《材料力学》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 轴向拉伸和压缩 Axial Tension and Compression 2.4 材料在拉伸和压缩时的力学性能（Mechanical properties of materials in axial tension and compression）

S2-4材料在拉伸和压缩时的力学性能(Mechanical properties of materials inaxial tension and compression一、实验方法（Testmethod）1.试验条件（Testconditions）（1）标准试件：采用国家标准统一规定的（包括形状、尺寸、）加工工艺等）试件（2）常温：室内温度（3）静载：以缓慢平稳的方式加载

1.试验条件 (Test conditions） §2-4 材料在拉伸和压缩时的力学性能 (Mechanical properties of materials in axial tension and compression) 一、实验方法(Test method) （1）标准试件：采用国家标准统一规定的 （包括形状、尺寸、加工工艺等）试件。 （2）常温: 室内温度。 （3）静载: 以缓慢平稳的方式加载

2.试验设备（Testinstruments）（1）微机控制电子万能试验机。（2）游标卡尺。ScrewsCrcssheadLoad cellGripsSpecimen

2.试验设备(Test instruments) （1）微机控制电子万能试验机。 （2）游标卡尺

A

二、拉伸试验(Tensiletests）1.低碳钢拉伸时的力学性质(Mechanicalpropertiesforalow-carbon steel in tension)（1）拉伸试样d含碳量在0.6%以下的钢材称为低碳钢。先在试样中间等直部分上划两条横线这标距一段杆称为标距l（original或1=5dl=10dgage length)

二、拉伸试验(Tensile tests) 含碳量在0.6%以下的钢 材称为低碳钢。先在试样中 间等直部分上划两条横线这 一段杆称为标距 l (original gage length)。 l = 10d 或 l = 5d 1.低碳钢拉伸时的力学性质 (Mechanical properties for a low-carbon steel in tension) （1）拉伸试样 d l 标距

(2）拉伸图（F-△I曲线）F表示F和△1关系的曲线1d称为拉伸图（tensiondiagram）。a拉伸图与试样的尺寸有关为了消除试样尺寸的影响，把拉力F除以试样的原始面积A得正应力：同时把△1除以标距hd0g的原始长度，得到应变。AAl

（ 2 ） 拉伸图 ( F -  l 曲线 ) 拉伸图与试样的尺寸有关。 为了消除试样尺寸的影响，把 拉力F 除以试样的原始面积 A ， 得正应力；同时把  l 除以标距 的原始长度 l ，得到应变。 表示 F 和  l 关系的曲线， 称为拉伸图 (tension diagram ) 。 FO Δ l e fh abc d d′ g f′ Δ l0

a（3）应力应变图表示应力和应变关系的曲线，称为应力应变图(stress-strain diagram)a（a）弹性阶段试样的变形完全弹性的do此阶段内的直线段材料满足8胡克定律（Hooke'slaw）Jh0比例极限g0=E8p(proportional limit)弹性阶段的应变范围在干分之一量级，弹性阶段的变形并不明显。是小变形理论的一个基础弹性阶段是构件正常工作应力的范围

 p （3）应力应变图 表示应力和应变关系 的曲线，称为应力-应变图 (stress-strain diagram) （a） 弹性阶段 试样的变形完全弹性的. 此阶段内的直线段材料满足 胡克定律 (Hooke’s law)  = E 比例极限 (proportional limit)  p  f O f′h  a 弹性阶段是构件正常工作应力的范围。 弹性阶段的应变范围在千分之一量级，弹性阶段的变形并 不明显。是小变形理论的一个基础

低碳钢(Q235）：E = 200 ～ 210 GPaV = 0.24 ~ 0.28

低碳钢(Q235）： ν = 0.24 ~ 0.28 E = 200 210 ~ GPa

b点是弹性阶段的最高点弹性极限9(elasticlimit)16doJhe0

b点是弹性阶段的最高点。 弹性极限 (elastic limit)  e  p  f O f′h  a b  e

a(b）屈服阶段当应力超过b点后，试样的荷载基本不变而变形却b急剧增加，流动阶段的应变范围是弹性阶段应变的10到sodo15倍，所以，流动阶段的应变可达百分之十，流动阶段?Jhe0的变形比较明显。变形不可S250恢复，是塑性变形。这种现200象称为屈服（yielding)。150Opdeas100c点为屈服低限。50g、—屈服极限0(yielding strength)0.05

 s  e  p  f O f′ h  abc 当应力超过 b点后，试 样的荷载基本不变而变形却 急剧增加，流动阶段的应变 范围是弹性阶段应变的10 到 15倍，所以，流动阶段的应 变可达百分之十，流动阶段 的变形比较明显。变形不可 恢复，是塑性变形。这种现 象称为屈服(yielding) 。 c点为屈服低限。  s 屈服极限 (yielding strength) （ b ） 屈服阶段

（c）强化阶段a过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要C使它继续变形必须增加拉力b这种现象称为材料的强化30960sOdo(hardening)。e点是强化阶段的最高点。G一强度极限he01(ultimateStrength)

 s  b （ c）强化阶段 过屈服阶段后，材料又 恢复了抵抗变形的能力， 要 使它继续变形必须增加拉力。 这种现象称为材料的强化 (hardening)。 e点是强化阶段的最高点。 强度极限 (ultimate Strength)  b  e  p  f O f′ h  abc e