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本节主要内容

2.4  材料拉伸和压缩时的力学性能

力学性能：材料在外力作用下表现的有关变形、破坏方面的特性。

一.  试验条件及试验仪器

1. 试验条件：常温(20℃)； 静载（极其缓慢地加载）； 标准试件。

2. 试验仪器：多功能材料试验机、游标卡尺、变形仪

二. 低碳钢试件的拉伸图（P-△l 图）

1.拉伸图 ( P-△l 曲线 )：

2.应力应变图 ：表示应力和应变关系的曲线。

为了消除试样尺寸的影响，把拉力F 除以试样的原始面积A，得正应力；同时把Δl 除以标距的原始长度l ，得到应变。

三. 低碳钢试件的应力应变曲线

1.   弹性阶段   (oa段)

弹性变形：外力卸去后能恢复的变形

塑性变形：外力卸去后不能恢复的变形

(1) 比例段

(2) 曲线段 

2. 屈服阶段

当应力超过b点后，试样的荷载基本不变而变形却急剧增加，这种现象称为屈服。

表面磨光的试样屈服时，表面出现45°的滑移线。

3. 强化阶段

过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力， 要使它继续变形必须增加拉力。这种现象称为材料的强化 。

卸载定律：若加载到强化阶段的某一点d 停止加载,并逐渐卸载,在卸载过程中,荷载与试样伸长量之间遵循直线关系的规律称为材料的卸载定律。

冷作硬化：在常温下把材料预拉到强化阶段然后卸载,当再次加载时,试样在线弹性范围内所能承受的最大荷载将增大，这种现象称为冷作硬化。

冷作硬化：

(1）局部或整体上提高了材料的强度和硬度，降低了塑性。

(2）冷拔高强度钢丝充分利用了冷作硬化现象。

(3) 在悬索结构中有广泛的应用。

4. 局部变形阶段 （颈缩阶段）

过e点后，试样在某一段内的横截面面积显著地收缩，出现颈缩现象，一直到试样被拉断。

延伸率δ≧5%的材料，称作塑性材料 ；延伸率δ<5%的材料，称作脆性材料 。

注意：

 (1) 低碳钢的σs，σb都是以相应的抗力除以试样横截面的原面积所得，实际上此时试样直径已显著缩小，因而它们是名义应力。  

 (2) 低碳钢的强度极限σb是试样拉伸时最大的名义应力，并非断裂时的应力。  

 (3) 超过屈服阶段后的应变还是以试样工作段的伸长量除以试样的原长而得， 因而是名义应变(工程应变)。

四. 其它塑性材料拉伸时的力学性能

一般都有明显的弹性阶段和较大的塑性变形

五. 无明显屈服现象的塑性材料 

规定:以产生0.2％的塑性应变所对应的应力作为屈服极限，并称为名义屈服极限，用σ0.2来表示。

六. 铸铁拉伸时的力学性能

没有屈服现象和颈缩现象,只能测出其拉伸强度极限

 七. 材料压缩时的力学性能

1. 试验条件及试验仪器

（1）试验条件：常温、静载、短圆柱状试样。

（2）试验仪器：多功能材料试验机

2. 低碳钢压缩时的力学性能

（1）压缩时E、σs与拉伸时相同

（2）压缩时无强度极限

3.铸铁压缩时的力学性能

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