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物理学

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对材料强度进行测量的最简单的方法是什么? 画出测量的示意图,写出典型的测试结果,并对曲线的各段所发生的变化给以说明。

正确答案: 测量材料力学性能的最基本方法是单向拉伸试验。

如图所示将试样做成标准的形状和尺寸,让后将两边固定在拉伸设备上,以匀速的拉伸速度拉伸样品,把作用在样品上的力和所引起的伸长自动的记录下来绘出负荷-伸长曲线,这种曲线叫拉伸曲线。为了排除断面积和样品长度的影响,将负荷和伸长换算成应力和应变,然后绘成一条曲线或应力-应变曲线,如图所示。σ=F/S,ε=△L/L
其中,
①负荷较小时(OP),试验时伸长同负荷成正比的增加,保持直线关系,负荷撤除后,试样可以完全恢复到原来的状态,属于弹性形变范围。负荷超过Fp后,拉伸曲线开始偏离直线,保持直线关系的最大负荷,是比例极限的负荷Fp。
②在P-e阶段,应力-应变曲线偏离直线,但卸荷后试样仍然恢复原状。这种变形是弹性变形区域。一般来说Fp与Fe是很接近的。
③当负荷大于Fe再卸荷时(eA),试样的伸长只能部分的恢复,而保留一部分残余变形。卸荷后的残余变形是塑性变形。开始产生微量塑性变形的负荷是弹性极限的负荷Fe。
④负荷增加到一定值时(AC),负荷指示器(测力计刻度盘)的指针停止转动或开始回转,拉伸图上出现了平台,在此负荷不增加或减小的情况下,试样还是继续伸长,这种现象叫做屈服。屈服阶段的最小负荷是屈服的负荷Fs。屈服后,金属开始明显的塑性变形,试样表面出现滑移带,形成不均匀塑性变形。
⑤在屈服阶段以后(CB),开始均匀塑性变形阶段,负荷随变形重新增加。这种随塑性变形的增加变形抗力不断增加的现象叫做加工硬化。负荷达到一个最大值Fb后,试样的某一部位截面积开始急剧缩小,出现颈缩,以后的变形就主要集中在缩颈附近。
⑥由于缩颈处试样截面积急剧减小,致使负荷下降(Bk)。拉伸图上的最大负荷,是强度极限的负荷Fb。
⑦负荷达到FK时,试样断裂。这个负荷称为断裂负荷。
答案解析:
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