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1、2-4 材料在拉伸时的力学性能,力学性能：材料在外力作用下在变形、破坏方面的特性。,一、试验条件及试验仪器,1、试验条件：常温(20)；静载（缓慢地加载）； 标准试件。,拉伸试件：,2、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。,二、低碳钢试件的拉伸图,1 (PL图),2、应力-应变图 (stress-strain diagram),（1）弹性阶段 （elastic region),试样的变形完全是弹性的。此阶段内的直线段材料满足胡克定律,-曲线段: e - 弹性极限,（2）屈服阶段或流动阶段 (region of yielding ),试样的荷载基本不变而变形却急剧增加,s -屈服极限
2、,滑移线,（3）强化阶段,G点是强化阶段的最高点,（5）延伸率断、面收缩率 试样拉断后，弹性变形消失，塑性变形保留，试样的长度由 l 变为 l1，横截面积原为 A ，断口处的最小横截面积为 A1 。,断面收缩率 (percent reduction in area )：,延伸率 (percent elongation) ：,5%的材料，称作塑性材料(ductile materials)。,5%的材料，称作脆性材料 (brittle materials),（4）局部变形阶段,（6）卸载定律,卸载定律：若到强化阶段的某一点停止加载，并逐渐卸载，在卸载过程中，荷载与试样伸长量之间遵循直线关系的规律称
3、为材料的卸载定律。,冷作硬化：在常温下把材料预拉到强化阶段然后卸载，当再次加载时，试样在线弹性范围内所能承受的最大荷载将增大。,三、其他塑性材料拉伸时的力学性能,名义屈服应力: 0.2,铸铁拉伸强度极限（失效应力）,四、铸铁拉伸时的力学性能,2-5 材料在压缩时的力学性能,铸铁压缩强度极限是拉伸强度的4-6倍；延伸率也大得多。,塑性材料没有压缩强度极限,拉伸和压缩时的弹性模量,比 例极限,屈服极限差别不大。,2-7 失效、安全因数、强度计算,1、失效 不能正常工作 断裂、塑性变形,塑性材料 脆性材料,安全因数 n 1,工作应力,强度计算,例题2.3（课本P30）,例：某压力机的曲柄滑块机构如图
4、所示，且 l =2r。工作压力 F=3274kN，连杆 AB 横截面为矩形，高与宽之比 h/b =1.4，材料为45号钢，许用应力=90MPa。试设计截面尺寸h和b。,F,解：连杆 AB 为二力杆，工作中受轴载作用,计算 AB 杆的轴力：,当曲柄为铅直位置时轴力(值)最大,(受压),确定连杆截面尺寸：,例：图示三角托架。在节点A受铅垂载荷F作用，其中钢拉杆AC由两根6.3（边厚为6mm）等边角钢组成，AB杆由两根10工字钢组成。材料为Q235钢，许用拉应力t=160MPa，许用压应力c=90MPa ，试确定许用载荷 F 。,2,1,解：求各杆内力与载荷 F 的关系,根据强度条件确定许用载荷,AC杆：,AB杆：,许用载荷,(拉),(压),查表得：,确定安全因数应考虑的因素：1）材料的素质（均匀程度，质地好坏，塑性还是脆性）；2）载荷情况（估算的准确度，静载还是动载）；3）实际构件简化过程和计算方法的精确程度；4）零件在设备中的重要性；5）对减轻设备自重和提高设备机动性的要求。 一般在静载情况下，对塑性材料ns=1.2-2.5，对于脆性材料nb=2-3.5，甚至取到3-9。,