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拉伸曲線分析

文檔名稱: 拉伸曲線分析
文檔類型: doc文檔
文檔語言: 簡體中文
文檔大小: 799 KB
上傳者: 网赌被黑
文檔等級: 文檔等級
發布時間: 2012-11-16
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文檔簡介:

第 1 階段:彈性變形階段(oa)兩個特點 

 a 從宏觀看,力與伸長成直線關係,彈性伸長與力的大小和試樣標距長短成 正比,與材料彈性模量及試樣橫截麵積成反比。
 b 變形是完全可逆的。
 加力時產生變形,卸力後變形完全恢複。從微觀上看,變形的可逆性與材料 原子間作用力有直接關係,施加拉力時,在力的作用下,原子間的平衡力受到破 壞,為達到新的平衡,原子的位置必須作新的調整即產生位移,使外力、斥力和 引力三者平衡,外力去除後,原子依靠彼此間的作用力又回到平衡位置,使變形 恢複,表現出彈性變形的可逆性,即在彈性範圍保持力一段時間,卸力後仍沿原 軌跡回複。Oa 段變形機理與高溫條件下變形機理不同,在高溫保持力後會產生 蠕變,卸力後表現出不可逆性。
 由於在拉伸試驗中無論在加力或卸力期間應力和應變都保持單值線性關係, 因此試驗材料的彈性模量是 oa 段的斜率,用公式求得:
E=σ/ε
oa 線段的 a 點是應力-應變呈直線關係的最高點,這點的應力叫理論比例極 限,超過 a 點,應力-應變則不再呈直線關係,即不再符合虎克定律。比例極限 的定義在理論上很有意義,它是材料從彈性變形向塑性變形轉變的,但很難準確 地測定出來,因為從直線向曲線轉變的分界點與變形測量儀器的分辨力直接相 關,儀器的分辨力越高,對微小變形顯示的能力越強,測出的分界點越低,這也 是為什麽在最近兩版國家標準中取消了這項性能的測定, 而用規定塑性 (非比例) 延伸性能代替的原因。

 第 2 階段:滯彈性階段 (ab)

在此階段,應力-應變出現了非直線關係,其特點是:當力加到 b 點時然後 卸除力,應變仍可回到原點,但不是沿原曲線軌跡回到原點,在不同程度上滯後 於應力回到原點,形成一個閉合環,加力和卸力所表現的特性仍為彈性行為,隻 不過有不同程度的滯後,因此稱為滯彈性階段,這個階段的過程很短。這個階段 也稱理論彈性階段,當超過 b 點時,就會產生微塑性應變,可以用加力和卸力形 成的閉合環確定此點,當加卸力環第 1 此形成開環時所對應的點為 b 點。

第 3 階段:微塑性應變階段 (bc)

是材料在加力過程中屈服前的微塑性變形部分,從微觀結構角度講,就是多 晶體材料中處於應力集中的晶粒內部, 低能量易動位錯的運動。 塑性變形量很小, 是不可回複的。大小仍與儀器分辨力有關。

第 4 階段:屈服階段 (cde)

這個階段是金屬材料的不連續屈服的階段,也稱間斷屈服階段,其現象是當 力加至 c 點時,突然產生塑性變形,由於試樣變形速度非常快,以致試驗機夾頭 的拉伸速度跟不上試樣的變形速度,試驗力不能完全有效的施加於試樣上,在曲 線這個階段上表現出力不同程度的下降,而試樣塑性變形急劇增加,直至達到 e 點結束,當達到 c 點,在試樣的外表麵能觀察到與試樣軸線呈 45 度的明顯的滑 移帶,這些帶稱為呂德斯帶,開始是在局部位置產生,逐漸擴展至試樣整個標距 內,宏觀上,一條呂德斯帶包含大量滑移麵,當作用在滑移麵上的切應力達到臨 界值時, 位錯沿滑移方向運動。 在此期間, 應力相對穩定, 試樣不產生應變硬化。 C 點是拉伸試驗的一個重要的性能判據點, 範圍內的最低點也是重要的性能判 de 據點,分別稱上屈服點和下屈服點。e 點是屈服的結束點,所對應的應變是判定 板材成型性能的重要指標。

第 5 階段: 塑性應變硬化階段 (ef)

屈服階段結束後,試樣在塑性變形下產生應變硬化,在 e 點應力不斷上升, 在這個階段內試樣的變形是均勻和連續的, 應變硬化效應是由於位錯密度增加而 引起的,在此過程中,不同方向的滑移係產生交叉滑移,位錯大量增殖,位錯密 度迅速增加,此時必須不斷繼續施加力,才能使位錯繼續滑移運動,直至 f 點。 f 點通常是應力-應變曲線的最高點(特殊材料除外) ,此點所對應的應力是重 要的性能判據。

第 6 階段:縮頸變形階段(fg)

力施加至 f 點時,試驗材材料的應變硬化與幾何形狀導致的軟化達到平衡, 此時力不再增加,試樣最薄弱的截麵中心部分開始出現微小空洞,然後擴展連接 成小裂紋,試樣的受力狀態由兩向變為三向受力狀態。裂紋擴展的同時,在試樣 表麵可看到產生縮頸變形,在拉伸曲線上,從 f 點到 g 點力是下降的,但是在試 樣縮頸處,由於截麵積已變小,其真應力要大大高於工程應力。試驗達到 g 點試 樣完全斷裂。

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