1、第六章 材料力学性能及实验应力分析基础,构件的强度、刚度、稳定性，不仅与构件的形状、尺寸及所受外力有关，而且与材料的力学性能有关。,6-1 材料拉伸时的力学性能,一、实验方法和设备 (1)实验标准：国家标准金属拉伸试验方法 (GB 22887)； (2)实验条件：常温（室温）、静载(加载的速度要平稳缓慢)； (3)实验试样：圆柱形长试祥l0=10d0或短试样l0=5d0；,(4)实验设备：,对试件施加载荷的电子万能材料试验机； 测量试样变形的引伸仪。,(5)实验记录：,拉伸图：横坐标Dl，纵坐标F；应力应变图：横坐标e ，纵坐标s 。,拉伸图,应力应变图(se 图) 应力应变图(曲线) str
2、essstrain curve,二、 低碳钢拉伸,低碳钢(low-carbon steel)：含碳量低于0.3%的碳素钢材(拉伸力学性能最具典型性),二、 低碳钢拉伸,四个阶段,弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,颈缩阶段,四个阶段,实验表象,参考值,弹性阶段,(1)只有弹性变形； (2)有线性阶段 s=Ee； (3)试样无明显表象。,sp，se,屈服阶段,(1)同时存在塑性和弹性变形； (2)应力小幅波动，应变快速增加； (3)试样表面出现与轴线成45度角滑移线 。,ss,强化阶段,(1)同时存在塑性和弹性变形； (2)应力随应变非线性增长； (3)试样被明显强化。,sb,颈缩阶段,无,(1)同时
3、存在塑性和弹性变形； (2)应力随应变非线性减少； (3)变形多集中在横截面积迅速收缩的某一小段范围内，直至试样最后断裂。,四个指标,两个强度指标：,(1)屈服极限,ss,(2)强化极限,sb,两个塑性指标：,(1)断后伸长率：,l1试样拉断后标距的长度； l0原标距长度。,塑性材料与脆性材料的量化标准：,塑性材料:,5的材料。,脆性材料:,5的材料。,（低碳钢、低合金钢和青铜等） （铸铁、混凝土、石料等）,(2)断面收缩率：,A0试样原横截面面积； A1试样断裂处的横截面面积 。,一个概念,(冷作硬化),利：,提高了材料在弹性阶段内的承载能力。,利之用：,弊：,降低了材料的塑性。,弊之屏：,进行退火处理 。,冷作硬化:,用冷加工的方法来提高材料的强度。,三、其它塑性材料拉伸,青铜拉伸应力应变图(无明显屈服阶段),sp 0.2,四、铸铁拉伸(cast iron),(非线性形式),五、其它脆性材料拉伸,玻璃钢拉伸应力应变图,(线性形式),实验表象,参考值,(1)以弹性变形为主，且很小； (2)有线性和非线性两种。非线性可由线性近似代替； (3)断裂时，断口处的横截面积几乎没有变化。,sb,
