材料力学第四讲
•
§2-6
材 料在伸和压缩拉时的力性能
材料力学性质学 材料在:力外用作下,强度和变方面所形 现出的性表。能
试 和 件 件条验 实 Ⅰ 温常、静载
数〖力理系 学木工土专业〗程
•
斤顶千 梁 压横试缩件 盘度 图仪 绘曲试弯件 工平台作 上头 立夹 拉立试件伸柱下夹 柱
头
油阀 送回阀 油控台制
油
〖数理泵学力系 木土程专工〗
业座机 万材料能验机试
•
Ⅱ、低碳 拉钢伸实及力学验能性σ
强化阶
屈段服阶段弹性阶 O
应力-段变应σ-ε(图)
pσ---比例极限
-颈缩段阶
σ bσ sσ eσp
σe
---弹-性极限 s-σ---屈服限极
∑
b-σ--强-度极
动限演示画
料屈服时,材可以察观到轴线成 45与的 线纹称为滑,线移
。〖数力理学 系木工土专程〗
业
0
塑性指标•
1.延率伸
δ=
l
1 −l 1×0%0l
l 1----件拉试后的断度长A 1----试件拉断断口后处最小 横的截面积面
.2断收缩面率ψ = A − 1 A10×%0A
≥5δ—塑性%材料
<5δ—脆%材料性
〖数
理力学 系木土程专工业
〗
•
冷作
化现象硬在强化
段阶载,重新加载 曲卸线沿卸载曲上线升。如 对试预先件载到强化加阶段, 然卸载;再加载时后试的件线弹性阶 段将增加而塑性,低。称降为 冷硬化现作。
象σ
作冷硬
O
应力化应变(--ε)图σ
〖数∑理力学系土木工程专 业〗
Ⅲ•、其金属材料它拉时的力伸学能
性σ(MaP )0098 0 007 000 600 540 030 200 00010 10 2 ε(%0) 032 锰钢
无1明屈服阶段显材的料规定,以 塑应性变ε=P0.2所%对应应 力的为(名作)屈义服强,记度作σ0.
2 σAσ 0.2S
铝
3硬退 火球铸墨 铁4
低钢碳
特点
:δ 大,较为性材塑。 料数〖理学力 土系工程专木业〗
O
02.
%
ε
脆•材性(铸铁料):突然拉断,伸长 率约05.。 F%
b
F 强度极F限σ: b= b0
∆L
动画A示演
O
特:点 ①σ—b伸强拉极度限(140约PaM,唯一拉伸性)指能标。
②弯微曲,线无屈、颈服缩象现变形很小,
。〖数理力学系 木土工程业〗
专
•
Ⅳ. 金材料属缩时的压力学能 性 一试和件验条实
〖件数力学理 系土木程工专〗
常业温静载、
•
.1低碳压钢实验缩
:σ(PMa 4)0
0 PP
低碳钢压
缩应 应变力线曲
低碳钢拉
伸应力应曲变 2线0
比0例限σ极p,屈服y限极sσ, y性模弹量Ey基本拉与伸时相。
同伸与压缩拉在屈阶段以前服 完相全同
压缩
时于由横面截 积不断增面加,样横 截面上试应的很力达难到 料的材强极限度, 而因不发生颈缩和会断 裂
。ε
O 01 0..2〖数 力理学系 木工土专程〗
动业演画示
2•铸.铁缩压验实:
σ σby
铸灰的铁压 缩线曲σbL 铸铁的 拉灰曲线伸O ε
动画演
示σ
b>ybL,σ抗压能性远于抗大拉性能,裂面与断向轴大致 成4o5~5o的5
滑移面。〖数
力学系理 木工程土专业〗
•
性材塑和脆料材料性的要区别主
:性塑材料点特断:前变形裂,塑性指标高大抗拉,能力强。 用指标常——屈极限σ服S 一般拉、压,时σ的相S。 脆同性料材特点:断前裂变形小塑,性指标低抗拉能,力远远低于 压能力。 常用指抗标—强—极限度σbσ、bc且σ《bσ c。b
数〖力学理 系土工木专程业
〗•
Ⅴ
非.属金材的力学料性能 混凝土
近似匀
、质向同各性材 料属脆。性材料,一般用抗于压构。件
数〖力理系 土木学程工专业〗
•
〖数理
学系力土木工 专业程
〗
•2.
碳钢低在拉伸验实程中,不发生过显明塑性的形变,承时 受最的应力大应当小于。 A. 例比限极B.屈服 极限C. 强度 极限D. 用许力 3.应低碳钢加→载卸载再加载→,径路确正的是 A .OB A→C →CBAO BB.O B A→BD→D ABO C.O B →AAOBOD→BD .OAB BD →DB→
〖。数力理学系土木 程专工〗
业•
.4 碳钢试低样伸拉屈服至,时下以论正确的结 是 。.A 应和力性变塑很快增加,因形认而为料失材;效 B .应和塑力变形虽性很快然增加但不意,味材料失着; C.效应力不增 加塑,性变形很快加增,因而为材料认效; 失. 应D不增加,塑力性变很形快加,但不增味着材料失意。 效. 关5σ 于02.,论述正 确是的A .弹应变为0.性%2时应力值的B. 总变应0.为%2的应力时 值C.塑 性应为变02.时的应力% D值 塑性.应变0.2为的应时值 。力
数理〖学系 力土工程木业〗
专•
§
2-7强 条度 · 件全系数安·许 用力应
强度条件Ⅰ
[σ ]
= σu
n
[σ
---]许-应用力σ ---u 极-限力 应n---安-系数
全强度条
σ 件axm
FN ,max = [≤σ ]
σAm xa≤ [ σ
三方面的个强计算度:
强度校① 核判(断构件是否坏破
)]
②设
计面截 构件(截面大时,多不才破会坏 )Ainm≥ ③ 求可载荷许 构(最件大承载力)
〖数能理学力 系木土程专工〗业
NF,m x
a[σ
]
F
N, max ≤ [σA]
•例
图 结构①示是杆直径为32mm圆杆,的 ②为杆2×O5N钢槽材料。 为均2Q3钢,E=2150PaG求。该拖架的用荷载 许F[ ]
A 。1.m ① C8② 2 4m.B F
:解1、算计各上的杆轴
力
∑ FX =0 : FN− c1s α o FN − =2 0FN sin 1 α F−= 0 ∑ FY= :0 N 1 F =.617 F F⇒ N 2 −=.313
F[ F]2
=F N1
Fα N2
BF
2按AB、杆进行强计度算
3、
按BC杆进强度计算行
[σF] A1 F[ ] = 1N 1 == 75.k9 1N.67 1.764、
定许确荷载用
NF [2 ]σA 2 ==12 5N k133 1.3.3
[F ] 2} = [F 1]= 57. k9N∴ [ F ] = m i{n[F ] 1,〖数
理力学 系木土工专业〗程
•
例
石 许用压料力[应σC]1M=a,P=8EGaP,γ2=.k5/m3N设,计墩桥面截并
计轴算变向。 形=3000kFN解 按等:直杆设 计险截危面底面 :xγ 横截面:积轴向 形变
A≥
:
σm xa=
FN, + FAlγF max == + γ ≤ [σ l C A ]A A
Fσ ]C[ −γ l =21m 2
l∆ =∫
F
(Nx) F γAx+d x ∫ dx =l EAl EA
1γ Al =2( F l )+ A E = 22.43m( 缩m短
)数〖理学系力土 工木程业专〗
Ⅱ•、用许力和应全系安
1数、用许力 1应材)的料标强准(极度限力)应:
σu
=①性塑材 料②性材料脆
σ s σ0.2 σ c bσ b( c)
σ
u = σ{s , 0σ2., σ b }
)2用许力:应料安全工材作所许承允担最大应力,的为:记
σu
n
σ[]
=
〖理力学系数土 木程工业〗
专
•
2
、安全数-系---标准强与度许用应力比的,构值的安全件储备 兼。顾经济与全:安① 论理实际差别与材:非均料连续性质超、、加工载制不造准 确性、工条件作实与条件验差异计算、型模理化; ②想够的安足储备全构件重要:、性性材塑小料脆性材料、大
取值。 :材在料同不作工条件的全安数系可查,范规设计或册。 静载手,件材塑料常取.152~2,. 脆性材料取3常0 .~5 .0。
数理〖学力系 土工木程专业
〗
•
例空 心圆,杆D=0m2,d=1mmm,轴向荷载5F20=Nk 材料σs=,253Ma,安P系全数n1.=,5试 校杆的核强度
d。
F解 :横截 上面正应力的
F:
D
4× 02 ×031F Fσ= == = 145Pa 2M A π2 D2 d − 2π(20 −1 5 )4
(
)
25 3许用应力 :σ[ ] = = n.51= 1 6MPa5
工作s力应小许用应力,杆于能安件工全作。〖
理数力学系土木 程工专〗业
σs
§•-8 应力集中的2念概
力集应:中截面骤由变起的引局应部骤变力的现象。
最大部局应力
σ ma
x 力集应系中数 :kσ= σ onm名
义力应
应
力集中度程与形的骤外变度程接相直,骤变关越烈剧,应 集中力程越剧烈度
。
载静,性塑料材不虑,脆考性料(材除殊,如铸特铁)应 虑。考载动,性和脆塑性材料均需考。虑〖
理力数学 土系木程专业〗
工
应力集•中的危害
•性脆材-料应集力中位部的应首力先达到 服而破坏。屈• 性塑料-在交变应材力作下用,力集中应部 位先产首疲生劳纹裂产而疲劳破生坏。
〖数理力学 系木土工专程〗
业