拉伸曲线原理图解,拉伸曲线图怎么看

首页 > 车主 > 作者:YD1662023-06-05 23:49:33

拉伸曲线是由拉伸试验机(图1)测出的,用来描述材料的应力与应变之间的关系的曲线。拉伸曲线可以反映出材料包括弹性变形、塑性变形和断裂这三种基本力学行为的相关信息,可用来综合评定材料各种力学性能,包括强度,塑性,韧性及加工硬化等。在科学研究和实际工程应用中作用显著,因此掌握拉伸曲线分析技巧意义重大。

拉伸曲线原理图解,拉伸曲线图怎么看(1)

图1. 典型的拉伸试验测试设备.

典型的材料拉伸曲线如图2所示,按照有无屈服平台(橙色椭圆所示:应力与应变一阶导约为零):大致可分为有屈服阶段的拉伸曲线(如建筑钢)和无屈服阶段的拉伸曲线(如高强钢,变形铝合金等)。

拉伸曲线原理图解,拉伸曲线图怎么看(2)

图2. 典型的拉伸曲线(橙色椭圆所示为拉伸屈服平台)

1拉伸曲线可直接反映的具体信息

比例极限σp:应力与应变成正比关系的最大应力;

弹性极限σe:材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形的应力。应力超过弹性极限,开始发生塑性变形时的应力;

屈服极限σs:金属发生明显塑性变形的抗力,屈服点:屈服点对应的强度,有上、下屈服极限;

条件屈服强度σ0.2:当没有明显屈服平台时,规定产生0.2%残余塑性应变时的应力;

抗拉强度(强度极限)σb:试样拉断前最大载荷所决定的临界应力;

弹性模量E:弹性变形阶段,应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数即为弹性模量。

延伸率δ:试样拉伸断后标距段的总变形ΔL与原标距长L之比:δ=ΔL/L×100%,和截面收缩率ψ都是描述材料塑性性能的指标。

拉伸曲线原理图解,拉伸曲线图怎么看(3)

图3. 典型拉伸曲线示意图

2拉伸曲线基本特点

材料不同,其拉伸曲线也有所不同,但总的来说:从初始拉伸至最后断裂过程可基本划分为几个特征阶段。

1)弹性阶段:如图4所示,这个阶段分为两种,当应力小于σp 时,应力和应变成正比;超过比例极限后,应力和应变虽然不保持正比关系,但变形依然是弹性的,卸载后变形完全恢复为零,直线斜率E,其大小反映材料抵抗弹性变形的一种能力代表了材料的刚度。此外,材料在发生杆的轴向伸长的同时还发生横向收缩。横向正应变ε与纵向正应变ε之的绝对值μ称为材料的泊松比,反映材料横向变形的弹性常数。

拉伸曲线原理图解,拉伸曲线图怎么看(4)

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