省级精品课程—材料力学 第三章材料在拉伸和压缩时的力学性质 §3.1研究材料力学性质的意义和方法 材料力学性质又称机械性质，它是指材料在外力作用下所表现出的变形和破坏的特性， 如弹性、塑性、断裂等，前面所碰到的弹性模量E、泊松比“、容许应口]等也都是材料 的力学性质或与材料力学性质有关的量。研究材料的力学性质不仅是强度、刚度和稳定性计 算的一个重要组成部分，也是指导研制新材料和制定加工工艺技术指标的必要工作。 工程中所采用的材料的品种规格很多，这里只介绍工程中广泛使用的，力学性质比较典 型的几种材料。 构件在外力作用下产生多种变形。因此应当研究不同变形形式下材料的力学性质。解 向拉伸和压缩时的材料力学性质是基本的性质，这是本章介绍的内容。影响材料力学性质的 外部因素还有很多，如加载速度、温度等。本章将着重介绍材料在常温、静载荷条件下的性 质。 研究材料力学性质的主要方法是试验。 §3.2低碳钢的力学性质 一、低碳钢及其试件 钢是主要由铁和碳两种元素组成的材料。通常把含碳量小于0.25%的钢叫做低碳钢， 又称为软钢，它是一种广泛使用的且力学性质很有代表性的材料 为了便于比较试验结果，应将试验材料按国家标准敬成标准试件。不同情况下的试件形 状、加工结府等均不同，一种用干低碳到试验的试件形状如图3】所示。图3」(a)为拉伸 试验的试件，在其中间等直部分，取出长为1的一段作为工作段，1称为标距。标距1与横 截面直径d有两种比例： 1=10d和1=5d 图3-1(b)为压缩试验的试件，通常取1/d为1-3. (ay (b) 对于其他金属材料。也常采用图31所示的试件。 二、低碳钢在拉伸时的力学性质 在轴向拉伸试验时，随着拉力P的缓慢增大，标距1的伸长△1也不断增加，记录不同 时刻的P值和相应的△1值，以△1为横坐标P为纵坐标作一曲线，称为拉伸图，见图3-2， 它表示了拉伸试验过程中P和△1的关系。 拉伸图与试件的尺寸有关。为消除尺寸的影响，以利于讨论，将轴向拉力除以试件横 截面的原始面积A,得横截面上的正应力G=P/A:将伸长量除以标距原始长度L,得工 作段内平均应变￡=△1/1。以￡为横坐标为纵坐标得到应力应变图，见图33。由应力 41 This document is generated by trial version of Print2Flash(www.printflash.com)