1、低碳钢的拉伸实验低碳钢的拉伸实验铸铁的拉伸实验铸铁的拉伸实验低碳钢的压缩实验低碳钢的压缩实验铸铁的压缩实验铸铁的压缩实验低碳钢的扭转实验低碳钢的扭转实验铸铁的扭转实验铸铁的扭转实验铆钉的剪切实验铆钉的剪切实验液压万能实验机液压万能实验机实验机夹头实验机夹头低碳钢试件低碳钢试件1. 低低 碳碳 钢钢 的的 拉拉 伸伸 实实 验验低低 碳碳 钢钢 的的 拉拉 伸伸 实实 验验低碳钢拉伸过程中到达局部颈缩低碳钢拉伸过程中到达局部颈缩后的变形情况后的变形情况低碳钢低碳钢( (C0.3%) )的的拉伸时应力应变关系曲线拉伸时应力应变关系曲线 (stress-strain diagram under te
2、nsion)1) )应力应力应变曲线的四个阶段应变曲线的四个阶段 及相应特征指标及相应特征指标a) )弹性阶段弹性阶段( (OAB)()(elasticelastic region) region)E=s s /e e =tana aOA段：段：AB段：段：应力与应变呈线性应力与应变呈线性 关系关系( (胡克定律胡克定律) )应力与应变呈非线性，但力消失应力与应变呈非线性，但力消失, ,变形也消失变形也消失 s sp( (A点点) )材料的材料的比例极限比例极限(proportional limit)s se( (B点点) ) 材料的材料的弹性极限弹性极限(elastic limit) Ela
3、stic region Elastic behavior a as seB s spAOe es sC(s ss上上) Elastic region Elastic behavior s sps sea aOe es sAB yieldings ssD(s ss下下)b).屈服屈服( (流动流动) )阶段阶段( (BD) )YieldingYielding region regions ss( (C、D点点) )屈服点屈服点( (应力应力) ) Yielding point (stress)Yielding point (stress)屈服：屈服：应力基本不变，应变显著增加的现象，称为屈服应力
4、基本不变，应变显著增加的现象，称为屈服（流动）现象。（流动）现象。屈服阶段最高屈服阶段最高( (低低) )点所对应的应力点所对应的应力, ,分分别称为上别称为上( (下下) )屈服点屈服点( (应力应力) )。特点：特点：有明显塑性变形（有明显塑性变形（plastic deformation)，在光滑，在光滑试样表面，沿与轴线成试样表面，沿与轴线成 45o方向有滑移线。方向有滑移线。屈服应力屈服应力(yielding stress)：下屈服点所下屈服点所对应的应力值。对应的应力值。Strain hardeningEc) )强化阶段强化阶段( (DE) )strainstrain hardeni
5、ng region hardening region：应力与应变同时增加，但不成比例，材料恢复抵抗变应力与应变同时增加，但不成比例，材料恢复抵抗变形的能力。此时所产生的变形仍以塑性变形为主，试形的能力。此时所产生的变形仍以塑性变形为主，试件标距长度明显增加，直径明显缩小件标距长度明显增加，直径明显缩小(但均匀）。但均匀）。极限应力极限应力ultimate stresss sb( (E点点) )：强化阶段最高点所对应的应力。强化阶段最高点所对应的应力。 yieldingC(s ss上上)D(s ss下下) Elastic region Elastic behavior s sps sea ae
6、es sABs sss sb强度极限强度极限s sb又称为名义应力又称为名义应力或工程应力或工程应力engineering stressneckingPlastic behaivorStrain hardeningE(s sb) yieldingC(s ss上上)D(s ss下下) Elastic region Elastic behavior s sps sea ae es sABs sss sbGd) )颈缩破坏阶段颈缩破坏阶段 ( (EG)necking)necking region region：试样的变形集中在某一局部区域，试样的变形集中在某一局部区域，该区域截面收缩，产生颈缩现象。
7、该区域截面收缩，产生颈缩现象。neckingPlastic behaivorStrain hardeningE(s sb) yieldingC(s ss上上)D(s ss下下) Elastic region Elastic behavior s sps sea ae es sABs sss sbG2).真实应力应变与名义应力应变关系曲线的比较真实应力应变与名义应力应变关系曲线的比较Comparison of conventional and true stress-strain diagramse e3) 材料的材料的静载强度指标静载强度指标 s ss塑性材料正常工作所塑性材料正常工作所 能承
8、担的最大应力能承担的最大应力s sb材料所能承担的最大材料所能承担的最大 应力应力4)冷作硬化现象冷作硬化现象( (卸载定律卸载定律) ) O2F1(F)O1冷作硬化现象提冷作硬化现象提高了材料的比例高了材料的比例极限而降低了材极限而降低了材料的塑性性能。料的塑性性能。e epe ees ssGEa aOs ss sbABC变形前后的比较变形前后的比较2. 铸铁的拉伸实验铸铁的拉伸实验铸铁的拉伸试件铸铁的拉伸试件拉伸破坏后的变形情况拉伸破坏后的变形情况铸铸 铁铁 的的 拉拉 抻抻 实实 验验v破坏形式：沿横截面的断裂，断口破坏形式：沿横截面的断裂，断口与轴线垂直与轴线垂直强度极限强度极限为铸铁
9、拉断时的为铸铁拉断时的最大应力最大应力抗拉强度抗拉强度s sb脆性材料唯一的拉伸强度性脆性材料唯一的拉伸强度性能指标能指标 应力与应变不成比例，无应力与应变不成比例，无 屈服、颈缩现象，变形很屈服、颈缩现象，变形很 小且小且s sb很低。很低。s se eOs sb铸铁拉伸时的力学性能铸铁拉伸时的力学性能3. 低碳钢压缩时的力学性能低碳钢压缩时的力学性能低碳钢压缩后的变形低碳钢压缩后的变形低低 碳碳 钢钢 压缩压缩 实实 验验低碳钢压缩时的力学性能低碳钢压缩时的力学性能比例极限比例极限s sp，屈服屈服点点s ss，弹性模量弹性模量E 基 本 与 拉 伸 时 相基 本 与 拉 伸 时 相同 ，
10、 屈 服 阶 段 以同 ， 屈 服 阶 段 以后 ， 试 样 越 压 越后 ， 试 样 越 压 越扁，横截面积不断扁，横截面积不断增大，试样抗压能增大，试样抗压能力也继续增高，但力也继续增高，但不会断裂，因而得不会断裂，因而得不到压缩时的强度不到压缩时的强度极限。极限。Oe es ss ss4. 4. 铸铁压缩时的力学性能铸铁压缩时的力学性能铸铸 铁铁 压压 缩缩 实实 验验s sc=45s sb，铸铁铸铁抗压性能远远大抗压性能远远大于抗拉性能，于抗拉性能，断断裂面为与轴向大裂面为与轴向大致成致成45o55o的的滑移面滑移面。s se eOs scs sb破坏断面的法线与轴线破坏断面的法线与轴
11、线大致成大致成 45o55o，表明试表明试样沿截面因相对错动而样沿截面因相对错动而破坏即破坏即切应力引起断裂切应力引起断裂s sc抗压强度抗压强度铸铁压缩时的力学性能铸铁压缩时的力学性能扭扭 转转 实实 验验 机机5. 5. 低低 碳碳 钢钢 扭扭 转转 实实 验验低低 碳碳 钢钢 扭扭 转转 实实 验验现象：现象：低碳钢扭转时低碳钢扭转时,破坏发生在横截破坏发生在横截面上。面上。原因分析：原因分析：低碳钢为塑性材料，塑性材低碳钢为塑性材料，塑性材料抗剪能力差，圆轴扭转时，横截面上料抗剪能力差，圆轴扭转时，横截面上的切应力最大，因此的切应力最大，因此,圆轴扭转时沿横截圆轴扭转时沿横截在发生剪切
12、破坏。在发生剪切破坏。6. 6. 铸铸 铁铁 扭扭 转转 实实 验验铸铸 铁铁 扭扭 转转 实实 验验现象：现象：铸铁圆柱试件扭转时铸铁圆柱试件扭转时,破坏发生破坏发生在与轴线约成在与轴线约成45的螺旋面上。的螺旋面上。原因分析：原因分析：铸铁为脆性材料，脆性材料铸铁为脆性材料，脆性材料抗拉能力差，圆轴扭转时，在与轴线约抗拉能力差，圆轴扭转时，在与轴线约成成45的螺旋面上拉应力最大，因此的螺旋面上拉应力最大，因此,铸铸铁圆柱试件产生破坏的原因为最大拉应铁圆柱试件产生破坏的原因为最大拉应力。力。7. 7. 铆铆 钉钉 的的 剪剪 切切 实实 验验铆铆 钉钉 的的 双双 剪剪 切切 实实 验验铆铆 钉钉 的的 挤挤 压压 实实 验验
