Chapter2金屬在其它靜載荷下的力學(xué)性能

1、第一節(jié)第一節(jié) 應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)第二章第二章 其它靜加載下的力學(xué)性能其它靜加載下的力學(xué)性能其中：其中： maxmax=(=(1 1-3 3)/2;)/2; maxmax=1 1-(-(1 1+3 3) )可知：可知： 值越大，值越大，maxmax越大，易發(fā)生塑性變形越大，易發(fā)生塑性變形后斷裂，表示應(yīng)力狀態(tài)越軟。后斷裂，表示應(yīng)力狀態(tài)越軟。 值越小，值越小，maxmax越小，易發(fā)生脆性斷裂，越小，易發(fā)生脆性斷裂，表示應(yīng)力狀態(tài)越硬。表示應(yīng)力狀態(tài)越硬。彈彈性性伸伸長長彈性歪扭彈性歪扭斷斷裂裂塑性變形塑性變形（滑移滑移）：正應(yīng)力：正應(yīng)力F切應(yīng)力切應(yīng)力2第二節(jié)第二節(jié) 壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)壓縮

2、、彎曲、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn) 良好塑性材料可良好塑性材料可壓扁而不斷裂壓扁而不斷裂3 3、測定的力性指標(biāo)、測定的力性指標(biāo) 與拉伸試驗(yàn)類似：與拉伸試驗(yàn)類似： 強(qiáng)度強(qiáng)度：pbpb非比例彎曲應(yīng)力非比例彎曲應(yīng)力 bbbb抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度 E Eb b彎曲彈性模量彎曲彈性模量 塑性塑性：f fb b 斷裂撓度斷裂撓度 = M / W = 8 = M / W = 8 F FL/(dL/(d3 3) ) 注：注：W W抗彎斷面系數(shù)，圓形、方形不同；抗彎斷面系數(shù)，圓形、方形不同； 只需將彎曲試驗(yàn)曲線上不同意義的只需將彎曲試驗(yàn)曲線上不同意義的P P值帶值帶入上式，即可獲不同強(qiáng)度值入上式，即可獲不同強(qiáng)度值3 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)主要性能

3、指標(biāo)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)主要性能指標(biāo) (1) 切變模量切變模量G: 切應(yīng)力與切應(yīng)變之比切應(yīng)力與切應(yīng)變之比 參見參見p51公式公式24、25 (2)扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)s s = Ms / W W：試樣抗扭截面系數(shù)：試樣抗扭截面系數(shù) Ms ：殘余扭轉(zhuǎn)切應(yīng)變?yōu)椋簹堄嗯まD(zhuǎn)切應(yīng)變?yōu)?.3%時(shí)的扭距時(shí)的扭距 (3)抗扭強(qiáng)度抗扭強(qiáng)度(扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限)b b = Mb / W (Mb ：試樣斷裂前的最大扭距試樣斷裂前的最大扭距)第三節(jié)第三節(jié) 缺口試樣靜載荷試驗(yàn)缺口試樣靜載荷試驗(yàn) yx薄板缺口拉伸時(shí)彈性薄板缺口拉伸時(shí)彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布狀態(tài)下的應(yīng)力分布 缺口的第一個(gè)效應(yīng)：缺口的第一個(gè)效應(yīng)：缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中缺

4、口造成應(yīng)力應(yīng)變集中 K Kt t只取決于缺口的幾何形狀只取決于缺口的幾何形狀 機(jī)械工程手冊(cè)機(jī)械工程手冊(cè)（3 3）缺口根部內(nèi)側(cè)產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力缺口根部內(nèi)側(cè)產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力 它是由于材料橫向收縮引起的，是金屬它是由于材料橫向收縮引起的，是金屬變形連續(xù)性要求的結(jié)果。變形連續(xù)性要求的結(jié)果。 缺口的第二個(gè)效應(yīng)缺口的第二個(gè)效應(yīng) 缺口的存在改變了其前方的應(yīng)力狀態(tài)：缺口的存在改變了其前方的應(yīng)力狀態(tài)： 由單向應(yīng)力改為兩向、三向應(yīng)力狀態(tài)由單向應(yīng)力改為兩向、三向應(yīng)力狀態(tài)厚板缺口拉伸時(shí)彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布厚板缺口拉伸時(shí)彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布單向應(yīng)力改為三向應(yīng)力狀態(tài)單向應(yīng)力改為三向應(yīng)力狀態(tài)yxz缺口內(nèi)側(cè)截面上局部區(qū)域屈服后的

5、應(yīng)力分布缺口內(nèi)側(cè)截面上局部區(qū)域屈服后的應(yīng)力分布( (二二) )缺口試樣在缺口試樣在塑性狀態(tài)塑性狀態(tài)下的應(yīng)力分布下的應(yīng)力分布 厚板缺口截面上應(yīng)力的分布厚板缺口截面上應(yīng)力的分布: : 缺口內(nèi)側(cè)前沿一定區(qū)域存在塑性區(qū)，缺口內(nèi)側(cè)前沿一定區(qū)域存在塑性區(qū)， 塑性區(qū)內(nèi)三向應(yīng)塑性區(qū)內(nèi)三向應(yīng)力逐漸增加；塑性區(qū)力逐漸增加；塑性區(qū)外三向應(yīng)力的分布與外三向應(yīng)力的分布與缺口試樣在缺口試樣在彈性狀態(tài)彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布相似。下的應(yīng)力分布相似。缺口的第三個(gè)效應(yīng)：缺口的第三個(gè)效應(yīng)：缺口強(qiáng)化缺口強(qiáng)化 NSRNSR愈小，缺口敏感性愈大愈小，缺口敏感性愈大，NSRNSR是一個(gè)是一個(gè)安全性的力學(xué)性能指標(biāo)。安全性的力學(xué)性能指標(biāo)。 bb

6、nNSR應(yīng)用：高強(qiáng)度鋼應(yīng)用：高強(qiáng)度鋼( (淬火中、低溫回火淬火中、低溫回火) )彈性變形彈性變形區(qū)區(qū)塑性變形塑性變形區(qū)區(qū)斷裂區(qū)斷裂區(qū)裂紋開始形成裂紋開始形成裂紋擴(kuò)展裂紋擴(kuò)展5 5 缺口試樣靜彎曲試驗(yàn)曲線分析缺口試樣靜彎曲試驗(yàn)曲線分析塑性功塑性功(無無) 對(duì)缺口敏感，且塑對(duì)缺口敏感，且塑性功越小越敏感；性功越小越敏感； (斷裂功斷裂功) ) 對(duì)缺口不敏感，且對(duì)缺口不敏感，且斷裂功越大越不敏感斷裂功越大越不敏感注：斷裂功注：斷裂功裂紋形成和擴(kuò)展所消耗的功裂紋形成和擴(kuò)展所消耗的功不同材料的缺口彎曲試驗(yàn)比較不同材料的缺口彎曲試驗(yàn)比較第三節(jié)第三節(jié) 硬度硬度(2)(2)硬度值大小不僅取決于材料的性質(zhì)、成分硬度值大小不僅取決于材料的性質(zhì)、成分和顯微組織，還與測量方法、條件等有關(guān)。和顯微組織，還與測量方法、條件等有關(guān)。 須按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)測定、比較。須按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)測定、比較。(3)(3)硬度實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法簡單、快速；無損硬度實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法簡單、快速；無損壓入法壓入法 ： 布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度 表征材料表面抵抗外物壓入時(shí)引起表征材料表面抵抗外物壓入時(shí)引起塑性變形的能力。塑性變形的能力。材料材料硬度與強(qiáng)度的關(guān)系硬度與強(qiáng)度的關(guān)系硬度范圍硬度范圍未未淬淬硬硬鋼鋼b0.362HBb0.345HBb2.51103/(130-HRB) b2.64