拉伸試驗(yàn)在彈性應(yīng)變結(jié)束后進(jìn)入塑性應(yīng)變階段:
先發(fā)生局部不均勻塑性變形,稱(chēng)為呂德斯應(yīng)變(Lüders strain);
然后發(fā)生均勻塑性變形,稱(chēng)為均勻塑性應(yīng)變(Uniform plastic strain);
最后發(fā)生局部頸縮的不均勻塑性變形,稱(chēng)為頸縮應(yīng)變(necking strain)。
整個(gè)過(guò)程可得到抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、斷裂伸長(zhǎng)率等性能參數(shù)。
塑性變形開(kāi)始時(shí)應(yīng)力的下降現(xiàn)象稱(chēng)為屈服強(qiáng)度效應(yīng)(yield strength effect)。見(jiàn)下圖。
抗拉強(qiáng)度
抗拉強(qiáng)度(Ultimate tensile strength)是材料在斷裂之前可以承受的最大應(yīng)力。其值等于最大拉伸力Fu除以初始橫截面積S0的商,見(jiàn)下圖。
σu=Fu/S0
屈強(qiáng)比
屈強(qiáng)比(Yield-tensile ratio)是屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比率。它是衡量過(guò)載導(dǎo)致斷裂風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)。
屈強(qiáng)比越高,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度越接近。材料從過(guò)載(超過(guò)屈服強(qiáng)度)到超過(guò)抗拉強(qiáng)度,發(fā)生縮頸斷裂之間,只有很小的安全裕量。
屈強(qiáng)比越低,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度之間的差異就越大,過(guò)載情況下的安全裕量越大,材料延展性越好,越易成型。
斷裂伸長(zhǎng)率
斷裂伸長(zhǎng)率(elongation at break)是試樣斷裂后的剩余應(yīng)變,也稱(chēng)為斷裂應(yīng)變(Fracture strain)。見(jiàn)下圖。
在實(shí)際操作中,斷裂伸長(zhǎng)率通過(guò)拼接斷裂試樣并測(cè)量總長(zhǎng)Lu來(lái)確定,結(jié)果更精確。
A=(Lu?L0)/L0*100%
當(dāng)超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí),拉伸試樣僅在頸縮區(qū)域內(nèi)伸長(zhǎng),因此較短和較長(zhǎng)試樣的頸縮長(zhǎng)度幾乎相同。如下圖所示,短試樣比長(zhǎng)試樣具有更高的斷裂伸長(zhǎng)率。因此在比較斷裂伸長(zhǎng)率時(shí),需要采用相同長(zhǎng)度的試樣。
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