拉伸曲線是由拉伸試驗機圖1測出的用來形貌質料的應力與應變之間的關係的曲線拉伸曲線可以反映出質料包羅彈性變形塑性變形和斷裂這三種基本力學行為的相關信息可用來綜合評定質料種種力學性能包羅強度塑性韌性及加工硬化等在科學研究和現實工程應用中作用顯著因此掌握拉伸曲線剖析技巧意義重大,空間四面體的對角線(空間向量線面夾角)
,圖1典型的拉伸試驗測試裝備,典型的質料拉伸曲線如圖2所示根據有無屈服平台橙色橢圓所示應力與應變一階導約為零大致可分為有屈服階段的拉伸曲線如修建鋼和無屈服階段的拉伸曲線如高強鋼變形鋁合金等,
,圖2典型的拉伸曲線橙色橢圓所示為拉伸屈服平台,1拉伸曲線可直接反映的詳細信息,比例極限,p,彈性極限,e,屈服極限,s,條件屈服強度,02,抗拉強度強度極限,b,彈性模量E彈性變形階段應力和應釀成正比例關係即相符胡克定律其比例係數即為彈性模量,延伸率試樣拉伸斷後標距段的總變形L與原標距長L之比LL100和截面縮短率都是形貌質料塑性性能的指標,
,圖3典型拉伸曲線示意圖,2拉伸曲線基本特點,質料差異其拉伸曲線也有所差異但總的來說從初始拉伸至最後斷裂歷程可基本劃分為幾個特徵階段,1彈性階段如圖4所示這個階段分為兩種當應力小於p時應力和應釀成正比跨越比例極限后應力和應變雖然不保持正比關係但變形依然是彈性的卸載后變形完全恢復為零直線斜率E其巨細反映質料抵制彈性變形的一種能力代表了質料的剛度此外質料在發生桿的軸向伸長的同時還發生橫向縮短橫向正應變與縱向正應變之的絕對值稱為質料的泊松比反映質料橫向變形的彈性常數,
,圖4彈性拉升階段拉伸曲線示意圖,2屈服階段如圖5所示在跨越彈性階段后泛起顯著的屈服歷程即曲線沿一水平段上下顛簸即應力增添很少變形快速增添這解釋質料在此載荷作用下宏觀上显示為暫時損失抵制繼續變形的能力微觀上显示為質料內部結構發生急劇轉變從微觀結構註釋這一徵象是由於組成金屬晶體質料結構晶格間的位錯在外力作用下發生有紀律的移動造成的由於質料在這一階段已經發生過量變形一定殘留不能恢復的變形塑性變形因此從屈服階段最先質料的變形就包羅彈性和塑性兩部門,
,圖5屈服階段拉伸曲線示意圖,3強化階段如圖6所示屈服階段竣事後拉伸曲線又泛起上升徵象說明質料恢復了對繼續變形的抵制能力質料若要繼續變形必須施加足夠的載荷若是在這一階段卸載彈性變形將隨之消逝而塑性變形將永遠保留強化階段的卸載路徑與彈性階段平行卸載后若重新加載質料的彈性階段線將加長屈服強度顯著提高塑性將降低這種徵象稱作應變強化或冷作硬化可用來提高質料的強度強化階段的塑性變形是沿軸向平均漫衍的拉伸曲線的應力到達強度極限,b,
,圖6強化階段拉伸曲線示意圖,4頸縮階段如圖7所示應力到達強度極限后最先在試樣最微弱處泛起局部變形從而導致試樣局部截面急劇頸縮承載面積迅速削減試樣遭受的載荷很快下降直至斷裂斷裂時試樣的彈性變形消逝塑性變形則遺留在斷裂的試樣上,
,圖7頸縮階段拉伸曲線示意圖,3真實應力應變曲線的處置方式,在設計有關質料結構設計或模擬仿真運算中經常需要依據質料真實性能參數而通常通過拉伸實驗直接做出來的拉伸曲線往往是工程上的應力應變曲線並不能完全準確反映質料的真實拉伸情形如拉伸實驗誤差拉升歷程中標距段橫截面積的轉變等這就需要對拉伸試驗的效果舉行處置獲得真實的應力應變曲線另外由於實驗所得的數據太多一樣平常為幾千個點甚至為上萬個點而平時仿真軟件輸入的點一樣平常為幾百個以是為了獲得有用數據必須對原始數據舉行處置主要通過以下步驟舉行處置以仿真軟件CAE為例,31對力位移曲線舉行處置,1整理無效數據,將前面的空瑕玷予以刪除並對位移舉行開端的元整如圖8所示圖中的0位移節點要刪除點直至第一個位移為非0點,
,圖8無效數據整理前後示意圖a整理前b整理后,2對位移舉行首次處置,位移的數據小數點後有許多位首先處置到適當位置就行,32盤算工程應力應變曲線,應力力厚度寬度,應變伸長量初始長度,33盤算真實應力應變曲線,真實應力工程應力1工程應變,真實應變Ln1工程應變,34取整,將應力應變曲線舉行四舍五入取整,35篩選數值,以一定應變為增量取響應的應力值並繪製折線圖然後取有用區域數值如圖9中的紅圈部門為無效區域應捨去,
,圖9數值帥選示例上圖中的紅圈部門為無效區域,36有用應力應變,有用應力應變曲線一樣平常是將數據的彈性部門去除如圖10表格所示直接將a中0003或0004之前的對應的應力捨去應變穩固應力順移即可獲得b即0應變為對應的應力為原來0004對應的應力0002應變對應的應力為原來0006對應的應力,
,圖10有用應力應變數據處置示例圖,經由以上的處置方式獲得有用應力應變曲線就可以將獲得的數值導入到CAE軟件中舉行數值盤算,4其他處置技巧,1當實驗測出的位移和力的數值都是從負值最先,準確的做法不應是直接去除負數值的點而只保留非負數的點而應將坐標原點平移即將橫縱坐標所有值都各自加上測出獲得的響應的最大負數值使各自初始點都從零點最先,2嚴酷盤算質料延伸率時是將拉伸總的形變量與原長標距的比值盤算獲得嗎,嚴酷來說延展率是拉伸塑性形變量與原長標距的比值即拉伸曲線上進入塑性變形后的總的變形量減去一最先的彈性變形量才是現實的變形量通常工程上由於彈性變形量相對較小以是將拉伸總的變形量取代拉伸塑性形變量盤算獲得的,3當遇到拉伸曲線呈特殊情形下應該實驗數據取捨問題如遇到下圖11所示彈性階段前泛起一小段平線,
,圖11拉伸彈性階段前泛起一小段平線線的特殊拉伸曲線示例,該曲線是通過實驗盤算獲得的應力應變曲線是真實的理論上可以用前面的平緩區絕大部門是由於夾具系統初始的清閑和試樣的弱毗鄰的所致應該將前面平線段捨棄后重新作圖,
君子蘭有花苞能澆水嗎(君子蘭開花期間能澆水嗎)