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一、屈服应力是什么二、拉力试验机中抗拉强度和屈服强度的区别三、屈服强度的工程意义
屈服应力是多少
1.屈服应力是多少
在材料拉伸或压缩过程中,当应力达到一定值时,应力略有增加,而应变急剧增加。这种现象叫做产量。材料屈服时的法向应力是材料的屈服应力。
流体的屈服应力意味着,对于某些非牛顿流体,流体只有在施加的剪切应力很小且不流动时才会变形。当剪应力增加到一定值时,流体开始流动。此时的剪切应力称为流体的屈服应力。
2、屈服应力测定方法
金属的弹性变形达到极限后,其强度会在很小的范围内波动,然后开始塑性变形。这一点是屈服点,此时的应力称为屈服应力或屈服强度。屈服点之前,一般金属的变形与拉力接近一级线性关系,屈服点之后,变成二级线性关系(抛物线),即拉力增加很少,但变形相对较大。
对于多晶材料,材料塑性变形的屈服应力一般取残余应变为0.2%时所增加的应力,即所谓的σ0.2。另一种方法是将弹塑性阶段应力-应变曲线的外推交点视为屈服应力。
3.影响屈服强度的因素
影响屈服强度的内部因素包括键、结构、结构和原子性质。
如果将金属的屈服强度与陶瓷和聚合物材料的屈服强度进行比较,可以看出粘结的影响是根本性的。从微观结构的影响来看,影响金属材料屈服强度的强化机制有四种,即:(1)固溶强化;(2)变形强化;(3)沉淀强化和弥散强化;(4)晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是提高工业合金材料屈服强度最常用的方法。在这些强化机制中,前三种机制不仅提高了材料的强度,而且降低了塑性。只有细化晶粒和亚晶,才能提高强度和塑性。
影响屈服强度的外部因素包括温度、应变率和应力状态。
随着温度的降低和应变速率的增加,材料的屈服强度增加,尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感,导致钢的低温脆化。应力状态的影响也非常重要。虽然屈服强度是反映材料内在性能的重要指标,但屈服强度值随应力状态的不同而不同。
拉伸试验机中拉伸强度和屈服强度的差异
拉伸试验机广泛用于各种材料的研发、检验和测试,如五金、金属、橡胶塑料、鞋类、皮革、服装、电线、电缆、端子等。测试其拉伸、撕裂、剥离、抗压、弯曲等材料,功能齐全,应用广泛。
1.抗拉强度:当钢材屈服到一定程度时,由于内部晶粒的重排,其抗变形能力再次提高。虽然此时变形发展迅速,但它只能随着应力的增加而增加,直到应力达到最大值。此后,钢的抗变形能力明显降低,在最薄弱的部位出现大的塑性变形,试样截面迅速收缩,出现缩颈现象,甚至出现断裂失效。钢在拉伸断裂前的最大应力值称为强度极限或拉伸强度。
2.屈服强度:当应力超过弹性极限时,变形迅速增加。此时,除了弹性变形之外,还会发生一些塑性变形。当应力达到点B时,塑性会急剧增加,曲线上出现一个小的波动平台。这种现象叫做产量。这一阶段的最大和最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。
屈服强度的工程意义
屈服强度的工程意义:对于塑性材料,传统强度设计方法以屈服强度为标准,规定许用应力[σ]=σys/n,安全系数n一般取2以上;对于脆性材料,抗拉强度为标准,规定允许应力[σ]=σb/n,安全系数n一般取6。
需要注意的是,按照传统的强度设计方法,这将不可避免地导致片面追求材料的高屈服强度。然而,随着材料屈服强度的增加,材料的脆性断裂强度降低,材料的脆性断裂风险增加。
屈服强度不仅是直接使用的,也是工程中材料某些力学行为和工艺性能的粗略度量。例如,材料屈服强度增加,对应力腐蚀和氢脆敏感。该材料具有屈服强度低、冷成型性能和焊接性能好等特点。因此,屈服强度是材料性能中不可或缺的重要指标。试验机通常用来测试屈服强度。