金屬材料的力學(xué)性能主要分為強(qiáng)度、成形性、剛度、韌性和耐久性，其中強(qiáng)度性能又包含拉伸、屈服、壓縮、彎曲、剪切、蠕變等，針對(duì)這些材料的不同性能，濟(jì)南眾標(biāo)儀器可分別提供相應(yīng)的測(cè)試解決方案。
以金屬材料拉伸試驗(yàn)為例，使用濟(jì)南眾標(biāo)測(cè)試解決方案進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)配備的TestPilot軟件界面顯示的沿軸向方向進(jìn)行拉伸時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變?cè)囼?yàn)曲線走勢(shì)圖和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T228.1《金屬材料拉伸試驗(yàn)第一部分 室溫試驗(yàn)方法》中的圖1非常相似，該曲線橫坐標(biāo)為應(yīng)變，縱坐標(biāo)為應(yīng)力，根據(jù)金屬材料的性能特征，我們可以對(duì)曲線的特征點(diǎn)做出如下解讀：
1、彈性階段
由上圖可知，oa段是直線，應(yīng)力與應(yīng)變?cè)诖硕纬烧汝P(guān)系，此時(shí)材料符合虎克定律，直線oa的斜率就是材料的彈性模量，直線部分較高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值記作σp，稱(chēng)為材料的比例極限。
當(dāng)曲線超過(guò)a點(diǎn)時(shí)，圖上ab段已不再是直線，說(shuō)明此時(shí)材料已不符合虎克定律。但若在ab段內(nèi)卸載，變形也隨之消失，這說(shuō)明ab段仍為彈性變形階段，所以ab段稱(chēng)為彈性階段。b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值記作σe，稱(chēng)為材料的彈性極限。彈性極限與比例極限非常接近，工程實(shí)際中通常對(duì)二者不作嚴(yán)格區(qū)分，而近似地用比例極限代替彈性極限。
2、屈服階段
當(dāng)曲線超過(guò)b點(diǎn)后，出現(xiàn)了一段波動(dòng)的鋸齒形曲線，這一階段應(yīng)力沒(méi)有增加，而應(yīng)變依在增加，材料似乎失去了抵抗變形的能力，我們把這種應(yīng)力不增加而應(yīng)變顯著增加的現(xiàn)象稱(chēng)作屈服，將bc段稱(chēng)為屈服階段，屈服階段曲線較低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為屈服點(diǎn)（或屈服極限）。如果在屈服階段卸載，材料將出現(xiàn)塑性變形，塑性變形與彈性變形不同，它是卸載后不能改變的變形，被稱(chēng)為永久變形。工程上一般不允許構(gòu)件發(fā)生塑性變形，并把塑性變形作為塑性材料破壞的標(biāo)志，因此屈服點(diǎn)是衡量材料強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)。
3、強(qiáng)化階段
經(jīng)過(guò)屈服階段，曲線從c點(diǎn)又開(kāi)始逐漸上升，說(shuō)明在這一階段要使應(yīng)變?cè)黾樱仨氃黾討?yīng)力，此時(shí)材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱(chēng)作強(qiáng)化，ce段稱(chēng)為強(qiáng)化階段。曲線較高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值記作σb，σb為材料的抗拉強(qiáng)度（或強(qiáng)度極限），是衡量材料強(qiáng)度的又一個(gè)重要指標(biāo)。
4、縮頸斷裂階段
曲線到達(dá)e點(diǎn)前，試件的變形是均勻發(fā)生的，曲線到達(dá)e點(diǎn)，在試件比較薄弱的某一局部（材質(zhì)不均勻或有缺陷處），變形顯著增加，有效橫截面急劇減小，這一階段材料出現(xiàn)了縮頸現(xiàn)象，試件很快被拉斷，所以ef段稱(chēng)為縮頸斷裂階段。
由上文可知，金屬材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖上的每一點(diǎn)都反映了試樣所承受的強(qiáng)度和在該強(qiáng)度下的變形規(guī)律，因此，只有深入了解其中的內(nèi)涵，才能在實(shí)際的力學(xué)性能試驗(yàn)操作中，根據(jù)不同金屬材料的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)數(shù)值并正確解讀試驗(yàn)結(jié)果，為后續(xù)的材料應(yīng)用提供較準(zhǔn)確的試驗(yàn)依據(jù)。
|
