材料力学低能的远一步研究
第十六章材料力学性能的进一步研究 §16-1概述 §16-2应变速率及应力速率对材料力学性能的影响 回§16-3温度对材料力学性能的影响 囯§164温度与时间对材料力学性能的影响·蠕变与松弛 §165冲击荷载下材料的力学性能·冲击韧度·转变温度
第十六章 材料力学性能的进一步研究 §16–1 概述 §16–2 应变速率及应力速率对材料力学性能的影响 §16–3 温度对材料力学性能的影响 §16–4 温度与时间对材料力学性能的影响 · 蠕变与松弛 §16–5 冲击荷载下材料的力学性能·冲击韧度·转变温度
料为学动一》公着 §16-1概述 前面第一章中介绍了材料在髙温、静载(用准静态试验)拉 伸、压缩时的力学性能。实际的结构物或构件往往是在比较复 杂的条件下工作的,例如,石油化工设备中有些机器的工作温度 很低,而内燃机或燃气轮机的工作温度很高;汽轮机的叶片在高 温下长期受很大的离心力作用;预应力钢筋混凝土中的预应力钢 筋或钢丝束则在常温下长期在很高的预拉应力下工作;桥梁、吊 车梁以及绝大多数的动力机械所受荷载多是随时间交替变化的; 风动机械、气锤、常规武器则经常受到冲击载荷的反复作用,等 等。因此在强度计算时常需考虑这些因素对材料力学性能的影响
§16–1 概述 前面第一章中介绍了材料在高温、静载（用准静态试验）拉 伸、压缩时的力学性能。 实际的结构物或构件往往是在比较复 杂的条件下工作的，例如，石油化工设备中有些机器的工作温度 很低，而内燃机或燃气轮机的工作温度很高；汽轮机的叶片在高 温下长期受很大的离心力作用；预应力钢筋混凝土中的预应力钢 筋或钢丝束则在常温下长期在很高的预拉应力下工作；桥梁、吊 车梁以及绝大多数的动力机械所受荷载多是随时间交替变化的； 风动机械、气锤、常规武器则经常受到冲击载荷的反复作用，等 等。因此在强度计算时常需考虑这些因素对材料力学性能的影响
得学说动一分滑 §162应变速率及应力速率对材料力学性能的影响 应变速率对材料力学性能的影响 试验结果指出,在应变速率超过x=3 mm/mm/s以后, dt 材料的力学性能就显著地受到应变速率的影响。使构件的应 变速率￡超过3 mm/mm/s的荷载,习惯上称为动荷载
§16–2 应变速率及应力速率对材料力学性能的影响 试验结果指出，在应变速率超过 以后， 材料的力学性能就显著地受到应变速率的影响。使构件的应 变速率 超过 的荷载，习惯上称为动荷载。 3mm/mm/s d d = t 3mm/mm/s 一、应变速率对材料力学性能的影响
样为学说动一分 320 动荷载 300 0 2 280 260 静荷载 b240 220 200 020406080100 低碳钢 O(MPa/s) 应力速率与屈服极限的关系 二、应力速率对材料力学性能的影响 在实验室内测定材料的屈服极限时,加载速率也就是试 样中的应力速率
应力速率与屈服极限的关系 0 20 40 60 80 100 320 300 280 260 240 220 200 ss (MPa ) s ·(MPa/s) 低碳钢 O s 1 静荷载 2 动荷载 二、应力速率对材料力学性能的影响 在实验室内测定材料的屈服极限时，加载速率也就是试 样中的应力速率
得学说动一分滑 §163温度对材料力学性能的影响 温度对材料力学性能的影响 E(GPa) ,y(%) 216 100 总趋势: 177 E 90 137 80 温度升高,E、∝、O下降; o(MPa) 700 70 O δ、v增大。 600 60 但在260°以前随温度的升高,500 50 o反而增大,同时δ、v却减小。400 40 但象低碳钢这种在260°以前的特300 30 200 20 征,并非所有的钢材都具有。 100 10 0100200300400500CC)
温度对材料力学性能的影响 §16–3 温度对材料力学性能的影响 但在260°以前随温度的升高， sb反而增大，同时、却减小。 但象低碳钢这种在260°以前的特 征，并非所有的钢材都具有。 总趋势: 温度升高,E、sS 、sb下降； 、 增大。 ( C) s (MPa) E(GPa) 0 100 200 300 400 500 216 177 137 700 600 500 400 300 200 100 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 ,(%) E s S s b
样为学说动一分 o(MPa) δ(%) 2000 80 1750 70 1500 60 1250 50 O02 1000 750 30 500 20 250 10 0 -200-1000100200300400500600700800(C) 温度对铬锰合金力学性能的影响
温度对铬锰合金力学性能的影响 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 s (MPa) ( C) s b s 0.2 80 70 60 50 40 30 20 10 0 (%)
被料力学能动一 P(kn P(KN 30 30 253C 196°C 20 253°C -196°C 20 A20C 10 +20C 10 00 △(mm)0 △l(mm) 10 15 0 510 15 温度降低,塑性降低,强度极限提髙
P(kN) - - - - - - 0 5 10 15 30 20 10 0 C +20 C −196 C −253 Dl(mm) - - - 0 5 10 15 30 20 10 0 C +20C −196 C −253 P(kN) Dl(mm) 温度降低，塑性降低，强度极限提高
得学说动一分滑 §1 16-4温度与时间对材料力学性能的影响·蠕变与松弛 一、蠕变: 在一定的高温下,即使构件上的应力不变,塑性变形却随时 间而缓慢增加,直至破坏。这种现象称为蠕变 加静载 经过较长 时间后 注意:应力没增加,杆自己在长长!P
一、蠕变： 在一定的高温下，即使构件上的应力不变，塑性变形却随时 间而缓慢增加，直至破坏。这种现象称为蠕变。 注意：应力没增加，杆自己在长长！ §16–4 温度与时间对材料力学性能的影响 · 蠕变与松弛 P 经过较长 时间后 P 加静载
料学说一公带 构件的工作段不能超过稳定阶段! 破坏 阶段E 加速阶段 稳定阶段 D 不稳定 阶段 C B O 材料的蠕变曲线
构件的工作段不能超过稳定阶段！ t O A B C D E 不稳定 阶段 稳定阶段 加速阶段 破坏 阶段 0 材料的蠕变曲线