文档介绍：材料力学
第十六章
第十六章材料力学性能的进一步研究
§16–1 概述
§16–2 应变速率及应力速率对材料力学性能的影响
§16–3 温度对材料力学性能的影响
§16–4 温度与时间对材料力学性能的影响· 蠕变与松弛
§16–5 冲击荷载下材料的力学性能·冲击韧度·转变温度
材料力学性能的进一步分析
§16–1 概述
前面第一章中介绍了材料在高温、静载(用准静态试验)拉伸、压缩时的力学性能。实际的结构物或构件往往是在比较复杂的条件下工作的,例如,石油化工设备中有些机器的工作温度很低,而内燃机或燃气轮机的工作温度很高;汽轮机的叶片在高温下长期受很大的离心力作用;预应力钢筋混凝土中的预应力钢筋或钢丝束则在常温下长期在很高的预拉应力下工作;桥梁、吊车梁以及绝大多数的动力机械所受荷载多是随时间交替变化的;风动机械、气锤、常规武器则经常受到冲击载荷的反复作用,等等。因此在强度计算时常需考虑这些因素对材料力学性能的影响。
材料力学性能的进一步分析
§16–2 应变速率及应力速率对材料力学性能的影响
试验结果指出,在应变速率超过以后,材料的力学性能就显著地受到应变速率的影响。使构件的应变速率超过的荷载,习惯上称为动荷载。
一、应变速率对材料力学性能的影响
材料力学性能的进一步分析
应力速率与屈服极限的关系
0 20 40 60 80 100
320300280260240220200
ss (MPa)
s (MPa/s)
·
低碳钢
O
s
e
1
静荷载
2
动荷载
二、应力速率对材料力学性能的影响
在实验室内测定材料的屈服极限时,加载速率也就是试样中的应力速率。
温度对材料力学性能的影响
材料力学性能的进一步分析
§16–3 温度对材料力学性能的影响
但在260°以前随温度的升高, b反而增大,同时、却减小。但象低碳钢这种在260°以前的特征,并非所有的钢材都具有。
总趋势:
温度升高,E、S 、b下降;
、增大。
0 100 200 300 400 500
216177137700600500400300200100
10090
80
70
60
50
40
30
20
10
E
d
材料力学性能的进一步分析
温度对铬锰合金力学性能的影响
20001750150012501000
750
500
250
0
-200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800
20001750150012501000
750
500
250
0
-200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800
d
80
70
60
50
40
30
20
10
0
材料力学性能的进一步分析
P(kN)
-
-
-
-
-
-
0 5 10 15
302010
0
Dl(mm)
-
-
-
0 5 10 15
302010
0
P(kN)
Dl(mm)
温度降低,塑性降低,强度极限提高
一、蠕变:
在一定的高温下,即使构件上的应力不变,塑性变形却随时间而缓慢增加,直至破坏。这种现象称为蠕变。
注意:应力没增加,杆自己在长长!
材料力学性能的进一步分析
§16–4 温度与时间对材料力学性能的影响· 蠕变与松弛
P
经过较长时间后
P
加静载
材料力学性能的进一步分析
构件的工作段不能超过稳定阶段!
e
t
O
A
B
C
D
E
不稳定阶段
稳定阶段
加速阶段
破坏阶段
e0
材料的蠕变曲线