§2.4 材料拉伸時的力學效能
材料在外力作用下表現出變形及破壞的特性。材料的巨集觀力學效能主要依靠實驗方法測定。如材料的比例極限，彈性極限，屈服極限，延伸率，斷面收縮率ψ，彈性模量e，橫向變形因數（泊松比）μ等。
常溫、靜載下拉伸試驗是確立材料力學效能的最基本試驗。
試驗裝置：萬能材料試驗機。
標準試件
以低碳鋼（含碳量低於0.3%的碳素鋼）為例介紹拉伸試驗。
一、低碳鋼（q235）拉伸時的力學效能
（1）夾持試件
（2）油壓緩慢載入使試件受拉
（3）記錄f~δl測試數值
（4）直至拉斷，觀察力與變形的全過程
（5）繪製f~δl拉伸曲線（自動繪圖）
（6）清除尺寸影響作σ~ε曲線，根據曲線特徵大致分為四個階段研究材料力學效能。
1．彈性階段（ob）
此階段的變形為彈性變形
2．屈服階段（bc）
屈服現象：當應力超過b點後，應力先是下降後是微小波動，曲線出現接近水平線小鋸齒形線段。即應力不再增加，但應變顯著增加，此現象稱為屈服。
* 觀察測力度盤指標停走或後退。
* 觀察試件表面可見大致與軸線成45°方向上有細線，稱為滑移線。因為45°方向上剪應力最大。材料內部晶格沿45°方向滑動。
* σs——屈服極限。（下屈服點）
* 屈服階段主要產生塑性變形。
* 屈服極限為重要的強度指標。
3．強化階段（ce）
* 材料抵抗變形的能力又繼續增加，即隨著試件繼續變形，外力也必須增大，此現象稱為材料強化。
*σb——強度極限，發生斷裂時的應力
4．區域性變形階段（頸縮）（ef）
試件區域性範圍橫向尺寸急劇縮小，稱為頸縮。
5．延伸率和斷面收縮率
試件拉斷後，彈性變形消失，而塑性變形保留下來。
延伸率：
（塑性應變）
l——原標距
l1——拉斷後標距長度
塑性指標：
δ>5%——塑性材料，鋼、銅、鋁
δ<5%——脆性材料，鑄鐵、玻璃、陶瓷
斷面收縮率：
ψa——試件原截面面積
a1——拉斷後頸縮處斷面面積
6．解除安裝定律及冷作硬化
試件若拉到強化階段，如d點解除安裝，則沿（dd′）直線變化，短期內再載入，仍然沿（dd′）直線上公升，說明比例極限提高，而延伸率降低，這種現象稱為冷作硬化現象。
缺陷：由於初加工，冷作硬化，使零件變硬變脆，給機加工帶來困難，為便於加工，需退火消除冷硬層。
二、其他塑性材料拉伸時的力學效能
其他塑性材料：中碳鋼、高碳鋼、合金鋼、鋁合金、青銅、黃銅。
討論 ①有明顯的四個階段q345（16mn）,q235鋼；無屈服階段：黃銅（h62）；無屈服，無頸縮：高碳鋼(t10a)
②名義屈服極限σ0.2（對無屈服階段的材料）通常以產生0.2%的塑性應變所對應的應力值作為名義屈服應力，作為屈服指標。
③對各種碳素鋼的比較表明：隨著含碳量的增加，屈服極限，強度極限提高，但延伸率降低，說明強度提高，塑性降低，如合金鋼，工具鋼等。
④強度又高，塑性又好的材料，始終是材料科學研究的方向。如南京長江大橋，採用16mn鋼比採用a3鋼節約成本15％，解放牌汽車降低40％，壽命提高20％。
20mpa大氣壓的大型尿素合成塔為高壓容器採用18mnmonb合金鋼比採用碳鋼節約60％。
三、鑄鋼拉伸時的力學效能
⑴較低應力下被拉斷
⑵ 無明顯直線段，無屈服，無頸縮
⑶ 延伸率低屬脆性材料， <5%
⑷ 彈性模量e隨應力的大小而變化。因此以~ε曲線開始部分的割線斜率作為彈性模量，稱為割線彈性模量，近似認為材料服從胡克定律
σ=eε
⑸σb——強度極限為唯一強度指標
⑹ 抗壓不抗拉，不宜作抗拉件
§2.5 材料壓縮時的力學效能
一． 低碳鋼的壓縮
（1）壓縮時的e、σs與拉伸時相同，但得不到σb。
（2）抗拉抗壓強度相同。
二． 鑄鐵的壓縮
（1）破壞斷面與軸線成45°～55°角 ，說明鑄鐵不抗剪。
（2）抗壓強度比抗拉強度高4~5倍
（3）鑄鐵堅硬、耐磨，易澆鑄成型，有良好的吸
振能力，故宜用作機身，機座，軸承座及缸體等受壓物件。
10材料力學課程教案第13次課
第五章梁位移計算的習題課 內容提要 一 平面彎曲時梁的變形與位移 梁的變形 1.撓曲線平面彎曲時，梁的軸線彎曲成位於形心主慣性平面內的一條光滑連續的平面曲線，稱為撓曲線，如圖6 1中的。2.彎曲變形以撓曲線 中性層 的曲率表示梁彎曲變形程度，曲率與彎矩間的關係為 6 1 式中，為彎矩，為梁的彎曲剛度...
10材料力學課程教案第9次課
彎曲應力專題 5.1 純彎曲 5.2 純彎曲時的正應力 5 3 橫力彎曲 剪下彎曲 時的正應力 5.4 彎曲切應力 5.6 提高彎曲強度的措施 5.1 純彎曲 1.2 觀察變形 以矩形截面梁為例 1 變形前的直線 變形後成為曲線 變形前的，變形後仍為直線 然而卻相對轉過了乙個角度，且仍與 曲線相垂直...
材料力學第3章
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 ...