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1、塑性材料应力应变图,工程力学,主 讲 人： 管 欣 黄河水利职业技术学院,2014.09,低碳钢拉伸时的力学性能低碳钢是指含碳量在0.30%以下的碳素钢。,由于FL曲线与试样的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，可采用应力应变曲线，即曲线来代替FL曲线。,工程力学,低碳钢拉伸破坏的四个阶段,1、弹性比例阶段ob,2、屈服阶段bc,3、强化阶段cd,4、局部颈缩阶段de,工程力学,（1）弹性比例阶段,该段内变形在外力撤销后会完全消失;,发生的变形均称为弹性变形。,点所对应的应力是弹性阶段的最高值，,弹性极限,是材料只出现弹性变形的极限值；,(oab段),而撤去外力后仍不会消失的变形成为残余变形或塑
2、性变形。,工程力学,比例极限,比例极限是应力-应变之间服从胡克定律的应力的最大值。,在弹性阶段内有一段特殊的直线段,在该段内、之间呈线性关系,称为比例阶段，也称为线弹性阶段；,在线弹性阶段内应力应变之间满足,（胡克定律）,称为材料的弹性模量；,E =,弹性阶段,点对应比例阶段的最高应力；,Oa段，,tg,一般钢材: E=200GPa。,工程力学,注意,只有工作应力 时，,、之间才服从胡克定律, 时，,胡克定律不再成立，但仍为弹性变形；, 由于 相差不大，,、,工程中并不严格区分。,ab段内,工程力学,（2）屈服阶段,(bc段),当应力超过弹性极限后到达某一数值时，,应变,而应力,在曲线上出现接
3、近水平线的小锯齿形线段。,应力基本保持不变，,屈服阶段所发生的变形,显著增加；,先是下降，,屈服或流动：,主要是塑性变形；,然后作微小波动，,而应变显著增加,工程力学,屈服阶段的最高应力，最低应力;,上屈服极限的数值：,下屈服极限较稳定，,屈服极限,与试件的形状、加载速度等因素有关，,能够反映材料的力学性能，,定义为材料的屈服极限,一般是不稳定的。,上屈服极限、下屈服极限：,工程力学,表面磨光的试件会看到,这是由于晶粒之间发生相对错动而形成的,由最大切应力引起。,45滑移线：,当试件内的应力接近材料的屈服极限时，,注意：,试件开始出现塑性变形。,出现与轴线大约成45角的斜线，称为滑移线；,屈服
4、极限,塑性材料的一个重要的强度指标,工程力学,材料在拉伸破坏之前所能承受的最大应力；,强度极限,过屈服强度以后，,要使它继续变形，,材料的强化:,必须增大拉力。,强化阶段所发生的变形：,大部分为塑性变形，,也有一小部分的弹性变形。,强化阶段中最高点d点所对应的应力,材料又恢复了抵抗变形的能力;,是衡量材料强度的另一个重要指标；,（3）强化阶段,(cd段),工程力学,（4）颈缩阶段,（局部变形阶段）,试件内的应力超过强度极限后，,在试件的某局部范围内，,形成颈缩现象。,横向尺寸急剧缩小，,工程力学,颈缩阶段,(de段),（局部变形阶段）,由于横截面面积减小，,曲线呈下降趋势;,到达点试件被拉断。,拉力也相应减小，,工程力学,断面,拉断试件,位于横截面，,由最大正应力引起破坏,形状为杯锥状。,工程力学,延伸率：,试件的变形量与原长的比值100；,工程中,称为塑性材料；,低碳钢的伸长率,为脆性材料；,平均值约为2030；,（5）材料的塑形指标,工程力学,拉断后颈缩处最小横截面面积与试件原始截面面积的比值100。,截面收缩率：,Q235钢：y60%,工程力学,工程力学,
