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1、1液压万能材料实验机液压万能材料实验机2实实验验机机夹夹头头3实实 验验 条条 件件常温常温(20)(20)；静载（极其缓慢地加载；静载（极其缓慢地加载）材料在常温、静载下的拉伸实验是最基本材料在常温、静载下的拉伸实验是最基本的实验，也是最重要的实验。通过拉伸实的实验，也是最重要的实验。通过拉伸实验可以得到材料许多重要的力学性质验可以得到材料许多重要的力学性质4低碳钢试件低碳钢试件1. 低低 碳碳 钢钢 的的 拉拉 伸伸 实实 验验5低低 碳碳 钢钢 的的 拉拉 伸伸 实实 验验6低碳钢拉伸过程中到达局部颈缩后的变低碳钢拉伸过程中到达局部颈缩后的变形情况形情况7低碳钢低碳钢( (C0.3%)
2、)拉伸时的应力拉伸时的应力-应变关系曲线应变关系曲线1) )应力应力应变曲线的四个阶段应变曲线的四个阶段 及相应特征指标及相应特征指标a) )弹性阶段弹性阶段( (OAB) )OA段：段：AB段：段：应力与应变呈线性应力与应变呈线性 关系关系( (胡克定律胡克定律) )应力与应变呈非线性。应力与应变呈非线性。 s sp( (A点点) )材料的材料的比例极限比例极限s se( (B点点) ) 材料的材料的弹性极限弹性极限 Elastic region Elastic behavior a as seB s spAOe es s8C(s ss上上) Elastic region Elastic b
3、ehavior s sps sea aOe es sAB yieldings ssD(s ss下下)b).屈服屈服( (流动流动) )阶段阶段( (BD) )s ss( (C、D点点) )屈服点屈服点( (应力应力) ) 屈服：屈服：应力基本不变，应变显著增加的现象。应力基本不变，应变显著增加的现象。屈屈服服阶阶段段最最高高( (低低) )点点所所对对应应的的应应力力, ,分分别称为上别称为上( (下下) )屈服点屈服点( (应力应力) )。特点：特点：有明显塑性变形（有明显塑性变形（plastic deformation)，在光滑，在光滑试样表面，沿与轴线成试样表面，沿与轴线成 45o方向有
4、滑移线。方向有滑移线。屈服应力屈服应力(yielding stress)：下屈服点所下屈服点所对应的应力值。对应的应力值。9Strain hardeningEc) )强化阶段强化阶段( (DE) ) ：应应力力与与应应变变同同时时增增加加，但但不不成成比比例例，材材料料恢恢复复抵抵抗抗变变形形的的能能力力。此此时时所所产产生生的的变变形形仍仍以以塑塑性性变变形形为为主主，试试件标距长度明显增加，直径明显缩小件标距长度明显增加，直径明显缩小(但均匀）。但均匀）。极限应力极限应力 ：强化阶段最高点强化阶段最高点( (E点点) )所对应的应力，又称所对应的应力，又称强度极限强度极限s sb。 yie
5、ldingC(s ss上上)D(s ss下下) Elastic region Elastic behavior s sps sea ae es sABs sss sb10neckingPlastic behaivorStrain hardeningE(s sb) yieldingC(s ss上上)D(s ss下下) Elastic region Elastic behavior s sps sea ae es sABs sss sbGd) )颈缩破坏阶段颈缩破坏阶段 ( (EG) ) 11neckingPlastic behaivorStrain hardeningE(s sb) yieldi
6、ngC(s ss上上)D(s ss下下) Elastic region Elastic behavior s sps sea ae es sABs sss sbG2).真实应力应变与名义应力应变关系曲线的比较真实应力应变与名义应力应变关系曲线的比较12e e3) 材料的材料的静载强度指标静载强度指标 s ss塑性材料正常工作所塑性材料正常工作所 能承担的最大应力能承担的最大应力s sb材料所能承担的极限材料所能承担的极限 应力应力4)卸载定律卸载定律及及冷作硬化冷作硬化O2F1(F)O1冷作硬化现象提高了材冷作硬化现象提高了材料的比例极限而降低了料的比例极限而降低了材料的塑性性能。材料的塑性性
7、能。e epe ees ssGEa aOs ss sbABC13变形前后的比较变形前后的比较14强度指标强度指标: 屈服极限屈服极限, 强度极强度极限限塑性指标塑性指标: 延伸率延伸率, 截面收缩截面收缩率率材料分类材料分类: 塑性材料塑性材料, 脆性材脆性材料料变低碳钢受拉时的强度指标和塑性指标变低碳钢受拉时的强度指标和塑性指标152. 铸铁的拉伸实验铸铁的拉伸实验铸铁的拉伸试件铸铁的拉伸试件16拉伸破坏后的变形情况拉伸破坏后的变形情况17铸铸 铁铁 的的 拉拉 抻抻 实实 验验18v破坏形式：沿横截面的断裂，断口破坏形式：沿横截面的断裂，断口与轴线垂直与轴线垂直19强度极限强度极限为铸铁拉
8、断时的为铸铁拉断时的最大应力最大应力抗拉强度抗拉强度s sb脆性材料唯一的拉伸强度性脆性材料唯一的拉伸强度性能指标能指标 应力与应变不成比例，无应力与应变不成比例，无 屈服、颈缩现象，变形很屈服、颈缩现象，变形很 小且小且s sb很低。很低。s se eOs sb铸铁拉伸时的力学性能铸铁拉伸时的力学性能20材料的破坏形式材料的破坏形式塑性屈服塑性屈服脆性断裂脆性断裂材料的破坏形式不仅与材料的性质有关材料的破坏形式不仅与材料的性质有关,还与还与材材 料受力状态、加载方式、温度等有关料受力状态、加载方式、温度等有关213 其它材料拉伸时的力学性能224. 低碳钢压缩时的力学性能低碳钢压缩时的力学性
9、能低碳钢压缩后的变形低碳钢压缩后的变形23低低 碳碳 钢钢 压压缩缩 实实 验验24低碳钢压缩时的力学性能低碳钢压缩时的力学性能比比例例极极限限s sp，屈屈服服点点s ss，弹弹性性模模量量E 基基本本与与拉拉伸伸时时相相同同，屈屈服服阶阶段段以以后后，试试样样越越压压越越扁扁，横横截截面面积积不不断断增增大大，试试样样抗抗压压能能力力也也继继续续增增高高，但但不不会会断断裂裂，因因而而得得不不到到压压缩缩时时的强度极限。的强度极限。Oe es ss ss255. 5. 铸铁压缩时的力学性能铸铁压缩时的力学性能26铸铸 铁铁 压压 缩缩 实实 验验27s sc=45s sb，铸铸铁铁抗抗压压
10、性性能能远远远远大大于于抗抗拉拉性性能能，断断裂裂面面为为与与轴轴向向大大致致成成45o55o的的滑移面滑移面。s se eOs sc破坏断面与轴线大致成破坏断面与轴线大致成 45o55o，表明试样沿截表明试样沿截面因相对错动而破坏即面因相对错动而破坏即切应力引起断裂切应力引起断裂s sc抗压强度抗压强度s sb铸铁压缩时的力学性能铸铁压缩时的力学性能28扭扭 转转 实实 验验 机机29306. 6. 低低 碳碳 钢钢 扭扭 转转 实实 验验31低低 碳碳 钢钢 扭扭 转转 实实 验验32现象：现象：低碳钢扭转时低碳钢扭转时,沿横截面发生破坏。沿横截面发生破坏。原因分析：原因分析：低碳钢为塑性
11、材料，塑性材低碳钢为塑性材料，塑性材料抗剪能力差，圆轴扭转时，横截面上料抗剪能力差，圆轴扭转时，横截面上的切应力最大，因此的切应力最大，因此,圆轴扭转时沿横截圆轴扭转时沿横截在发生剪切破坏。在发生剪切破坏。337. 7. 铸铸 铁铁 扭扭 转转 实实 验验34铸铸 铁铁 扭扭 转转 实实 验验35现象：现象：铸铁圆柱试件扭转时铸铁圆柱试件扭转时,破坏发破坏发生在与轴线约成生在与轴线约成45的螺旋面上。的螺旋面上。原因分析：原因分析：铸铁为脆性材料，脆性材料铸铁为脆性材料，脆性材料抗拉能力差，圆轴扭转时，在与轴线约抗拉能力差，圆轴扭转时，在与轴线约成成45的螺旋面上拉应力最大，因此的螺旋面上拉应力最大，因此,铸铸铁圆柱试件产生破坏的原因为最大拉应铁圆柱试件产生破坏的原因为最大拉应力。力。368. 8. 铆铆 钉钉 的的 剪剪 切切 实实 验验37铆铆 钉钉 的的 双双 剪剪 切切 实实 验验38铆铆 钉钉 的的 挤挤 压压 实实 验验 39其它实验冲击实验硬度实验疲劳实验40许用应力1、极限应力：2、许用应力：3、安全系数n ：给构件一定的强度储备给构件一定的强度储备41安全系数1 理论分析的精度与实际情况简化的精度2 构件的重要程度3 材料的性质4 载荷的性质42
