應變曲線

應變曲線

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。(應力:物體由於外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時,在物體內各部分之間產生相互作用的內力,以抵抗這種外因的作用,並試圖使物體從變形後的位置恢復到變形前的位置。,應變:由外力使物體尺寸或形狀發生相對變化的現象。)

stress-straincurve

應變曲線 應變曲線

應變曲線

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為試樣變形後的長度。
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:
當應力低於σe時,應力與試樣的應變成正比,應力去除,變形消失,即試樣處於彈性變形階段,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後,應力與應變之間的直線關係被破壞,並出現屈服平台或屈服齒。如果卸載,試樣的變形只能部分恢復,而保留一部分殘餘變形,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,對於無明顯屈服的金屬材料,規定以產生0.2%殘餘變形的應力值為其屈服極限。
當應力超過σs後,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值之後,試樣開始發生不均勻塑性變形並形成縮頸,應力下降,最後應力達到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。

應變曲線 應變曲線

應變曲線

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後轉而下降,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,即使在出現縮頸之後,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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