材料力學(xué)軸向拉伸和壓縮

會計學(xué)1材料力學(xué)軸向拉伸和壓縮§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能MechanicalPropertyofMaterials材料在外力作用下所呈現(xiàn)的有關(guān)強(qiáng)度和變形方面的特性，稱為材料的力學(xué)性能。材料力學(xué)性能是構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定計算的重要組成部分，也是合理選用材料和從事新材料研究的重要依據(jù)。材料的力學(xué)性能都要通過試驗(yàn)來測定。本節(jié)主要介紹工程中常用材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能除因材料不同而不同以外，還受試驗(yàn)條件、加力方式等很多因素的影響。同一材料在常溫、高溫和低溫的不同條件下測得的力學(xué)性能各不相同；在快速加載下測得的力學(xué)性能與緩慢加載條件下測得的力學(xué)性能也有顯著差別；同一材料在拉、壓、扭轉(zhuǎn)和彎曲不同變形形式下表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能。因此應(yīng)針對不同情況，分別試驗(yàn)，以確定不同情況下的力學(xué)性能。為了使測得的材料力學(xué)性能可以互相對比，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)試驗(yàn)規(guī)范的要求進(jìn)行測定。第1頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能MechanicalPropertyofMaterialsⅠ.材料的拉伸和壓縮試驗(yàn)(TensileTestandCompressionTestofMaterials)Ⅱ.

低碳鋼試樣的拉伸圖及其力學(xué)性能(Load——deflectiondiagramintensionaboutmildsteel)Ⅲ.

其它金屬材料在拉伸時的力學(xué)性能(Mechanicalpropertyofothersmetalmaterialsintension

)Ⅳ.

金屬材料在壓縮時的力學(xué)性能(MechanicalpropertyofmetalmaterialsinCompression)

Ⅴ.幾種非金屬材料的力學(xué)性能(Mechanicalpropertyofsomenonmetalmaterials)第2頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅰ.材料的拉伸和壓縮試驗(yàn)試驗(yàn)條件:常溫、靜載(undergraduallyappliedloodatroomtemperature)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):GB228－87。標(biāo)準(zhǔn)試件(Standardspecimen):如圖，圓形試件，板形試件使用Standardspecimen便于相互比較圓形試件又分長試件(l＝10d)和短試件(l＝5d)兩種標(biāo)距(GageLength)l壓縮試件:短圓柱體，短棱柱體試驗(yàn)設(shè)備:萬能試驗(yàn)機(jī)變形儀第3頁/共33頁mildsteel（軟鋼）＝低碳鋼(low-carbonsteel)如Q235號鋼Characteristic:1,彈性階段Elasticrange;2,屈服階段Yieldrange;3,強(qiáng)化階段Hardeningrange;4,頸縮階段Neckingrange§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅱ.

低碳鋼試樣的拉伸圖及其力學(xué)性能llAPD==es1,Load——deflectiondiagramintensionaboutmildsteel:tensilediagram(P——△L)

diagram:第4頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅱ.

低碳鋼試樣的拉伸圖及其力學(xué)性能P∝Δlσ∝εσ=Eε()1,彈性階段Elasticrangesp:比例極限proportionallimitse:彈性極限elasticlimitep=0()工程上常認(rèn)為為同一點(diǎn)2,屈服階段Yieldrange(流動階段Sliprange)P基本不變,ΔL卻不斷增加,對拋光的試件,可以看到與桿軸線約成45度方向上的條紋(滑移線sliplines),表明材料此時的塑性變形由剪應(yīng)力(tmax

=s/2)引起。

Yieldpoint(以下屈服點(diǎn)為準(zhǔn))ss:屈服極限Yieldinglimit

或流動極限Sildelimit第5頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅱ.

低碳鋼試樣的拉伸圖及其力學(xué)性能4,頸縮階段Neckingrange(局部變形階段

Localizeddeformationrange)此時在某一較弱的橫截面及其附近橫向尺寸顯著縮小,出現(xiàn)所謂“頸縮”現(xiàn)象。breakingpoint(f):在F點(diǎn)拉斷后,彈性變形ee部分恢復(fù)，剩下塑性變形ep(plasticstrain)物體進(jìn)入塑性階段后，總變形

e＝ee＋ep3,強(qiáng)化階段Hardeningrangesb

:強(qiáng)度極限(抗拉強(qiáng)度）

Ultimatestrength第6頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅱ.

低碳鋼試樣的拉伸圖及其力學(xué)性能

在強(qiáng)化階段后期和頸縮階段,由于變形較大,故б＝P/A

和e=Δl/l

并不能表示試件的真實(shí)應(yīng)力（truestress）和真實(shí)應(yīng)變（truestrain)故：б＝Ｐ／Ａ常稱為名義應(yīng)力Nominalstress(Conventionalstress)e=Δl/l常稱為名義應(yīng)變

Nominalstrain

(Conventionalstrain)第7頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅱ.

低碳鋼試樣的拉伸圖及其力學(xué)性能卸載規(guī)律:卸載時荷載與試樣伸長量之間遵循直線關(guān)系的規(guī)律稱為材料的卸載規(guī)律.在卸載過程中，彈性變形逐漸消失,只留下塑性變形。

如果卸載后立即再加荷載，則荷載與伸長量間基本上仍遵循著卸載時的同一直線關(guān)系，一直到開始卸載時的荷載為止.冷作硬化coldhardening實(shí)質(zhì)：strainhardening冷作時效agehardening第8頁/共33頁材料分類：

塑性材料

Ductilematerials:d＞５％

脆性材料

Brittlematerials:d＜５％對Q235鋼:ss≈240MPa,sb≈390MPa,d≈20～30%,ψ≈60%

材料的強(qiáng)度指標(biāo)(Thestrengthindexofmaterials):sp:比例極限

se:彈性極限

ss:屈服極限sb

:強(qiáng)度極限（sp≈se≈ss）材料的塑性指標(biāo)(Theplasticindexofmaterials):1,伸長率(PercentageElongation):§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅱ.

低碳鋼試樣的拉伸圖及其力學(xué)性能psi2,斷面收縮率(PercentageofCross-section):第9頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅲ.

其它金屬材料在拉伸時的力學(xué)性能常用塑性金屬材料在拉伸時的力學(xué)性能第10頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅲ.

其它金屬材料在拉伸時的力學(xué)性能有些材料例如鋁合金和退火球墨鑄鐵沒有屈服階段，而其它三個階段卻很明顯；另外一些材料例如錳鋼則僅有彈性階段和強(qiáng)化階段，而沒有屈服階段和局部變形階段。這些材料的共同特點(diǎn)是伸長率d均較大,它們和低碳鋼一樣都屬于塑性材料。對沒有屈服階段的塑性材料，通常以塑性應(yīng)變ep＝es＝0.2%所對應(yīng)的應(yīng)力確定為屈服極限強(qiáng)度，并稱之為名義屈服極限，標(biāo)記為s0.2第11頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅲ.

其它金屬材料在拉伸時的力學(xué)性能典型脆性金屬材料—鑄鐵(CastIron)在拉伸時的力學(xué)性能:δ值很小，無屈服和“頸縮”現(xiàn)象。無直線段，斷裂時變形很小強(qiáng)度指標(biāo)只有強(qiáng)度極限sb

；通常用規(guī)定某一總應(yīng)變時s－e曲線的割線（圖2-21中的虛線）來代替此曲線在開始部分的直線，從而確定其彈性模量，并稱之為割線彈性模量。第12頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅳ.

金屬材料在壓縮時的力學(xué)性能低碳鋼在壓縮時的力學(xué)性能:彈性,屈服初期與拉伸時相同，Ec=Etspc=sptssc=sst壓拉

mc

=mt

因A↗(P↗)故測不出sbc第13頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅳ.

金屬材料在壓縮時的力學(xué)性能鑄鐵在壓縮時的力學(xué)性能:變形很小就突然破壞，無sScsbc>>sbt

為經(jīng)濟(jì)的抗壓材料。破壞面與試件軸線成大約35o～39o角,表明是因?yàn)榭辜裟芰Σ粔蚨鴶嗔?。?4頁/共33頁鑄鐵在壓縮時的力學(xué)性能:

為了對比，圖中示出了灰口鑄鐵受壓(實(shí)線)和受拉(虛線)的s－e曲線。從圖可知，鑄鐵壓縮s－e曲線也無嚴(yán)格的直線部分，破壞時的應(yīng)變較拉伸大,約為5％。破壞面與試件軸線大約成35o～39o，表明試件主要是剪斷的。由于斜面上同時存在正壓力引起的摩擦力的影響，所以破壞面并不在最大剪應(yīng)力方向(45o)。鑄鐵的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高得多,約為3～5倍，加之價格較低廉、便于成型，因此廣泛用于制造機(jī)座、機(jī)床床身、軸承座等承壓構(gòu)件?！欤玻?材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅳ.

金屬材料在壓縮時的力學(xué)性能第15頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅴ.幾種非金屬材料的力學(xué)性能混凝土和

天然石料壓縮：試件的破壞形式與兩端面受到的摩擦力的大小有關(guān)。(a),(b)分別表示試件兩端面不加潤滑劑和加潤滑劑的破壞形式。前者由于兩端面橫向變形受到摩擦力的阻礙,使試件中部逐漸剝落,形成兩個相連的截錐體。后者由于潤滑使摩擦力減小,產(chǎn)生縱向開裂破壞,其抗壓強(qiáng)度也較前者小。在規(guī)范中,取立方體的邊長為150mm,按前者測出的抗壓強(qiáng)度稱為標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度,并用以確定混凝土或石料的等級。

sbc≈10sbt混凝土的彈性模量規(guī)定以s＝0.4sb時的割線斜率來確定。第16頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅴ.幾種非金屬材料的力學(xué)性能混凝土壓縮:混凝土是一種多相材料,內(nèi)部細(xì)小裂縫多,隨著受力增大,裂縫經(jīng)歷穩(wěn)定階段、穩(wěn)定擴(kuò)展階段和裂縫貫通非穩(wěn)定擴(kuò)展階段,表現(xiàn)出加載曲線有明顯的非線性。由于內(nèi)部硬骨料使沿裂縫滑移受阻,故其破壞也有一個漸變過程。混凝土加載到某一點(diǎn)a(即使應(yīng)力不大)卸載,將有塑性應(yīng)變eap(圖(b)),但多次重復(fù)加載和卸載后,塑性變形逐步減小。因此,工程上常以割線oa(虛線)的斜率來定義彈性模量第17頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅴ.幾種非金屬材料的力學(xué)性能木材的力學(xué)性能:木材的順紋抗拉強(qiáng)度很高，但因受木節(jié)等缺陷的影響，其強(qiáng)度極限值波動很大。木材的橫紋抗拉強(qiáng)度很低。工程中應(yīng)避免橫紋受拉。木材的順紋抗壓強(qiáng)度雖稍低于順紋抗拉強(qiáng)度，但受木節(jié)等缺陷的影響較小。木材為各向異性材料，順紋與橫紋的力學(xué)性質(zhì)相差較大。第18頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅴ.幾種非金屬材料的力學(xué)性能玻璃鋼等復(fù)合材料:由兩種或兩種以上不同性能的材料在宏觀尺度上復(fù)合而成的新材料，稱為復(fù)合材料．這種材料不僅具有組成材料相互取長補(bǔ)短的綜合性能，而且具有組成材料沒有的良好性能．第19頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅴ.幾種非金屬材料的力學(xué)性能復(fù)合材料:復(fù)合材料一般由基體材料和增強(qiáng)材料所組成?；w材料可以是塑料、金屬和陶瓷等;增強(qiáng)材料可以是纖維、顆粒和微珠。目前在結(jié)構(gòu)材料中應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)代復(fù)合材料是纖維增強(qiáng)塑料。其中纖維主要是玻璃纖維、碳纖維、硼纖維和芳綸纖維,基體主要是不飽和聚脂樹脂、環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂等。玻璃鋼等復(fù)合材料的主要優(yōu)點(diǎn)是重量輕，比強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度／密度）高，成型工藝簡單，且耐腐蝕、抗振性能好。玻璃鋼的力學(xué)性能與所用的玻璃纖維（或玻璃布）和樹脂的性能，以及兩者的相對用量和相互結(jié)合的方式有關(guān)。第20頁/共33頁

塑料的典型拉伸圖:

塑料是一類品種繁多的高分子合成材料,它除了具有一定的強(qiáng)度、剛度和塑性以外,還具有重量輕(比重為0.9～2.2)、耐化學(xué)腐蝕、電絕緣性能好和易于成型加工等優(yōu)點(diǎn)。塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。熱塑性塑料:這類塑料加熱軟化、冷卻硬化,反復(fù)加熱和冷卻仍具有可塑性。如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等。熱固性塑料:這類塑料化學(xué)反應(yīng)成型后,受熱和冷卻不再明顯改變狀態(tài).如酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基塑料等。不同品種的塑料,由于成分、分子結(jié)構(gòu)的不同,其力學(xué)性質(zhì)差別很大。有些屬于塑性材料,有些屬于脆性材料。抗拉強(qiáng)度值從幾MPa變到上百M(fèi)Pa;斷后伸長率從幾乎為零變到百分之幾百。塑料還是一種粘彈性材料,具有強(qiáng)烈的粘彈性性質(zhì)。塑料的主要缺點(diǎn)是不耐熱,一般只能在100℃以下長期使用,少數(shù)塑料可耐200℃的高溫;塑料在光、熱、氧作用下易老化變質(zhì)。為了滿足使用要求,克服主要缺點(diǎn),在塑料制品中常有各種添加劑;特別是通過高性能纖維增強(qiáng),便制造出了性能特別優(yōu)良的現(xiàn)代復(fù)合材料?！欤玻?材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅴ.幾種非金屬材料的力學(xué)性能塑料的典型拉伸應(yīng)力一應(yīng)變曲線如圖所示。由圖可知,它也有彈性階段、屈服階段和強(qiáng)化階段。圖中ａ點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力稱為比例極限(或彈性極限)sp;ｂ點(diǎn)為屈服點(diǎn),該點(diǎn)應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度ss;ｂ點(diǎn)以后的應(yīng)力略有下降,變形顯著增長;試件最后在c點(diǎn)斷裂,相應(yīng)應(yīng)力sb為斷裂強(qiáng)度(又稱拉伸強(qiáng)度)。若在c’點(diǎn)斷裂,規(guī)范規(guī)定以屈服強(qiáng)度ss作為斷裂強(qiáng)度。第21頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅵ溫度對材料力學(xué)性能的影響鋼材在高、低溫下的力學(xué)性質(zhì):

高、低溫下材料力學(xué)性質(zhì)測定方法和常溫下測定相同,但試件要處于相應(yīng)的溫度環(huán)境之中。

圖4.21為某種碳鋼在不同溫度水平下測得的s－e曲線。圖4.22為低碳鋼(合碳0.15%)的力學(xué)性能隨溫度變化的曲線。

圖4.23為一種中碳鋼在不同低溫條件下所得拉伸圖。第22頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅵ溫度對材料力學(xué)性能的影響鋼材在高、低溫下的力學(xué)性質(zhì):由以上各圖顯示的材料力學(xué)性能,可歸納出如下結(jié)論:1,從室溫升溫,總的規(guī)律是材料的強(qiáng)度指標(biāo)(ss,sb)隨溫度升高而降低,塑性指標(biāo)(d,y)隨溫度升高而提高,彈性模量Ｅ隨溫度升高而減小,泊松比m隨溫度升高而增大。2,從室溫降溫,強(qiáng)度極限提高,但斷后伸長率d降低,當(dāng)溫度降到-253℃時,材料已由塑性材料轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈圆牧稀?,在特定的溫度區(qū)間,某些指標(biāo)有一些特定規(guī)律。如低碳鋼的抗拉強(qiáng)度sb,在溫度低于250℃時,隨溫度升高而增加；在250℃～300℃之間sb最大,但斷后伸長率d在此溫度范圍卻有較大下降，表現(xiàn)出性能脆化，稱為藍(lán)脆性。第23頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅵ溫度對材料力學(xué)性能的影響溫度對塑料力學(xué)性能的影響:塑料是一種不耐熱的材料,其力學(xué)性能隨溫度變化很大。圖4.24為塑料的應(yīng)變一溫度曲線。當(dāng)溫度低于玻璃化溫度Tg時,塑料處于玻璃態(tài),具有一定的強(qiáng)度和剛度,應(yīng)力----應(yīng)變基本成線性關(guān)系,是塑料的使用狀態(tài)。當(dāng)溫度高于Tg

時,塑料將轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)而成為橡膠；溫度進(jìn)一步升高到Tf時,又由高彈態(tài)變成粘流態(tài)。溫度達(dá)到Td塑料分解。從玻璃態(tài)到高彈態(tài),塑料的強(qiáng)度、剛度性能將有大幅度降低,例如彈性模量將下降3～4個數(shù)量級,如圖4.25。第24頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅶ粘彈性和蠕變、松弛、彈性后效的概念1,粘彈性的概念:

理想彈性IdealElasticity表現(xiàn)為應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系,服從虎克定律；理想粘性Ideal

Viscosity表現(xiàn)為應(yīng)力與應(yīng)變速度成線性關(guān)系,服從牛頓粘性定律。粘彈性Viscoelasticity是介于上述兩種性質(zhì)之間的、既有彈性又有粘性的性質(zhì)。瀝青、混凝土、塑料和低熔點(diǎn)金屬(鉛及其合金等)在較低溫度下就有強(qiáng)烈的粘彈性態(tài)。但對于碳鋼要在300℃～350℃以上、合金鋼要在350℃～400℃以上才顯示明顯的粘彈性態(tài)。粘彈性的特點(diǎn)是應(yīng)力、應(yīng)變和時間的相關(guān)性。主要表現(xiàn)在產(chǎn)生蠕變Creep、應(yīng)力松弛SlacknessofStrss和彈性后效ElasticAftereffect等現(xiàn)象上.第25頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅶ粘彈性和蠕變、松弛、彈性后效的概念2,蠕變、松弛和彈性后效的概念:

蠕變Creep是指在恒定溫度和應(yīng)力作用下,材料的變形隨時間增加而增加的現(xiàn)象。圖4.26表示一條典型的蠕變曲線。圖中初始應(yīng)變e0是加載產(chǎn)生的應(yīng)變,ｔ為時間。曲線(斜率代表蠕變速度)可分成三個階段:*初始蠕變階段,蠕變速率由快逐漸降低；*穩(wěn)定蠕變階段,蠕變速率為定值；*破壞蠕變階段,蠕變速率逐漸加大,直至破壞.同一材料,當(dāng)應(yīng)力恒定、溫度提高,或溫度恒定、應(yīng)力提高,都會使蠕變速率加快。第26頁/共33頁§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅶ粘彈性和蠕變、松弛、彈性后效的概念2,蠕變、松弛和彈性后效的概念:*應(yīng)力松弛SlacknessofStrss是指在恒定溫度和應(yīng)變的條件下,材料的應(yīng)力隨時間的增加而減小的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要由于材料的彈性變形隨時間逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃味隆D4.27為一條典型的應(yīng)力松弛曲線,s0為初始應(yīng)力。*彈性后效ElasticAftereffect或彈性滯后是指材料在彈性階段加載和卸載時,應(yīng)變的變化滯后于應(yīng)力變化的現(xiàn)象。因此,即使在彈性階段卸除荷載,變形也不能全部立即恢復(fù),而要經(jīng)歷一定時間后才能全部恢復(fù)。第27頁/共33頁蠕變、應(yīng)力松弛和彈性后效等現(xiàn)象,對于處于粘彈性狀態(tài)工作的材料必須加以考慮。例如,汽輪機(jī)葉輪上的葉片工作中受到離心力作用,又處于高溫環(huán)境中,其蠕變變形必須要嚴(yán)格控制在一定限度內(nèi),否則將導(dǎo)致葉片變形過大而與機(jī)殼相碰的事故。§２－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能

Ⅶ粘彈性和蠕變、松弛、彈性后效的概念第28頁/共33頁§2－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能(小結(jié))材料主要力學(xué)性能指標(biāo):1,彈性抗力指標(biāo)有比例極限sp和彈性極限se。應(yīng)用上兩者常不作區(qū)分。2,材料剛度指標(biāo)反映材料對彈性變形的抗力。有彈性模量Ｅ、泊松比m和剪切模量Ｇ。對于各向同性材料,三者為常數(shù),存在關(guān)系:Ｇ＝E/2(1+m)對于正交各向異性材料,每一個主方向有３個彈性常數(shù),共有９個獨(dú)立的彈性常數(shù)。對于極端各向異性材料,則共有２１個獨(dú)立的彈性常數(shù)(參見各向異性彈性力學(xué))。3,材料強(qiáng)度指標(biāo)有屈服點(diǎn)ss(或名義屈服極限s0.2)、強(qiáng)度極限sb和疲勞極限sr.。4,材料塑性指標(biāo)有延伸率(斷后伸長率)d和截面收縮率ψ5,材料韌性指標(biāo)有沖擊韌性ak和斷裂韌性K1c.第29頁/共33頁§2－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能(小結(jié))兩類材料力學(xué)性能比較:從前面幾節(jié)介紹可知，塑性材料和脆性材料的力學(xué)性能有顯著的不同，為了給構(gòu)件選定適宜的材料，應(yīng)對它們的力學(xué)性能特點(diǎn)有明確的認(rèn)識。(1)塑性材料的塑性好(d≥5%)、韌性高,脆性材料塑性差(d≤5%)、韌性低。因此,需要鍛壓加工的構(gòu)件、承受動應(yīng)力作用的構(gòu)件、易于產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷的構(gòu)件等宜選用塑性好、韌性高的塑性材料制作。(2)通常塑性材料的抗拉強(qiáng)度比脆性材料高,而脆性材料抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高得多。因此,受拉構(gòu)件應(yīng)選用塑性材料,脆性材料適于制作基礎(chǔ)、機(jī)座等承壓構(gòu)件。(3)塑性材料因存在屈服階段,當(dāng)構(gòu)件存在應(yīng)力集中使局部最大應(yīng)力達(dá)到屈服極限時,該應(yīng)力不再增大而變形迅速增加;當(dāng)外力繼續(xù)增大時,增加的力就由截面上尚未屈服的材料來承擔(dān),這樣就使截面上的應(yīng)力趨于均勻,因此對于塑性材料在靜載荷作用時,可以不考慮應(yīng)力集中的影響,但動應(yīng)力下仍需考慮,對于組織均勻的脆性材料,應(yīng)力集中將顯著降低構(gòu)件的強(qiáng)度,不僅動應(yīng)力作用下要考慮,就是在靜載荷作用下也要考慮。而對于組織粗糙的脆性材料(如鑄鐵),材料本身就有許多雜質(zhì)、孔隙,即有嚴(yán)重的應(yīng)力集中,外形改變所引起的應(yīng)力集中則處于次要地位,可以不考慮。因此,從對應(yīng)力集中的敏感性考慮,對于有嚴(yán)重應(yīng)力集中的構(gòu)件應(yīng)選用塑性好的材料。(4)金屬材料往往強(qiáng)度越高,韌性越低。圖4.16示出了某種高強(qiáng)度鋼s0.2與Ｋ1c的關(guān)系。從強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看,

s0.2值越高越好,但隨著s0.2值的增高,Ｋ1c值嚴(yán)重降低,這將導(dǎo)致產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷。因此,不能只強(qiáng)調(diào)材料的強(qiáng)度指標(biāo),而忽略了材料的韌性指標(biāo)。應(yīng)二者兼顧。第30頁/共33頁§2－6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能(小結(jié))材料的力學(xué)性質(zhì)是構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定計算的重要組成部分,也是合理選用材料和改進(jìn)材料的主要依據(jù)。主要內(nèi)容:1,材料的力學(xué)性能是通過試驗(yàn)確定的。影響材料力學(xué)性能的因素很多,因此,試驗(yàn)必須嚴(yán)格按規(guī)范條件進(jìn)行。材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線是反映材料力學(xué)性能的基本資料,應(yīng)掌握常用工程材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線。低碳鋼拉伸應(yīng)力一應(yīng)變曲線具有典型性和基礎(chǔ)性,它全面地顯示出材料的力學(xué)性能,如E,m,sp,se,ss,sb,d,y等。對于其它材料的力學(xué)性能可與低碳鋼對比,并注意其特點(diǎn)。