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20XX
第25讲
授课日期
班 级
章 节 及
课 题
材料在拉伸和压缩时的力学性能
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
，
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
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(％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。
01
02
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σ与ε关系的曲线(图6-8b)，该曲线称为应力~应变曲线或σ ~ ε曲线。
⑴低碳钢试件的拉伸图和应力~应变曲线
拉伸试验
铸铁
图6-11绘出了灰铸铁在拉伸时的σ ~ ε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σ ~ ε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。
01
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一、材料在拉伸时的力学性能
金属材料压缩试验用圆柱形试件，~3倍。非金属材料(如混凝土、石料等)试件为立方块。
压缩试验
低碳钢的压缩试验
图6-12绘出了低碳钢压缩试验的σ ~ ε曲线，与拉伸试验的σ ~ ε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
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σ ~ ε曲线，与拉伸试验的σ ~ ε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。