材料力学实验虚拟仿真课件.ppt

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1、低碳钢的拉伸实验铸铁的拉伸实验低碳钢的压缩实验铸铁的压缩实验低碳钢的扭转实验铸铁的扭转实验铆钉的剪切实验液压万能实验机实验机夹头低碳钢试件1.低 碳 钢 的 拉 伸 实 验低 碳 钢 的 拉 伸 实 验低碳钢拉伸过程中到达局部颈缩后的变形情况低碳钢(C0.3%)的拉伸时应力应变关系曲线(stress-strain diagram under tension)1)应力应变曲线的四个阶段 及相应特征指标a)弹性阶段(OAB)(elastic region)E=s/e=tanaOA段：AB段：应力与应变呈线性 关系(胡克定律)应力与应变呈非线性，但力消失,变形也消失 sp(A点)材料的比例极限(pr

2、oportional limit)se(B点)材料的弹性极限(elastic limit)Elastic region Elastic behavior aseB spAOesC(ss上)Elastic region Elastic behavior spseaOesAB yieldingss D(ss下)b).屈服(流动)阶段(BD)Yielding regionss(C、D点)屈服点(应力)Yielding point(stress)屈服：应力基本不变，应变显著增加的现象，称为屈服（流动）现象。屈服阶段最高(低)点所对应的应力,分别称为上(下)屈服点(应力)。特点：有明显塑性变形（plas

3、tic deformation)，在光滑试样表面，沿与轴线成 45o方向有滑移线。屈服应力(yielding stress)：下屈服点所对应的应力值。Strain hardeningEc)强化阶段(DE)strain hardening region：应力与应变同时增加，但不成比例，材料恢复抵抗变形的能力。此时所产生的变形仍以塑性变形为主，试件标距长度明显增加，直径明显缩小(但均匀）。极限应力ultimate stresssb(E点)：强化阶段最高点所对应的应力。yieldingC(ss上)D(ss下)Elastic region Elastic behavior spseaesABsssb强

4、度极限sb又称为名义应力或工程应力engineering stressneckingPlastic behaivorStrain hardeningE(sb)yieldingC(ss上)D(ss下)Elastic region Elastic behavior spseaesABsssbGd)颈缩破坏阶段(EG)necking region：试样的变形集中在某一局部区域，该区域截面收缩，产生颈缩现象。neckingPlastic behaivorStrain hardeningE(sb)yieldingC(ss上)D(ss下)Elastic region Elastic behavior sp

5、seaesABsssbG2).真实应力应变与名义应力应变关系曲线的比较Comparison of conventional and true stress-strain diagramse3)材料的静载强度指标 ss塑性材料正常工作所 能承担的最大应力sb材料所能承担的最大 应力4)冷作硬化现象(卸载定律)O2F1(F)O1冷作硬化现象提高了材料的比例极限而降低了材料的塑性性能。epeessGEaOssbABC变形前后的比较2.铸铁的拉伸实验铸铁的拉伸试件拉伸破坏后的变形情况铸 铁 的 拉 抻 实 验v破坏形式：沿横截面的断裂，断口与轴线垂直强度极限为铸铁拉断时的最大应力抗拉强度sb脆性材料唯

6、一的拉伸强度性能指标 应力与应变不成比例，无 屈服、颈缩现象，变形很 小且sb很低。seOsb铸铁拉伸时的力学性能3.低碳钢压缩时的力学性能低碳钢压缩后的变形低 碳 钢 压缩 实 验低碳钢压缩时的力学性能比例极限sp，屈服点ss，弹性模量E 基本与拉伸时相同，屈服阶段以后，试样越压越扁，横截面积不断增大，试样抗压能力也继续增高，但不会断裂，因而得不到压缩时的强度极限。Oesss4.铸铁压缩时的力学性能铸 铁 压 缩 实 验sc=45sb，铸铁抗压性能远远大于抗拉性能，断裂面为与轴向大致成45o55o的滑移面。seOscsb破坏断面的法线与轴线大致成 45o55o，表明试样沿截面因相对错动而破坏

7、即切应力引起断裂sc抗压强度铸铁压缩时的力学性能扭 转 实 验 机5.低 碳 钢 扭 转 实 验低 碳 钢 扭 转 实 验现象：低碳钢扭转时,破坏发生在横截面上。原因分析：低碳钢为塑性材料，塑性材料抗剪能力差，圆轴扭转时，横截面上的切应力最大，因此,圆轴扭转时沿横截在发生剪切破坏。6.铸 铁 扭 转 实 验铸 铁 扭 转 实 验现象：铸铁圆柱试件扭转时,破坏发生在与轴线约成45的螺旋面上。原因分析：铸铁为脆性材料，脆性材料抗拉能力差，圆轴扭转时，在与轴线约成45的螺旋面上拉应力最大，因此,铸铁圆柱试件产生破坏的原因为最大拉应力。7.铆 钉 的 剪 切 实 验铆 钉 的 双 剪 切 实 验铆 钉 的 挤 压 实 验