应力-应变图
- 应力-应变曲线表明了材料的性质,如
- 他们是否脆,韧性或聚合物
- 取决于它们遵循胡克定律
- 它们是否表现出弹性和/或塑性行为
- 他们的价值杨氏模量
- 每种材料都有独特的应力-应变曲线
脆
- 脆性材料被定义为
在塑性变形之前断裂的材料
- 对于易碎的材料:
- 在材料断裂的断点之前,都表现出弹性行为
- 无塑性变形,加卸载曲线相同
- 脆性材料包括:玻璃、陶瓷
脆性材料的应力-应变图
韧性
- 延展性材料被定义为
一种能承受较大塑性变形而不断裂的材料
- 对于延展性材料:
- 它们通常经历弹性变形,直到其弹性极限
- 在此之后,它们在达到最终拉应力和断点之前经历塑性变形
- 由于这个原因,它们可以很容易地被锤成薄片或拉成长线
- 延展性材料包括:铜
韧性材料的应力-应变图
聚合物
- 聚合物材料的定义是:
由长而重复的分子链组成的物质
- 对于高分子材料:
- 它们在断裂前可以承受很大的拉伸应力
- 没有塑性变形,但卸载曲线与加载曲线不同,部分能量以热能的形式损失掉了
- 高分子材料包括:橡胶、聚乙烯
高分子材料的应力-应变图
不同材料的应力-应变图直至其断裂应力
- 应力-应变图上有一些重要的点,有些点与力-延伸图相似
应力-应变图上所示的要点
- 应力-应变图所特有的关键点是:
- 的弹性应变能每单位体积储存的是区域在图的胡克定律(直线)区域
- 屈服应力:
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- 单位面积上的力,使材料在应力轻微增加时塑性伸展
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- 打破点:
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- 此时的应力是断裂应力
- 这是一种材料在断裂前所能承受的最大应力
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- 弹性地区:
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- 图像的区域直到弹性极限
- 在这个地区,材料会回到它原来的形状当施加的力被移除时
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- 塑料地区:
- 图的区域弹性极限后
- 在这个地区,物质已经永久变形并将不当施加的力被移除时,它会恢复到原来的形状
工作的例子
下图显示了铜线的应力-应变曲线。从图中,声明的值:
(a)断裂应力
(b)塑性变形开始时的应力
(部分)
第一步:定义破裂压力
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- 断裂应力是材料断裂前所能承受的最大应力。这是图上最后一点的应力
步骤2:根据图确定断裂应力
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- 在断裂点的y轴上画一条线
断裂应力为190 MPa
部分(b)
步骤1:定义塑性变形
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- 塑性变形是指材料永久变形,一旦施加的力被移除,就不会恢复到原来的形状
- 这在曲线上显示出来
步骤2:确定图形上塑性变形处的应力
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- 在图形开始弯曲的地方,在y轴上画一条直线
塑性变形开始于应力为130 MPa