材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)演示文稿

材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日提綱1材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系2材料力學(xué)的建立3緒論3.1材料力學(xué)的研究對(duì)象3.2材料力學(xué)的基本假設(shè)3.3外力與內(nèi)力3.4正應(yīng)力與切應(yīng)力3.5正應(yīng)變與切應(yīng)變3.6桿件的四種基本變形形式

現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日提綱4軸向拉伸與壓縮4.1引言4.2軸力與軸力圖4.3拉壓桿的應(yīng)力（平面假設(shè)）4.4材料在拉伸與壓縮的力學(xué)性能4.5失效、許用應(yīng)力附錄常用材料的力學(xué)性能現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日1、材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日趙州橋(石拱橋)595-605年建，充分利用石料的壓縮強(qiáng)度安瀾竹索橋(宋代建)(1964年改為鋼纜承托的索橋)充分利用竹材的拉伸強(qiáng)度1、材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日2、材料力學(xué)的建立伽利略(G.Galileo)1638年提出計(jì)算梁強(qiáng)度的公式(但結(jié)論不正確)胡克(R.Hooke)1678年發(fā)表根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的物理定律——胡克定律現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日2、材料力學(xué)的建立通常所指金屬材料的性能包括以下兩個(gè)方面：1．使用性能是為了保證機(jī)械零件、設(shè)備、結(jié)構(gòu)件等能正常工作，材料所應(yīng)具備的使用性能主要有力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、剛度、塑性、韌性等）、物理性能（密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、熱膨脹性等），化學(xué)性能（耐蝕性、熱穩(wěn)定性等）。使用性能決定了材料的應(yīng)用范圍，使用安全可靠性和使用壽命。材料力學(xué)的建立主要解決材料的力學(xué)性能，研究對(duì)象有（1）強(qiáng)度（2）剛度（3）穩(wěn)定性研究的參數(shù)包括現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日2、材料力學(xué)的建立強(qiáng)度。（屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，抗彎強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度），如鋼材Q235，屈服強(qiáng)度為235MPa塑性。一般用伸長(zhǎng)率或斷面收縮率表示。如Q235伸長(zhǎng)率為δ5=21-26硬度。包括劃痕硬度，壓入硬度回跳硬度，如布氏硬度、維氏硬度、、洛氏硬度里氏硬度等等。沖擊韌性。沖擊功ak現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3、緒論3.1材料力學(xué)的研究對(duì)象1、構(gòu)件2、構(gòu)件分類(lèi)塊體板殼軸線(xiàn)中面桿件形心橫截面現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.1材料力學(xué)的研究對(duì)象軸線(xiàn)：中軸線(xiàn)、中心線(xiàn)。橫截面：垂直于梁的軸向的截面形狀。形心:截面圖形的幾何中心。現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日對(duì)構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求Ⅰ.

具有足夠的強(qiáng)度——荷載作用下不斷裂，荷載去除后不產(chǎn)生過(guò)大的永久變形(塑性變形)構(gòu)件在外載作用下，抵抗破壞的能力。例如儲(chǔ)氣罐不應(yīng)爆破。（破壞——斷裂或變形過(guò)量不能恢復(fù)）FFaFF鋼筋b3.1材料力學(xué)的研究對(duì)象現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日荷載未作用時(shí)塑形變形示例荷載作用下F荷載去除后3.1材料力學(xué)的研究對(duì)象現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日Ⅱ.

具有足夠的剛度——荷載作用下的彈性變形不超過(guò)工程允許范圍。構(gòu)件在外載作用下，抵抗可恢復(fù)變形的能力。例如機(jī)床主軸不應(yīng)變形過(guò)大，否則影響加工精度。導(dǎo)軌、絲杠等。荷載未作用時(shí)荷載去除后荷載作用下F3.1材料力學(xué)的研究對(duì)象彈性變形現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日Ⅲ.滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求——對(duì)于理想中心壓桿是指荷載作用下桿件能保持原有形態(tài)的平衡。

構(gòu)件在某種外載作用下，保持其原有平衡狀態(tài)的能力。例如柱子不能彎等。

偏心受壓直桿3.1材料力學(xué)的研究對(duì)象現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.2材料力學(xué)的基本假設(shè)1．連續(xù)性假設(shè)：認(rèn)為整個(gè)物體體積內(nèi)毫無(wú)空隙地充滿(mǎn)物質(zhì)（數(shù)學(xué)）

2．均勻性假設(shè)：認(rèn)為物體內(nèi)的任何部分，其力學(xué)性能相同（力學(xué)）

3．各向同性假設(shè)：認(rèn)為在物體內(nèi)各個(gè)不同方向的力學(xué)性能相同（物理）

4.小變形假設(shè)：指構(gòu)件在外力作用下發(fā)生的變形量遠(yuǎn)小于構(gòu)件的尺寸

現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.3外力與內(nèi)力外力：按外力作用的方式體積力:是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的力如物體的自重和慣性力面積力:如油缸內(nèi)壁的壓力，水壩受到的水壓力等均為分布力若外力作用面積范圍遠(yuǎn)小于構(gòu)件表面的尺寸，可作為作用于一點(diǎn)的集中力。如火車(chē)輪對(duì)鋼軌的壓力等按時(shí)間分布力：集中力：靜載：動(dòng)載：緩慢加載（a≈0）快速加載（a≠0），或沖擊加載現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日

內(nèi)力與截面法

內(nèi)力：物體內(nèi)部的相互作用力。由于載荷作用引起的內(nèi)力稱(chēng)為附加內(nèi)力。簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)力。內(nèi)力特點(diǎn)：引起變形，傳遞外力，與外力平衡。截面法：將桿件假想地切成兩部分，以顯示內(nèi)力，稱(chēng)為截面法。3.3外力與內(nèi)力現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日應(yīng)用力系簡(jiǎn)化理論，將上述分布內(nèi)力向橫截面的形心簡(jiǎn)化，得軸力：Fx沿桿件軸線(xiàn)方向內(nèi)力分量，產(chǎn)生軸向（伸長(zhǎng)，縮短）剪力：Fy、Fz使桿件產(chǎn)生剪切變形扭矩：Mx力偶，使桿件產(chǎn)生繞軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)變形彎矩：My,Mz

力偶，使桿件產(chǎn)生彎曲變形3.3外力與內(nèi)力現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.3外力與內(nèi)力上述內(nèi)力及內(nèi)力偶矩分量與作用在切開(kāi)桿段上的外力保持平衡，因此，由平衡方程ΣFx=0，ΣFy=0，ΣFz=0ΣMx=0，ΣMy=0，ΣMz=0現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.4正應(yīng)力與剪（切）應(yīng)力pM垂直于截面的應(yīng)力稱(chēng)為“正應(yīng)力”(б，sigma西格瑪)；位于截面內(nèi)的應(yīng)力稱(chēng)為“剪應(yīng)力”(τ，tau套

)。

應(yīng)力單位：1Pa=1N/m2

1MPa=1×106N/m21GPa=1×109N/m2現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.5正應(yīng)變與切應(yīng)變一、形變：

形狀的改變。物體的形狀總可用它各部分的長(zhǎng)度和角度來(lái)表示。因此物體的形變總可以歸結(jié)為長(zhǎng)度的改變和角度的改變。二、應(yīng)變：

應(yīng)變又可分為正應(yīng)變（線(xiàn)應(yīng)變）和切應(yīng)變兩種。每單位長(zhǎng)度的伸縮稱(chēng)為正應(yīng)變（線(xiàn)應(yīng)變），用ε（epsilon，伊普西龍）

表示；各線(xiàn)段之間的直角的改變稱(chēng)為切應(yīng)變（角應(yīng)變），用γ（gamma，伽馬）表示?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.5正應(yīng)變與切應(yīng)變

線(xiàn)應(yīng)變?chǔ)?/p>

線(xiàn)應(yīng)變——即單位長(zhǎng)度上的變形量，無(wú)量綱，其物物理意義是構(gòu)件上一點(diǎn)沿某一方向變形量的大小

現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.5正應(yīng)變與切應(yīng)變

切應(yīng)變?chǔ)?/p>

切應(yīng)變：即一點(diǎn)單元體兩棱角直角的改變量，無(wú)量綱彈性變形：卸載時(shí)能夠消失或恢復(fù)的變形;

塑性變形：卸載時(shí)不能消失或恢復(fù)的變形。γ現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.6桿件的四種基本變形形式

1.軸向拉伸或壓縮變形受力特點(diǎn)：桿受一對(duì)大小相等，方向相反的縱向力，力的作用線(xiàn)與桿軸線(xiàn)重。變形特點(diǎn)：相鄰截面相互離開(kāi)(或靠近)現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日2.剪切變形

受力特點(diǎn)：桿受一對(duì)大小相等，方向相反的橫向力作用，力的作用線(xiàn)靠得很近。

變形特點(diǎn)：相鄰截面相對(duì)錯(cuò)動(dòng).3.6桿件的四種基本變形形式

現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日3.6桿件的四種基本變形形式

3.扭轉(zhuǎn)變形受力特點(diǎn)：桿受一對(duì)大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面垂直于桿軸線(xiàn).變形特點(diǎn)：相鄰截面繞軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.彎曲變形受力特點(diǎn)：桿受一對(duì)大小相等，方向相反的力偶作用，力偶作用面是包含(或平行)

軸線(xiàn)的縱向面.變形特點(diǎn)：相鄰截面繞垂直于力偶作用面的軸線(xiàn)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng).3.6桿件的四種基本變形形式

現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日

工程中常用構(gòu)件在荷載作用下的變形，大多為上述幾種基本變形形式的組合，純屬一種基本變形形式的構(gòu)件較為少見(jiàn).但若以一種基本變形形式為主，其它屬于次要變形的，則可按這種基本變形形式計(jì)算.若幾種變形形式都非次要變形，則屬于組合變形問(wèn)題.3.6桿件的四種基本變形形式

現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4軸向拉伸與壓縮

4.1引言在不同形式的外力作用下，桿件的變形與應(yīng)力也相應(yīng)不同。軸向載荷：作用線(xiàn)沿桿件軸線(xiàn)的載荷軸向拉壓：以軸向伸長(zhǎng)或縮短為主要特征的變形形式拉壓桿：以軸向拉壓為主要變形的桿件

軸向拉壓的受力特點(diǎn)：外力的合力作用線(xiàn)與桿的軸線(xiàn)重合。軸向拉壓的變形特點(diǎn)：軸向拉伸：桿的變形是軸向伸長(zhǎng)，橫向縮短。軸向壓縮：桿的變形是軸向縮短，橫向變粗?，F(xiàn)在是30頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日軸向壓縮，對(duì)應(yīng)的外力稱(chēng)為壓力。軸向拉伸，對(duì)應(yīng)的外力稱(chēng)為拉力。力學(xué)模型如圖4.1引言現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日有一些直桿，受到兩個(gè)以上的軸向載荷作用，這種桿仍屬于拉壓桿。

4.1引言現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.2軸力與軸力圖一、軸力在軸向載荷F作用下，桿件橫截面上的唯一內(nèi)力分量為軸力FN，軸力或?yàn)槔Γ驗(yàn)閴毫?，為區(qū)別起見(jiàn),通常規(guī)定拉力為正，壓力為負(fù)。正負(fù)現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.2軸力與軸力圖二、軸力計(jì)算如圖所示120F2FF2FFN1FN2FxFN12BAC2FF平衡方程ΣFx=0，F(xiàn)N1-2F=0得AB段的軸力為FN1=2F對(duì)于BC段，由平衡方程ΣFx=0，F(xiàn)-FN2=0得BC段的軸力為FN2=F現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.2軸力與軸力圖以上分析表明，在A(yíng)B與BC桿段內(nèi)，軸力不同。為了形象地表示軸力沿桿軸（即桿件軸線(xiàn)）的變化情況，并確定最大軸力的大小及所在截面的位置，常采用圖線(xiàn)表示法。作圖時(shí)，以平行于桿軸的坐標(biāo)表示橫截面的位置，垂直于桿軸的另一坐標(biāo)表示軸力，于是，軸力沿桿軸的變化情況即可用圖線(xiàn)表示。表示軸力沿桿軸變化情況的圖線(xiàn)，稱(chēng)為軸力圖。例如上圖中的坐標(biāo)圖即為桿的軸力圖?，F(xiàn)在是35頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.2軸力與軸力圖例1圖中所示為右端固定梯形桿，承受軸向載荷F1與F2作用，已知F1=20KN（千牛頓），F(xiàn)2=50KN，試畫(huà)桿的軸力圖，并求出最大軸力值。解：（1）計(jì)算支反力設(shè)桿右端的支反力為FR，則由整個(gè)桿的平衡方程ΣFx=0，F(xiàn)2-FR=0得FR=F2-F1=50KN-20KN=30KNFN2F1F2FRF1FN1FR+-0FN20kN30kNABC現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.2軸力與軸力圖(2)分段計(jì)算軸力設(shè)AB與BC段的軸力均為拉力，并分別用FN1與FN2表示,則可知FN1=F1=20KNFN2=-FR=-30KN（3）畫(huà)軸力圖|FN|max=30kNFN2F1F2FRF1FN1FR+-0FN20kN30kNABC現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.3拉壓桿的應(yīng)力

拉壓桿橫截面上的拉力FF111‘1‘222’2’現(xiàn)在研究拉壓桿橫截面上的應(yīng)力分布，即確定橫截面上各點(diǎn)處的應(yīng)力。首先觀(guān)察桿的變形。如圖所示為一等截面直桿，試驗(yàn)前，在桿表面畫(huà)兩條垂直于桿軸的橫線(xiàn)1-1與2-2，然后，在桿兩端施加一對(duì)大小相等、方向相反的軸向載荷F。從試驗(yàn)中觀(guān)察到：橫線(xiàn)1-1與2-2仍為直線(xiàn)，且仍垂直于桿件軸線(xiàn)，只是間距增大，分別平移至圖示1-1，2-2位置?，F(xiàn)在是38頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.3拉壓桿的應(yīng)力

拉壓桿橫截面上的拉力根據(jù)上述現(xiàn)象，對(duì)桿內(nèi)變形作如下假設(shè)：變形后，橫截面仍保持平面且仍與桿軸垂直，只是橫截面間沿桿軸相對(duì)平移。此假設(shè)稱(chēng)為拉壓桿的平面假設(shè)。對(duì)于均勻性材料，如果變形相同，則受力也相同?，F(xiàn)在是39頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.3拉壓桿的應(yīng)力

拉壓桿橫截面上的拉力由此可見(jiàn)，橫截面上各點(diǎn)處僅存在正應(yīng)力б

，并沿截面均勻分布。設(shè)桿件橫截面的面積為A，軸力為FN，則根據(jù)上述假設(shè)可知，橫截面上各點(diǎn)處的正應(yīng)力均為

б=FN/A

或

б=F/A

上式已為試驗(yàn)所證實(shí)，適用于橫截面為任意形狀的等截面拉壓桿由上式可知，正應(yīng)力與軸力具有相同的正負(fù)符號(hào)，即拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.3拉壓桿的應(yīng)力斜截面上的應(yīng)力FmmFaFFmm以上研究了拉壓桿橫截面上的應(yīng)力，為了更全面地了解桿內(nèi)的應(yīng)力情況，現(xiàn)在研究橫截面上的應(yīng)力?？紤]如圖，所示拉壓桿，利用截面法，沿任一斜截面m-m將桿切開(kāi)，該截面的方位以其外法線(xiàn)與x軸的夾角a表示。由前述分析可知，桿內(nèi)各縱向纖維的變形相同，因此，在截面m-m兩側(cè)，各纖維的變形也相同。因此，斜截面m-m上的應(yīng)力P沿截面均勻分布?，F(xiàn)在是41頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日

4.3拉壓桿的應(yīng)力

斜截面上的應(yīng)力

根據(jù)上述分析，得桿左段的平衡方程為

PA/cosa-F=0

由此得

P=Fcosa/A=бcosa

式中，б=F/A，代表橫截面上的正應(yīng)力將應(yīng)力P沿截面法向與切向分解，如圖，得斜截面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力分別為

бa=Pcosa=бcos2a(橫截面a=0°處，正應(yīng)力最大)

τa=Psina=бsin2a/2

（斜面a=45°，切應(yīng)力最大）塑性材料拉伸試驗(yàn)，斷面呈45°角mmaбaτa現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日

4.3拉壓桿的應(yīng)力

圣維南原理當(dāng)作用在桿端的軸向外力當(dāng)作用在桿端的軸向外力，沿橫截面非均勻分布時(shí)，外力作用點(diǎn)附近各截面的應(yīng)力，也未非均勻分布。但圣維南原理指出，力作用于桿端的分布方式，只影響桿端局部的應(yīng)力分布，影響區(qū)的軸向范圍離桿端1～2個(gè)桿的橫向尺寸。此原理已為大量試驗(yàn)與計(jì)算所證實(shí)。例如，如圖所示，承受集中力F作用的桿，其截面寬度為h，在x=h/4與h/2的橫截面1-1與2-2上，應(yīng)力雖為非均勻分布，但在x=h的橫截面3-3，應(yīng)力則趨向均勻。因此，只要外力合力的作用線(xiàn)沿桿件軸線(xiàn)，在外力作用面稍遠(yuǎn)處，橫截面上的應(yīng)力分布均可視為均勻的。FF123現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日

4.3拉壓桿的應(yīng)力

圣維南原理例2在例1所示的階梯形圓截面桿，桿端AB與BC的直徑分別為d1=20mm，d2=30mm，試計(jì)算桿內(nèi)橫截面上的最大正應(yīng)力。FN2F1F2FRF1FN1FR+-0FN20kN30kNABC解：根據(jù)例1得，桿段AB與BC的軸力分別為FN1=20KN，F(xiàn)N2=-30KNAB段的軸力較小，但橫截面面積也較小，BC段的軸力雖較大，但橫截面面積也較大，因此，應(yīng)對(duì)兩段桿的應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)在是44頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日

4.3拉壓桿的應(yīng)力

圣維南原理由б=F/A可知，AB段內(nèi)任一橫截面的正應(yīng)力為

б1=FN1/A=4FN1/πd12=4（20×103N）/π(20×10-3m)2=6.37×107Pa=63.7MPa(拉應(yīng)力)

而B(niǎo)C段內(nèi)任一橫截面的正應(yīng)力則為

б2=FN2/A=4FN2/πd22

=4（-30×103N）/π（30×10-3m）2

=-4.24×107Pa=-42.4MPa(拉應(yīng)力)

可見(jiàn)，桿內(nèi)橫截面上的最大正應(yīng)力則為

бmax=б1=63.7MPa現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日

4.3拉壓桿的應(yīng)力

圣維南原理例3如圖所示軸向壓等截面桿，橫截面面積A=400mm2,載荷F=50kN，試求斜截面m-m上的正應(yīng)力與切應(yīng)力。解：桿件橫截面上的正應(yīng)力為

б0=FN/A=-50×103N/400×10-6m2=-1.25×108Pa可以看出，斜截面m-m的方位角為a=50°于是可知斜截面m-m上的正應(yīng)力與切應(yīng)力分別為б50°=бcos2a=（-1.25×108Pa）cos250°=-5.16×107Pa=-51.6MPaτ50°=σsin2a/2=（-1.25×108Pa）sin100/2=-6.16×107Pa=-61.6M

FmmFa=50°現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.4材料在拉伸與壓縮時(shí)

的力學(xué)性能圓截面試件標(biāo)距與直徑的比例為:現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.4材料在拉伸與壓縮時(shí)

的力學(xué)性能現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日1

、線(xiàn)性階段(ob段)oa段:為直線(xiàn)。比例極限

P

ab段:不再是直線(xiàn),在b點(diǎn)以下，卸載后變形可以完全恢復(fù)。彈性變形。b點(diǎn)的應(yīng)力:彈性極限

e.當(dāng)應(yīng)力超過(guò)e

時(shí)，將產(chǎn)生塑性變形。低碳鋼拉伸試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變圖現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日低碳鋼拉伸試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變圖2

、屈服階段(bc段)屈服極限

s

強(qiáng)度的重要指標(biāo)低碳鋼Q235的屈服應(yīng)力為235MPa現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日低碳鋼拉伸試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變圖3、硬化階段(ce段)恢復(fù)抵抗變形的能力硬化。e點(diǎn)的應(yīng)力:強(qiáng)度極限

b.低碳鋼Q235的強(qiáng)度極限為380MPa4、頸縮階段（ef段）現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日5、卸載與再加載規(guī)律

卸載過(guò)程：dd’為直線(xiàn)。dd’//oa。og=od’+d’god’塑性形變，d’g彈性形變卸載后再加載，先沿d'd

直線(xiàn)，然后沿def曲線(xiàn)。低碳鋼拉伸試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變圖現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日低碳鋼拉伸試驗(yàn)

冷作硬化：材料進(jìn)入強(qiáng)化階段以后的卸載再加載歷史,使材料的比例極限提高，而塑性變形能力降低，這一現(xiàn)象稱(chēng)為冷作硬化?，F(xiàn)在是53頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日二、其它塑性材料拉 伸時(shí)的力學(xué)性能名義屈服極限與低碳鋼相比共同之處:斷裂破壞前經(jīng)歷較大的塑性變形；不同之處：有的沒(méi)有明顯的四個(gè)階段。合金鋼20Cr高碳鋼T10A螺紋鋼16Mn低碳鋼A3黃銅H62現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日對(duì)于沒(méi)有明顯的屈服階段的塑性材料，工程上規(guī)定:用產(chǎn)生0.2

%塑性應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力作屈服指標(biāo)，稱(chēng)為名義屈服極限，用0.2表示。名義屈服極限P0.2現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能E,s與拉伸時(shí)大致相同。

因越壓越扁,得不到b

。金屬的壓縮試件:短圓柱，其高度與直徑之比為1.低碳鋼壓縮時(shí)的-

曲線(xiàn)

1.5~3?，F(xiàn)在是56頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日2.鑄鐵壓縮時(shí)的-

曲線(xiàn)

抗壓強(qiáng)度極限比抗拉強(qiáng)度極限高4~5倍。

破壞斷面與軸線(xiàn)大約成45~55的傾角?，F(xiàn)在是57頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日

小結(jié)比例極限P

彈性極限e

屈服極限

s

強(qiáng)度極限

b

材料的力學(xué)性能指標(biāo)塑性材料抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度相同。脆性材料抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度。彈性指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)

名義屈服極限P0.2現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.5失效、許用應(yīng)力前述試驗(yàn)表明，當(dāng)正應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限бb時(shí)，會(huì)引起斷裂；當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服應(yīng)力бs時(shí)，將產(chǎn)生屈服或出現(xiàn)塑性變形。構(gòu)件工作時(shí)發(fā)生斷裂或顯著塑性變形，一般都是不容許的。所以，從強(qiáng)度方面考慮，斷裂時(shí)構(gòu)件破壞或失效的一種形式，同樣，屈服或出現(xiàn)顯著塑性變形，也是構(gòu)建失效的一種形式，一種廣義的破壞。根據(jù)上述情況，通常將強(qiáng)度極限與屈服應(yīng)力統(tǒng)稱(chēng)為材料的極限應(yīng)力，并用бu表示。對(duì)于脆性材料，強(qiáng)度極限為其唯一強(qiáng)度指標(biāo)，因此以強(qiáng)度極限作為極限應(yīng)力；對(duì)于塑性材料，由于其屈服應(yīng)力小于強(qiáng)度極限，故通常以屈服應(yīng)力作為極限應(yīng)力?，F(xiàn)在是59頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.5失效、許用應(yīng)力根據(jù)分析計(jì)算所得構(gòu)件之應(yīng)力，稱(chēng)為工作應(yīng)力。在理想的情況下，為了充分利用材料的強(qiáng)度，擬可使構(gòu)件的工作應(yīng)力接近于材料的極限應(yīng)力。但實(shí)際上不可能，原因是：作用在構(gòu)件上的外力常常估計(jì)不準(zhǔn)確；構(gòu)件的外形與所受外力往往比較復(fù)雜，計(jì)算所得應(yīng)力通常均帶有一定程度的近似性；實(shí)際材料的組成與品質(zhì)等難免存在差異，不能保證構(gòu)件所用材料與標(biāo)準(zhǔn)試樣具有完全相同的力學(xué)性能，更何況由標(biāo)準(zhǔn)試樣測(cè)得的力學(xué)性能，本身也帶有一定分散性，這種差別在脆性材料中尤為顯著；等等。所有這些因素，都有可能使構(gòu)件的實(shí)際工作條件比設(shè)想的要偏于不安全的一面。除上述原因外，為了確保安全，構(gòu)件還應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度儲(chǔ)備，特別是對(duì)于因破壞將帶來(lái)嚴(yán)重后果的構(gòu)件，更應(yīng)給予較大的強(qiáng)度儲(chǔ)備?，F(xiàn)在是60頁(yè)\一共有64頁(yè)\編輯于星期日4.5