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應變曲線

補充:0  瀏覽:6343  發布時間:2014-9-25


  在工程中,應力和應變是按下式計算的:


  應力(工程應力或名義應力)σ=P/A。,應變(工程應變或名義應變)ε=(L-L。)/L。


  式中,P為載荷;A。為試樣的原始截面積;L。為試樣的原始標距長度;L為試樣變形后的長度。


  這種應力-應變曲線通常稱為工程應力-應變曲線,它與載荷-變形曲線相似,只是坐標不同。從此曲線上,可以看出低碳鋼的變形過程有如下特點:


  當應力低于σe時,應力與試樣的應變成正比,應力去除,變形消失,即試樣處于彈性變形階段,σe為材料的彈性極限,它表示材料保持完全彈性變形的最大應力。


  當應力超過σe后,應力與應變之間的直線關系被破壞,并出現屈服平臺或屈服齒。如果卸載,試樣的變形只能部分恢復,而保留一部分殘余變形,即塑性變形,這說明鋼的變形進入彈塑性變形階段。σs稱為材料的屈服強度或屈服點,對于無明顯屈服的金屬材料,規定以產生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限。



  當應力超過σs后,試樣發生明顯而均勻的塑性變形,若使試樣的應變增大,則必須增加應力值,這種隨著塑性變形的增大,塑性變形抗力不斷增加的現象稱為加工硬化或形變強化。當應力達到σb時試樣的均勻變形階段即告終止,此最大應力σb稱為材料的強度極限或抗拉強度,它表示材料對最大均勻塑性變形的抗力。


  在σb值之后,試樣開始發生不均勻塑性變形并形成縮頸,應力下降,最后應力達到σk時試樣斷裂。σk為材料的條件斷裂強度,它表示材料對塑性的極限抗力。


  上述應力-應變曲線中的應力和應變是以試樣的初始尺寸進行計算的,事實上,在拉伸過程中試樣的尺寸是在不斷變化的,此時的真實應力S應該是瞬時載荷(P)除以試樣的瞬時截面積(A),即:S=P/A;同樣,真實應變e應該是瞬時伸長量除以瞬時長度de=dL/L。下圖是真應力- 真應變曲線,它不像應力-應變曲線那樣在載荷達到最大值后轉而下降,而是繼續上升直至斷裂,這說明金屬在塑性變形過程中不斷地發生加工硬化,從而外加應力必須不斷增高,才能使變形繼續進行,即使在出現縮頸之后,縮頸處的真實應力仍在升高,這就排除了應力-應變曲線中應力下降的假象。

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