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材料拉力機之拉伸曲線基本特點

發布時間:2020-06-16    點擊次數:次

材料拉力機在試驗過程中,材料不同,其拉伸曲線也有所不同,但總的來說,從初始拉伸至最后斷裂過程可基本劃分為幾個特征階段,具體如下。

材料拉力機之拉伸曲線基本特點

1、彈性階段:這個階段分為兩種,當應力小于σp 時,應力和應變成正比;超過比例極限后,應力和應變雖然不保持正比關系,但變形依然是彈性的,卸載后變形完全恢復為零,直線斜率E,其大小反映材料抵抗彈性變形的一種能力代表了材料的剛度。此外,材料在發生桿的軸向伸長的同時還發生橫向收縮。橫向正應變ε與縱向正應變ε之的絕對值μ稱為材料的泊松比,反映材料橫向變形的彈性常數。

材料拉力機

2、屈服階段:在超過彈性階段后出現明顯的屈服過程,即曲線沿一水平段上下波動,即應力增加很少,變形快速增加。這表明材料在此載荷作用下,宏觀上表現為暫時喪失抵抗繼續變形的能力,微觀上表現為材料內部結構發生急劇變化。從微觀結構解釋這一現象是由于構成金屬晶體材料結構晶格間的位錯,在外力作用下發生有規律的移動造成的。由于材料在這一階段已經發生過量變形,必然殘留不可恢復的變形塑性變形因此,從屈服階段開始,材料的變形就包含彈性和塑性兩部分。

3、強化階段:屈服階段結束后,材料拉力機拉伸曲線又出現上升現象,說明材料恢復了對繼續變形的抵抗能力,材料若要繼續變形必須施加足夠的載荷。如果在這一階段卸載,彈性變形將隨之消失,而塑性變形將永遠保留。強化階段的卸載路徑與彈性階段平行。卸載后若重新加載,材料的彈性階段線將加長、屈服強度明顯提高,塑性將降低。這種現象稱作應變強化或冷作硬化,可用來提高材料的強度。強化階段的塑性變形是沿軸向均勻分布的。拉伸曲線的應力達到強度極限σb,是材料均勻塑性變形的最大抵抗能力,是材料進入頸縮階段的標志。

4、頸縮階段:應力到達強度極限后,開始在試樣最薄弱處出現局部變形,從而導致試樣局部截面急劇頸縮,承載面積迅速減少,試樣承受的載荷很快下降,直至斷裂。斷裂時,試樣的彈性變形消失,塑性變形則遺留在斷裂的試樣上。

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