第三章工程材料的基本力學行為
第一節概述
力學性質：材料受到外力作用時，在強度和變形方面表現出的性質。常溫、靜載拉伸試驗：在室溫下，按一般變形速度平穩載入的拉伸試驗。
試件：製成一定尺寸的桿件。 標距：測量變形的計算長度。
第二節低碳鋼的拉伸力學行為
低碳鋼大致有以下各項性質：
一、 強度性質
拉伸圖（曲線） 應力-應變圖（曲線）
低碳鋼拉伸試驗的整個過程，大致可分為四個階段：
1、 彈性階段
比例極限：直線頂點對應的應力，用表示。≈200mpa
拉伸或壓縮的虎克定律
e：與材料有關的比例常數，稱為彈性模量（楊氏模量），量綱與相同。單位：gpa。
彈性極限：材料只出現彈性變形的極限值。用表示。
2、 屈服（流動）階段
屈服（流動）：應力變化不大而應變顯著增加的現象。
屈服極限：屈服階段內最低點所對應的應力。用表示。≈240mpa。
3、 強化階段
強化：過了屈服階段後材料又恢復了抵抗變形的能力，要使它繼續變形必須增加拉力現象。
強度極限：強化階段的最高點所對應的應力。用表示。≈400mpa。 是材料能承受的最大應力。
4、 區域性變形階段
試件在某一區域性範圍內，橫向尺寸將突然急劇縮小，形成頸縮現象。
、、 、是材料力學行為發生變化的特徵應力，稱為材料的四個強度指標。
和是衡量塑性材料強度的兩個重要效能指標。
二、變形性質
1、 彈性變形和塑性變形
2、 冷作硬化
冷作硬化：材料在常溫下，預拉到強化階段，使其發生塑性變形，然後解除安裝，當再次載入時，其彈性極限提高但塑性效能降低的現象。
3、 兩個塑性指標
⑴斷面收縮率
％ 低碳鋼≈60％
⑵斷後伸長率（延伸率）
％ 低碳鋼≈26％
塑性材料：＞5％ ； 脆性材料：＜5％ 。
第三節鑄鐵及其他材料拉伸力學行為
一、 鑄鐵拉伸時的力學行為
鑄鐵在較小的拉力下就被拉斷，其伸長率極小 ，是典型的脆性材料。
強度極限：斷裂時的最大應力為其強度極限。
因而強度極限是衡量脆性材料強度的唯一指標。
2、其他材料拉伸時的力學行為
屈服極限：取產生％的塑性應變所對應的應力作為屈服極限，並稱為名義屈服極限。用表示。
第四節低碳鋼和鑄鐵的壓縮力學行為
一、低碳鋼的壓縮力學行為
低碳鋼壓縮時的彈性模量e、屈服極限與拉伸時基本相同，測不到壓縮時的強度極限。
二、鑄鐵的壓縮力學行為
鑄鐵與拉伸時一樣，沒有明顯的直線部分也沒有屈服極限；壓縮時的強度極限即為斷裂時的應力（約為拉伸時的4～5倍）；壓縮時試件仍在較小的變形下突然斷裂（破壞），破壞斷面與軸線大致成45°的傾角。
脆性材料抗拉強度低，塑性效能差，但抗壓能力強，而且**低廉。
第五節極限應力和許可應力
破壞：開始產生不允許的永久變形或發生斷裂，就是破壞。
危險應力（極限應力）：引起材料破壞的應力極限值。用表示。
塑性材料： 脆性材料：
許可應力 ＞1 安全係數
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