Question

工程材料力学性能，求助

Answer 1

对于韧性材料，有弹性和塑性两个阶段。弹性阶段的力学性能有：①比例极限。应力与应变保持成正比关系的应力最高限。当应力小于或等于比例极限时，应力与应变满足胡克定律，即应力与应变成正比。②弹性极限。弹性阶段的应力最高限。在弹性阶段内，载荷除去后，变形全部消失。这一阶段内的变形称为弹性变形。绝大多数工程材料的比例极限与弹性极限极为接近，因而可近似认为在全部弹性阶段内应力和应变均满足胡克定律。③弹性模量。弹性阶段内，法应力与线应变的比例常数（E）。④剪切弹性模量。弹性阶段内，剪应力与剪应变的比例常数（G）。⑤泊松比。垂直于加载方向的线应变与沿加载方向线应变之比（ν）。上述3种弹性常数之间满足G=E/2（1+v）。塑性阶段的力学性能有：①屈服强度。材料发生屈服时的应力值。又称屈服极限。屈服时应力不增加但应变会继续增加。②条件屈服强度。某些无明显屈服阶段的材料，规定产生一定塑性应变量（例如0.2%）时的应力值，作为条件屈服强度。应力超过屈服强度后再卸载，弹性变形将全部消失，但仍残留部分不可消失的变形，称为永久变形或塑性变形。③强化与强度极限。应力超过屈服强度后，材料由于塑性变形而产生应变强化，即增加应变需继续增加应力。这一阶段称为应变强化阶段。强化阶段的应力最高限，即为强度极限。应力达到强度极限后，试样会产生局部收缩变形，称为颈缩。④延伸率（δ）与截面收缩率（ψ）。试样拉断后长度与横截面积的改变量与加载前比值的百分数，即δ=（lb－l0）/l0×100%，ψ=（A0－Ab）/A0×100%。式中l0、A0分别为试样的标距和标距内的面积；lb、Ab分别为拉断后的标距长度和断口处的最小横截面积。
对于脆性材料（δ≤5%），没有明显的屈服与塑性变形阶段，试样在变形很小时即被拉断，这时的应力值称为强度极限。某些脆性材料的应力-应变曲线上也无明显的直线阶段，这时，胡克定律是近似的。弹性模量由应力-应变曲线的割线的斜率确定。
压缩时，大多数工程韧性材料具有与拉伸时相同的屈服强度与弹性模量，但不存在强度极限。大多数脆性材料，压缩时的力学性能与拉伸时有较大差异。例如铸铁压缩时会表现出明显的韧性，试样破坏时有明显的塑性变形，断口沿约45°斜面剪断，而不是沿横截面断裂；强度极限比拉伸时高4～5倍。

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