拉伸压缩与剪切
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材料力学拉伸压缩与剪切材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科。
在材料力学中,拉伸、压缩和剪切是三种常见的受力方式。
本文将对这三种受力方式进行详细的讨论。
一、拉伸拉伸是将材料的两个端点向相反方向施加力,使材料产生变形和应力的一种受力方式。
在拉伸过程中,应力沿受力方向逐渐递增,直到材料达到其抗拉极限,引起断裂。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中所能承受的最大伸长应力,常用于评价材料的抗拉性能。
材料在拉伸过程中会发生塑性变形和弹性变形。
当应力较小时,材料发生弹性变形,即材料在去除应力后能恢复原状。
当应力较大时,材料发生塑性变形,即材料变形后无法完全恢复原状。
材料的塑性变形通常伴随着颈缩现象,即材料在拉伸过程中发生细颈,最终引起断裂。
在拉伸过程中,材料的变形主要通过断裂面的拉伸和滑移来实现。
断裂面的拉伸是指材料在拉伸过程中,沿断裂面发生直接断裂的现象。
滑移是指材料分子、原子或晶粒之间发生相对滑动的行为。
材料的拉伸性能主要由断裂面的塑性变形和滑移行为共同决定。
二、压缩压缩是将材料的两个端点向相同方向施加力,使材料产生变形和应力的一种受力方式。
在压缩过程中,材料的体积减小,应力沿受力方向逐渐递增,直到材料达到其抗压极限,引起破坏。
抗压强度是指材料在压缩过程中所能承受的最大应力,常用于评价材料的抗压性能。
与拉伸不同,材料在正常应力下的压缩变形主要是弹性变形。
材料在压缩过程中会呈现出不同的弹性阶段,即初期弹性阶段、线弹性阶段和屈服弹性阶段。
初期弹性阶段材料呈现出线性弹性变形;线弹性阶段材料呈现出弹性变形,但变形量不再是线性增加;屈服弹性阶段材料呈现出应力和应变之间非线性关系。
三、剪切剪切是指材料在外力作用下,造成平行于断裂面的错切运动和应力的一种受力方式。
在剪切过程中,材料发生剪切变形,即材料平行于受力方向发生错开运动。
剪切强度是指材料在剪切过程中所能承受的最大剪应力,常用于评价材料的剪切性能。
材料的剪切变形属于塑性变形,主要发生在晶体或晶体之间的滑移面上。