为什么材料试件做屈服极限实验时,断裂面会有不同?(材料屈服阶段为什么应力不变)

2024-06-17 05:48:10  阅读 62 次 评论 0 条

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...碳钢和铸铁在拉断时是什么断口形状?有什么不同?为什么?

断口的形状不同 低碳钢常温拉伸断口一般呈典型的杯椎状断口。,铸铁试样常温拉伸断口基本没有变化(或者说稍微缩小的圆截面),破坏断口与横截面重合,断口粗糙,呈凹凸颗粒状。截断方向不同 铸铁是沿着45°方向,而低碳钢是沿着横截面断裂的。

低碳钢(最典型的即是目前钢结构工程中常用的Q235钢)拉伸时出现明显屈服和颈缩现象,断口周围产生约45°滑移线;铸铁拉伸时不屈服也无颈缩现象,断口整齐。原因:低碳钢拉伸破坏由最大切应力造成;铸铁拉伸破坏由最大拉应力造成。

低碳钢断口有明显的塑性破坏产生的光亮倾斜面,倾斜面倾角与试样轴线近似成(称杯状断口),这部分材料的断裂是由于切应力造成的,中心部分为粗糙平面,塑性越大对应杯状断口越大,中心粗糙平面的面积越小。而铸铁没有任何的倾斜侧面,断口平齐,并垂直于拉应力,属典型的脆性断口。

断口的形状不同:铸铁破坏时断口呈45螺旋曲面,而低碳钢破坏时断口是与轴线垂直的近似平面。断裂的过程不同:低碳钢扭转时发生屈服,加工硬化,最后断裂。塑性变形量较大。铸铁扭转时几乎不发生塑性变形,直接断裂。

铸铁:脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。弹性变形很小,基本无塑性变形,屈服强度与抗拉强度基本相同。于是断面形成拉断断口,不光滑。低碳钢:韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。弹性变形和塑性变形都很大。于是断面为光滑的塑性变剪断面。与剪切间隙,切刀形状相配合。

低碳钢剪切破坏,断口比较光滑,属于剪切破坏。铸铁第一次破坏发生在试样跨度中部,是被拉断,达到第二次破坏载荷时,试样完全丧失抗剪能力,铸铁断口比较粗糙,两次都不是剪切破坏而是弯曲抗应力破坏。

屈服极限和强度极限是不是试件在屈服和断裂时的真实应力?为什么?

1、屈服极限和强度极限是不是试件在屈服和断裂时的真实应力,屈服极限和强度极限是一个对某一材料的力学特性的统计值,具体试件不同,做试验时候的屈服应力和断裂应以也是不一样的。

2、因为σs和σb是通过构件的原始截面面积计算而得,但试件的真实应力σ对应于当时的横截面面积;又因为低碳钢为塑性材料,轴向拉伸时,纵向伸长,横向缩短,故当时的横截面面积小于起始横截面面积。且σ=F/A,所以σs和σb小于试件在屈服和断裂时的真实应力。

3、是屈服和破坏时的真实应力。屈服强度是指在金属材料拉伸过程中,当材料开始产生塑性变形并且变形速率不断减小时的应力值,也就是所谓的屈服点;而抗拉强度是指金属材料在拉伸过程中发生破坏时的最大应力值。

4、材料力学中,应力是当时的拉力除原始截面,真实应力则对应当时的截面,所以屈服极限和强度极限分别低于试样屈服与断裂时的真实应力。

5、强度极限是指零件不破坏到破坏的应力临界值。 (原文件引用一楼“实在想不出”)例如:一个乒乓球其疲劳极限是在球拍正常打击的情况下最多能受多少次打击没有坏,一般以寿命测试来定。屈服极限是当受大多大的力后球被破坏(以球变形为准),一般在实验室用拉力测试仪进行测定。

6、强度极限与屈服极限是通过试验确定的。在拉伸试验过程中,应力达到某一数值后,虽然不再增加甚至略有下降,试件的应变还在继续增加,并产生明显的塑性变形,好像材料暂时失去抵抗变形的能力,这种现象称为材料的屈服。发生屈服现象时的应力,称为材料的屈服极限。

急~~比较低碳钢的屈服极限、强度极限与试样屈服与断裂时断裂时真实应...

因为σs和σb是通过构件的原始截面面积计算而得,但试件的真实应力σ对应于当时的横截面面积;又因为低碳钢为塑性材料,轴向拉伸时,纵向伸长,横向缩短,故当时的横截面面积小于起始横截面面积。且σ=F/A,所以σs和σb小于试件在屈服和断裂时的真实应力。

比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力,国际上常采用σp表示,超过σp时即认为材料开始屈服。弹性极限试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以ReL表示。应力超过ReL时即认为材料开始屈服。

该实现中“看曲线”来观察低碳钢的屈服极限。

低碳钢的韧性比铸铁强,铸铁比低碳钢脆性高。低碳钢的屈服强度高于铸铁。(铸铁很脆,几乎不存在屈服强度),但是铸铁的拉伸强度大于低碳钢,因为铸铁含碳量高于低碳钢。 冲击强度低碳钢明显要优于铸铁。相同点:仍属于弹性变形,但应力与试样的变形不是正比关系。

圆截面试样拉伸试验屈服点和扭转试验屈服点有什么区别和联系?

1、两种实验方法的基本原理不同,其测量的物理量也不同,因此屈服点的定义也有所不同。不过,两种实验方法在评估材料的力学性能方面都有重要意义,可以帮助研究材料的强度、塑性等性能。同时,对于某些材料而言,两种实验方法得出的屈服点可能是相似的,因为它们都反映了材料在超过其弹性极限后的塑性变形行为。

2、拉伸测试是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。扭转测试是测定材料抵抗扭矩作用的一种试验,是材料机械性能试验的基本试验方法之一。

3、屈服点的定义试样在承受拉伸时,当应力超越弹性范围,即使应力不再提升,但材料仍持续产生显著的塑性变形,这个过程就称为屈服。而这时的最小应力值,便被定义为屈服点,它是材料力学性能的关键指标。影响屈服点准确度的因素夹具误差 夹具对屈服点测量的影响不容忽视。

4、低碳钢拉伸和扭转时断裂方式不一样。拉伸的断裂方式是拉断,试件受正应力。表现为断裂截面收缩、断裂后试件总长大于原试件长度。扭转的断裂方式是剪断,试件受切应力。表现为试样表面的横向与纵向出现滑移线,最后沿横截面被剪断,断裂截面面积不变,试件总长不变。

低碳钢与铸铁在扭转破坏时断口不同,为什么

低碳钢拉伸和铸铁在扭转破坏时断裂方式不一样,拉伸的断裂方式是拉断,试件受正应力,表现为断裂截面收缩、断裂后试件总长大于原试件长度。铸铁在扭转破坏使的断裂方式是剪断,试件受切应力,表现为试样表面的横向与纵向出现滑移线,最后沿横截面被剪断,断裂截面面积不变。

根据材料力学知识,铸铁属典型的脆性材料,其抗拉性能较差,破坏符合最大拉应力理论。

破坏截面不一样:低碳钢试件受扭转时沿横截面破坏;铸铁试件受扭转时沿大约45°斜截面破坏,断口粗糙。破坏原因不一样:低碳钢试件破坏是由横截面上的切应力造成的;铸铁试件破坏是由斜截面上的拉应力造成的。

断裂情况不同:扭转试验时低碳钢试件会塑性变形,逐渐成麻花状而断裂;而铸铁试件在扭转试验时,基本上不产生变形,以脆断结束。两者的含碳量不同,材料韧性不同,对扭曲的承受能力不同:两种不同实验结果的原因为低碳钢含碳量低,材料有一定的韧性,对扭曲有一定的承受能力。

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