• / 12
  • 下载费用:10 金币  

金属塑性变形的力学特点

关 键 词:
金属 塑性变形 力学 特点
资源描述:
金属塑性变形的力学特点 主讲教师:黄金田 实验目的 1.通过低碳钢拉伸实验,了解金属塑 性变形的基本现象与特点。 2.了解金属变形的主要阶段。 实验设备及材料 60T万能材料试验机 光滑圆柱形低碳钢拉伸试样。 实验原理 在材料拉伸试验机上对被测的标准金属材料试样施加轴向静 拉力P,试样在外力作用下产生变形。若将低碳钢试样从试验开 始直到被拉断前所受的拉力P,与其所对应的变形Δl绘制成曲线 ,可以得到如图所示的拉伸曲线。 低碳钢的拉伸曲线 p p点为比例极限点点为比例极限点 e e点为弹性极限点点为弹性极限点 s s点为屈服点点为屈服点 b b点为拉断前能承受的最大载荷点点为拉断前能承受的最大载荷点 k k点为拉断点点为拉断点 通常以σ和应变ε来代替P和Δl,由此绘制成的曲线称为应力-应 变曲线,反映了金属塑性变形过程典型的力学行为。 当载荷到达e点以前,载荷全部卸去后,试样即行完全回复到原有 的形状、尺寸与性能,而且无论是加载还是卸载,试样的形状、尺寸与 某一瞬时的外载荷有关,沿着完全同一的路径发生,应力应变之间存在 统一的关系——虎克定律,即σ=Eε。载荷超过e点时,试样开始产生塑 性变形,此时即使完全除去载荷也会留下永久变形。 当载荷继续增加到s点时,试样承受的载荷不再增加,但试样仍继 续产生塑性变形,应力-应变曲线出现近似水平线段,这种现象称为材 料的屈服。s点是金属材料从弹性状态转变成塑性状态的标志,对应的 应力称为屈服强度用σs表示,为弹性变形与塑性变形的分界点。 当载荷继续增加至b点时,试样发生不均匀变形,截面出现局部变 细的缩颈现象,所以b点又是简单拉伸时材料失稳的临界点,此处有 dP=0或dε=0,缩颈处呈现三向拉应力状态,酝酿着断裂。当变形量迅 速增大至k点时试样被拉断。b点的拉力是试样在拉断前所能承受的最大 载荷,所对应的应力σb为抗拉强度。可见弹性变形、塑性变形和断裂是 金属变形的三个基本阶段。 在塑性变形阶段上的某点g,卸除外载荷时,延伸量已达 oj的试样将沿gh卸载到应力为零,且gh几乎平行于op。卸 载完毕后,试样残存永久变形量oh,只有一部分变形量hj 得到回复。其中能回复的部分为弹性变形,应力应变关系 曲线上任一点g(ε,σ)所对应的应变量是: 加载时,即σdσ0时,有新的塑性变形发生,应力应 变关系一般是非线性的,可表示为: 卸载时,即σdσ≤0时,不发生新的塑性变形,而只有 弹性变形回复,应力应变仍是线性的。 在塑性变形阶段,如将卸载过的试样重新加载,即可发 现拉伸曲线是以h点为起点,几乎沿着hg回升,在达到g点 之前,即使应力可能超过σs,但试样并不发生屈服,只有当 应力达到g点后,塑性变形才重新出现,以后的曲线仍然沿 着gbk发展下去,这时的拉伸曲线就是hgbk。g点的应力就 是试样重新加载时新的屈服应力,如果重复上述卸载、加 载过程,就可发现重新加载时屈服应力沿gb线上升,这一 现象称为应变硬化,工程上又称冷作硬化或加工硬化。 金属塑性变形的特点 1. 弹性变形、塑变形共存; 2. 加载、卸载过程不同的应力应变关系; 3. 应力应变关系与加载历史有关 ; 4. 金属塑性变形过程伴随有机械性能的变化 。 实验步骤与方法 1.试样准备:先将低碳钢圆棒试样表面用细砂纸打 光,测量断面尺寸,按10d确定标距长度;并将 标距长度分成10等分,用铅笔划上标记点。 2.在60KN材料试验机上将上述试样进行静态拉伸 实验,并记录拉伸载荷曲线上有关载荷和延伸量 等数据,观察屈服现象;屈服后继续拉伸到一定 塑性变形量,然后卸载到载荷为零,记录相应硬 化现象,并记录下相应的载荷与尺寸,最后拉断 。 3.取下试样,测量拉断后的尺寸,如断口不在试样 中部,应参照标距与等分线进行必要的修正才可 计算出最大延伸量。 实验过程 实验数据记录表 项项 目 屈服点 第一次 卸 载载 第一次 重新屈服 第二次 卸 载载 第二次 重新屈服 最大 载载荷 断裂 载载荷 载载荷 P/N 应应力 σ/MPa 位移 △L/m m 应变应变 ε/% 实验报告要求 1.简述实验目的及主要步骤;记录试验设备型号 及有关参数,试样材质及基本尺寸。 2. 将有关实验数据填入表。 3. 根据拉伸曲线与所记录的数据,分析金属变形主 要阶段和塑性变形的各种现象及基本特点。 注:考虑到后续课程还有专门的硬化曲线(即真应 力应变曲线实验),为简便起见,本实验的应力 、ε均采用条件应力和条件应变,即=P/F0, ε=△L/L0×100%,F0为试样的原始断面积,L0为 试样的原始标距长度。 谢谢大家!
展开阅读全文
  麦档网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:金属塑性变形的力学特点
链接地址:https://www.maidoc.com/p-16012023.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

copyright@ 2018-2020 maidoc.com版权所有  文库上传用户QQ群:3303921 

麦档网为“文档C2C模式”,即用户上传的文档所得金币直接给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的金币归上传人(含作者)所有。
备案号:蜀ICP备17040478号-3  
川公网安备:51019002001290号 


收起
展开