材料力学第一章二拉伸过程中的变形及力学性能指标演示文稿

抗变形的能力。这时，要使材料继续变形需要增大应力。经过屈服滑 移之后，材料重新呈现抵抗继续变形的能力，称为应变硬化。
应变硬化特性：金属材料有一种阻止继续塑性变形的能力。 塑性应变是硬化的原因，硬化是塑性变形的结果。
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一、基本概念
（12）塑性（ plasticity ）：材料断裂前发生塑性变形（不可逆永久变 形）的能力 ，也即固体材料在外力作用下能稳定地产生永久变形而不 破坏其完整性(不断裂、不破损）的能力。
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一、基本概念
（4）刚度（ stiffness）：指物体（固体）在外力作用下抵抗变形的 能力，可用使产生单位形变所需的外力值来量度。刚度越高，物体表 现越硬。
（5）弹性比功（elastic specific work）： 表示材料吸收弹性变形功 的能力，弹性比能、应变比能，决定于弹性模量和弹性极限（即材料 由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力）。
静力韧度值：材料在静拉伸时单位体积断裂前所吸收的功，是 强度和塑性的综合指标
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二、知识点
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弹性变形
弹性变形及其实质
（1）弹性（概念？）变形表现：可逆性变形。不论是在加载期还是卸 载期内，应力与应变之间都保持单值线性关系且弹性变形量比较小， 金属一般不超过0.5%～1%，陶瓷一般低于0.1%（~0.01%），高分子 材料一般在200% （100~1000%）以上。
再次进行同向或反向加载，会产生残余伸长应力（弹性极限或屈服极 限）增加或降低的现象。其基本定量指标是包申格应变，与金属材料 中位错运动所受的阻力变化有关。
（9）塑性变形（plastic deformation）：材料在外力作用下产生的永 久不可恢复的变形。方式：滑移和孪生。
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一、基本概念
（10）屈服现象和屈服点/屈服极限（yield point/yield limit）： 屈服现象：拉伸试验过程中，外力不增加（恒定）试样仍能继
续伸长，或外力增加到一定数值时突然下降，随后在外力不增加或上 下波动情况下，试验继续伸长变形的现象
屈服点/屈服极限：呈现屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外 力不增加（保持恒定） 仍然能继续伸长的应力。
（11）应变硬化/形变强化（strain hardening，strain strengthening）： 在材料的拉伸/压缩实验中，材料经过屈服阶段之后，又增强了抵
（2）弹性模量的大小反应了材料抵抗外力的能力
（3）工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力，其值 越大，则在相同应力下产生的弹性变形越小。
单晶表现出弹性各向异性，多晶各向同性（伪各向异性）。 弹性模量与原子间作用力（主要）和原子间距有关。原子间作用力取决于材 料原子本性和晶格类型，故弹性模量主要取决于材料的原子本性和晶格类型。
（1）简单应力状态的胡克定律
（a）单向拉伸:
y
y
E
x
z
y
y
E
（b）剪切: G
（c）扭转:
G E
2(1 )
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弹性变形
胡克定律
（2）广义的胡克定律
实际上机件的受力状态都比较复杂，应力往往是两向或三向的。在 复杂应力状态下，用广义胡克定律描述应力与应变的关系：
1
1 E
[
1
( 2
3 )]
2
（2）弹性变形（elastic deformation）：材料在外力作用下产生变形， 当外力去除后恢复其原来形状，这种随外力消失而消失的变形。
（3）弹性模量（ elastic modulus，modulus of elasticity）：是表征材料 弹性的物理参数，是指材料在弹性变形范围内，应力和对应的应变的比 值E=σ/ε，也是材料内部原子之间结合力强弱的直接量度。
断面收缩率（ ψ） A1 A0 100 %
A0
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一、基本概念
（12）韧度/韧性： 韧度（ tenacity/toughness ）: 是度量材料韧性的力学性能指标，
其中又分为静力、冲击和断裂韧度（static 、impact、fracture toughness ）。
韧性（ toughness ）：是材料的力学性能，它是材料断裂前吸收 塑性功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。
பைடு நூலகம்
1 E
[
2
( 3
1)]
3
1 E
[
3
( 1
2 )]
式中 σ1、 σ2、 σ3 ——主应力；ε1、 ε2、 ε3 ——主应变 主应力中有压应力时，则为负。 应变为正表示伸长，为负表示缩短。
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弹性变形
弹性模量
（1） 是表征材料弹性的物理参数，材料在弹性变形范围内，应力和对应的应 变的比值（ E=σ/ε ），也是材料内部原子之间结合力强弱的直接量度。
（2）实质：晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。
（3）解释：双原子模型
➢ 当原子间相互平衡因受力 而受到破坏时，原子的位置 必须作相应的调整，即产生 位移，而原子的位移总和在 宏观上就表现为变形。
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弹性变形
胡克定律：用来表征材料或微小单元应力-应变之间关系的规律
，包括单向拉伸、剪切和扭曲、广义。
延展性（ ductility）：材料经受塑性变形而不破坏的能力。 金属材料断裂前的所产生的塑性变形由均匀塑性变形和集中塑性
变形两部分构成（没有不均匀屈服塑性变形，因为只有低碳钢才是那种 应力-应变曲线）。
塑性指标（ plasticity index ）：
断后伸长率（δ）
L1 L0 L0
100 %
材料力学第一章二拉伸过程中的 变形及力学性能指标演示文稿
优选材料力学第一章二拉伸过程 中的变形及力学性能指标
第一章(二) 知识要点
1、拉伸过程中的弹性变形 2、拉伸过程中的塑性变形 3、相应的力学性能指标
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一、基本概念
（1）弹性（elasticity）：是指物体（材料）本身的一种特性，发生形 变后可以恢复原来的状态的一种性质。
（6）滞弹性（anelasticity）：在弹性范围内加快加载或卸载后，随 时间延长产生附加弹性应变的现象。
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一、基本概念
（7）循环弹性（cyclic elasticity）：在交变载荷（振动）下材料吸 收不可逆变形功的能力。
（8）包申格效应（Bauschinger′s effect，Bauschinger effect）: 简单地说，就是经过预先加载产生少量塑性变形后的金属材料，