中央品保实验室：孙正存
Tel.,3882225-8285
一：材料力学基本知识二：材料实验机的基本功能内容
content
材力的任務構件 (或零件 ):組成架構或機械的單個部分要求構件在外力作用下必須安全 (正常工作）
強度條件 ︰ 在外力作用下不破壞剛度條件 ︰ 在外力作用下變形不超過一定範圍穩定性條件 ︰ 在外力作用下保持其原有平衡形態材力的任務 ︰ 在滿足強度、剛度和穩定性的要求下，以最經濟的代價設計構件、校核構件。
製造構件必須經濟 ︰ 節約材料，減輕自重應力,是內力的集度，即單位面積上的內力應力的單位,PaN / m 2
1 N / m Pa2? 1
即 帕斯卡
1 M P a = 10 Pa6
1 G P a = 10 Pa9
正應力
p
p c o s
p s in
剪應力
p
杆件的四種基本變形形式 ︰
(1)拉伸或壓縮杆受一對大小相等，方向相反的縱向力，力的作用線與杆軸線重合
(2)剪切杆受一對大小相等，方向相反的橫向力，力的作用線靠得很近
(3)扭轉杆受一對大小相等，方向相反的力偶，
力偶作用面垂直于杆軸線
(4)彎曲杆受一對大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面是包含軸線的縱向面
§ 3-2 材料的拉伸實驗 應力應變圖一、低碳鋼的拉伸實驗
CL3TU1
標準試件標距,通常取 或
l l d l d5 10
l
P
P
A
l
l
O
a
b
c
d
e
1,彈性階段 oab
O
a
b
c
d
e
彈性變形 ︰ 外力卸去后能夠恢復的變形塑性變形（永久變形） ︰ 外力卸去后不能恢複的變形這一階段可分為 ︰ 斜直線 Oa和微彎曲線 ab。
O
a
b
c
d
e
比例極限
p
彈性極限
e
屈服極限
2,屈服階段 bc
O
a
b
c
d
e
上屈服極限 下屈服極限
s
表面磨光的試件，屈服時可在試件表面看見與軸線大致成 45° 傾角的條紋。這是由於材料內部晶格之間相對滑移而形成的，稱為滑移線。
因為在 45° 的斜截面上剪應力最大。
強化階段的變形絕大部分是塑性變形
O
a
b
c
d
e
3,強化階段 cd
強度極限
b
4,頸縮階段 de
O
a
b
c
d
e
CL3TU6
比例極限 σp 屈服極限 σs 強度極限 σb
O
a
b
c
d
e
其中 σs 和 σb 是衡量材料強度的重要指標延伸率,
l l
l
1 100%
CL3TU6
A A
A
1 100%
截面收縮率,
CL3TU6
CL3TU7
冷作硬化現象經過退火后可消除卸載定律 ︰
冷作硬化材料在卸載時應力與應變成直線關係
c
d
f
p?
e
二、其它材料的拉伸實驗對于在拉伸過程中沒有明顯屈服階段的材料，通常規定以產生 0.2％的塑性應變所對應的應力作為屈服極限，並稱為名義屈服極限，用 σ0.2 來表示
02.
02%.O
CL3TU3
沒有屈服現象和頸縮現象,只能測出其拉伸強度極限
b
O
CL3TU4
灰口鑄鐵的拉伸實驗
b
§ 3-3 材料壓縮時的力學性質一般金屬材料的壓縮試件都做成圓柱形狀
CL3TU8
h
d
1 5 3 0.,～
低碳鋼壓縮時的 σ -ε 曲線
CL3TU9
拉伸壓縮
鑄鐵壓縮時的 σ -ε 曲線
CL3TU4
b
b
O?
O?
拉伸 壓縮
b 拉? b 压
§ 3-3 材料壓縮時的力學性質一般金屬材料的壓縮試件都做成圓柱形狀
CL3TU8
h
d
1 5 3 0.,～
︰ 發生應力集中的截面上的最大應力
m ax
0
理論應力集中系數 ︰
m ax
︰ 同一截面上按淨面積算出的平均應力
0
max
§ 3-6 材料力學性質的綜合評述
§ 3-7 許用應力 安全系數的選擇拉压强度条件,m ax m ax [ ]
N
A
[ ]?
u
u
n n
──材料的极限应力
── 大于 的安全系数1
許用應力就是杆件實際應力允許達到的最高限度對于塑性材料
u s
s
s
n
[ ]
對于脆性材料
u b
b
b
n
[ ]
Tel.,3882225-8285
一：材料力学基本知识二：材料实验机的基本功能内容
content
材力的任務構件 (或零件 ):組成架構或機械的單個部分要求構件在外力作用下必須安全 (正常工作）
強度條件 ︰ 在外力作用下不破壞剛度條件 ︰ 在外力作用下變形不超過一定範圍穩定性條件 ︰ 在外力作用下保持其原有平衡形態材力的任務 ︰ 在滿足強度、剛度和穩定性的要求下，以最經濟的代價設計構件、校核構件。
製造構件必須經濟 ︰ 節約材料，減輕自重應力,是內力的集度，即單位面積上的內力應力的單位,PaN / m 2
1 N / m Pa2? 1
即 帕斯卡
1 M P a = 10 Pa6
1 G P a = 10 Pa9
正應力
p
p c o s
p s in
剪應力
p
杆件的四種基本變形形式 ︰
(1)拉伸或壓縮杆受一對大小相等，方向相反的縱向力，力的作用線與杆軸線重合
(2)剪切杆受一對大小相等，方向相反的橫向力，力的作用線靠得很近
(3)扭轉杆受一對大小相等，方向相反的力偶，
力偶作用面垂直于杆軸線
(4)彎曲杆受一對大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面是包含軸線的縱向面
§ 3-2 材料的拉伸實驗 應力應變圖一、低碳鋼的拉伸實驗
CL3TU1
標準試件標距,通常取 或
l l d l d5 10
l
P
P
A
l
l
O
a
b
c
d
e
1,彈性階段 oab
O
a
b
c
d
e
彈性變形 ︰ 外力卸去后能夠恢復的變形塑性變形（永久變形） ︰ 外力卸去后不能恢複的變形這一階段可分為 ︰ 斜直線 Oa和微彎曲線 ab。
O
a
b
c
d
e
比例極限
p
彈性極限
e
屈服極限
2,屈服階段 bc
O
a
b
c
d
e
上屈服極限 下屈服極限
s
表面磨光的試件，屈服時可在試件表面看見與軸線大致成 45° 傾角的條紋。這是由於材料內部晶格之間相對滑移而形成的，稱為滑移線。
因為在 45° 的斜截面上剪應力最大。
強化階段的變形絕大部分是塑性變形
O
a
b
c
d
e
3,強化階段 cd
強度極限
b
4,頸縮階段 de
O
a
b
c
d
e
CL3TU6
比例極限 σp 屈服極限 σs 強度極限 σb
O
a
b
c
d
e
其中 σs 和 σb 是衡量材料強度的重要指標延伸率,
l l
l
1 100%
CL3TU6
A A
A
1 100%
截面收縮率,
CL3TU6
CL3TU7
冷作硬化現象經過退火后可消除卸載定律 ︰
冷作硬化材料在卸載時應力與應變成直線關係
c
d
f
p?
e
二、其它材料的拉伸實驗對于在拉伸過程中沒有明顯屈服階段的材料，通常規定以產生 0.2％的塑性應變所對應的應力作為屈服極限，並稱為名義屈服極限，用 σ0.2 來表示
02.
02%.O
CL3TU3
沒有屈服現象和頸縮現象,只能測出其拉伸強度極限
b
O
CL3TU4
灰口鑄鐵的拉伸實驗
b
§ 3-3 材料壓縮時的力學性質一般金屬材料的壓縮試件都做成圓柱形狀
CL3TU8
h
d
1 5 3 0.,～
低碳鋼壓縮時的 σ -ε 曲線
CL3TU9
拉伸壓縮
鑄鐵壓縮時的 σ -ε 曲線
CL3TU4
b
b
O?
O?
拉伸 壓縮
b 拉? b 压
§ 3-3 材料壓縮時的力學性質一般金屬材料的壓縮試件都做成圓柱形狀
CL3TU8
h
d
1 5 3 0.,～
︰ 發生應力集中的截面上的最大應力
m ax
0
理論應力集中系數 ︰
m ax
︰ 同一截面上按淨面積算出的平均應力
0
max
§ 3-6 材料力學性質的綜合評述
§ 3-7 許用應力 安全系數的選擇拉压强度条件,m ax m ax [ ]
N
A
[ ]?
u
u
n n
──材料的极限应力
── 大于 的安全系数1
許用應力就是杆件實際應力允許達到的最高限度對于塑性材料
u s
s
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n
[ ]
對于脆性材料
u b
b
b
n
[ ]
