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發(fā)表于 2014-7-8 17:24:47
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有關(guān)拉力測試的一般強(qiáng)度 計(jì)算公式抗拉強(qiáng)度（tensile strength）抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式! A* L, ?% P$ c- v" E" v* D
抗拉強(qiáng)度（ бb ）指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。" o4 ~$ J' `& W2 o% I9 w+ e
抗拉強(qiáng)度（tensile strength）拉力機(jī)，拉力試驗(yàn)機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)測試1 v/ U" C2 Y3 s/ ^: N
定義：試樣拉斷前承受的最大標(biāo)稱拉應(yīng)力。
8 q' C5 n' D0 z& c抗拉強(qiáng)度是金屬由均勻塑性變形向局部集中塑性變形過渡的臨界值，也是金屬在靜拉伸條件下的最大承載能力。對于塑性材料，它表征材料最大均勻塑性變形的抗力，拉伸試樣在承受最大拉應(yīng)力之前，變形是均勻一致的，但超出之后，金屬開始出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，即產(chǎn)生集中變形；對于沒有(或很小)均勻塑性變形的脆性材料，它反映了材料的斷裂抗力。符號為RM，單位為MPA。
7 w+ c( `2 g7 I$ \# u試樣在拉伸過程中，材料經(jīng)過屈服階段后進(jìn)入強(qiáng)化階段后隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時(shí)所承受的最大力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應(yīng)力（σ），稱為抗拉強(qiáng)度或者強(qiáng)度極限（σb），單位為N/mm2（MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計(jì)算公式為：σ=Fb/So
( R( K) |! H6 x8 C# c0 }. b式中：Fb--試樣拉斷時(shí)所承受的最大力，N（牛頓）； So--試樣原始橫截面積，mm2。抗拉強(qiáng)度（ Rm）指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。) L5 V/ R4 j" K7 k) B
當(dāng)鋼材屈服到一定程度后，由于內(nèi)部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重新提高，此時(shí)變形雖然發(fā)展很快，但卻只能隨著應(yīng)力的提高而提高，直至應(yīng)力達(dá)最大值。此后，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，并在最薄弱處發(fā)生較大的塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應(yīng)力值稱為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度。
0 Q/ B$ @2 a; r2 U, s1 r單位:N/mm2(單位面積承受的公斤力)9 f- S- v. _; e- b
拉力試驗(yàn)機(jī)& [/ y. ]2 E+ P; p& m& `
抗拉強(qiáng)度：Tensile strength.拉力機(jī)，拉力試驗(yàn)機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī), q$ Z+ a% y. Z' K$ I9 ~2 K
抗拉強(qiáng)度=Eh，其中E為楊氏模量，h為材料厚度& F. C# u* _ w5 y* ]
目前國內(nèi)測量抗拉強(qiáng)度比較普遍的方法是采用上海發(fā)瑞儀器的拉力機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)等來進(jìn)行材料抗拉/壓強(qiáng)度的測定! 當(dāng)鋼材屈服到一定程度后，由于內(nèi)部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重新提高，此時(shí)變形雖然發(fā)展很快，但卻只能隨著應(yīng)力的提高而提高，直至應(yīng)力達(dá)最大值。此后，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，并在最薄弱處發(fā)生較大的塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應(yīng)力值稱為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度。. ~. J: f# N3 a0 E+ p
單位:kn/mm２（單位面積承受的公斤力）3 C0 j$ m& o8 K- H# M0 |
抗拉強(qiáng)度：extensional rigidity.& [# \ Z6 I4 o
抗拉強(qiáng)度=Eh，其中E為楊氏模量，h為材料厚度# c5 b% g# x/ N9 U2 X7 I
目前國內(nèi)測量抗拉強(qiáng)度比較普遍的方法是采用萬能材料試驗(yàn)機(jī)等來進(jìn)行材料抗拉/壓強(qiáng)度的測定!& e4 w a$ g. ~! t# T
拉伸強(qiáng)度' S; e: L9 ^ p1 j& N# w
拉伸強(qiáng)度（tensile strength）拉力機(jī)，拉力試驗(yàn)機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)是指材料產(chǎn)生最大均勻塑性變形的應(yīng)力。目前國內(nèi)測量拉伸強(qiáng)度比較普遍的方法是采用上海發(fā)瑞儀器的拉力機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)等來進(jìn)行材料拉伸強(qiáng)度的測定!
; g5 O0 x6 f3 Z$ {* m% T（1） 在拉伸試驗(yàn)中，試樣直至斷裂為止所受的最大拉伸應(yīng)力即為拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果以MPa表示。有些錯(cuò)誤的稱之為抗張強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等。3 E- G- K" r" J- |- i. m
（2） 用儀器測試樣拉伸強(qiáng)度時(shí)，可以一并獲得拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力、斷裂伸長率等數(shù)據(jù)。
, A% F$ n& ~- s( h（3） 拉伸強(qiáng)度的計(jì)算：
% ?* l' b7 R* p) `9 U. y" p% _σt = p /（ b×d）/ V% F5 N8 H6 o
式中，σt為拉伸強(qiáng)度（MPa）；p為最大負(fù)荷（N）；b為試樣寬度（mm）；d為試樣厚度（mm）。
/ o; j4 o! g+ f/ m% C# Z. A注意：計(jì)算時(shí)采用的面積是斷裂處試樣的原始截面積，而不是斷裂后端口截面積。/ G! K: B7 g- ?! V; B) {# _5 }' B
彎曲強(qiáng)度：材料在彎曲負(fù)荷作用下破裂或達(dá)到規(guī)定撓度時(shí)能承受的最大應(yīng)力，用公斤/厘米2[帕]表示
* U& y# I0 Y! Z. `( i桿件在受彎時(shí)其斷面的上部是受壓區(qū),而下面是受拉區(qū).以矩形勻質(zhì)斷面為例,受壓、受拉區(qū)的最外沿的強(qiáng)度就叫做彎曲強(qiáng)度。它與彎矩成正比與斷面模數(shù)成反比。目前國內(nèi)測量彎曲強(qiáng)度比較普遍的方法是采用上海發(fā)瑞儀器的拉力機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)等來進(jìn)行材料彎曲強(qiáng)度的測定!- q# G* k5 v) F! q& R: w# M+ S
可由下公式表示：σ=KM/W 其中K為安全系數(shù)，M為彎矩，W就是斷面模數(shù)，不同的斷面就有不同的斷面模數(shù)可在材料力學(xué)手冊中查到。一般材料的抗彎強(qiáng)度，采用三點(diǎn)抗彎。
9 ], r- [/ w) lR=(3F*L)/(2b*h*h)3 U( `9 G7 `; j c' a
F—破壞載荷) ^8 r# ?$ G" J( y5 J5 a
L—跨距3 L; u) m, H$ _, d# K0 `; ^$ t, Q
b—寬度7 x. f, p/ |* ^% {' P- A' T
h—厚度
- [- X- \' d1 P* ^3 { T屈服強(qiáng)度1 `$ u/ r1 F6 A1 x- L
拉力機(jī)，拉力試驗(yàn)機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)+ ?/ j: }# t, J& f" A6 C
材料拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變曲線' _5 }4 R0 K0 y0 |/ w
yield strength# o1 ?3 u' g x7 d$ Y+ b
是材料屈服的臨界應(yīng)力值。0 j1 \# f8 c( [ L) L
（1）對于屈服現(xiàn)象明顯的材料，屈服強(qiáng)度就是在屈服點(diǎn)在應(yīng)力（屈服值）；（2）對于屈服現(xiàn)象不明顯的材料，與應(yīng)力-應(yīng)變的直線關(guān)系的極限偏差達(dá)到規(guī)定值（通常為0.2%的永久形變）時(shí)的應(yīng)力。通常用作固體材料力學(xué)機(jī)械性能的評價(jià)指標(biāo)，是材料的實(shí)際使用極限。因?yàn)椴牧锨螽a(chǎn)生頸縮，應(yīng)變增大，使材料失去了原有功能。
0 @- L7 A7 Q$ ^6 y當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，變形增加較快，此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)后，塑性應(yīng)變急劇增加，曲線出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)的小平臺，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度（σs或σ0.2）。
* ]- |' O: W& y5 u) m有些鋼材（如高碳鋼）無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的塑性變形（0.2％）時(shí)的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度（yield strength）。; q/ ]* E( X1 O8 {) E
首先解釋一下材料受力變形。材料的變形分為彈性變形（外力撤銷可以恢復(fù)原來形狀）和塑性變形（外力撤銷不能恢復(fù)原來形狀，形狀發(fā)生變化）
: h; s; h+ D1 k6 ?% f1 a- |; d目前國內(nèi)測量屈服強(qiáng)度比較普遍的方法是采用上海發(fā)瑞儀器的拉力機(jī)，拉力試驗(yàn)機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)等來進(jìn)行材料屈服強(qiáng)度的測定!- \4 P; o* n3 n: z) U1 I& o, m
屈服強(qiáng)度的計(jì)算公式：σ=F/S，其中σ為屈服強(qiáng)度，單位為“帕”，對塑性材料來講F為材料屈服時(shí)所受的最小的力，單位為“牛”，對脆性材料來講F為材料發(fā)生塑性變形量為原長的0.2%時(shí)所受的力，單位還是：“牛”，S為受力材料的橫截面積，單位為“平方米”。
2 N8 |9 g8 d# m3 {) a! ]拉力機(jī)，拉力試驗(yàn)機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)彈性模量& B2 V4 o4 i) E0 P
拼音:tanxingmoliang% B7 n6 i+ y3 s+ l
英文名稱：Elastic Modulus，又稱 Young 's Modulus（楊氏模量）
j/ l, ^+ M: j$ i" w& Y! L1 j' ~定義：材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系（即符合胡克定律），其比例系數(shù)稱為彈性模量。: U/ S- f) b0 } c
單位：達(dá)因每平方厘米。$ l1 [; w# B, \" S8 h- ?0 h, ^
意義：彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)，相當(dāng)于普通彈簧中的剛度。2 i. C% q1 I) b! u% P: x5 e: k
說明:又稱楊氏模量。彈性材料的一種最重要、最具特征的力學(xué)性質(zhì)。是物體彈性t變形難易程度的表征。用E表示。定義為理想材料有小形變時(shí)應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比。E以單位面積上承受的力表示，單位為牛/米^2。模量的性質(zhì)依賴于形變的性質(zhì)。剪切形變時(shí)的模量稱為剪切模量，用G表示；壓縮形變時(shí)的模量稱為壓縮模量，用K表示。模量的倒數(shù)稱為柔量，用J表示。
: a! }9 o2 F) ]1 }! _/ A拉伸試驗(yàn)中得到的屈服極限бb和強(qiáng)度極限бS ，反映了材料對力的作用的承受能力，而延伸率δ 或截面收縮率ψ，反映了材料縮性變形的能力，為了表示材料在彈性范圍內(nèi)抵抗變形的難易程度，在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，材料彈性模量E的意義通常是以零件的剛度體現(xiàn)出來的，這是因?yàn)橐坏┝慵磻?yīng)力設(shè)計(jì)定型，在彈性變形范圍內(nèi)的服役過程中，是以其所受負(fù)荷而產(chǎn)生的變形量來判斷其剛度的。一般按引起單為應(yīng)變的負(fù)荷為該零件的剛度，例如，在拉壓構(gòu)件中其剛度為：( Y" ~: u Z4 ~' ]* |3 R. H: V9 q
式中 A0為零件的橫截面積。- h: e" k0 y! q r6 } f2 O# g
由上式可見，要想提高零件的剛度E A0,亦即要減少零件的彈性變形，可選用高彈性模量的材料和適當(dāng)加大承載的橫截面積，剛度的重要性在于它決定了零件服役時(shí)穩(wěn)定性，對細(xì)長桿件和薄壁構(gòu)件尤為重要。因此，構(gòu)件的理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算來說，彈性模量E是經(jīng)常要用到的一個(gè)重要力學(xué)性能指標(biāo)。
$ h/ ?7 h4 K8 n在彈性范圍內(nèi)大多數(shù)材料服從胡克定律，即變形與受力成正比。縱向應(yīng)力與縱向應(yīng)變的比例常數(shù)就是材料的彈性模量E，也叫楊氏模量。9 ~. A2 q7 |9 x
彈性模量 在比例極限內(nèi)，材料所受應(yīng)力如拉伸，壓縮，彎曲，扭曲，剪切等）與材料產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)變之比，用牛/米^2表示 。
1 m- p# ]" U; v, y$ C彈性模量：材料的抗彈性變形的一個(gè)量，材料剛度的一個(gè)指標(biāo)。# Y3 Z7 B5 `9 ]& \# q
它只與材料的化學(xué)成分有關(guān)，與其組織變化無關(guān)，與熱處理狀態(tài)無關(guān)。各種鋼的彈性模量差別很小，金屬合金化對其彈性模量影響也很小。
% _8 ?: o; x7 z4 I& q6 {8 ?9 o目前國內(nèi)測量彈性模量比較普遍的方法是采用上海發(fā)瑞儀器的拉力機(jī)，拉力試驗(yàn)機(jī)，萬能材料試驗(yàn)機(jī)等來進(jìn)行材料彈性模量計(jì)算的測定!
' N9 m$ L. [7 L# t) t彈性模量計(jì)算公式5 w4 t8 ]6 D0 `4 A' |
E=（ΔF/S0)/(Δ1/Le1),簡化就是E=（ΔF*Le1）/（S0*Δ1)
' l3 x2 q* K( ^4 v6 u4 K其中，ΔF——應(yīng)力(一般是0.5MPa到1/3軸向極限力的差值）
3 q" [9 c) H# q3 I/ ~7 Y( B7 pLe1——測量標(biāo)距（一般15cm）* ?6 b# _3 A/ x7 R
S0——混凝土試塊承壓面積（注意15*15cm和10*10cm是不一樣的）
$ e; a/ G% I' C+ `7 kΔ1——應(yīng)變(一般是0.5MPa到1/3軸向極限力之間的變形） |
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