力學(xué)性能試驗(yàn)包括哪些拉伸力學(xué)試驗(yàn)相關(guān)問題

———力學(xué)性能試驗(yàn)包括哪些拉伸力學(xué)試驗(yàn)相關(guān)問題

力學(xué)性能試驗(yàn)一般有拉伸試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、應(yīng)力松弛試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)等。拉伸試驗(yàn)是指在承受軸向拉伸載荷下測(cè)定材料特性的試驗(yàn)方法。利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長(zhǎng)率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它拉伸性能指標(biāo)。低碳鋼的應(yīng)力－應(yīng)變曲線

a、拉伸過程的變形：

彈性變形，屈服變形，加工硬化（均勻塑性變形），不均勻集中塑性變形。

b、相關(guān)公式：

工程應(yīng)力=F/A0；工程應(yīng)變=L/L0；比例極限P；彈性極限；屈服點(diǎn)S；抗拉強(qiáng)度b；斷裂強(qiáng)度k。

真應(yīng)變e=ln(L/L0)=ln(1+)；真應(yīng)力s=(1+)=e指數(shù)e為真應(yīng)變。

c、相關(guān)理論：

真應(yīng)變總是小于工程應(yīng)變，且變形量越大，二者差距越大；真應(yīng)力大于工程應(yīng)力。

彈性變形階段，真應(yīng)力真應(yīng)變曲線和應(yīng)力應(yīng)變曲線基本吻合；塑性變形階段兩者出線顯著差異。關(guān)于彈性變形的問題

a、相關(guān)概念

彈性：表征材料彈性變形的能力

剛度：表征材料彈性變形的抗力

彈性模量：反映彈性變形應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系的常數(shù)，E=/；工程上也稱剛度，表征材料對(duì)彈性變形的抗力。

彈性比功：稱彈性比能或應(yīng)變比能，是材料在彈性變形過程中吸收變形功的能力，評(píng)價(jià)材料彈性的好壞。

包申格效應(yīng)：金屬材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，再同向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低的現(xiàn)象。

滯彈性：（彈性后效）是指材料在快速加載或卸載后，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能。

彈性滯后環(huán)：非理想彈性的情況下，由于應(yīng)力和應(yīng)變不同步，使加載線與卸載線不重合而形成一封閉回線。

金屬材料在交變載荷作用下吸收不可逆變形功的能力，稱為金屬的循環(huán)韌性，也叫內(nèi)耗

b、相關(guān)理論：

彈性變形都是可逆的。

理想彈性變形具有單值性、可逆性，瞬時(shí)性。但由于實(shí)際金屬為多晶體并存在各種缺陷，彈性變形時(shí)，并不是完整的。

彈性變形本質(zhì)是構(gòu)成材料的原子或離子或分子自平衡位置產(chǎn)生可逆變形的反映

單晶體和多晶體金屬的彈性模量，主要取決于金屬原子本性和晶體類型。

包申格效應(yīng)；滯彈性；偽彈性；粘彈性。

包申格效應(yīng)消除方法：預(yù)先大塑性變形，回復(fù)或再結(jié)晶溫度下退火。

循環(huán)韌性表示材料的消震能力。關(guān)于塑形變形的問題

a、相關(guān)概念

滑移：滑移系越多，塑性越好；滑移系不是唯一因素（晶格阻力等因素）；滑移面受溫度、成分和變形的影響；滑移方向比較穩(wěn)定

孿生：fcc、bcc、hcp都能以孿生產(chǎn)生塑性變形；一般在低溫、高速條件下發(fā)生；變形量小，調(diào)整滑移面的方向

屈服現(xiàn)象：退火、正火、調(diào)質(zhì)的中、低碳鋼和低合金鋼比較常見，分為不連續(xù)屈服和連續(xù)屈服；

屈服點(diǎn)：材料在拉伸屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，s；

上屈服點(diǎn)：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力值，su；

下屈服點(diǎn)：試樣屈服階段中最小應(yīng)力，sl；

屈服平臺(tái)（屈服齒）：屈服伸長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的水平線段或者曲折線段；

呂德斯帶：不均勻變形；對(duì)于沖壓件，不容許出現(xiàn)，防止產(chǎn)生褶皺。

屈服強(qiáng)度：表征材料對(duì)微量塑性變形的抗力

連續(xù)屈服曲線的屈服強(qiáng)度：用規(guī)定微量塑性伸長(zhǎng)應(yīng)力表征材料對(duì)微量塑性變形的抗力

（1）規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力p：

（2）規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力r：試樣卸除拉伸力后，其標(biāo)距部分的殘余伸長(zhǎng)達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力；殘余伸長(zhǎng)的百分比為0.2%時(shí)，記為r0.2

（3）規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力t：試樣標(biāo)距部分的總伸長(zhǎng)（彈性伸長(zhǎng)加塑性伸長(zhǎng)）達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。

晶格阻力（派納力）；位錯(cuò)交互作用阻力

Hollomon公式：S=Ken，S為真應(yīng)力，e為真應(yīng)變；n硬化指數(shù)0.1~0.5，n=1,完全理想彈性體，n=0，沒有硬化能力；K硬化系數(shù)

縮頸是：韌性金屬材料在拉伸試驗(yàn)時(shí)變形集中于局部區(qū)域的特殊現(xiàn)象。

抗拉強(qiáng)度：韌性金屬試樣拉斷過程中最大試驗(yàn)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。代表金屬材料所能承受的最大拉伸應(yīng)力，表征金屬材料對(duì)最大均勻塑性變形的抗力。與應(yīng)變硬化指數(shù)和應(yīng)變硬化系數(shù)有關(guān)。等于最大拉應(yīng)力比上原始橫截面積。

塑性是指金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性）變形的能力。

b、相關(guān)理論

常見的塑性變形方式：滑移，孿生，晶界的滑動(dòng)，擴(kuò)散性蠕變。

塑性變形的特點(diǎn)：各晶粒變形的不同時(shí)性和不均勻性（取向不同；各晶粒力學(xué)性能的差異）；各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性（金屬是一個(gè)連續(xù)的整體，多系滑移；VonMises至少5個(gè)的滑移系）。

硬化指數(shù)的測(cè)定：①試驗(yàn)方法；②作圖法lgS=lgK+nlge

硬化指數(shù)的影響因素：與層錯(cuò)能有關(guān),層錯(cuò)能下降，硬化指數(shù)升高；對(duì)金屬材料的冷熱變形也十分敏感；與應(yīng)變硬化速率并不相等。

縮頸的判據(jù)（