一 低碳钢拉伸时的力学性能
试验条件——标准试件在常温静载(即缓慢地加载)条件下进行拉伸试验(见下面的动画)。
试验结果——获得应力应变图,即σ-ε曲线,如左图所示。
由左图中可以得出材料的若干力学性能;
弹性变形、塑性变形、冷作硬化
弹性变形——试件在拉伸过程中,如果将试件卸载(即将载荷逐渐减小至零)则加载中所产生的变形将全部消失,这种可以消失的变形称为弹性变形(如图中的O1O2
段)
塑性变形——卸载后不能消失的变形称为塑性变形,或残余变形(如图中的OO1 段)
冷作硬化——试件加载到强化段任一点C处卸载,应力-应变曲线将沿着与OA线近似平行的直线回到 O1点,然后再重新加载直至断裂。其结果:比例极限提高(σ'P>σP)而断裂后塑性变形减小(O1O3<OO3)。这种现象称为冷作硬化或加工硬化。
由σ-ε 曲线可以看出,对于加载到C点后卸载,再加载直至拉断为止。
图中: O1O3——为未经冷作硬化,拉至断裂后的塑性变形; O1O2——为经冷作硬化后断裂的塑性变形。
三 应力的概念
应力——截面上分布内力的集度。
截面上的内力是一个连续分布力系。为了描述分布内力在各点的强弱程度,需要应力的概念。当分布内力均匀分布时,截面上的平均应力即为截面上的应力,用σm、τm
表示,即σm=ΔFN/ΔA,τm=ΔT/ΔA
当分布内力非均匀分布时,应力是,当面积ΔA→0时,平均应力的极限值。
下图左所示,其中σ 垂直于截面,称为“正应力”;τ 平行于截面,称为“剪应力”。