拉伸试验的作用及试样的形状及尺寸[教育]doc下载_爱问共享资料
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简介：本文档为《拉伸试验的作用及试样的形状及尺寸[教育]doc》，可适用于初中教育领域，主题内容包含拉伸试验的作用及试样的形状及尺寸教育拉伸试验的作用及试样的形状及尺寸答:作用:测定材料的弹性强度塑性应变硬化和韧性等许多重要力学性能指标形状:光滑圆符等。
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所需积分：01. 拉伸试验的作用及试样的形状及尺寸 答:作用：测定材料的弹性，强度，塑性，应变硬化和韧性等许多重要力学性能指标；
形状:光滑圆柱试件，板状试件；
尺寸：①圆柱形拉伸试件：试件的标距长度Lo应比Do要大得多，通常Lo＞5Do； 板状拉伸试件：标距长度Lo应满足下列关系式：Lo5.65Ao 或11.3Ao；其中Ao为试件的初始面积。 2. 应力状态柔度系数的物理意义及应用？ 答：应力状态柔度系数：在各种加载条件下，最大切应力τmax与最大正应力σmax之比，记为α，α=τmax/σmax.。α（拉伸）α（扭转）α(压缩) 3. 金属材料的弹性不完善性包括那几个方面? 答：弹性不完善性是指收到应力作用是，没有立即发生相应的弹性应变去除应力时应变也不是随即消失，包括弹性后效，弹性滞后，包申效应三个方面。 4. 金属材料使用过程和生产过程对材料有什么要求？（强度和塑性） 答：在进行材料选择时，设计师必须首先考虑强度，导电性或导热性，密度及其他性能。然后，在考虑材料的加工性能和使用行为（其中材料的可成塑性，机械加工性，电稳定性，化学持久性及辐照行为是重要的。）以及成本和材料来源。 所谓强度是指金属材料在静载荷作用下，材料抵抗变形和破坏（断裂）的能力成为强度。根据外力的作用方式，有多种强度指标，如抗拉强度，抗弯强度，抗剪强度等。一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的招标。 机械零件在使用时，一般不允许发生塑性变形，所以屈服强度是大多数机械零件设计时选材的主要依据也是评定金属材料承载能力的重要机械性能指标。材料的屈服强度越高，允许的工作应力越高，零件所需的截面尺寸和自身重量就可以较小。 材料发生屈服后，到最高点应力达最大值σb。在这以后，试样产生“缩颈”，迅速伸长，应力明显下降，最后断裂。试样裂前能够承受的最大应力值σb称为抗拉强度或强度极限。如果单从保证零件不产生断裂的安全角度考虑，可用作为设计依据，但所取的安全系数应该大一些。 材料在外力作用下，产生永久残余变形而不被断裂的能力，称为塑性。塑性指标也主要是通过拉伸试验测得的。工程上常用延伸率和断面收缩率作为材料的塑性指标。屈服强度与抗拉强度的比值σs/σb称为屈强比。屈强小，工程构件的可靠性高，说明即使外载或某些意义外因素使金属变形，也不至于立即断裂。但屈强比过小，则材料强度有效利用率太低。延伸率和断面收缩率的值越大，表示材料的塑性越好。塑性对材料进行冷塑变形有重要的意义。此外，工件的偶然过载，可因塑性变形而防止突然断裂，工件的应力集中处，也可因塑性变形使应力松弛，从而使工件不至于过早断裂。这就是大多数机械零件除要求一定强度指标外，还要求一定塑性指标的道理。 材料的δ和ψ值越大，塑性越好。两者相比，用ψ表示塑性更接近于材料真实应变。 5. 表示脆性材料的力学性能的参量有哪些？ 答：弹性模量和脆性断裂强度。 6. 工程中测定材料的硬度最常用的方法？ 答：测定硬度方法有很多，有压入法，回跳法和刻划法三大类。最常用的是压入法，根据加载速率的不同分为动载入压入法和静载压入法。超声波硬度，肖氏硬度和锤击式布氏硬度属于动载实验法。布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度和显微硬度同于静载压入发。 7. 弹性模量的影响因素？材料弹性常数有哪些？ 答：1）纯金属的弹性模量：除了过度族金属除外，一般地讲弹性模量E与原子半径r之间存在下列关系：E=k/rm，式中K与m均为常数，m>1。这表明E随原子半径增大而减小，亦即随原子间距离增大而减小。过度族金属的弹性模量较大，并且d层电子数等于6时弹性模量具有最大值； 2）合金元素的影响：化学成分的重大改变和具有高弹性模量的第二相质点可以使弹性模量发生显著的变化。 3）温度，通常温度升高是原子间距离增大，原子间结合力减弱。因此弹性模量总是随温度升高而降低。 4）加载速率。金属的弹性变形速度很快，远远超过一般的加载速率，因此，一般工程技术中的加载速率不会影响金属的弹性模量。 5）冷变形。冷变形稍稍降低金属的弹性模量。 材料的弹性常数有：正弹性模量E和切变模量G，泊松比υ也是弹性常数，但他与E,G有下列关系E=2(1+υ)G 8. 断裂按照断裂机制分为哪几大类？ 答：解理断裂，沿晶断裂，微孔聚合型的延性断裂。 9. 理论断裂强度的应用范围？ 答：晶体结构比较完整的晶体 10. 断裂力学主要用来处理哪方面的问题? 答：断裂力学市是研究裂纹体强度与寿命特别是裂纹扩展规律的科学，是固体力学的一门新分支，又称裂纹力学，与损伤力学成为姊妹学科，共成为破坏力学。 研究对象：裂纹体。 研究目标：主要预防控制低应力脆性断裂。 研究内容：裂纹的萌生机制，扩展规律，闭合理论以及动态起始与传播-止裂等。 研究任务：求的各类材料的断裂韧度，建立物体的断裂判据，研究裂纹的扩展规律，研究载荷与腐蚀共同作用下的断裂问题。 11. 多晶体金属塑性变形的特点？ 答：多晶体金属塑性具有如下一些特点： 1） 各晶体变形的不同时性和不均匀性 2） 各晶体变形的相互协调性 12. 脆性端口和延性端口的特点？ 答：脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状；延性断裂的断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45°.用肉眼或放大镜观察时，端口呈纤维状，灰暗色。 13. 裂纹体变形的形式?最危险的形式？ 答：裂纹体的三种变形模式 1） Ⅰ型或张开型(最危险) 外加拉应力与断裂面垂直，使裂纹张开，即为Ⅰ型或张开型 2） Ⅱ型或滑开型 外加应力平行于裂纹面并垂直于裂纹前缘线，即为Ⅱ型或滑开型 3） Ⅲ型或撕开型 外加应力即平行于裂纹面又垂直于裂纹前缘线，即为Ⅲ型或撕开型 14. 材料脆性――韧性转变影响因素？ 答：1.应力状态及其柔度系数 应力状态可以用切应力和正应力表示，只有切应力引起材料塑性变形，简单的讲切应力促进塑性变形，对塑性变形有利；拉应力促进断裂，不利于塑性和韧性。且柔度系数越大，应力状态越柔，越易变形而较不易开裂，越处于韧性状态 2.温度和加载速率的影响 温度对屈服强度影响很大，因为温度有助于激活F-R位错运动，使滑移易于进行。随温度升高，断裂应力σc变化不大，而屈服强度σs变化很大，两者交点为韧脆转变温度，低于此温度为脆断，高于此温度为韧断。加载速率的提高，而相对变形速率增加，超过某一限度时会限制塑性变形发展，提高形变抗力，增加脆性倾向 3.材料的微观结构影响 a.各晶类型影响 面心立方晶格金属，一般不出现韧脆转换而处于韧性状态，没有韧脆转变；体心立方晶格韧脆转变受温度及加载速率影响很大，易发生解理断裂。 b.成分影响
含碳质量分数增加，塑性变形抗力增加，不仅冲击韧性降低，而且韧性转变温度明显提高 c．晶粒大小的影响
晶粒细，滑移距离短，在障碍前塞积的位错数目少，相应的应力集中较小，需要消耗更多能量；晶界对裂纹扩展有阻碍作用。晶粒愈细化，愈易处于韧性状态，降低了韧脆转变温度，提高了韧性和塑性。 15.小木虫 --- 700万学术达人喜爱的学术科研平台
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材料的屈服强度，抗拉强度计算公式---请教
有没人知道，材料的屈服强度，抗拉强度计算公式，能不能告知一下，谢谢
应力除以应变
原帖由&&于
17:18 发表 ( b0 ?" S6 @6 l' T; ~/ I
应力除以应变 * B6 u9 d% {% m3 W! p7 `, F
呵呵，要打假（版主）了。
找本《材料力学》LOOK。
这些强度都是通过实验得到的,不是计算出来的,通过查手册可以得到.
A3钢屈服强度240MPa抗拉强度380MPa
45钢屈服强度355MPa抗拉强度600MPa
有计算公式：屈服强度=屈服点拉力/试样截面积，极限强度=极限点拉力/试样截面积，屈服点和极限点的拉力数据要做材料试样的拉力试验才能得到。不过所有材料的屈服强度和极限强度都可以在材料手册或材料的标准中查到。看来，你还必须补一下材料力学课啊！
[ 本帖最后由 chxwu986 于
23:15 编辑 ]
恩，都挺有道理的，呵呵
好像是有公式的 再找找
有关拉力测试的一般强度&&计算公式抗拉强度（tensile strength）抗拉强度计算公式
抗拉强度（& & & & бb& & & & ）指材料在拉断前承受最大应力值。1 p( d9 w4 S$ b( P8 B7 h. P+ t
抗拉强度（tensile& & & & strength）拉力机，拉力试验机，万能材料试验机测试* S0 i4 K4 d5 G! X% q. ^
定义：试样拉断前承受的最大标称拉应力。. g8 V8 a6 m&&J# G5 t* `. J
抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为RM，单位为MPA。
试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度或者强度极限（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为：σ=Fb/So$ H&&W. f9 O' j
式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）；& & & & So--试样原始横截面积，mm2。抗拉强度（& & & & Rm）指材料在拉断前承受最大应力值。
当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。6 c) N' n' T1 J. m
单位:N/mm2(单位面积承受的公斤力)9 v. G( G' x( l% n+ b
拉力试验机+ J' E% B&&Z5 w5 U&&O
抗拉强度：Tensile& & & & strength.拉力机，拉力试验机，万能材料试验机
抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度
目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用上海发瑞仪器的拉力机，万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定!& & & & 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。
单位:kn/mm２（单位面积承受的公斤力）
抗拉强度：extensional& & & & rigidity.( }) K( e3 X8 }. b
抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度0 j7 t/ A3 p5 o3 a( A
目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定!3 n0 }, V5 g3 S$ H; |- ]
拉伸强度（tensile& & & & strength）拉力机，拉力试验机，万能材料试验机是指材料产生最大均匀塑性变形的应力。目前国内测量拉伸强度比较普遍的方法是采用上海发瑞仪器的拉力机，万能材料试验机等来进行材料拉伸强度的测定!0 M1 m- O+ T/ d1 P
（1）& & & & 在拉伸试验中，试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度，其结果以MPa表示。有些错误的称之为抗张强度、抗拉强度等。
（2）& & & & 用仪器测试样拉伸强度时，可以一并获得拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等数据。! S2 F: c# w9 z! b
（3）& & & & 拉伸强度的计算：0 J- k2 R2 _: C" Q
σt& & & & =& & & & p& & & & /（& & & & b×d）
式中，σt为拉伸强度（MPa）；p为最大负荷（N）；b为试样宽度（mm）；d为试样厚度（mm）。6 s* M9 l* ]8 R% c5 X
注意：计算时采用的面积是断裂处试样的原始截面积，而不是断裂后端口截面积。5 [3 q( w1 y" G6 M3 \) z4 P% b
弯曲强度：材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定挠度时能承受的最大应力，用公斤/厘米2[帕]表示
杆件在受弯时其断面的上部是受压区,而下面是受拉区.以矩形匀质断面为例,受压、受拉区的最外沿的强度就叫做弯曲强度。它与弯矩成正比与断面模数成反比。目前国内测量弯曲强度比较普遍的方法是采用上海发瑞仪器的拉力机，万能材料试验机等来进行材料弯曲强度的测定!
可由下公式表示：σ=KM/W& & & & 其中K为安全系数，M为弯矩，W就是断面模数，不同的断面就有不同的断面模数可在材料力学手册中查到。一般材料的抗弯强度，采用三点抗弯。0 q4 |$ `* g* @; M4 t' ~9 T' Y* H
R=(3F*L)/(2b*h*h)/ s# F: B" R- {&&n% ^& M
F—破坏载荷
h—厚度. e2 E+ ^* L9 x2 G% a0 |* F
拉力机，拉力试验机，万能材料试验机: }& |* n2 I, G6 A&&J; {
材料拉伸的应力-应变曲线
yield& & & & strength
是材料屈服的临界应力值。
（1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是在屈服点在应力（屈服值）；（2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的永久形变）时的应力。通常用作固体材料力学机械性能的评价指标，是材料的实际使用极限。因为材料屈服后产生颈缩，应变增大，使材料失去了原有功能。
当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度（σs或σ0.2）。
有些钢材（如高碳钢）无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形（0.2％）时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（yield& & & & strength）。* F; A9 Y5 ?1 S9 f" c9 j
首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销不能恢复原来形状，形状发生变化）, J( D+ @" I3 W2 f7 o
目前国内测量屈服强度比较普遍的方法是采用上海发瑞仪器的拉力机，拉力试验机，万能材料试验机等来进行材料屈服强度的测定!/ N; L4 y&&N6 l5 W4 }, m
屈服强度的计算公式：σ=F/S，其中σ为屈服强度，单位为“帕”，对塑性材料来讲F为材料屈服时所受的最小的力，单位为“牛”，对脆性材料来讲F为材料发生塑性变形量为原长的0.2%时所受的力，单位还是：“牛”，S为受力材料的横截面积，单位为“平方米”。' I4 b, G" ^' Q2 D2 {2 K7 c# E5 `
拉力机，拉力试验机，万能材料试验机弹性模量; p: v3 v& L+ s% Y9 }
拼音:tanxingmoliang
英文名称：Elastic& & & & Modulus，又称& & & & Young& & & & 's& & & & Modulus（杨氏模量）
定义：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。
单位：达因每平方厘米。8 a4 P1 [, U1 e& l8 `
意义：弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。) m7 b2 q- q6 O4 r' U1 p- {
说明:又称杨氏模量。弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性t变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示，单位为牛/米^2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量，用G表示；压缩形变时的模量称为压缩模量，用K表示。模量的倒数称为柔量，用J表示。7 m8 z' p! t( _6 e7 _1 j( G
拉伸试验中得到的屈服极限бb和强度极限бS& & & & ，反映了材料对力的作用的承受能力，而延伸率δ& & & & 或截面收缩率ψ，反映了材料缩性变形的能力，为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度，在实际工程结构中，材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的，这是因为一旦零件按应力设计定型，在弹性变形范围内的服役过程中，是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单为应变的负荷为该零件的刚度，例如，在拉压构件中其刚度为：
式中& & & & A0为零件的横截面积。&&F5 v' H3 E6 a' x9 N" f
由上式可见，要想提高零件的刚度E& & & & A0,亦即要减少零件的弹性变形，可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积，刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性，对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此，构件的理论分析和设计计算来说，弹性模量E是经常要用到的一个重要力学性能指标。
在弹性范围内大多数材料服从胡克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E，也叫杨氏模量。
弹性模量& & & & 在比例极限内，材料所受应力如拉伸，压缩，弯曲，扭曲，剪切等）与材料产生的相应应变之比，用牛/米^2表示& & & & 。# N* [& L' \/ F. D! T: ?
弹性模量：材料的抗弹性变形的一个量，材料刚度的一个指标。
它只与材料的化学成分有关，与其组织变化无关，与热处理状态无关。各种钢的弹性模量差别很小，金属合金化对其弹性模量影响也很小。! ?+ [% w/ `; Y( k9 q# }
目前国内测量弹性模量比较普遍的方法是采用上海发瑞仪器的拉力机，拉力试验机，万能材料试验机等来进行材料弹性模量计算的测定!) u1 U$ b3 ]: i7 j! c
弹性模量计算公式
E=（ΔF/S0)/(Δ1/Le1),简化就是E=（ΔF*Le1）/（S0*Δ1)
其中，ΔF——应力(一般是0.5MPa到1/3轴向极限力的差值）
Le1——测量标距（一般15cm）, M4 w1 Y3 a( R&&Q" `
S0——混凝土试块承压面积（注意15*15cm和10*10cm是不一样的）- x5 E0 f! ~& U$ H; A
Δ1——应变(一般是0.5MPa到1/3轴向极限力之间的变形）
一本机械设计手册，全都有
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