文档介绍：教学目标重点难点教学内容小结作业第四章材料的力学性能与强度设计2019/9/41教学目标教学目标:;;;首页2019/9/:杆件的强度设计。难点:材料和构件的失效分析。首页重点难点2019/9/.1金属材料拉压时的力学性能所谓材料的力学性能,就是材料在受力过程中在强度和变形方面所表现出的性能。材料的力学性能都是通过实验得出的。实验不仅是确定材料的力学性质的唯一方法,而且也是建立理论和验证理论的重要手段。低碳钢和铸铁在一般工程中应用比较广泛,它们在拉伸或压缩时的力学性质也比较典型,故本节主要介绍这两种材料在常温(就是指室温)、静载(就是指加载速度缓慢平稳)情况下的力学性能。,静力拉伸和压缩实验是最简单和最重要的,因此我们以此为例说明试验过程。拉伸试验前,把材料做成具有一定形状和尺寸的标准试件,如图4-1所示。2019/9/46对于圆形截面的试样,其工作长度(标距)与横截面直径的比例定为:(短试件),(长试件);对于横截面积为的矩形截面试样,则规定:或。试验时,将试件的两端装卡在试验机的上、下夹头里,然后对它施以缓慢增加的拉力,直到把试件拉断为止。材料的力学性能工作长度d工作长度面积图4-1试件2019/9/47材料的力学性能返回在试件受力的过程中,随着拉力F的增加,试件的变形(伸长)也逐渐增加。在试验机测力表盘上可以读出一系列的拉力值,同时可测出各时刻的拉力F与标距l值相对应的变形△l为横坐标,根据记录下来的数据,就可描出与每对F、△l值对应的点,连接个点,即可得到表示拉力F与绝对变形△l关系的图线——拉伸图。以Q235钢为例,来讨论低碳钢的力学性质。图4-2(a)是低碳钢的拉伸图。试件的拉伸图与试件的几何尺寸有关。为了消除试件几何尺寸的影响,可改用应力、应变分别作纵坐标和横坐标,得到的是应力与应变关系曲线。此曲线称为应力—应变图或σ-ε图,如图4-2(b)所示(1)低碳钢拉伸时的力学性质2019/9/48σbσeσpσsa´a(a)(b)图4-2拉伸曲线Oghfcb材料的力学性能o2019/9/49材料的力学性能从图中可以看出oa是直线,说明oa范围内应力与应变成正比,即与a点对应的应力,即应力―应变成正比的最高应力值,称为材料的比例极限,以表示。可见只有当应力低于比例极限时,胡克定律才成立。Q235钢的比例极限约为200MPa。下面将图分成四个阶段加以讨论。①弹性阶段2019/9/410