(a) F C BA mmF A (b) FN=FnnBF A (c) nnmmFN=0 (e) mmA FN=FnnB(f) A F C B(d) F A 例例8-1 8-1 試作圖示桿的軸力圖。試作圖示桿的軸力圖。求支反力求支反力kN10RF解：解：A B C D E 20kN 40kN 55kN 25kN

5、6003005004001800FR 22 F4= 20kNF3=25kNF2=55kNF1=40kNA B C D E 331144注意假設(shè)軸力為拉力注意假設(shè)軸力為拉力拉）(kN101NF橫截面橫截面1-11-1：拉）(kN50N2F橫截面橫截面2-22-2：FR 22F4= 20kNF3=25kNF2=55kNF1=40kNA B C D E 331144FRFN1 11A FRF1 FN2A B 22此時(shí)取截面此時(shí)取截面3-33-3右邊為分離體方便，右邊為分離體方便，仍假設(shè)軸力為拉力。仍假設(shè)軸力為拉力。拉）(kN204NF橫截面橫截面3-33-3：壓）kN(53NF同理同理FR 22F4

6、= 20kNF3=25kNF2=55kNF1=40kNA B C D E 331144F3 F4 FN3 33D E F4 FN4 33E 由軸力圖可看出由軸力圖可看出kN502Nmax,N FF20105FN圖圖(kN)FR 22F4= 20kNF3=25kNF2=55kNF1=40kNA B C D E 33114450例例8-2FFFq=F/ll2llFR112233FFFqFFFFRF=2qlFF =R解：解： 1、求支反力、求支反力FF=N1FF=3Nx1N2FFlFxF1N2lFxF1 2NF 0 xF2FFFq11233FF =RxFF =RFqFFF =RFFFF =RFx10

7、-21RN2lFxFFFNFFFF思考：思考：此題中此題中FNmax發(fā)生在何處？最危險(xiǎn)截面又在何處？發(fā)生在何處？最危險(xiǎn)截面又在何處？FFFq=F/ll2llNFFFF思考：思考：此題中此題中FNmax發(fā)生在何處？最危險(xiǎn)截面又在何處？發(fā)生在何處？最危險(xiǎn)截面又在何處？FFFq=F/ll2ll四、四、拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力、應(yīng)力的概念、應(yīng)力的概念拉壓桿的強(qiáng)度拉壓桿的強(qiáng)度軸力軸力橫截面尺寸橫截面尺寸材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度即拉壓桿的強(qiáng)度是跟軸力在橫截面上的分布規(guī)律即拉壓桿的強(qiáng)度是跟軸力在橫截面上的分布規(guī)律直接相關(guān)的。直接相關(guān)的。桿件截面上的分布內(nèi)力的集度，稱為桿件截面上的分布內(nèi)力

8、的集度，稱為應(yīng)力應(yīng)力。M點(diǎn)平均應(yīng)力點(diǎn)平均應(yīng)力AFpm總應(yīng)力總應(yīng)力AFAFpAddlim0(a) M AFM (b) p總應(yīng)力總應(yīng)力 p法向分量法向分量, , 引起長度改變引起長度改變正應(yīng)力正應(yīng)力 : : 切向分量，引起角度改切向分量，引起角度改變變切應(yīng)力切應(yīng)力 : :正應(yīng)力：拉為正，壓為負(fù)正應(yīng)力：拉為正，壓為負(fù)切應(yīng)力：對(duì)截面內(nèi)一點(diǎn)產(chǎn)生順時(shí)針力矩的切應(yīng)力為切應(yīng)力：對(duì)截面內(nèi)一點(diǎn)產(chǎn)生順時(shí)針力矩的切應(yīng)力為正，反之為負(fù)正，反之為負(fù)M (b) p(a) M FA內(nèi)力與應(yīng)力間的關(guān)系內(nèi)力與應(yīng)力間的關(guān)系A(chǔ)FpddAFddNAFddSAAFdNAAFdSM (b) p(a) M FAFNFS應(yīng)力量綱應(yīng)力量綱21T

9、MLPa應(yīng)力單位應(yīng)力單位2N/m1Pa1Pa10MPa162N/mm1MPa1MPaM (b) p(a) M FAPa10GPa19GPa、拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力、拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力FAFAdN無法用來確定分布內(nèi)力在橫截面上的變化規(guī)律無法用來確定分布內(nèi)力在橫截面上的變化規(guī)律已知靜力學(xué)條件已知靜力學(xué)條件mmF F mmF FNmmF FN 但荷載不僅在桿但荷載不僅在桿內(nèi)引起應(yīng)力，還內(nèi)引起應(yīng)力，還要引起桿件的變要引起桿件的變形。形?？梢詮挠^察桿件可以從觀察桿件的表面變形出發(fā)，的表面變形出發(fā)，來分析內(nèi)力的分來分析內(nèi)力的分布規(guī)律。布規(guī)律。F F acbdacbdmmF F mmF FNmmF

10、FN 等直桿相鄰兩條橫向線在桿受拉等直桿相鄰兩條橫向線在桿受拉( (壓壓) )后仍后仍為直線，仍相互平行，且仍垂直于桿的軸線。為直線，仍相互平行，且仍垂直于桿的軸線。 原為平面的橫截面在桿變形后仍為平面，原為平面的橫截面在桿變形后仍為平面，對(duì)于拉（壓）桿且仍相互平行，仍垂直于軸線。對(duì)于拉（壓）桿且仍相互平行，仍垂直于軸線。觀察現(xiàn)象：觀察現(xiàn)象：平面假設(shè)平面假設(shè)F F acbdacbd亦即橫截面上各點(diǎn)處的正應(yīng)力亦即橫截面上各點(diǎn)處的正應(yīng)力 都相等。都相等。推論：推論：1、等直、等直拉（壓）桿受力時(shí)沒有發(fā)生剪切變形，拉（壓）桿受力時(shí)沒有發(fā)生剪切變形，因而橫截面上沒有切應(yīng)力。因而橫截面上沒有切應(yīng)力。2、

11、拉拉( (壓壓) )桿受力后任意兩個(gè)橫截面之間縱向線桿受力后任意兩個(gè)橫截面之間縱向線段的伸長段的伸長( (縮短縮短) )變形是均勻的。變形是均勻的。F F acbdacbd等截面拉等截面拉( (壓壓) )桿橫截面上正應(yīng)力的計(jì)算公式桿橫截面上正應(yīng)力的計(jì)算公式 AFN即即AAFAdNmmF F mmF FNmmF FN 適用條件：適用條件： 上述正應(yīng)力計(jì)算公式對(duì)拉（壓）桿的橫上述正應(yīng)力計(jì)算公式對(duì)拉（壓）桿的橫截面形狀沒有限制；但對(duì)于拉伸（壓縮）時(shí)平截截面形狀沒有限制；但對(duì)于拉伸（壓縮）時(shí)平截面假設(shè)不成立的某些特定截面面假設(shè)不成立的某些特定截面, , 原則上不宜用上原則上不宜用上式計(jì)算橫截面上的正應(yīng)

12、力。式計(jì)算橫截面上的正應(yīng)力。 實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值計(jì)算表明，在載荷作用實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值計(jì)算表明，在載荷作用區(qū)附近和截面發(fā)生劇烈變化的區(qū)域，橫截面上的區(qū)附近和截面發(fā)生劇烈變化的區(qū)域，橫截面上的應(yīng)力情況復(fù)雜，上述公式不再正確。應(yīng)力情況復(fù)雜，上述公式不再正確。 力作用于桿端方式的不同，只會(huì)使與桿端距力作用于桿端方式的不同，只會(huì)使與桿端距離不大于桿的橫向尺寸的范圍內(nèi)受到影響。離不大于桿的橫向尺寸的范圍內(nèi)受到影響。圣維南原理圣維南原理FFFF影響區(qū)影響區(qū)影響區(qū)影響區(qū)2F2F2F2F例例8-38-3 試求此正方形磚柱由于荷載引起的橫截面上試求此正方形磚柱由于荷載引起的橫截面上的最大工作應(yīng)力。已知的最大工作應(yīng)力。已

13、知 F =50 kN。 解：解：段柱橫截面上的正應(yīng)力段柱橫截面上的正應(yīng)力 MPa87. 0)mm240()mm240(N1050311N1AF（壓）（壓） kN501NF150kN50kNF C BA F F 40003000370240段柱橫截面上的正應(yīng)力段柱橫截面上的正應(yīng)力1.1MPa)mm370)(mm370(N1015032N22AF（壓應(yīng)力）（壓應(yīng)力） kN1502NF最大工作應(yīng)力為最大工作應(yīng)力為 MPa1 . 12max150kN50kNF C BA F F 40003000370240、拉（壓）桿的強(qiáng)度條件、拉（壓）桿的強(qiáng)度條件保證拉（壓）桿不保證拉（壓）桿不因強(qiáng)度不足發(fā)生破因強(qiáng)

14、度不足發(fā)生破壞的條件壞的條件max等直桿等直桿maxN,AF強(qiáng)度計(jì)算的三種類型：強(qiáng)度計(jì)算的三種類型：（1 1）強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核（2）截面選擇）截面選擇（3）計(jì)算許可荷載）計(jì)算許可荷載max,NmaxAFmax,NFAmaxN,AF 例例8-48-4 已知三鉸屋架如圖，承受豎向均布載荷，載已知三鉸屋架如圖，承受豎向均布載荷，載荷的分布集度為：荷的分布集度為：q q =4.2kN/m=4.2kN/m，屋架中的鋼拉桿直徑屋架中的鋼拉桿直徑d d =16mm=16mm，許用應(yīng)力許用應(yīng)力 =170=170MPaMPa。試校核剛拉桿的強(qiáng)度。試校核剛拉桿的強(qiáng)度。鋼拉桿4.2mq8.5m 整體平衡求支反力整體

15、平衡求支反力解：解：鋼拉桿8.5mq4.2mFAFBFAkN85.172 00 0qlFFMFFBABAx應(yīng)力：應(yīng)力：強(qiáng)度校核與結(jié)論：強(qiáng)度校核與結(jié)論： MPa 170 MPa45 max 此桿滿足強(qiáng)度要求，是安全的。此桿滿足強(qiáng)度要求，是安全的。MPa451614. 31003. 94d 4 232max PAFN 局部平衡求軸力：局部平衡求軸力： qFAFAFCkN03. 9 0MNCFFCNF例例8-58-5圖示結(jié)構(gòu)，已知圖示結(jié)構(gòu)，已知 F F=20kN=20kN；桿桿ABAB為直徑為直徑2020mmmm的圓桿，的圓桿， ; ;桿桿CBCB為為100100100100的方桿。的方桿。 ，試試

16、校核桿件校核桿件ABAB、CBCB的強(qiáng)度；并進(jìn)行合理的強(qiáng)度；并進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。F FA AB BC C 0yFkN3 .281NF解：解：1 1、計(jì)算各桿件的軸力。、計(jì)算各桿件的軸力。（設(shè)斜桿為（設(shè)斜桿為1 1桿，水平桿為桿，水平桿為2 2桿）桿）用截面法取節(jié)點(diǎn)用截面法取節(jié)點(diǎn)B B為研究對(duì)象為研究對(duì)象kN202NF 0 xF4545045cos21NNFF045sin1 FFN1 12 2F FB BF F1NF2NFxy4545MPa1701MPa102kN3 .281NFkN202NF2 2、計(jì)算各桿件的應(yīng)力并進(jìn)行、計(jì)算各桿件的應(yīng)力并進(jìn)行強(qiáng)度校核。強(qiáng)度校核。170MPaMPa90204

17、103 .28223111mmNAFN10MPaMPa21001020223222mmNAFNF FA AB BC C45451 12 2F FB BF F1NF2NFxy4545所以，所以，ABAB桿和桿和BCBC桿均滿足強(qiáng)度要求。桿均滿足強(qiáng)度要求。3 3、合理設(shè)計(jì)桿件截面、合理設(shè)計(jì)桿件截面mmAdmmMPaNFAN154 .166444 .166170103 .28123111mmammMPaNFAN452000A2000101020223222F FA AB BC C45451 12 2F FB BF F1NF2NFxy4545ABAB桿直徑為桿直徑為1515mmmm、BCBC桿邊長桿邊

18、長4545mmmm更為更為合理合理例例8-68-6圖示結(jié)構(gòu)，圖示結(jié)構(gòu)，桿桿ABAB為為100100100100的方木的方木桿。桿。 ，桿桿BCBC為為截面積截面積600600mmmm的鋼桿的鋼桿, , ，求求B B處可吊的最大許可載荷處可吊的最大許可載荷 FF。F FA AB BC C 0yFF21NF解：解：1 1、計(jì)算各桿件的軸力。、計(jì)算各桿件的軸力。（設(shè)（設(shè)ABAB為為1 1桿，桿，BCBC桿為桿為2 2桿）用截桿）用截面法取節(jié)點(diǎn)面法取節(jié)點(diǎn)B B為研究對(duì)象為研究對(duì)象F32NF 0 xF3030030cos21NNFF030sin1 FFN1 12 2F FB BF F1NF2NFxy30

19、30MPa71MPa1602F21NFF32NFF FA AB BC C30301 12 2F FB BF F1NF2NFxy30302 2、確定許可載荷、確定許可載荷由由ABAB桿得：桿得： KNFNFAFN357100002111由由BCBC桿得：桿得：KNFNFAFN4 .551606003222綜上可得綜上可得： KN35F 8-2 8-2 拉（壓）桿的變形拉（壓）桿的變形胡克定胡克定律律 1 1、拉、拉( (壓壓) )桿的縱向變形桿的縱向變形 絕對(duì)變形絕對(duì)變形 線應(yīng)變線應(yīng)變-每單位長度每單位長度的變形，無量綱的變形，無量綱lll-1ll相對(duì)變形相對(duì)變形 長度量綱長度量綱F F dll

20、1d1當(dāng)桿件因荷載或截面尺寸變化的原因而發(fā)生不均勻變形時(shí)，不能用總長度內(nèi)的平均線應(yīng)變代替各點(diǎn)處的縱向線應(yīng)變。xyzCAOBxABxxdxx截面處沿x方向的縱向平均線應(yīng)變?yōu)?xxdx截面處沿x方向的縱向線應(yīng)變?yōu)?xxxxxxddlim0dd線應(yīng)變以伸長時(shí)為正，縮短時(shí)為負(fù)。線應(yīng)變以伸長時(shí)為正，縮短時(shí)為負(fù)。 2 2、橫向變形、橫向變形dd橫向絕對(duì)變形橫向絕對(duì)變形ddd-1橫向線應(yīng)變橫向線應(yīng)變F F dll1d1AFll EAFll 3 3、荷載與變形量的關(guān)系、荷載與變形量的關(guān)系胡克定律胡克定律當(dāng)桿內(nèi)應(yīng)力不超過材料的某一極限值（當(dāng)桿內(nèi)應(yīng)力不超過材料的某一極限值（“比例極比例極限限”）時(shí)）時(shí)引進(jìn)比例常數(shù)

21、引進(jìn)比例常數(shù)E EAlFNF F dll1d1E 彈性模量彈性模量，量綱與應(yīng)力相同，為，量綱與應(yīng)力相同，為 ，2- 1 - TMLEAlFlN拉（壓）桿的拉（壓）桿的胡克定律胡克定律EA 桿的桿的拉伸（壓縮）剛度拉伸（壓縮）剛度。單位為單位為 Pa；F F dll1d1AFEllN1E稱為單軸應(yīng)力狀態(tài)下的稱為單軸應(yīng)力狀態(tài)下的胡克定律胡克定律 EAlFlN即即F F dll1d14 4、橫向變形的計(jì)算、橫向變形的計(jì)算 單軸應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)應(yīng)力不超過材料的比例單軸應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)應(yīng)力不超過材料的比例極限時(shí)，一點(diǎn)處的縱向線應(yīng)變極限時(shí)，一點(diǎn)處的縱向線應(yīng)變 與橫向線應(yīng)變與橫向線應(yīng)變的絕對(duì)值之比為一常數(shù)：的絕

22、對(duì)值之比為一常數(shù)： 或或 -n - - 橫向變形因數(shù)橫向變形因數(shù)或或泊松比泊松比F F dll1d1低碳鋼（低碳鋼（Q235）：）： 28. 024. 0GPa210200E例例8-8 一階梯狀鋼桿受力如圖，已知一階梯狀鋼桿受力如圖，已知AB段的橫截段的橫截面面積面面積A1=400mm2， BC段的橫截面面積段的橫截面面積A2=250mm2,材料的彈性模量材料的彈性模量E=210GPa。試求：試求：AB、BC段的伸長量和桿的總伸長量。段的伸長量和桿的總伸長量。F=40kN C BA BC解：解：由靜力平衡知，由靜力平衡知，AB、BC兩段的軸力均為兩段的軸力均為FF Nl1 =300l2=200

23、故故11N1EAlFl mm143. 022N2EAlFl mm152. 0233mm400MPa10210mm300N1040233mm250MPa10210mm200N1040F=40kNC BA BCl1 =300l2=200AC桿的總伸長桿的總伸長21lllmm295. 0152. 0143. 0F=40kNC BA BC8-38-3 材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能 力學(xué)性能力學(xué)性能材料受力時(shí)在強(qiáng)度和變形方面所表材料受力時(shí)在強(qiáng)度和變形方面所表現(xiàn)出來的性能?，F(xiàn)出來的性能。力學(xué)性能力學(xué)性能取決于取決于內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)外部環(huán)境外部環(huán)境由試驗(yàn)方式獲得由試驗(yàn)方式獲得 本

24、節(jié)討論的是常溫、靜載、軸向拉伸（或壓縮）本節(jié)討論的是常溫、靜載、軸向拉伸（或壓縮）變形條件下的力學(xué)性能。變形條件下的力學(xué)性能。試驗(yàn)條件：常溫試驗(yàn)條件：常溫(20)(20)；靜載（及其緩慢地加載）；靜載（及其緩慢地加載）試件試件： dh 、材料的拉伸和壓縮試驗(yàn)、材料的拉伸和壓縮試驗(yàn) 試驗(yàn)儀器：萬能材料試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)儀器：萬能材料試驗(yàn)機(jī)、低碳鋼試樣的拉伸圖及低碳鋼的力學(xué)性能、低碳鋼試樣的拉伸圖及低碳鋼的力學(xué)性能 1 1、拉伸圖、拉伸圖 四個(gè)階段：四個(gè)階段：荷載荷載伸長量伸長量 (1)(1)彈性階段彈性階段(2)(2)屈服階段屈服階段(3)(3)強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段(4)(4)局部變形階段局部變形階段為了消

25、除掉試件尺寸的影響，將試件拉伸圖轉(zhuǎn)變?yōu)闉榱讼粼嚰叽绲挠绊?，將試件拉伸圖轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧系膽?yīng)力材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖。應(yīng)變曲線圖。AFNll圖中：圖中：A 原始橫截面面積原始橫截面面積 名義應(yīng)力名義應(yīng)力l 原始標(biāo)距原始標(biāo)距 名義應(yīng)變名義應(yīng)變2 2、拉伸過程四個(gè)階段的變形特征及應(yīng)力特征點(diǎn)：、拉伸過程四個(gè)階段的變形特征及應(yīng)力特征點(diǎn)： (1)(1)、彈性階段、彈性階段OB此階段試件變形完全是彈性的，此階段試件變形完全是彈性的，且且與與成線性關(guān)系成線性關(guān)系EE 線段線段OA的斜率的斜率比例極限比例極限p 對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)點(diǎn)A彈性極限彈性極限e 對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)點(diǎn)B(2)(2)、屈服階段、屈服階段此階段應(yīng)變顯著增加，但

26、應(yīng)力基本此階段應(yīng)變顯著增加，但應(yīng)力基本不變不變屈服屈服現(xiàn)象?，F(xiàn)象。產(chǎn)生的變形主要是塑性產(chǎn)生的變形主要是塑性的。的。拋光的試件表面上可見拋光的試件表面上可見大約與軸線成大約與軸線成45 的滑移的滑移線。線。屈服極限屈服極限 對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)點(diǎn)D（屈服低限）屈服低限）s(3)(3)、強(qiáng)化階段、強(qiáng)化階段 此階段材料抵抗變形的能力有所增強(qiáng)。此階段材料抵抗變形的能力有所增強(qiáng)。強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限b 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)點(diǎn)點(diǎn)G ( (拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度) )，最大名義應(yīng)力最大名義應(yīng)力此階段如要增加應(yīng)此階段如要增加應(yīng)變，必須增大應(yīng)力變，必須增大應(yīng)力材料的強(qiáng)化材料的強(qiáng)化強(qiáng)化階段的卸載及再加載規(guī)律強(qiáng)化階段的卸載及再加載規(guī)律 pe若在強(qiáng)

27、化階段卸載，若在強(qiáng)化階段卸載，則卸載過程則卸載過程 關(guān)關(guān)系為直線。系為直線。 立即再加載時(shí)，立即再加載時(shí)，關(guān)系起初基本上沿關(guān)系起初基本上沿卸載直線卸載直線(EF)上升上升直至當(dāng)初卸載的荷直至當(dāng)初卸載的荷載，然后沿卸載前載，然后沿卸載前的曲線斷裂的曲線斷裂冷作冷作硬化硬化現(xiàn)象?，F(xiàn)象。e_ 彈性應(yīng)變彈性應(yīng)變p 殘余應(yīng)變（塑性）殘余應(yīng)變（塑性）g冷作硬化對(duì)材料力學(xué)性能的影響冷作硬化對(duì)材料力學(xué)性能的影響pb不變不變p(4)(4)、局部變形階段、局部變形階段試件上出現(xiàn)急劇局部橫截面收試件上出現(xiàn)急劇局部橫截面收縮縮頸縮頸縮，直至試件斷裂。，直至試件斷裂。伸長率伸長率%1001llld斷面收縮率：斷面收縮率

28、：%1001AAAA1 斷口處最斷口處最小橫截面面積。小橫截面面積。 （平均塑性伸長率）（平均塑性伸長率）MPa240sMPa390bQ235鋼的主要強(qiáng)度指鋼的主要強(qiáng)度指標(biāo)：標(biāo)： Q235鋼的塑性指標(biāo)：鋼的塑性指標(biāo)： %30%20d%60Q235鋼的彈性指標(biāo)：鋼的彈性指標(biāo)： GPa210200E通常通常 的材料稱為的材料稱為塑性材料塑性材料；%5d 的材料稱為的材料稱為脆性材料脆性材料。%5d、其他金屬材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能、其他金屬材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能 錳鋼沒有屈服和局部變形階錳鋼沒有屈服和局部變形階段段強(qiáng)鋁、退火球墨鑄鐵沒有明強(qiáng)鋁、退火球墨鑄鐵沒有明顯屈服階段顯屈服階段共同點(diǎn)：共同點(diǎn)：d

29、 d 5%5%，屬塑性材料屬塑性材料無屈服階段的塑性材料，以無屈服階段的塑性材料，以p0.2作為其名義屈服極限，稱作為其名義屈服極限，稱為規(guī)定為規(guī)定非比例伸長應(yīng)力非比例伸長應(yīng)力或或屈服屈服強(qiáng)度強(qiáng)度。 p0.2對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于p=0.2%時(shí)時(shí)的應(yīng)力值的應(yīng)力值灰口鑄鐵軸向拉伸試驗(yàn)灰口鑄鐵軸向拉伸試驗(yàn)灰口鑄鐵在拉伸時(shí)的灰口鑄鐵在拉伸時(shí)的 曲線曲線特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、 曲線從很低應(yīng)力曲線從很低應(yīng)力水平開始就是曲線；采用割水平開始就是曲線；采用割線彈性模量線彈性模量2、沒有屈服、強(qiáng)化、局部、沒有屈服、強(qiáng)化、局部變形階段，只有唯一拉伸強(qiáng)變形階段，只有唯一拉伸強(qiáng)度指標(biāo)度指標(biāo)b3、伸長率非常小，拉伸強(qiáng)伸長率非常小，拉

30、伸強(qiáng)度度b基本上就是試件拉斷時(shí)基本上就是試件拉斷時(shí)橫截面上的真實(shí)應(yīng)力橫截面上的真實(shí)應(yīng)力。 典型的脆性材料典型的脆性材料鑄鐵試件在軸向拉伸時(shí)的破壞斷面：鑄鐵試件在軸向拉伸時(shí)的破壞斷面：1 1、壓縮試樣、壓縮試樣 圓截面短柱體圓截面短柱體31dl正方形截面短柱體正方形截面短柱體31bl、金屬材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能、金屬材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能 壓縮壓縮拉伸拉伸2 2、低碳鋼壓縮時(shí)、低碳鋼壓縮時(shí) 的曲線的曲線 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1、低碳鋼拉、壓時(shí)的、低碳鋼拉、壓時(shí)的s以以及彈性模量及彈性模量E基本相同?；鞠嗤?。 2、材料延展性很好，不、材料延展性很好，不會(huì)被壓壞。會(huì)被壓壞。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1、壓縮時(shí)的、壓縮時(shí)的b和和d 均比拉伸時(shí)大得