《根据材料应力应变曲线分类》由会员分享，可在线阅读，更多相关《根据材料应力应变曲线分类（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划根据材料应力应变曲线分类江苏省技工院校教案首页课题：5-5应力-应变曲线5-6拉伸和压缩时的强度计算教学目的要求：1、理解塑性材料和脆性材料力学性能的区别；2、掌握拉伸和压缩时的强度条件及其应用教学重点、难点：重点：用截面法求内力难点：用截面法求内力授课方法：教学参考及教具：工程力学教学参考书，绘图工具授课执行情况及分析：板书设计或授课提纲1、已知以下应力状态，试求其主应力、主切应力、等效应力、应力球张量和应力偏张量。?;?ij?10?100?;?ij?10100?020?0?101
2、00?ij?10200?0020?2、已知下列应力分量，试求其主应力，并说明应力状态的特点。?qqq?;?ij?qqq?qqq?0?0?ij?0?0?0?0?50?040?53、已知某质点的应力分量为?ij?，试利用应力摩尔圆求主应力。?0?5?10?4、一块长宽厚为120mm36mm的平板，在长度方向均匀拉伸至144mm，若拉伸时允许宽度自然收缩，试求对数应变、平板的最终尺寸及等效变，并与宽度不变时进行对比。5、有一圆棒料式样均匀连续拉伸五次，每次拉伸断面收缩20%，试用相对伸长、断面收缩率和对数应变分别求出各次拉伸的应变值和总应变值，并分析哪种应变表达方式较为合理。6、一直径为50mm的圆
3、柱体试样在无摩擦的光滑平板间压缩，当总压力达到314KN时试样屈服。现设在圆柱体周围加上10MPa的静水压力，试求试样屈服时所需的总压力。7、某理想塑性材料的屈服应力为?s100MPa，试分别用屈雷斯卡及密席斯屈服准则判断下列应力状态处于什么状态。?10000?;?ij?000?00100?15000?;?ij?0500?050?0?1XX?;?ij?0100?020?0?5000?ij?0?500?00?0?1?2?s解：根据屈雷斯加准则2?3?s时就发生屈服，3?1?s根据密塞斯准则?1?2?2?3?3?1?2?S或22221?1?2?2?2?3?2?3?1?2?1?S26E3E?1100
4、?20?3100100-0100发生屈服，XX02?s发生屈服2222?1150?250?350150-50100发生屈服XX02?s发生屈服?1120120-0120?s+26600?2?s该力不存在?1?210?30?2-50?3050-100?s发生屈服+15000?2?s处于弹性状态22228、已知薄壁圆球，半径为r0，厚度为t0，受内压p的作用。按屈雷斯卡屈服准则计算当薄壁球进入塑性状态时的p值大小。类似的一题：9、有一薄壁管承受拉力和扭矩的联合作用下屈服，材料的屈服应力为?s。现已知轴向正应力分量为?z=?s/2，试求切应力分量z的大小以及各应变增量分量之间的比值。10、有一刚塑性
5、硬化材料，其真实应力真实应变曲线为?200(1?)MPa，某质点承受两向应力作用产生变形，应力主轴保持不变。试按下列两种加载路线分别求出最终的塑性全量主应变1、2、3；主应力从0开始直接按比例加载到最终的主应力状态MPa；主应力从0开始按比例加载MPa，然后按比例变载到MPa。11、两端封闭的薄壁圆筒，其直径为400mm，壁厚为4mm，承受100个大气压的作用，如材料的真实应力真实应变曲线为?，试求此时壁厚的减少量。答案一：答案二：12、一直径为10mm的圆棒料试样进行拉伸试验，记录的最大载荷为，出现缩颈时的断面收缩率为=20%，试求其真实应应变曲线方程并绘制出相应的曲线。S=(?/)=?13
6、、已知材料的真实应力应变曲线方程为S?B?，试样单向拉伸时已有相对伸长=，试求试样相对伸长再增加多少时才能产生缩颈失稳。已知材料的真实应力-应变曲线方程为，若试样已有伸长率，试问试验还要增加多少才会发生颈缩？解：根据n=因为已有伸长率还要增加才发生颈缩14、以相对伸长表示的真实应力应变曲线的幂次方程为S?C?m，试证明在拉伸失稳点b存在m?m?b或?b?1?m1?b15、在平砧上镦粗圆形截面的钢毛坯，其直径为D，高度为h。接触面上的摩擦为常摩擦条件，即=K(K剪切屈服强度，为常数)，试用主应力法求接触面上的正应力?z及其分布形式(用分布图表示)，单位流动压力p。实验三应力应变曲线实验一、实验目
7、的1了解高聚物在室温下应力应变曲线的特点。并掌握测试方法。2了解加荷速度对实验的影响。3了解电子拉力实验机的使用。二、实验意义及原理：高聚物能得到广泛应用是因为它们具有机械强度。应力应变实验是用得最广泛得力学性能模量，它给塑料材料作为结构件使用提供工程设计得主要数据。但是由于塑料受测量环境和条件的影响性能变化很大，因此必须考虑在广泛的温度和速度范围内进行实验。抗张强度通常以塑料试样受拉伸应力直至发生断裂时说承受的最大应力来测量。影响抗张强度的因素除材料的结构和试样的形状外，测定时所用的温度、湿度和拉力速度也是十分重要的因素。为了比较各种材料的强度，一般拉伸实验是在规定的实验温度、湿度和拉伸速度
8、下，对标准试样两端沿其纵轴方向实加均匀的速度拉伸，并使破坏，测出每一瞬间时说加拉伸载荷的大小与对应的试样标线的伸长，即可得到每一瞬间拉伸负荷与伸长值，并绘制除负荷形变曲线。如61所示：试样上所受负荷量的大小是由电子拉力机的传感器测得的。试样性变量是由夹在试样标线上的引申仪来测得的。负荷和形变量均以电信号输送到记录仪内自动绘制出负荷应变曲线。有了负荷形变曲线后，将坐标变换，即所得到应力应变曲线。如62所示：应力：单位面积上所受的应力，用表示：?KG/cm2)P拉伸实验期间某瞬间时施加的负荷S试件标线间初始截面积应变：拉伸应力作用下相应的伸长率。用表示，以标距为基础，标距试样间的距离。PS?L?L
9、0?L*100*100L0L0L0拉伸前试样的标距长度L实验期间某瞬间标距的长度L实验期间任意时间内标距的增量即形变量。除用引申仪测量外还可以用拉伸速度V1记录纸速度V2和记录纸位移l测量，并求得。?LLL0V1*tV1*?1/V2若塑料材料为脆性：则在a点或Y点就会断裂，所以应是具有硬而脆塑料的应力应变曲线。此图是具有硬而韧的塑料的应力应变曲线，由图可见，在开始拉伸时，应力与应变成直线关系即满足胡克定律，如果去掉外力试样能恢复原状，称为弹性形变。一般认为这段形变是由于大分子链键角的改变和原子间距的改变的结果。对应a点的应力为该直线上的最大应力，称为为弹性模量用表示：/tga曲线线性部分某应力
10、的增量与对应的形变增量对于软而脆的塑料曲线右移直线斜率小，弹性模量小。Y点称为屈服点，对应点的应力为屈服极限，定义为在应力应变曲线上第一次出现增量而应力不增加时的应力。当伸长到Y点时，应力第一次出现最大值即称为屈服极限或屈服应力，此后略有降低，在Y点以后再去掉外力试样便不能恢复原状就产生了塑性变形。一般认为塑料变形包括分子链相互的滑移和分子链段段的取向结晶，对常温下处于玻璃态的塑料的不可逆变形。伸长率称为屈服伸长率。B点为断裂点，b点的应力为断裂应力或极限强度，它随材料结构不同，在拉伸过程中有无取向结晶形成。它可能高于屈服点，也可能低于屈服点。因此计算材料的抗张强度时应该是应力应变曲线上最大的
11、应力点。伸长率称为断裂伸长率或极限伸长率。三、实验仪器采用RGT-10型微电子拉力机。最大测量负荷10KN，速度500mmmin，试验类型有拉伸、压缩、弯曲等。图3-35种类型聚合物的应力-应变曲线(a)软而弱，(b)硬而脆(c)硬而强，(d)软而韧，(e)硬而韧四、试样制备拉伸实验中所用的试样依据不同材料可按国家标准GB104070加工成不同形状和尺寸。本实验采用哑铃型样条如下图：每组试样应不少于5个。试验前，需对试样的外观进行检查，试样应表面平整，无气泡、裂纹、分层和机械损伤等缺陷。另外，为了减小环境对试样性能的影响，应在测试前将试样在测试环境中放置一定时间，使试样与测试环境达到平衡。一般
12、试样越厚，放置时间应越长，具体按国家标准规定。取合格的试样进行编号，在试样中部量出10cm为有效段，做好记号。在有效段均匀取3点，测量试样的宽度和厚度，取算术平均值。对于压制、压注、层压板及其他板材测量精确到；软片测量精确到；薄膜测量精确到。五、试验步骤1接通试验机电源，预热15min。2打开电脑,进入应用程序。.选择试验方式(拉伸方式)，将相应的参数按对话框要求输入，注意拉伸速度，(拉伸速度应为使试样能在5min试验时间内断裂的最低速度。本实验试样为PET薄膜，可采用100mm/mm的速度)。.按上、下键将上下夹具的距离调整到l0cm。并调整自动定位螺丝。将距离固定。记录试样的初始标线间的有
13、效距离。将样品在上下夹具上夹牢。夹试样时，应使试样的中心线与上下夹具中心线一致。在电脑的本程序界面上将载荷和位移同时清零后，按开始按钮，此时电脑自动画出载荷-变形曲线。.试样断裂时，拉伸自动停止。记录试样断裂时标线间的有效距离.重复操作。测量下一个试样。.测量实验结束，由“文件”菜单下点击“输出报告”，在出现的对话框中选择“输出到EXCEL”。然后保存该报告。六、数据处理1断裂强度t的计算：tP/(bd)104(Pa)式中最大载荷(由打印报告读出)，；b试样宽度，cmd试样厚度,cm2.断裂伸长率t计算：t=/100%式中试样的初始标线间的有效距离。L一试样断裂时标线间的有效距离。把测定所得各值列入下表，计算，算出平均值，并和电脑计算的结果进行比较。平均t=打印报告中平均t=二者偏差率tt100%=平均t=打印报告中平均t二者偏差率tt100%=注意事项：为了仪器的安全，测试前应根据自己试样的长短，设置动横梁上下移动的极限；夹具安装应注意上下垂直在同一平面上，防止实验过程中试样性能受到额外剪切力的影响；对于拉伸伸长很小的试样，可安装微形变测量仪测量伸长。七、思考题.如何根据聚合物材料的应力应变曲线来判断材料的性能?.在拉伸实验中，如何测定模量?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
