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刘鸿文材料力学课件

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材料力学的知识大家还记得吗下面小编整理了刘鸿文材料力学课件欢迎大家阅读学习参考

刘鸿文材料力学课件

刘鸿文材料力学课件

铸铁比低碳钢脆性高低碳钢的屈服强度高于铸铁铸铁很脆几乎不存在屈服强度但是铸铁的拉伸强度大于低碳钢因为铸铁含碳量高于低碳钢 冲击强度低碳钢明显要优于铸铁

低碳钢由于含碳量低它的延展性韧性和可塑性都是高于铸铁的拉伸开始时低碳钢试棒受力大先发生变形随着变形的增大受力逐渐减小当试棒断开的瞬间受力为0?#20445;?#20854;受力曲线是呈正弦波0的形状

铸铁由于轫性差拉伸开始时受力是逐步加大的当达到并超过它的拉伸极限时试棒断开受力瞬间为0?#20445;?#20854;受力曲线是随受力时间延长一条直线向斜上方发展试棒断开直线垂直向下归0

同样的道理低碳钢抗压缩的能力比铸铁要低当对低碳钢试块进行压缩实验时受力逐渐加大试块随外力变形当试块变形达到极限时其受力也达到最大值其受力曲线是一条向斜上方的直线铸铁则不然开始时与低碳钢受力情况基本相同只是当铸铁试块受力达到本身的破坏极限时受力逐渐减小直到试块在外力下被破坏裂开受力为0其受力曲线与低碳钢拉伸时的受力曲线相同 以上就是低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时力学性质的异同点赞同4| 评论

低碳钢 低碳钢为塑性材料.开始时遵守胡克定律沿直线上升比例极限以后变形加快但无明显屈服阶段相反地图形逐渐向上弯曲这是因为在过了比例极限后随着塑性变形的迅速增长而试件的横截面积逐渐增大因而承受的载荷也随之增大 从实验我们知道低碳钢试件可以被?#38057;?#26497;簿的平板而一般不破坏因此其强度极限一般是不能确定的我?#20405;?#33021;确定的是压缩的屈服极限应力 2铸铁 铸铁为脆性材料其压缩图在开始时接近于直线与纵轴之夹角很小以后曲率逐渐增大最后至破坏因此只确定其强度极限 bcFbc/S 铸铁试件受压力作用而缩短表明有很少的塑性变形的存在当载荷达到最大值时试件即破坏并在其表面上出现了倾斜的裂缝裂缝一般大致在与横截面成45的平面上发生铸铁受压后的破坏是突然发生的这是脆性材料的特征 从试验结果与以前的拉伸试验结果作一比较可以看出铸铁承受压缩的能力?#23545;?#22823;于承受拉伸的能力抗压强度?#23545;?#36229;过抗拉强度这是脆性材料的一般属性

铸铁的拉伸实验方法与低碳钢的拉伸实验相同,但是柔性铸铁在拉伸时的力学?#38405;?#26126;显不同于低碳钢,其应力应变曲线.球墨铸铁从开始受力直至断裂,变形始终很小,既不存在屈服阶段,?#21442;?#39048;缩现象.断口垂直于试样轴线,这?#24471;?#24341;起试样破坏的原因是最大拉应力.

低碳钢试件在压缩过程中,在加载开始段,从应力应变曲线图可以看出,应力与应变成正比,即满足胡克定理.当载荷达到?#27426;?#31243;度时,低碳钢试件发生明显的屈服现象.过了屈服阶段后,试件越压越扁,最终被?#38057;?#33136;鼓形,而不会发生断裂破坏.

铸铁试件在压缩过程中,没有明显的线性阶段,也没有明显的屈服阶段.柔性铸铁的压缩

强度极限约为拉伸强度极限的3-4倍.球墨铸铁试件断裂时,断口方向与试件轴线约成550.一般认为是切应力和摩擦力共同作用的结果.

一弹性阶段OB

在这一阶段如果?#24230;?#33655;载?#20445;?#21464;形即随之消失也就是说在荷载作用下所产生的变形是弹性的弹性阶段所对应的最高应力称为弹性极限elastic limit常以e表示精密的量测表明低碳钢在弹性阶?#25991;?#24037;作时只有当应力不超过另一个称为比例极限proportional limitp的值时应力与应变才呈线性关系 b中的斜直线OA即材料才服从胡克定律而有= EšQ235钢的比例极限约为p200 MPa弹性极限e与比例极限p虽然意义不同但它们的数值非常接近工程上通常不加区别

二屈服阶段DC

应力超过弹性极限后材料便开始产生不能消除的永久变形塑性变形随后在-图线上便呈现一条大体水平的锯齿形线段DC?#20174;?#21147;几乎保持不变而应变却大量增长它标志着材料暂时失去了对变形的抵抗能力这种现象称为屈服yield材料在屈服阶段所产生的变形为不能消失的塑性变形

若试件表面非常光滑屈服时可看到一系列迹线它们是由于材料沿最大切应力面与试件轴线成45㣩发生滑移所致这些迹线称为滑移线slip-lines

在屈服阶段里应力有幅度不大的波动试验结果指出很多因素对屈服应力的高限有影响屈服应力的低限则较为稳定通常将屈服应力的第一个低限取为材料的屈服极限yield limits对于Q235钢s240 MPa

值得注意的是如图7-23 b所示的-曲线无论纵坐标= F/A还是横坐标= l/l都是名义值因为到了屈服阶段试件的横截面面积和标距均已发生较显著的改变

此时仍用原面积A去求应力和用原标距l 去求应变所得结果显然不是真实的值尽管如此由于在对拉杆作计算时所用的也是横截面面积和长度的初始值所以材料的上述名义值仍不失为?#26012;?#26438;件是否会发生破坏的依据

三强化阶段CG

在试件内的晶粒滑移终了时屈服现象便告终止试件恢复了继续抵抗变形的能力即发生强化图7-23 b中的曲线线段CG所显示的便是材料的强化阶段

- 曲线上的最高点G所对应的名义应力?#35789;?#20214;在拉伸过程中所产生的最大抗力Fb除以初始横截面面积A所得的值称为材料的强度极限ultimate strengthb对于Q235钢b400 MPa

四局部变形阶段GH

名义应力达到强度极限后试件便发生局部变形即在某一横截面及其附近出现局部收缩即所谓缩颈的现象在试件继续伸长的过程中由于缩颈部分的横截面面积?#26412;?#32553;小试件对于变形的抗力因而减小于是按初始横截面面积计算的名义应力随之减小当缩颈处的横截面收缩到某一程度时试件便断裂

屈服极限s和强度极限b是低碳钢重要的强度指标

为了比较全面地衡量材料的力学?#38405;ܣ?#38500;了强度指标还需要知道材料在拉断前产生塑性变形永久变形的能力

工程上常用的塑性指标有伸长率percentage elongation和断面收缩率percentage reduction of areaס前者表示试件拉断后标距?#27573;?#20869;平均的塑性变形百分率即= l 1 l l 100%(7-14)式中l 为试件拉伸前的标距l1 为试件拉断后标点之间的距离容易看出由于计算伸长率时所用的l1 包括了缩颈部分的局部伸长在内因?#35828;?#37319;用不同的标距l 时

即使在同一试件上所得的亦不相同例如采用l = 10d所得的10必小于采用l = 5d

所得的5这在比较材料的塑料指标时是必须注意的对于伸长率?#27169;?#22914;果未加?#24471;?#36890;常是指10

材料另一个塑性指标断面收缩率ף是指试件断口处横截面面积的塑性收缩百分率即= AA 1 A 100%(7-15)式中A是拉伸前试件的横截面面积A1是拉断后断口处的横截面面积

对于Q235钢= 25~30%ס60 %

和愈大?#24471;?#26448;料的塑性愈好这种和的数?#21040;?#22823;的材料例如ġ 5%通常称为塑性材料ductile material

对于塑性材料还有一个值得注意的力学?#38405;ܣ?#21363;?#23545;?#21644;再加载规律如图7-23 b所示当材料进入强化阶段而应力达到例如图中点F所对应的值时若进行?#23545;أ?#21017;在?#23545;?#36807;程中应力与应变将按线性关系减小图线沿着与OA平行的直线FO1下降当?#23545;?#23436;毕后只有如图中线段O1O2所代表的那部分应变消失而线段OO1所代表的那部分应变并不消失

即它是残余应变这就是说当加载而应力达到图中点F所对应的值时相应的应变包括了弹性应变e和塑性应变p两部分即=e+p

?#23545;?#21518;有了残余变形的试件如果立即重新加载则应力应变图线将沿着?#23545;?#30452;线O1F上升直到点F后才变为曲线当应力达到原来的屈服极限s时不再发生屈服倘若?#23545;?#21518;经过?#27426;?#26102;间再加载则应力应变图线甚至会在超过?#23545;?#24212;力?#27426;?#20540;后才变为曲线工程实践中有时就利用?#23545;?#20877;加载规律将碳钢进?#24615;?#24352;拉以提高材料的比例极限?#27604;?#32463;过预张拉的钢材比例极限是提高了但塑性却降低了材料在室温下经受塑性变形后强度提高而塑性降低的现象叫做冷作?#19981;cold hardening

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