材料在拉伸和压缩时的力学性能第25讲 授课日期班 级章 节 及 课 题材料在拉伸和压缩时压缩时 的 力学性能复习旧课 要 点斜截面上的应力本 讲 教 学 目的与要求区分低碳钢和铸铁 的力学性能。教学设计 （方法、 教具、 手段、 内容）运用多媒体讲授。教学重点 和 难 点低碳钢的拉伸图的区分。课外作业6.16，6.17课后记录低碳钢的拉压性能和铸铁的性能比较模糊。材料在拉伸和压缩时的力学性能v 不同材料在受力时表现出的力学性 能各不相同。材料的力学性能由试验测 定。低碳钢(含碳量不大于0.25的碳素 钢)和铸铁是在力学性能上具有代表性的 材料，本节主要介绍这两种材料在常温 、静载条件下轴向拉伸和压缩时的力学 性能。一、材料在拉伸时的力学性能 按照国家标准金属拉伸试验试样(GB6397 86)制成标准试件(图6-7)。试件的几何形状和受力条 件都符合轴向拉伸的要求。两端加粗是便于夹装和 避免在装夹部位发生破坏。在试件的等直部分划上 两条相距为l的横线，横线之间的部分作为测量变形 的工作段，称为标距。规定圆截面试件的l 10d(长 试件)，或l =5d(短试件)，d为工作段的直径。1、拉伸试验 标准试件和试验设备拉伸试验一般在万能试验机上进行，它可以对试 件加载，可以测力并自动记录力与变形的关系曲线。 一、材料在拉伸时的力学性能1、拉伸试验将低碳钢试件装在试验机上，缓慢加载，由测力 装置随时可以读出试件所承受的拉力，自动记录装置 绘出试件受力和试件伸长量关系的曲线(图6-8a)，该 曲线称为试件的拉伸图。将拉力除以试件横截面的原 面积A，作为试件工作段的正应力，将试件的伸长量 除以工作段的原长，代表试件工作段的轴向线应变。 按一定的比例将拉伸图转换为与关系的曲线(图6- 8b)，该曲线称为应力应变曲线或 曲线。 低碳钢试件的拉伸图和应力应变曲线一、材料在拉伸时的力学性能1、拉伸试验图6-11绘出了灰铸铁在拉伸时的 曲线，没有直线部分，无屈服和颈缩现象 ，试件拉断时的变形极小。断裂时的应力 为强度极限，它是灰铸铁唯一的强度指标 。一般可近似地将 曲线的绝大部分 看作直线，并认为在这个范围内材料符合 胡克定律。(2)铸铁二、材料在压缩时的力学性能金属材料压缩试验用圆柱形试件，试件的高为 直径的1.53倍。非金属材料(如混凝土、石料等)试 件为立方块。压缩试验1低碳钢的压缩试验图6-12绘出了低碳钢压缩试验的 曲线， 与拉伸试验的 曲线比较，在屈服阶段以前， 两条线基本重合。即低碳钢压缩时的比例极限、屈 服极限、弹性模量均与拉伸时相同。过了屈服极限 之后，试件越压越扁，压力增加，受压面积也增加 ，试件不会被压裂，测不出强度极限。因此，低碳 钢的力学性能指标通过拉伸试验都可以测定。二、材料在压缩时的力学性能铸铁压缩破坏时，破坏面大致与轴线成45角 。铸铁压缩破坏是被剪断的。1低碳钢的压缩试验 2铸铁的压缩试验图6-11绘出了铸铁压缩试验时的 曲线， 与拉伸试验的 曲线比较，曲线相似，但 压缩时的强度极限及塑性应变都比拉伸时大得多 。故脆性材料宜作受压构件。三、 材料的力学性能指标图6-13（a）所示试件的原始形 状和尺寸l（标距），图6-13(b)被拉 断之后拼合在一起的形状和尺寸l1 。标距范围内残留的塑性变形量与 标距的百分比称为断后伸长率，用 表示。 1.弹性指标 弹性模量E。反映材料抵抗拉、压弹性变形的能力。泊松比(横向变形系数) 。反映材料弹性范围内 变形时，横向变形程度与纵向变形程度的关系。 2.塑性指标%三、 材料的力学性能指标1.弹性指标： 2.塑性指标：弹性模量E、泊松比断后伸长率断面收缩率 工程上一般将5的材料称为塑性材科，将5的材料称为脆性材料。屈服极限s : 塑性材料的极限应力3.强度指标强度极限b ：脆性材料的极限应力%